thumb|300px|Mark E. Kelly y Scott Kelly, ex-astronautas de la NASA, son gemelos idénticos.
La palabra gemelo sirve para denominar coloquialmente a todos aquellos individuos que han sido alumbrados en un mismo parto. En biología hace referencia a todos aquellos cigotos cuyo desarrollo y gestación ocurre simultáneamente.
Etimología La palabra «gemelo» —junto a «mellizo» y «géminis»— deriva de la expresión latina gemellus (diminutivo de geminus) la cual significa ‘nacido al mismo tiempo’; que a la vez es relacionada con la raíz indoeuropea yem-.
«Gemelo» y «mellizo» solían tener un significado similar, y aún pueden considerase sinónimos, aunque la Real Academia, en la edición 23 del Diccionario de la Lengua Española, ya reconoce cierta distinción entre ellas. La palabra «gemelos» es utilizada para referirse a aquellos individuos cuya concepción ocurre a partir de la división de un mismo cigoto y son idénticos y del mismo sexo, mientras que la palabra «mellizos» hace alusión a aquellos embriones que provienen de la fertilización lograda entre gametos distintos Ver significado número 2. Ver significado número 2. y pueden ser de diferentes sexos.
Palabras como «triate» (trillizo), «jimagua», «cuate» (mellizo) o «morocho» (mellizo) son americanismos y han sido adoptadas en una gran cantidad de regiones. Ver significado número 5
Proceso La razón por la cual ocurre este fenómeno es desconocida, pero su proceso ha sido investigado y teorizado detalladamente. Las causas por las cuales ocurre la gestación múltiple son varias y la causa determinará el grado de similitud o parentesco entre ambos individuos. En el caso de los gemelos idénticos ocurre durante la división celular en la cual un solo cigoto da origen a dos embriones, mientras que en el caso de los gemelos fraternos (mellizos), gametos distintos consiguen la fertilización simultáneamente. La fecundación de un óvulo por dos espermatozoides (polispermia) en raras ocasiones puede dar lugar a la concepción de gemelos semi-idénticos que poseen un alto grado de mosaicismo y comparten la mitad de un mismo genoma. Los gemelos idénticos nacen a partir de la división de un cigoto común, mientras que los gemelos fraternos (mellizos), proceden de dos cigotos distintos.
Gemelos monocigóticos El término monocigótico, donde mono significa uno y cigótico hace referencia al cigoto, significa 'un solo cigoto’ o ‘proveniente de un mismo cigoto’, es utilizado para referirse a seres que se originan por la bipartición celular de un cigoto, que da origen a dos embriones, llamados en los humanos gemelos idénticos, por su idéntica carga genética.
El término gemelos idénticos o monocigóticos, es utilizado para referirse a aquellos organismos cuyo origen ocurre inmediatamente después de la fertilización. La división celular del cigoto, origina dos células genéticamente iguales, que se desarrollan conjuntamente. Al momento del nacimiento, los gemelos monocigóticos o univitelinos comparten caracteres genéticos y epigenéticos iguales, pero ambos pueden variar durante el desarrollo, a causa de mutaciones en el caso del genoma o a causa de factores ambientales y el envejecimiento, en el caso de la epigenética. A lo largo de sus vidas, tanto su aspecto como su genoma pueden resultar diferentes, a tal punto que se llegan a considerar hermanos dicigóticos.
De acuerdo al periodo de tiempo en el cual ocurra la bipartición del cigoto, los gemelos monocigóticos pueden catalogarse de acuerdo a la manera en que comparten el saco amniótico y el corion, pudiendo ser desde gemelos diamnóticos/dicoriónicos a monoamnióticos/monocoriónicos que en ocasiones llegan a compartir desde un órgano hasta distintas extensiones de un mismo cuerpo. Estos últimos, en el caso de los humanos, son conocidos como siameses.
