Descripción genética de la planta

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garru
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Descripción genética de la planta

Mensajepor garru » Sab Sep 03, 2011 10:55 am

Antes de profundizar en genética me parece relevante tener un concepto genético de la planta en sí. Aunque este apartado pertenece más bien al dominio de la biología y la fisiología vegetal hay que tener en cuenta que la genética en sí misma también sería una rama de la biología y por tanto los límites de cada ciencia no están bien definidos. De hecho la genética requiere del estudio de muchas disciplinas biológicas como la bioquímica, la anatomía, la fisiología y demás para entenderse y poder verse desde varias perspectivas. Bueno sin meter más rollos vamos a describir como es una planta, en especial a la que más nos gusta, como es genéticamente una marihuana.

La marihuana como buena planta que es, es un organismo pluricelular. Esto quiere decir que está compuesta por muchas células que aunque están vivas por sí mismas, están coordinadas entre ellas e interactúan por un bien común que es sacar adelante a toda la comunidad que forma al organismo al que pertenecen a la vez que crear a una futura descendencia para que la especie también siga adelante.

Llegamos así a la primera rayada biológica; unos individuos llamados células tienen la única misión de servir a una comunidad de seres denominada organismo que a su vez tiene la misión de crear nuevos organismos….la función de la vida es que no pare la máquina, que la cosa siga, que se perpetúe la especie pero a la vez que evolucione. Como decía la canción de los Chichos, sacaré adelante a mi familia, seguiré luchando noche y día.

Si observamos una planta la podemos dividir en vástago (parte aérea) y sistema radical. Si seguimos podemos dividir también en órganos; hojas, tallo, raíces… si seguimos podemos dividir en tejidos; meristemos, xilema, floema, parenquima, clorenquima… y si seguimos ya pasamos a las células.

Las células son distintas en una misma planta dependiendo de la función que realicen. Las células de una misma planta son muy distintas entre ellas, tanto a nivel morfológico (forma que tienen) como a nivel fisiológico (reacciones que llevan a cabo). Ahora bien todas ellas (salvo excepciones) tienen la misma información genética. Cada una de las células tiene la información potencial para crear un individuo entero.

De hecho con las técnicas de cultivo invitro actuales en muchos casos se consigue. A partir de un pétalo, un trozo de raíz… se consigue crear un individuo. Más conocido es el proceso de regenerar una planta a partir de esquejes. Aquí a partir de un tallo se obtiene una planta. Se forman raíces donde no las había. Esto evidencia que las células poseen toda la información genética pero ya que esto es así que pasa para que una célula sea tan distinta a otra?

La respuesta es que el rollo no está en poseer la información sino en utilizarla. Las células de un mismo organismo son distintas porque cada una está utilizando una parte de la información que posee, o lo que es lo mismo cada célula expresa los genes que requiere mientras que silencia los que no requiere. Estos cambios de expresión son los que determinan los distintos tipos celulares, los distintos tejidos, órganos y sistemas.

Las células tienen la capacidad de dividirse y de una salen dos células idénticas. A este proceso se le denomina mitosis. Durante el proceso de mitosis se copia el material genético celular y cada copia pasa a un individuo distinto. El material genético de una célula se encuentra empaquetado en filamentos independientes denominados cromosomas.

Realmente las células tienen el doble de información genética que les hace falta. Tiene dos cromosomas de cada. Uno cedido por el padre y otro cedido por la madre en el proceso de fecundación. Así para cada tipo de cromosoma la célula tiene 2 denominados cromosomas homólogos y dispone de dos juegos completos de cromosomas. Esto se simboliza con 2n siendo n el número de cromosomas que tiene un individuo haploide o el número de cromosomas distintos donde se albergan los distintos genes.

No todas las células de una planta son diploides (2n). Existen unas células especializadas, denominadas sexuales que son haploides (n) o lo que es lo mismo que solo tienen un juego de cromosomas y por tanto no tienen cromosomas homólogos y disponen de la mínima información genética aunque potencialmente también son capaces de crear un individuo entero ya que tienen toda la información genética necesaria.

A este tipo de células pertenece el polen y los óvulos. Estos se obtienen a partir de células diploides (2n) por un proceso denominado meiosis en el que los cromosomas homólogos se separan de una forma aleatoria para formar dos células. Es algo parecido a la mitosis pero sin haber copiado el material genético por lo que este se divide en dos grupos.

