ADN y division celular 4º esopopular!

TEMA: ÁCIDOS NUCLEICOS
GENERALIDADES Y COMPOSICION
Son compuestos que tienen carácter ácido, se encontraron por primera vez en el núcleo de las
células eucariotas de ahí su nombre. Los ácidos nucleicos contienen la información genética y las
instrucciones necesarias para su lectura. Hay dos tipos de ácidos nucleicos: el ADN o ácido
desoxirribonucleico y el ARN o ácido ribonucleico. Los ácidos nucleicos están formados por la unión
de unas unidades denominadas nucleótidos.
Los nucleótidos están formados por 3 tipos de compuestos: una pentosa, una base nitrogenada y
un grupo fosfato:
Grupo fosfato o ácido ortofosfórico (H3PO4).
Pentosa: Las pentosas son azúcares de 5 carbonos, en cada tipo de ácido nucleico la pentosa es
diferente: la ribosa es la pentosa que aparece en el ARN y la desoxirribosa es la pentosa que aparece en
el ADN. Observa en la imagen que la única diferencia es que la desoxirribosa tiene un oxígeno menos en el segundo
carbono.
Bases nitrogenadas: Tienen una o dos estructuras cíclicas que contienen átomos de carbono y
nitrógeno y tienen carácter básico. Pueden ser de dos tipos:

Bases púricas: Derivan de la purina por lo que presentan una estructura formada por dos
ciclos. Las más importantes son: adenina (A) y guanina (G).

Bases pirimidínicas: Derivan de la pirimidina por lo que presentan un solo ciclo. Las más
importantes son: citosina (C), timina (T) y uracilo (U).
El ADN presenta todas las bases nitrogenadas menos el uracilo y el ARN presenta todas las bases
menos la timina. Para evitar confusiones a los átomos de las bases nitrogenadas se les numeran con la serie 1, 2, 3, 4,... y
los de las pentosas con la serie 1', 2', 3',....
1
ADN
Está formado por la unión de muchísimos desoxirribonucleótidos (nucleótidos con desoxirribosa)
de A, G, C y T (uracilo no). El ADN posee diferentes niveles de complejidad estructural, hablándose de
estructura primaria cuando es una sola cadena polinucleótida, estructura secundaria cuando son dos
cadenas polinucleótidas formando una doble hélice, y estructura terciaria (cromatina) cuando a la
doble hélice se le unen proteínas para empaquetarse y así ocupar menos espacio.
Las funciones biológicas del ADN incluyen el almacenamiento de información (genes y
genoma), la codificación de proteínas (transcripción y traducción) necesarias para el funcionamiento
del organismo y su autoduplicación (replicación del ADN) para asegurar la transmisión de la
información a las células hijas durante la división celular, es decir, las funciones del ADN son
almacenar, codificar y transmitir la información genética.
Estructura primaria del ADN
Es
la
secuencia
de
desoxirribonucleótidos
unidos
mediante un enlace que se forma,
entre un grupo fosfato situado en
el carbono 5’ de un nucleótido y el
carbono
3'
del
siguiente
nucleótido.
En estas cadenas de nucleótidos
siempre tenemos un extremo que posee el grupo fosfato libre unido al
C-5' y se llama extremo 5' y otro extremo que posee el C-3' libre y se
denomina extremo 3'. Las cadenas polinucleótidas (muchos
nucleótidos unidos) siempre se unen añadiendo nucleótidos en las
posiciones 3´, por lo que se forman siempre en el sentido 5' 3',
porque solo se pueden unir nucleótidos en la posición3´ libre. Las
cadenas de nucleótidos se diferencian en la secuencia de bases que indican el orden
en que están unidos, también se pueden diferenciar por el tamaño y la composición de
bases.
2
Estructura secundaria del ADN
La estructura secundaria del ADN fue establecida en 1953 por Watson y Crick (obtuvieron un
premio nobel), este modelo de la estructura del ADN permitía comprender el funcionamiento del ADN
en la transmisión de la información genética.
