BIOLOGÍA

La Meiosis

Cromosomas homólogos alineados en el centro de la célula. Par de cromosomas homólogos. Los cromosomas homólogos se separan, desplazándose hacia polos opuestos de la célula. Crossing-over. Profase I. Metafase I. Anafase I. Telofase I.

La Meiosis

La Meiosis. Meiosis ​ es una de las formas de la reproducción celular, este proceso se realiza en las gónadas para la producción de gametos. La meiosis es un proceso de división celular en el cual una célula diploide experimenta dos divisiones sucesivas, con la capacidad de generar cuatro células haploides

La mitosis se utiliza para casi todas las necesidades de división celular de tu cuerpo. Agrega nuevas células durante el desarrollo y sustituye las células viejas y gastadas a lo largo de tu vida. El objetivo de la mitosis es producir células hijas que sean genéticamente idénticas a sus madres, sin un solo cromosoma de más o de menos.
La meiosis, por otra parte, solo se utiliza con un propósito en el cuerpo humano: la producción de gametos o células sexuales, es decir espermatozoides y óvulos. Su objetivo es hacer células hijas con exactamente la mitad de cromosomas que la célula inicial.
Por definición, la meiosis en los humanos es un proceso de división celular que nos lleva de una célula diploide, una con dos juegos de cromosomas, a células haploides, que tienen un solo juego de cromosomas. En los seres humanos, las células haploides producidas por meiosis son los espermatozoides y los óvulos. Cuando un espermatozoide y un óvulo se unen en la fecundación, sus dos juegos haploides de cromosomas se combinan para formar un conjunto diploide completo: un genoma nuevo.

La Meiosis es un complejo proceso de división celular estrechamente relacionado con la reproducción sexual. Este mecanismo de evolución consiste básicamente en la duplicaciónde la célula, la meiosis comprende el hecho de que el organismo celular se separa en dos y luego este en dos mas, en el proceso de metamorfosis, la nueva parte generada se forma y evoluciona en otra igual, con las mismas características, funciones e identidad, este es el proceso celular de formación de gametos (espermatozoides y óvulos). El órgano reproductor es el lugar donde la Meiosis hace su principal aparición.

 

El proceso de Meiosis es sucesivo, la primera etapa de separación (En dos partes) convierte a la célula en un diploide, pero inmediatamente comienza la segunda etapa en la que la célula adquiere el nombre haploide y ya es en cuatro partes en la que esta dividida la célula madre. Este proceso permite la producción en masa de los principales componentes que se intercambian en la relación sexual para la creación.

El estudio científico ha clasificado el proceso en cuatro tiempos, los cuales enunciaremos y explicaremos a continuación:

1) Interfase: en esta etapa el ADN adquiere la propiedad de separarse en dos, por lo que aumenta su tamaño y es visible en el comportamiento de la célula la cual crea una especie de línea divisoria para separarse. Es el comienzo de la meiosis.

2) Profase: Los cromosomas moleculares se cruzan, dando paso a la identidad de cada una de las partes a separarse, desaparece la membrana celular, el diploide ya esta listo para tomar forma.

3) Anafase: La independencia de los pares de los cromosomas, optan los mismos a dirigirse al polo del nuevo cuerpo celular que se forma y hacen su nueva vida, el proceso casi culmina.

4) Telofase: Ultima etapa en la que la membrana celular se forma por separado en cada una de las nuevas células creadas, ya en esta etapa cada una tiene su propio y justo materialgenético, siendo independientes de cada una, se procede a la formación del estado de función y a la producción de mas células por el mismo proceso de meiosis.

Fases de la meiosis

En muchas formas, la meiosis es muy similar a la mitosis. La célula experimenta etapas similares y utiliza estrategias similares para organizar y separar los cromosomas. En la meiosis, sin embargo, la célula tiene una tarea más compleja. Al igual que en la mitosis, necesita separar las cromátidas hermanas (las dos mitades de un cromosoma duplicado). Pero también debe separar los cromosomas homólogos, los pares de cromosomas similares pero no idénticos que un organismo recibe de sus dos padres.
Estos objetivos se logran en la meiosis mediante un proceso de división de dos etapas. Los pares homólogos se separan durante una primera ronda de división celular, llamada meiosis I. Las cromátidas hermanas se separan durante una segunda ronda, llamada meiosis II.
Puesto que la división celular ocurre dos veces durante la meiosis, una célula inicial puede producir cuatro gametos (espermatozoides u óvulos). En cada ronda de división, las células experimentan cuatro etapas: profase, metafase, anafase y telofase.