En el proceso de fecundación, cuando el polen introduce su material genético en el óvulo, se restablece la diploidia en el embrión. En esta primera célula está toda la información genética del futuro organismo. A partir de este embrión se forma una semilla que no es más que el embrión con una fuente de alimento y una cubierta protectora que le ayuden a la hora de germinar.

Cuando la semilla germina, el embrión empieza a dividirse como un poseso y se empiezan a formar los tejidos meristemáticos. Los tejidos meristemáticos son zonas con células en constante división. Estas células meristemáticas son primarias, aún no están diferenciadas, lo único que hacen es dividirse y dividirse. En el nuevo individuo se forman dos meristemos, el apical que se encuentra en el ápice del tallo y va hacia arriba y el radicular que se encuentra en la punta de la raíz y va hacia abajo. Se produce así un crecimiento bipolar de la planta (2 sentidos arriba y abajo) teniendo la punta del tallo y la punta de la raíz en constante división.

Tal y como va creciendo la planta los meristemos van dejando tras de ellos células que ya no se dividen. Estas células comienzan el proceso de diferenciación. El proceso de diferenciación es muy complejo y depende en gran medida del cóctel de hormonas que las células encuentran a su alrededor para que una célula se determine en un tipo celular u otro. (véase el post ¿qué sabemos de hormonas? en el foro de autocultivo). Con esto sabemos que existen unas zonas de constante división que detrás de ellas van dejando células que se diferencian.

A partir de estas células diferenciadas también se forman nuevos meristemos que dan lugar a las ramas o en el caso de la raíz a las raíces secundarias.

A diferencia de las células animales, las vegetales tienen la capacidad de desdiferenciarse y volver a formar tejidos meristemáticos de una forma natural. Por ejemplo si cortamos un tallo, este de la zona de la epidermis empezará a formar un meristemo para que de ahí salga una rama. Algunos animales tienen esta capacidad en algún tejido como es el caso del rabo de las lagartijas, pero las plantas esta estrategia la llevan usando muchos años y es una consecuencia de que las plantas no pueden salir corriendo ante un peligro pero si pueden regenerarse ante un ataque.

Cuando la planta ya es adulta se empiezan a formar los órganos sexuales que en el caso del cannabis están separados los machos de las hembras, en distintas plantas (dioicas)o en una misma planta (monoicas). Se forman las flores donde se encuentran las células sexuales haploides(óvulos o polen). El proceso de meiosis es el que determina los cromosomas que tendrá cada célula sexual y este proceso es el que determina la variabilidad que va a tener la descendencia ya que de una forma aleatoria en la célula sexual se encontrará un cromosoma u otro independientemente de los demás. Si por ejemplo la planta tuviese dos cromosomas (n=2, 2n=4) la planta podría crear 2n posibilidades distintas que en este caso sería 4, si n=7 la planta podría crear 27 tipos de células distintas genéticamente. Este es el primer paso de variabilidad que crea es sexo.

Por otro lado la meiosis tiene otra fuente de variabilidad. En una fase de esta los cromosomas homólogos se combinan en determinadas zonas y parte de un cromosoma pasa a su cromosoma homologo y viceversa. Así antes de formar distintas células sexuales los cromosomas homólogos se mezclan en determinadas zonas intercambiándose fragmentos entre ellos. A este proceso se le denomina recombinación homologa de los cromosomas.

Con estos dos procesos nos hacemos una idea de la gran cantidad de variabilidad que crea el proceso sexual. Un grano de polen y un óvulo tienen una mezcla al azar del material genético del organismo del que procede, pero tienen solo la mitad.

El cannabis para crear más variabilidad en la descendencia requiere normalmente de otra planta de distinto sexo para crear descendencia. Es por ello que a la variabilidad creada por una planta hay que sumarle la variabilidad creada por el otro parental que en el caso que los dos parentales tuviesen (n=7) tendríamos 27+27 =256 posibilidades de plantas distintas sin contar la variabilidad creada por el intercambio de fragmentos de cromosomas homólogos en el proceso de recombinación de la meiosis.

Para que sirve esto? Para evolucionar, para crear variantes que se adapten más eficientemente al medio y perpetúen la especie, para que los genes no se pierdan, para que se mantengan los rastros de vida de los antecesores en los nuevos individuos aunque sea a fragmentos. Volvemos a la rayada biológica, la célula vive para el organismo ya que son iguales genéticamente pero este vive para crear organismos distintos a él pero a la vez con partes iguales. Que no pare la máquina.
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