Meiosis es una de las formas de la reproducción celular. Este proceso se realiza en las glándulas sexuales para la producción de gametos. Es un proceso de división celular en el cual una célula diploide (2n) experimenta dos divisiones sucesivas, con la capacidad de generar cuatro células haploides (n). En los organismos con reproducción sexual tiene importancia ya que es el mecanismo por el que se producen los óvulos y espermatozoides (gametos).
Este proceso se lleva a cabo en dos divisiones nucleares y
citoplasmáticas, llamadas primera y segunda división meiótica o
simplemente meiosis I y meiosis II. Ambas comprenden profase, metafase, anafase y telofase.
Durante la meiosis I miembros de cada par homólogo de cromosomas se emparejan durante la profase, formando bivalentes. Durante esta fase se forma una estructura proteica denominada complejo sinaptonémico,
permitiendo que se produzca la recombinación entre ambos cromosomas
homólogos. Posteriormente se produce una gran condensación cromosómica y
los bivalentes se sitúan en la placa ecuatorial durante la primera
metafase, dando lugar a la migración de n cromosomas a cada uno
de los polos durante la primera anafase. Esta división reduccional es la
responsable del mantenimiento del número cromosómico característico de
cada especie. En la meiosis II, las cromátidas hermanas que forman cada
cromosoma se separan y se distribuyen entre los núcleos de las células
hijas. Entre estas dos etapas sucesivas no existe la etapa S
(replicación del ADN). La maduración de las células hijas dará lugar a los gametos.
En la interfase se duplica el material genético. En meiosis I los cromosomas homólogos se reparten en dos células hijas, se produce el fenómeno de entrecruzamiento. En meiosis II, al igual que en una mitosis, cada cromátida migra hacia un polo. El resultado son 4 células hijas haploides (n).
En casi todos los organismos multicelulares, la reproducción sexual requiere la formación de células especializadas llamadas gametos, caracterizadas por tener solamente la mitad del numero de cromosomas propio de la especie, solo un miembro de cada par homólogo de cromosomas, este numero se indica con el símbolo “n” y a las células que la contienen se les denomina haploide o monoploide para diferenciarlas de las células diploide cuyo numero de cromosomas es 2n.
Lo más destacado de este proceso son: los cromosomas, el sobrecruzamiento y las fases de la meiosis.
Los cromosomas
¿Qué son?
Los cromosomas son una forma condensada del material genético (cromatina), que resulta más útil para su transporte y reparto.
Características generales:
- Todos los individuos de una misma especie tienen el mismo número de cromosomas
- Los cromosomas se duplican durante la interfase y, una vez completada la división celular, recuperan el estado original
Los
cromosomas de una célula difieren en tamaño y forma, y de cada tipo se
encuentran dos ejemplares, de modo que el número de cromosomas es de 2N
(esta propiedad se denomina diploidía) - Durante la formación de células sexuales (meiosis) el número de cromosomas baja a N. La fertilización del óvulo por el espermatozoide, restaura el número de cromosomas a 2N, de los cuales N proceden del padre y N de la madre.
- Además de los cromosomas usuales que forman parejas, existen los cromosomas X e Y que condicionan el sexo. El cromosoma X está presente en dos copias en las hembras, mientras que los varones tienen un cromosoma X y un cromosoma Y. La asignación del sexo a un solo par de cromosomas explica la proporción aproximadamente igual de varones y hembras.
Estructura de un cromosoma
El sobrecruzamiento
¿Dónde se da el sobrecruzamiento?
Durante la Profase I tiene lugar un evento clave el apareamiento de los cromosomas homólogos.
El término sobrecruzamiento en este contexto se refiere al proceso de unión o "enlace" de los cromosomas homólogos replicados.
¿Qué es el sobrecruzamiento?
El sobrecruzamiento
es el intercambio de fragmentos de material genético entre cromosomas
homólogos que se puede producir durante la meiosis; como consecuencia,
los cromosomas de las células sexuales (o gametos) resultantes no son
idénticos ni entre sí ni respecto a los de las células de los
progenitores. Supone una redistribución cromosómica del material
genético.
- El "cromosoma" resultante se denomina tetrada, por estar formado por las dos cromátidas de cada cromosoma, y por lo tanto cuatro en total.
- En este punto puede presentarse el fenómeno de sobrecruzamiento. Durante el sobrecruzamiento un fragmento de una cromátida puede separarse e intercambiarse por otro fragmento de su correspondiente homólogo.
Fases de la meiosis
MEIOSIS I
La Meiosis I consiste en la primera etapa de la llamada Meiosis completa, compuesta pordos fases. A su vez, la Meioisis I también contiene distintas fases o procesos muy similares a los de la Mitosis. Se trata de un proceso también llamado mitosis mitocondrial ya que origina células con la mitad de cromosomas. Este proceso sólo tiene lugar en las gónadas, células diploides encargadas de la reproducción de las células sexuales.