Momento de división Cuando la división ocurre tres días después de la fecundación, ambos cigotos se desarrollarán como embriones con un saco amniótico y un corion separado. Este tipo de división es similar a como se desarrolla la gestación de organismos dicigóticos. El desarrollo en este tipo de casos no está exento de complicaciones.
Cuando la división ocurre a partir del cuarto día luego de la fertilización, el cigoto se fraccionará de tal manera que ambos embriones que se formen compartan un mismo corion pero se desarrollen en líquido amniótico distinto, en ocasiones comparten toda la placenta. En este tipo de casos existen riesgos a sufrir, principalmente el síndrome de transfusión fetofetal, en el cual uno de los gemelos «cede» parte de la sangre al otro.
Después del noveno día, la división que acontezca dará como resultado dos organismos que compartirán tanto su corion como su saco amniótico y probablemente la totalidad de la placenta. Este tipo de gestación puede generar mucho más riesgo de padecer el síndrome de transfusión fetofetal, además de complicaciones en cuanto al desplazamiento del cordón umbilical a lo largo de los cigotos.
Después del décimo día, la división que ocurra sólo podrá dar como resultado una bipartición incompleta o tardía, desembocando en el nacimiento de individuos que compartirán desde órganos hasta distintas proporciones de un mismo cuerpo, lo que en humanos se conoce como siameses.
Gemelos semi idénticos Es denominado polispermia el suceso durante el cual más de un espermatozoide fecunda un óvulo; en este caso dos espermatozoides. El cigoto resultante tiene tres pares de cromosomas —siempre que cada gameto posea uno— es decir, contará con sesenta y nueve cromosomas. Sin embargo, durante este proceso inestable, la información genética del cigoto es mezclada inevitablemente. En el caso de que al menos uno de los espermatozoides transportara un cromosoma Y, al ocurrir la bipartición a gemelos, la división celular subsiguiente intentará generar un cariotipo normal de cuarenta y seis cromosomas. Si es logrado, el resultado será un individuo que manifestará un alto grado de mosaicismo y/o quimerismo. Cada uno de estos individuos puede manifestar físicamente un sexo y llegar a poseer los tejidos y órgano reproductor del mismo. Sin embargo, también es muy probable que manifieste ambos tejidos, ovarios y escroto; de cualquier forma poseerá un elevado porcentaje de células de ambos sexos dependiendo del tejido.
Características Similitud miniaturadeimagen|Dos bebés gemelos. Los gemelos monocigóticos no poseen un genoma exactamente igual. Estudios realizados en las leucocitos de sesenta y seis pares de gemelos monocigóticos, ha llevado a la conclusión de que las células en la sangre de ambos podrían tener, por cada secuencia de ADN, una diferencia en cada nucleótidos. Además de esto, ya que su división celular se lleva a cabo de manera independiente luego de la bipartición, el tener contacto con distintas zonas del saco (entre otras características del periodo de gestación), es todavía curioso que sean tan parecidos. Aparte de esto y en los casos en que resultan indistinguibles en su fenotipo, siempre existen rasgos intrínsecos en la complexión de cada uno. Esto es causado por recibir una nutrición desigual durante la gestación y/o la intervención de la epigenética luego del nacimiento, entre otras variaciones en el desarrollo de ambos que puede cambiar sus apariencias durante el crecimiento.