El ADN es una doble hélice formada por dos cadenas de desoxirribonucleótidos enrolladas
alrededor de un eje imaginario. Las bases nitrogenadas se orientan hacia el interior, mientras que las
desoxirribosas y los grupos fosfatos forman el esqueleto externo.
Las dos cadenas de desoxirribonucleótidos son
antiparalelas, es decir, están orientadas en sentido
opuesto, una tiene sentido 5' 3' y la otra 3'5' y
son complementarias, ya que existe una
correspondencia entre las bases nitrogenadas, ya que
siempre que en una cadena haya una T en la otra
habrá una A, que es su complementaria, lo mismo
ocurre con la G que se enfrenta siempre con la C. La
complementariedad entre las bases se manifiesta
mediante enlaces por puente de H, así entre la A y T
se establecen 2 enlaces por puente de H y entre las
bases G y C tres enlaces de H. El enfrentamiento es
siempre entre una base púrica (anillo más grande) y una
pirimidínica (anillo más pequeño) de esta forma la molécula
tiene un grosor uniforme.
3
Estructura terciaria del ADN
La doble hélice del ADN se asocia a proteínas básicas llamadas histonas formando la cromatina,
esto permite empaquetar el ADN para que quepa en el núcleo (todo el ADN desenrrollado mide más de 2
metros, mientras que el núcleo mide unas 10 micras). En la cromatina también aparecen proteínas no histónicas que suelen
corresponder a enzimas implicadas en la replicación, la transcripción y la regulación del ADN.
Hay varios tipos de histonas, 8 histonas forman un nucleosoma (octámero de histonas), que es
una estructura alrededor del cual se enrolla el ADN (dos vueltas de doble hélice de ADN por
nucleosoma, que equivalen a 146 pares de bases). Cada nucleosoma está unido al siguiente por ADN
espaciador o internucleosomal formado por 54 pares de bases, en total, cada nucleosoma contiene 200 pares de
bases (146 + 54). . La estructura que forma tiene el aspecto de un “collar de cuentas” donde cada
“cuenta” equivale a un nucleosoma, y entre cada nucleosoma hay un fragmento de ADN libre que
correspondería al “hilo del collar”. Este ADN libre recibe el nombre de ADN internucleosómico o
ADN espaciador. Este primer nivel de empaquetamiento o “collar de cuentas” recibe el nombre de
fibra elemental de cromatina, fibra nucleosómica o unidad elemental de cromatina y tiene 10 nm de
grosor, que es el grosor de los nucleosomas, y por tanto, de la fibra.
4
Las fibras de cromatina de 30 nm es el siguiente grado de compactación o plegamiento, donde
la fibra de cromatina de 10 nm se enrolla sobre sí misma en hélice, gracias a un tipo de histona
llamada histona H1 que se une por una parte a los nucleosomas y por otra al ADN espaciador,
provocando un acercamiento de los nucleosomas y la cadena de nucleosomas se enrolla
helicoidalmente, dando el aspecto de un “solenoide” o fibra cromatínica de 30 nm, que contiene 6
nucleosomas por cada vuelta de hélice.
Las histonas H1 se localizan en la cara interna del solenoide uniendo todos los nucleosomas que
se orientan hacia el exterior. También se pueden encontrar grados superiores de empaquetamiento.
Cuando la célula se va a
dividir toda la cromatina
sufre plegamientos de la fibra
cromatínica de 30 nm, dando
estructuras superenrolladas de
mayor grosor (300nm, 700 nm...)
hasta que se produce el mayor
grado de empaquetamiento
formando los cromosomas,
por lo tanto, en el núcleo
cuando la célula no se divide
aparecen
las
fibras
nucleosómicas y cromatínicas
y en el núcleo en división
aparecen los cromosomas, que adquieren mayor compactación en la metafase (fase de la división
celular en la que ya ha desaparecido todo el núcleo).
Ejercicio (PAU 2005)
a) ¿Qué representa el conjunto de las
figuras?
b) ¿Qué representan las figuras indicadas
con las letras A, B y E?
c) ¿Cuál o cuáles de esas estructuras se
pueden observar al microscopio óptico y cuándo se observan?
d) ¿Cuál es la finalidad de que la estructura representada en A acabe dando lugar a la estructura
representada en F?