FASES:
La replicación del ADN sucede antes del comienzo de la meiosis I.
PROFASE 1:
Los
eventos de la Profase I (salvo por el apareamiento y el crossing over)
son similares a los de la Profase de la mitosis: la cromatina se
condensa en los cromosomas, el nucleolo se disuelve, desaparece la
membrana nuclear, y se forma el huso mitótico .
Durante la profase I, justo después de que se condense la cromatina, los cromosomas homólogos se sobrecruzan.
Esto sólo ocurre en la meiosis. Los cromosomas sobrecruzados se llaman
bivalentes. Este proceso es clave en la Meiosis, ya que permite que las
células nuevas que se creen sean distintas entre ellas y con la célula
original.
La condensación de los cromosomas permite que estos sean vistos en el microscopio.
METAFASE I:
En
esta fase intermedia, los cromosomas, de dos en dos (por grupo de
homólogos sobrecruzados),se alinean en la placa ecuatorial (zona central
dela célula), agarrados a las fibras del huso acromático por sus
centrómeros. Es una fase que sucede muy rápida.
ANAFASE I:
Las
fibras del huso acromático se rompen, tirando de cada uno de los
cromosomas de cada par de homólogos hacia un polo celular. Las fibrillas
acaban contrayéndosa también en los distintos polos.
TELOFASE I:
En la Telofase I los cromosomas forman dos núcleos hijos.
Es
la etapa final de la Meiosis I, y se caracteriza por ser inversa a la
Profase I. En él desaparecen los restos del huso acromático, aparece una
membrana nuclear a partir de los restos de la ya destruida en cada uno
de los polos, se desespirilizan las cromátidasy se crean los nucleolos.
En la citocinesis I, se reparten los orgánulos citoplasmáticos y la membrana de un modo normal.
UNA VEZ ACABADA LA MEIOSIS I NO SE PRODUCE INTERFASE, DEBIDO A QUE LA CROMÁTIDA NO PUEDE TENER TIEMPO PARA DUPLICARSE.
Las dos células hijas tienen un número haploide de cromosomas, pero un número diploide de cromátidas.
MEISOSIS II
La meiosis II es esencialmente igual que una mitosis y en ella podemos apreciar cuatro fases:
- Profase II:
los cromosomas sobrecruzados empiezan a condensarse, aparecen las
fibras del huso mitótico o acromático y la membrana nuclear se disuelve.
- Metafase II:
los cromosomas, muy condensados, se sitúan en la placa ecuatorial y las
fibras del huso mitótico o acromático se pegan a las caras opuestas de
los centrómeros.
- Anafase II: el centrómero se divide y las dos cromátidas de cada cromosoma se separan hacia los polos opuestos de la célula.
- Telofase II: es
idéntica a la Telofase de la mitosis, los cromosomas comienzan a
descondensarse y se rodean de membrana, para formar cuatro núcleos.
La citocinesis separa a las células. Al final de la meiosis se obtienen cuatro células diferentes, con n
cromosomas formados por una cromátida. Las células hijas tienen la
mitad de cromosomas que la madre. La meiosis produce cuatro células
haploides diferentes, que no son idénticas entre si, ni idénticos a la
célula original. Es decir, las células hijas tienen una información
genética parecida. Las células hijas son llamadas gametos.
Historia de la meiosis
La meiosis fue descubierta y descrita por primera vez en 1876 por el conocido biólogo alemán Oscar Hertwig (1849-1922), estudiando los huevos del erizo de mar.Fue descrita otra vez en 1883, en el nivel de cromosomas, por el zoólogo belga Edouard Van Beneden (1846-1910) en los huevos de los gusanos parásitos Ascaris. En 1887 observó que en la primera división celular que llevaba a la formación de un huevo, los cromosomas no se dividían en dos longitudinalmente como en la división celular asexual, sino que cada par de cromosomas se separaba para formar dos células, cada una de las cuales presentaba tan solo la mitad del número usual de cromosomas. Posteriormente, ambas células se dividían de nuevo según el proceso asexual ordinario. Van Beneden denominó a este proceso “meiosis”.
El significado de la meiosis para la reproducción y la herencia, sin embargo, no se describió hasta 1890, cuando el biólogo alemán August Weismann (1834-1914) observó que eran necesarias dos divisiones celulares para transformar una célula diploide en cuatro células haploides si debía mantenerse el número de cromosomas. En 1911 el genetista estadounidense Thomas Hunt Morgan (1866-1945) observó el sobrecruzamiento en la meiosis de la mosca de la fruta, proporcionando así la primera interpretación segura y verdadera sobre la meiosis.
No hay comentarios:
Publicar un comentario