Sexo miniaturadeimagen|Dos mellizos que no son del mismo sexo, una niña y un niño. Estos individuos pueden o no ser del mismo sexo. En caso de ser de distinto sexo (una mujer y un varón que son gemelos monocigóticos) pueden ser o no similares en su fenotipo, pero (además de las diferencias típicas expuestas anteriormente) la producción hormonal los diferenciará aún más a lo largo del crecimiento. Estos individuos provienen de la fecundación de un ovocito por parte de un espermatozoide que transporta más de un cromosoma sexual, o por dos espermatozoides que tienen cromosomas sexuales distintos (en el caso de la poliespermia). Al ser fertilizado, el ovocito aporta un cromosoma adicional, de modo que se concibe un cigoto de cariotipo XXY. Durante la bipartición común, este cigoto que en un principio poseía tres pares de cromosomas sexuales, se divide para crear dos cigotos que durante su división celular desecharán (ambos) uno de los tres cromosomas; cada cigoto organizará un genoma propio de un sexo, de tal modo que serán concebidos dos individuos que poseen gran similitud genética, principalmente en sus autosomas. En la mayoría de los casos ambos organismos o personas presentan microquimerismo, es decir, poseen células de su gemelo dentro, las cuales son genéticamente del otro sexo. El porcentaje de estas células puede variar de tejido a tejido y por lo general los órganos sexuales están exentos de ellas. Estas células pueden o no afectar la fertilidad de ambos, pero no se manifestarán en el linaje pues puede que se desechen a lo largo de sus vidas.
En el caso de los gemelos semi-idénticos, debido a que es un proceso inestable, ambos gemelos poseen genomas en distintos porcentajes de uno u otro sexo (siempre que al menos uno de los espermatozoides que fecundaran el óvulo transportara un cromosoma Y), de modo que es mucho más difícil predecir qué tejido poseerá cada uno, pudiendo ser del mismo sexo, de distinto sexo o de ambos.
Gemelos dicigóticos miniaturadeimagen|230px|right|Gemelos de ocho meses de edad durmiendo. Los individuos cuya gestación ocurre de manera simultánea y se originan por la fecundación de dos óvulos distintos por dos espermatozoides distintos dan como resultado individuos dicigóticos (dicho coloquialmente, mellizos o «gemelos fraternos»). Ambos individuos se producen debido a que, durante el periodo de ovulación, más de un óvulo es liberado, en este caso, dos. Luego el coito, ambos óvulos son fertilizados por espermatozoides distintos y dos cigotos comienzan a desarrollarse independientemente. La palabra está compuesta del prefijo di que indica dos, y cigótico, que hace referencia al cigoto; significa ‘proveniente de dos cigotos [distintos]’.
A pesar de desarrollarse de forma separada, existe en ocasiones la posibilidad —de manera no del todo clara— de que ambos mellizos compartan parte de una misma placenta, y un proceso de intercambio de sangre y células ocurra entre ambos, alojándose en ciertos tejidos. Esto significa que luego de nacer, ambos individuos manifiesten una quimera, sanguínea o de otro tipo, en la que presenten diferentes tipos de sangre, o células genéticamente disímiles, que provienen de su mellizo.
Debido a la manera en que son concebidos, el genoma de los organismos que se originan durante un proceso dicigótico de gestación, pueden proceder de distintos progenitores masculinos. Esto es llamado «superfecundación» o «superfertilización» en seres humanos, y se refiere al acontecimiento en el cual, luego de liberarse más de un óvulo, uno de ellos resulta fecundado durante un acto sexual, luego, en un periodo de entre 12-48 horas, otro óvulo resulta fecundado durante coito con un sujeto distinto al anterior («Superfecundación heteropaternal»). De modo que la mitad de la información genética de ambos cigotos proviene de un mismo ser (la madre), mientras que la otra mitad procede de dos individuos distintos. En el caso de los humanos, este suceso puede ser planificado; mediante la fertilización in vitro se podrían implantar cigotos fecundados por espermatozoides de distintos donantes.
Características Similitud Los individuos dicigóticos poseen tanta diferencia en sus genomas como cualquier otro par de hermanas o hermanos gestados y concebidos en momentos diferentes. Esto no evita que puedan ser tan similares o desiguales como cualquier gemelo monocigótico. De hecho, en ocasiones, individuos concebidos de un proceso monocigótico son tan diferentes que erróneamente son tomados por dicigóticos, a pesar de que su ADN es casi idéntico y difieran en el fenotipo; esto ocurre en casos auténticos de gemelos monocigóticos de distinto sexo.
Sexo