Meiosis I

Antes de entrar en la meiosis I, una célula primero debe pasar por la interfase. Al igual que en la mitosis, la célula crece durante la fase Gstart subscript, 1, end subscript, copia todos sus cromosomas durante la fase S y se prepara para la división durante la fase Gstart subscript, 2, end subscript.
Durante la profase I, comienzan a aparecer las diferencias con la mitosis. Como en la mitosis, los cromosomas comienzan a condensarse, pero en la meiosis I, también forman pares. Cada cromosoma se alinea cuidadosamente con su pareja homóloga de modo que los dos se emparejan en posiciones correspondientes a todo su largo.
Por ejemplo, en la imagen siguiente, las letras A, B y C representan genes que se encuentran en puntos particulares del cromosoma, con letras mayúsculas y minúsculas para las diferentes formas, o alelos, de cada gen. El ADN se rompe en el mismo lugar en cada homólogo, en este caso entre los genes B y C, y se reconecta en un patrón entrecruzado de modo que los homólogos intercambian parte de su ADN.

Imagen de entrecruzamiento. Dos cromosomas homólogos contienen diferentes versiones de tres genes. Uno tiene las versiones A, B y C, mientras que el otro tiene las versiones a, b, y c. Ocurre un evento de entrecruzamiento en el que dos cromátidas —una de cada homólogo— intercambian fragmentos de los genes C y c. Ahora, cada homólogo tiene dos cromátidas disímiles:
Una tiene A, B, C en una cromátida y A, B, c en la otra cromátida.
El otro homólogo tiene a, b, c en una cromátida y a, b, C en la otra cromátida.
Crédito de imagen: basada en «El proceso de la meiosis: Figura 2» de OpenStax College, Biología, CC BY 3.0
Este proceso, donde los cromosomas homólogos intercambian partes, se llama entrecruzamiento. Es ayudado por una estructura de proteína llamada complejo sinaptonémico que mantiene juntos a los homólogos. Los cromosomas en realidad estarían colocados uno encima de otro, como en la imagen siguiente, a lo largo del entrecruzamiento; solamente se muestran uno junto al otro en la imagen anterior para que sea más fácil ver el intercambio de material genético.

Imagen de dos cromosomas homólogos, colocados uno encima del otro que se mantienen unidos por el complejo sinaptonémico
Crédito de imagen: Basado en «El proceso de la meiosis: Figura 1» de OpenStax College, Biología, CC BY 3.0
Puedes ver los entrecruzamientos en un microscopio como quiasmas, estructuras en forma de cruz donde los homólogos están ligados. Los quiasmas mantienen los homólogos conectados el uno con el otro después de que el complejo sinaptonémico se descompone, así que cada par homólogo necesita por lo menos uno. Es común que ocurran entrecruzamientos múltiples (¡hasta 25!) para cada par homólogo start superscript, 1, end superscript.
Los puntos donde suceden los entrecruzamientos son más o menos al azar, lo que conduce a la formación de cromosomas nuevos “remezclados” con combinaciones únicas de alelos.
Después del entrecruzamiento, el huso comienza a capturar los cromosomas y moverlos hacia el centro de la célula (placa metafásica). Esto se puede parecer a la mitosis, pero hay una diferencia. Cada cromosoma se une a los microtúbulos de solo uno de los polos del huso, y los dos homólogos de un par se unen a los microtúbulos de polos opuestos. Por lo tanto, durante la metafase I, son los pares homólogos —no los cromosomas individuales— los que se alinean en la placa metafásica para la separación.

Las fases de la meiosis I
Profase I: la célula inicial es diploide 2n = 4. Los cromosomas homólogos se emparejan e intercambian fragmentos en el proceso de entrecruzamiento.
Metafase I: los pares homólogos se alinean en la placa metafásica.
Anafase I: los homólogos se separan a extremos opuestos de la célula. Las cromátidas hermanas permanecen juntas.
Telofase I: las células recién formadas son haploides, n = 2. Cada cromosoma tiene todavía dos cromátidas hermanas, pero las cromátidas de cada cromosoma ya no son idénticas entre sí.

Cuando los pares homólogos se alinean en la placa metafásica, la orientación de cada par es al azar. Por ejemplo, en el diagrama anterior, la versión rosa del cromosoma grande y la versión púrpura del cromosoma pequeño están colocadas hacia el mismo polo y entran a la misma célula. Pero la orientación podría igualmente ser inversa, de modo que ambos cromosomas púrpuras entraran juntos a la célula. Esto permite la formación de gametos con diferentes grupos de homólogos.

Diagram showing the relationship between chromosome configuration at meiosis I and homologue segregation to gametes. The diagram depicts a simplified case in which an organism only has 2n = 4 chromosomes. In this case, four different types of gametes may be produced, depending on whether the maternal homologues are positioned on the same side or on opposite sides of the metaphase plate.

En la anafase I, los homólogos son separados y se mueven a los extremos opuestos de la célula. Las cromátidas hermanas de cada cromosoma, sin embargo, permanecen unidas una con la otra y no se separan.

Finalmente, en la telofase I, los cromosomas llegan a polos opuestos de la célula. En algunos organismos, la membrana nuclear se vuelve a formar y los cromosomas se descondensan, aunque en otros se omite este paso, puesto que las células pronto experimentan otra ronda de división, la meiosis IIstart superscript, 2, comma, 3, end superscript. La citocinesis por lo general se produce al mismo tiempo que la telofase I y forma dos células hijas haploides.

