La meiosis

La meiosis es el proceso en animales eucariotas de reproducción sexual que reduce el número de cromosomas en una célula antes de la reproducción. Muchos organismos empaquetan estas células en gametos, como el óvulo y el esperma. Los gametos pueden entonces encontrarse, durante la reproducción, y fusionarse para crear un nuevo cigoto. Debido a que el número de alelos se redujo durante la meiosis, la combinación de dos gametos producirá un cigoto con el mismo número de alelos que los padres. En los organismos diploides, se trata de dos copias de cada gen.

Función y Propósito de la Meiosis

La meiosis es necesaria en muchos animales de reproducción sexual para asegurar el mismo número de cromosomas en la descendencia que en los padres. El acto de la fertilización incluye dos células que se fusionan para convertirse en un nuevo cigoto. Si el número de alelos de cada gen no se reduce a 1 en los gametos que producen el cigoto, habrá 4 copias de cada gen en la descendencia.

En muchos animales, esto llevaría a muchos defectos de desarrollo. En otros organismos, la poliploidía es común y puede existir con muchas copias del mismo gen. Sin embargo, si el organismo no puede sobrevivir si son poliploides, la meiosis debe ocurrir antes de la reproducción. La meiosis ocurre en dos divisiones distintas, con fases diferentes en cada una.

Fases de la meiosis

Antes de la meiosis, el ADN se replica, como en la mitosis. La meiosis consiste en dos divisiones celulares, conocidas como meiosis I y meiosis II. En la primera división el ADN duplicado se separa en células hijas. En la siguiente división los dos alelos de cada gen se separan en células individuales.

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Las siguientes son descripciones de las dos divisiones, y las varias etapas de cada meiosis. Recuerde, antes de que la meiosis comience, el ADN normalmente diploide ha sido duplicado. Esto significa que hay 4 copias de cada gen, presentes en 2 juegos completos de ADN, cada juego tiene 2 alelos. En el diagrama de abajo, los cromosomas rojos son los heredados de la madre, el azul del padre. En el comienzo del siguiente diagrama, el ADN ya ha sido replicado, por lo que los cromosomas rojo y azul se parecen a la letra “X”. Cada uno de estos cromosomas “X” consiste en dos cromátides hermanas, o ADN clonado de replicación. Se conectan en el centrómero para su almacenamiento, pero pueden separarse en cromosomas individuales.

Fases de la Meiosis I

Profase I

La profase I, el primer paso en la meiosis I, es similar a la profase en la mitosis en que los cromosomas se condensan y se mueven hacia el centro de la célula. La envoltura nuclear se degrada, lo que permite que los microtúbulos que se originan en los centríolos a ambos lados de la célula se adhieran a los cinétocoros en los centrómeros de cada cromosoma. A diferencia de la mitosis, los cromosomas se emparejan con su pareja homóloga. Esto se puede ver en los cromosomas rojo y azul que se emparejan en el diagrama. Este paso no tiene lugar en la mitosis.

Metafase I

En la metafase I de la meiosis I, los pares homólogos de cromosomas se alinean en la placa de la metafase, cerca del centro de la célula. Este paso se denomina división reduccional. Los cromosomas homólogos que contienen los dos alelos diferentes para cada gen, están alineados para ser separados. Como se ve en el diagrama anterior, mientras que los cromosomas se alinean en la placa de la metafase con su par homólogo, no hay orden en qué lado se alinean los cromosomas maternos o paternos. Este proceso es la razón molecular detrás de la ley de segregación.

La ley de la segregación nos dice que cada alelo tiene la misma oportunidad de ser transmitido a la descendencia. En la metafase I de la meiosis, los alelos se separan, permitiendo que este fenómeno suceda. En la meiosis II, se separarán en gametos individuales. En la mitosis, todos los cromosomas se alinean en sus centrómeros, y las cromátidas hermanas de cada cromosoma se separan en nuevas células. Las parejas homólogas no se emparejan en la mitosis, y cada una se divide por la mitad para dejar las nuevas células con dos alelos diferentes para cada gen. Incluso si estos alelos son el mismo alelo, provienen de una fuente materna y paterna. En la meiosis, el alineamiento de cromosomas homólogos deja 2 alelos en las células finales, pero están en cromátides hermanas y son clones de la misma fuente de ADN.

También durante la metafase I, los cromosomas homólogos pueden intercambiar partes de sí mismos que son las mismas partes del cromosoma. Esto se llama cruce y es responsable de la otra ley de la genética, la ley del surtido independiente. Esta ley establece que los rasgos se heredan independientemente unos de otros. Para los rasgos en diferentes cromosomas, esto es ciertamente cierto todo el tiempo. Para rasgos en el mismo cromosoma, hace posible que el ADN materno y paterno se recombine, permitiendo que los rasgos sean heredados en un número casi infinito de maneras.

Anafase I

Al igual que la anafase de la mitosis, los cromosomas ahora son arrastrados hacia los centríolos a cada lado de la célula. Sin embargo, los centrosomas que mantienen juntas a las cromátidas hermanas no se disuelven en la anafase I de la meiosis, lo que significa que sólo se separan los cromosomas homólogos, no las cromátidas hermanas.

Telofase I

En la telofase I, los cromosomas se separan completamente y se forman nuevas envolturas nucleares. La membrana del plasma se separa por citocinesis y se forman dos nuevas células de forma efectiva.

Resultados de la Meiosis I

Dos nuevas células, cada una haploide en su ADN, pero con 2 copias, son el resultado de la meiosis I. De nuevo, aunque hay 2 alelos para cada gen, están en copias cromáticas hermanas entre sí. Por lo tanto, se consideran células haploides. Estas células descansan un poco antes de entrar en la segunda división de la meiosis, la meiosis II.

Fases de la Meiosis II

Prophase II

La profase II se parece a la profase I. Las envolturas nucleares desaparecen y se forman centríolos. Los microtúbulos se extienden a través de la célula para conectarse a los cinétocoros de cromátides individuales, conectados por centrómeros. Los cromosomas comienzan a ser arrastrados hacia la placa de la metafase.

Metafase II

Ahora parecidos a la mitosis, los cromosomas se alinean con sus centrómeros en la placa de la metafase. Una cromátida hermana está a cada lado de la placa de la metafase. En esta etapa, los centrómeros todavía están unidos por la proteína cohesina.

Anafase II

Las cromátides hermanas se separan. Ahora se denominan cromosomas hermanos y se jalan hacia los centríolos. Esta separación marca la división final del ADN. A diferencia de la primera división, esta división se conoce como división ecuacional, porque cada célula termina con la misma cantidad de cromosomas que cuando comenzó la división, pero sin copias.

Telofase II

Al igual que en la anterior telofase I, la célula está ahora dividida en dos y los cromosomas están en extremos opuestos de la célula. Se produce una citoquinesis, o división plasmática, y se forman nuevas envolturas nucleares alrededor de los cromosomas.

Resultados de la Meiosis II

Al final de la meiosis II, hay 4 células, cada una haploide, y cada una con sólo una copia del genoma. Estas células ahora pueden desarrollarse en gametos, óvulos en las hembras y esperma en los machos.

Referencias

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25605710

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