Las 5 diferencias entre célula haploide y diploide

El significado evolutivo de las células diploides y haploides va más allá de su partición genética

Samuel Antonio Sánchez Amador

Samuel Antonio Sánchez Amador

Diferencias entre las células haploides y las diploides

La célula es la unidad morfológica y funcional del ser vivo. Todo ente viviente, desde la bacteria más basal hasta el ser humano, presenta al menos una célula capaz de autorreplicarse a sí misma e intercambiar sustancias con el medio ambiente. Los seres vivos procariotas tienen solo una célula que constituye todo su cuerpo, pero los eucariotas podemos llegar integrar en nuestro organismo billones de ellas, cada una en un sistema mucho más grande que la unidad y con una funcionalidad marcada.

Como hemos dicho, el ente celular equivale a vida. Los únicos organismos que confluyen con esta premisa son los virus, viroides y priones, pero rara vez se los considera como seres vivos. Más bien, constituyen un grupo aparte, de agentes biológicos patógenos con potencial infeccioso. Sin la célula, no se llegan a los requerimientos mínimos para que la vida pueda desarrollarse como tal.

De todas formas, cabe destacar que, por ejemplo, dentro del ser humano existen 2 grandes tipos celulares: haploides y diploides. En las siguientes líneas, te contamos las diferencias entre célula haploide y diploide y su significado evolutivo.

¿Cuáles son las diferencias entre haploidía y diploidía?

En la naturaleza, ninguna adaptación se ha desarrollado al azar. Toda característica sirve (o ha servido) un cometido en la historia evolutiva de la especie, así que el hecho de que existan células haploides y diploides dentro de un mismo organismo debe tener una razón de ser. En los siguientes puntos, la exploramos.

1. Las células haploides solo contienen un juego de cromosomas, las diploides dos

Esta es la diferencia principal entre la haploidía y diploidía. Una célula diploide (2n) contiene en el interior de su núcleo un juego de cromosomas emparejados, en los que se encuentra toda la información genética del individuo, mitad del padre y mitad de la madre. En el caso del ser humano, existen 23 pares de cromosomas, 22 autosómicos y uno sexual (XX y XY), que engloban en su totalidad unos 25.000 genes distintos. De los 46 cromosomas totales que existen dentro del núcleo celular, 23 provienen de un parental y 23 del otro.

Por otro lado, una célula haploide (n) es aquella que contiene solo un cromosoma de cada tipo. En el caso de los gametos humanos (óvulos y espermatozoides), el núcleo celular solo contiene 23 cromosomas. La explicación es sencilla; si cada gameto fuera diploide, en la unión para formar el cigoto las células resultantes tendrían cada vez más cromosomas:

  • Célula haploide (n) + Célula haploide (n) = Célula diploide (2n)
  • Célula diploide (2n) + Célula diploide (2n) = Célula tetraploide (4n)
  • Célula tetraploide (4n) + Célula tetraploide (4n) = Célula con 8 juegos de cromosomas (8n)

Así pues, si no existiesen las células haploides durante la reproducción sexual, en solo 3 generaciones un ser humano pasaría de tener 46 cromosomas (23 x 2) a 184 (23 x 8). La duplicación de un solo cromosoma cuando no toca ya puede llegar a ser mortal, así que este mecanismo de acumulación genética sería incompatible con la vida.

2. Las células diploides se dividen por mitosis, y las células haploides por meiosis

Como ya hemos asentado, una célula diploide somática (que conforma los tejidos) tiene una pareja de cada cromosoma, siendo cada integrante de uno de los dos parentales.

Como estas células no están implicadas en la reproducción (solo tienen como finalidad mantener y reparar las estructuras corporales), no tienen ninguna necesidad de dividir su información genética a la mitad. Por ello, se dividen por mitosis, proceso en el que una célula madre da lugar a dos células hijas exactamente iguales, mediante la duplicación de su ADN y la partición del citoplasma.

Como podrás sospechar, el caso de las células haploides es completamente distinto. En el cuerpo humano, estas unidades celulares son los óvulos y espermatozoides, aquellos encargados de que se produzca la fecundación. Para que permanezca la diploidía en el cigoto, deben “partir” por la mitad a cada pareja de cromosomas y quedarse solo con uno de los dos integrantes, como hemos visto en el apartado anterior.

