El ADN

El ADN de las plantas

La información de esta sección se aplica a todos los eucariotas con cloroplastos, o "plantas" en sentido amplio. Las células de las plantas tienen tres juegos diferentes de ADN: por un lado la célula tiene su propio genoma en su núcleo, por otro las mitocondrias tienen su propio genoma, y por otro los cloroplastos tienen su propio genoma. Las mitocondrias y los cloroplastos se reproducen dentro de la célula, y cuando la célula que los alberga se divide, algunos se van para una de las hijas y otros para la otra, de forma que nunca quede una célula sin mitocondrias ni cloroplastos. El núcleo de las células de las plantas contiene genoma de tipo eucariota: al igual que en los animales, el ADN está ordenado en cromosomas, cada cromosoma es una sola molécula de ADN lineal, empaquetada. En cambio, las mitocondrias y los cloroplastos tienen genoma de tipo bacteriano: poseen una molécula de ADN circular por plástido, al igual que sus ancestros que eran bacterias. El tamaño del ADN es mucho mayor en el núcleo que en sus organelas: en el núcleo es tan grande que se mide en "megabases", en las mitocondrias en cambio, es de unas 200 a 2.500 kilobases, en los cloroplastos es de unas 130 a 160 kbases (una kbase es igual a mil bases, o mil "peldaños de la escalera"). La forma de heredar el ADN también difiere en el núcleo y las organelas: mientras que el ADN núcleo se hereda de forma biparental (como el ADN del núcleo de los animales), el ADN de las mitocondrias y el de los cloroplastos se hereda por parte de uno solo de los padres, en general por parte de la madre (al igual que las mitocondrias de los animales). Esto es debido a que en general las organelas que serán transmitidas a la generación siguiente son las que están albergadas en el óvulo. El orden en que se encuentran los genes en las mitocondrias es variable, y de hecho el genoma de las mitocondrias se reordena espontáneamente con mucha frecuencia (que se "reordene" quiere decir que se corta en pedazos y se vuelven a pegar de una forma distinta de la que estaban). Este reordenamiento ocurre con tanta frecuencia que incluso dentro de una misma planta se encuentran genomas diferentes en mitocondrias diferentes, y por lo tanto no son útiles para diferenciar especies o grupos de especies, ni para establecer parentescos. En contraste, el ADN de los cloroplastos es estable (no se reordena con tanta frecuencia), tan estable que se encuentran los mismos arreglos de ADN en el genoma de los cloroplastos de todos los descendientes de un ancestro común. Es por eso que el ADN de los cloroplastos es el más utilizado en los análisis moleculares de ADN, ya que en ellos, los reordenamientos son raros y por lo tanto por un lado, es más fácil rastrear mutaciones (que dan información de parentesco), y por otro lado, cuando sí ocurre un reordenamiento, al ser tan raros también dan información de parentesco.

El ADN de las mitocondrias se reordena con mucha frecuencia, pero las mutaciones ocurren con mucha menor frecuencia que en los cloroplastos. Por eso, a pesar de que es más difícil de analizar que el genoma de los cloroplastos debido a los reordenamientos, el genoma de las mitocondrias fue utilizado en los análisis moleculares de ADN en que se buscaban parentescos entre parientes lejanos.

El ADN del núcleo acumula muchas mutaciones y posee muchos polimorfismos, por lo que es utilizado para establecer diferencias entre especies cercanas o entre poblaciones de la misma especie. Es más difícil de analizar que el genoma de las organelas por lo que sólo se hacen los análisis moleculares del ADN del núcleo en las especies que tienen importancia agrícola.