Un cromosoma lineal es un cromosoma que tiene forma lineal y contiene extremos terminales. En la mayoría de las células eucariotas , el ADN está dispuesto en múltiples cromosomas lineales. Por el contrario, la mayoría de las células procariotas generalmente contienen un cromosoma circular singular .
En general, los factores que condujeron a la evolución de los cromosomas lineales en los eucariotas no se conocen bien. Una posible presión selectiva a favor de los cromosomas lineales se relaciona con el tamaño del genoma de un organismo : los cromosomas lineales pueden facilitar la transcripción y replicación de genomas grandes. En un organismo con un genoma muy grande, los cromosomas circulares podrían causar problemas relacionados con la tensión torsional . [ cita necesaria ]
Los cromosomas lineales también son de alguna manera desventajosos o problemáticos, siendo uno de los mayores problemas potenciales el problema de la replicación final . Este es un fenómeno que ocurre debido a la direccionalidad de las enzimas de replicación del ADN, lo que resulta en la pérdida gradual de material genético en los extremos de los cromosomas lineales después de cada ciclo posterior de replicación celular y del ADN. Para mitigar los efectos negativos de esta pérdida gradual de material genético, los eucariotas han desarrollado secuencias terminales de ADN repetitivas y no codificantes conocidas como telómeros en los extremos de los cromosomas. Estas secuencias repetitivas y no codificantes se pierden en lugar del ADN codificante importante, y se reponen mediante enzimas conocidas como telomerasas . [1] Sin embargo, los telómeros no previenen completamente la pérdida de ADN codificante en los extremos terminales de los cromosomas lineales. De hecho, se cree que la eventual pérdida del ADN codificante en líneas celulares dentro de un organismo desempeña un papel en la senescencia . [ cita necesaria ] Además, la evidencia sugiere que los telómeros pueden ser inestables y propensos a mutaciones que conducen al desarrollo de tumores. [2] Las mutaciones que conducen a la actividad constitutiva de la telomerasa pueden provocar la pérdida de mortalidad celular en líneas celulares tumorales, lo que se asocia con el desarrollo de cáncer . [ cita necesaria ]
Los cromosomas lineales no se limitan a organismos eucariotas; Algunos organismos procarióticos también tienen cromosomas lineales. Borrelia burgdorferi fue la primera bacteria en la que se encontró un cromosoma lineal, pero se han encontrado nuevos ejemplos, como varios Streptomyces y Coxiella burnetii . Algunas bacterias, como Agrobacterium tumefaciens , incluso tienen un cromosoma lineal y un cromosoma circular. Estas bacterias también han inventado de forma independiente sus propias versiones de telómeros para proteger el ADN, aunque no son infalibles: Streptomyces tiene telómeros cubiertos por proteínas, pero se sabe que representa "uno de los ejemplos más espectaculares de inestabilidad genética entre los procariotas". [3]
Los experimentos en los que se han linealizado los cromosomas circulares de organismos procarióticos han demostrado que algunos procariotas pueden mantener la viabilidad incluso con cromosomas lineales. [4]
Los genomas de la mayoría de las mitocondrias y plastidios eucariotas se encuentran en un único cromosoma circular, en consonancia con su ancestro bacteriano. Sin embargo, un buen número de especies eucariotas albergan ADNmt lineal, algunas incluso divididas en múltiples moléculas, en una amplia variedad de taxones: animales (mamíferos, medusozoos, esponjas), hongos (especialmente levaduras), plantas y alveolatas . En levaduras y plantas, la forma del ADNmt depende del ciclo de vida: en algunos puntos pueden ser circulares, pero en otros se encuentra una forma lineal ramificada, que consiste en copias concatenadas del genoma original. [5] En estos genomas, la conversión genética ayuda a expandir las repeticiones de sus telómeros. [6]
Se pueden encontrar variaciones similares en los genomas de plástidos. Las plántulas de maíz tienen cpDNA principalmente en forma lineal ramificada. [7] Acetabularia tiene un ADNcp lineal verdadero. [8]