Así pues, el proceso de formación de una célula haploide es mucho más complejo que el de una diploide (al menos dentro de un organismo diploide). Para ejemplificarlo, te mostramos el proceso de síntesis de un espermatozoide:

  • Fase proliferativa: una célula madre germinal diploide forma espermatogonias tipo A y B. Las A se dividen por mitosis para aumentar la estirpe en cantidad, pero las B no.
  • Una espermatogonia se diferencia en el espermatocito primario, y por la meiosis I este da lugar a dos espermatocitos secundarios. En la meiosis II, cada espermatocito secundario da lugar a dos espermátidas haploides.
  • Así pues, donde antes había una espermatogonia B diploide ahora hay 4 espermátidas haploides, con la mitad de información genética.
  • Las espermátidas maduran hasta convertirse en espermatozoides funcionales.

De esta forma, se producen 4 gametos haploides donde antes había una célula madre germinal diploide. Además, durante todo este proceso se producen sobrecruzamientos y permutaciones cromosómicas, que hacen que la información parental no se presente de la misma forma en la descendencia. Por esta razón, se dice que la reproducción sexual es la base de la diversidad genética en las especies.

Células haploides y diploides

3. La haploidía y la diploidía se restringen a distintos grupos celulares

Todas las células que forman nuestro cuerpo son diploides, exceptuando los gametos (óvulos y espermatozoides), que se sintetizan en el óvulo y testículo, respectivamente. Así pues, se generaliza que las células somáticas humanas son diploides y las sexuales haploides.

Aún así, esto no es del todo cierto: por ejemplo, la mayoría de los hepatocitos (células del hígado) son tetraploides, es decir, contienen el doble de información genética que una célula somática normal. Siempre hay excepciones que confirman la regla.

4. La diploidía permite la diferenciación de sexos en algunas especies

En las colonias de los insectos eusociales como abejas, avispas y hormigas (Hymenoptera) los machos son haploides (X) y las hembras diploides (XX). Esta estrategia evolutiva sigue un patrón claro: los machos pueden nacer de una hembra fértil sin necesidad de que esta haya sido fecundada con anterioridad, lo que facilita muchísimo el periodo reproductivo entre colonias de una misma población.

Como podrás imaginar, en el ser humano esto no es así en absoluto, pues tanto machos (XY) como hembras (XX) somos diploides. De todas formas, es interesante conocer que la haploidía codifica para machos en algunas especies del reino animal.

5. Cada tipo celular tiene una función diferente

En el cuerpo humano, la funcionalidad de las células diploides es mantener el sistema biológico corporal a flote. Por ejemplo, las células somáticas de las capas dérmicas y epidérmicas están en continuo crecimiento, pues se descaman unos 40.000 queratinocitos (células del estrato córneo, el más superficial) cada minuto de nuestra vida. La división por mitosis fomenta la restauración, mantenimiento y sustitución de todos los tejidos corporales.

Por otro lado, las células haploides tienen una funcionalidad ya explorada: la reproducción sexual. Aunque la reproducción sexual sea mucho más costosa que una simple mitosis, tiene un gran sentido evolutivo. Todos los descendientes de una estirpe dividida por mitosis son genéticamente iguales, así que presentan las mismas aptitudes ante los cambios ambientales y su rango de capacidad adaptativa es mínimo.

Por otro lado, las especies que siguen un patrón de reproducción sexual presentan ejemplares muy distintos dentro de la misma población a nivel genético, ya que un hijo nunca es igual a uno de sus padres, sino una combinación de ambos (más mutaciones y sobrecruzamientos). Por ello, la existencia de las células haploides y la formación de gametos es la que genera la diversidad del planeta a lo largo de las generaciones, además de las capacidades adaptativas.

Resumen

Como has podido comprobar, las diferencias entre célula haploide y célula diploide van mucho más allá de la dotación cromosómica. Es esencial conocer las variaciones entre entes celulares a nivel microscópico, pero también aplicarlo en un ámbito médico y evolutivo.

Ambos tipos celulares son dos piezas esenciales en un mismo engranaje: la diploidía mantiene la vida, mientras que la haploidía la genera. Ambos procesos son vitales para el mantenimiento de las especies que se reproducen de forma sexual.

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Graduado en Biología por la Universidad de Alcalá de Henares (2018). Máster en Zoología en la Universidad Complutense de Madrid (2019). Durante su carrera estudiantil, se especializó en comportamiento animal, evolución, parasitología y adaptaciones morfológicas animales al medio. En su estancia en el Máster profundizó en mecanismos evolutivos y comportamientos. También formó parte de un equipo del Museo Nacional de Ciencias Naturales durante dos años, donde realizó investigaciones de índole evolutiva. Aquí adquirió extensos conocimientos sobre genética, heredabilidad y otras cuestiones relacionadas con el ADN. A día de hoy, se dedica a tiempo completo a la divulgación científica, realizando artículos de evolución animal y psicología y medicina humana.

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