Meiosis II

Las células se mueven de la meiosis I a la meiosis II sin copiar su ADN. La meiosis II es un proceso más corto y simple que la meiosis I, y podría resultarte útil pensar en la meiosis II como “mitosis para células haploides.”

Las células que entran en meiosis II son aquellas creadas en la meiosis I. Estas células son haploides, tienen un cromosoma de cada par homólogo, pero sus cromosomas todavía están formados por dos cromátidas hermanas. En la meiosis II, las cromátidas hermanas se separan y producen cuatro células haploides con cromosomas no duplicados.

Fases de la meiosis II
Profase II: las células iniciales son las células haploides hechas en la meiosis I. Los cromosomas se condensan.
Metafase II: los cromosomas se alinean en la placa metafásica.
Anafase II: las cromátidas hermanas se separan en extremos opuestos de la célula.
Telofase II: los gametos recién formados son haploides y cada cromosoma tiene solo una cromátida.

Durante la profase II, los cromosomas se condensan y la envoltura nuclear se rompe, si es necesario. Los centrosomas se separan, el huso se forma entre ellos y los microtúbulos del huso comienzan a capturar los cromosomas.

[¿Cuándo se duplicaron los centrosomas?]
start superscript, 3, end superscript
start superscript, 5, end superscript
Las dos cromátidas hermanas de cada cromosoma son capturadas por los microtúbulos de polos opuestos del huso. En la metafase II los cromosomas se alinean individualmente a lo largo de la placa metafásica. En la anafase II, las cromátidas hermanas se separan y son arrastradas hacia polos opuestos de la célula.

En la telofase II, las membranas nucleares se forman alrededor de cada juego de cromosomas y los cromosomas se descondensan. La citocinesis divide los juegos de cromosomas en células nuevas, y se forman los productos finales de la meiosis: cuatro células haploides en las que cada cromosoma tiene una sola cromátida. En los seres humanos, los productos de la meiosis son los espermatozoides y los óvulos.

Cómo la meiosis “mezcla y empareja” genes

Los gametos producidos en la meiosis son todos haploides, pero no son genéticamente idénticos. Por ejemplo, observa el diagrama anterior de la meiosis II, que muestra los productos de la meiosis para una célula con 2, n, equals, 4cromosomas. Cada gameto tiene una “muestra” única de material genético presente en la célula inicial.
Pues resulta que hay muchos más tipos de gametos potenciales que solo los cuatro mostrados en el diagrama, incluso para una célula con solo cuatro cromosomas. Las dos razones principales de que podamos obtener muchos gametos genéticamente diferentes son:
  • Entrecruzamiento. Los puntos donde los homólogos se entrecruzan e intercambian material genético se eligen más o menos al azar y serán diferentes en cada célula que experimente meiosis. Si la meiosis ocurre muchas veces, como en los humanos, los entrecruzamientos sucederán en muchos puntos diferentes.
  • Orientación al azar de los pares homólogos. La orientación al azar de los pares homólogos en la metafase I permite la producción de gametos con muchas mezclas diferentes de cromosomas homólogos.

En una célula humana, solo con la orientación al azar de los pares homólogos se pueden obtener más de 8 m, i, l, l, o, n, e, s de tipos posibles de gametos diferentesstart superscript, 7, end superscript. Cuando además tenemos el entrecruzamiento, el número de gametos genéticamente diferentes que tú o cualquier otra persona puede hacer, es prácticamente infinito.

[¿Cómo se obtiene ese número?]
En tu propio cuerpo, cada uno de tus pares homólogos incluye un homólogo de tu padre y uno de tu madre. Tienes 23 pares de cromosomas homólogos en total, si contamos el X y el Y como homólogos.
Durante la meiosis I, estos pares homólogos se separarán en dos grupos iguales, pero generalmente no es el caso que todos los cromosomas de «papá» entren en un grupo y los cromosomas de «mamá» entren en otro.
En realidad, cada par de homólogos «decidirá» al azar qué cromosoma va en cada grupo. En una célula con dos pares de cromosomas homólogos, como la que se muestra abajo, la orientación aleatoria de la metafase permite 2, start superscript, 2, end superscript, equals, 4diferentes tipos de posibles gametos. Con los 23 pares homólogos de un humano, obtendremos 2, start superscript, 23, end superscript, equals, 8, comma388, comma608 posibles gametos.

2, start superscript, 2, end superscript, equals, 4232, start superscript, 23, end superscript, equals, 8, comma388, comma608

Diagram showing the relationship between chromosome configuration at meiosis I and homologue segregation to gametes. The diagram depicts a simplified case in which an organism only has 2n = 4 chromosomes. In this case, four different types of gametes may be produced, depending on whether the maternal homologues are positioned on the same side or on opposite sides of the metaphase plate.
Revisa el video sobre la variación en una especie para aprender cómo la diversidad genética generada por la meiosis (y la fertilización) es importante en la evolución y ayuda a la sobrevivencia de las poblaciones.
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7 años hace

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