Morfología del cromosoma metafásico
La metafase es una de las fases de la división celular donde el cromosoma adquiere su mayor
empaquetamiento y por tanto es cuando mejor se distinguen los cromosomas. El cromosoma
metafásico es el que está más condensado y se distingue mejor. Se distinguen las siguientes partes:
5
- Cromátidas: son cada una de las partes simétricas y genéticamente idénticas del cromosoma,
ya que son el resultado de la duplicación del ADN que se realiza antes de comenzar la división
celular.
- Centrómero o constricción primaria: es una zona delgada o estrechamiento que une entre sí
las cromátidas y divide al cromosoma en dos brazos que según la posición del centrómero nos dará
determinadas longitudes de los brazos que nos permite clasificar los cromosomas en 4 tipos:
metacéntrico, submetacéntrico, acrocéntrico y telocéntrico.
- Cinetocoros: a cada lado del centrómero hay una serie de proteínas que forman el cinetocoro
que es donde se insertan los microtúbulos del huso acromático que son los responsables de la
separación controlada de las cromátidas de cada cromosoma durante la división celular.
Dotación cromosómica (número de cromosomas)
El número de cromosomas en todas las células de un mismo organismo es el mismo (humanos 46
excepto en gametos 23) y la información genética también, excepto en las células reproductoras o
gametos (contienen la mitad de cromosomas). La mayoría de los animales y vegetales son diploides
(2n), es decir, tienen en sus células dos juegos de cromosomas, uno heredado del progenitor masculino
(padre) y otro heredado del progenitor femenino (madre). En el caso humano tu madre te dio con el
gameto femenino (óvulo) 23 cromosomas y tu padre te dio con el gameto masculino (espermatozoide)
los otros 23 cromosomas y por eso los humanos tenemos 46 cromosomas. Estas parejas de
cromosomas se llaman cromosomas homólogos, tienen la misma forma y llevan la información
genética para los mismos caracteres, es decir, presentan los mismos tipos de genes situados en los
mismos lugares a lo largo del cromosoma. Aunque tengan los mismos genes no tienen porque tener la
misma información genética ya que pueden presentar diferentes alelos (variaciones posibles de un
mismo gen). Por ejemplo, en una pareja de homólogos, si uno lleva el gen para la forma del pelo, el
otro lleva también el gen para la forma del pelo, pero no tiene porque ser la misma información
genética, pues un cromosoma puede llevar la información para la forma del pelo liso y el otro
cromosoma puede llevar la información para la forma del pelo rizado (mismo gen pero distintos
alelos).
6
Las células reproductoras o gametos al tener un solo juego de cromosomas son haploides (n). En la
fecundación al unirse los gametos haploides se forma un individuo diploide. También existen
organismos en los que todas sus células son haploides y organismos que tienen más de dos juegos de
cromosomas: a los que tienen 3 juegos de cromosomas se llaman triploides, a los que tienen 4
tetraploides y a los que tienen muchos poliploides. Se representan n, 2n, 3n, 4n …
El conjunto de todos los cromosomas de una célula se llama cariotipo, en él se distinguen 2 tipos
de cromosomas: los sexuales o gonosomas y los autosomas o cromosomas somáticos. Los sexuales
determinan el sexo del individuo, en la especie humana los cromosomas sexuales se llaman X e Y,
siendo el Y de menor tamaño, al ser diferentes no son cromosomas homólogos llamándose
heterocromosomas. Si el individuo tiene los dos cromosomas X (XX) tendrá sexo femenino y si tiene X e
Y (XY) tendrá sexo masculino. Fíjate en las imágenes la diferencia entre el cariotipo de un hombre y el de una mujer
y observa también como los cromosomas los juntamos en parejas de cromosomas de igual tamaño y forma, cada pareja
tiene un número y en cada pareja un cromosoma es de origen materno y el otro es de origen paterno: son cromosomas
homólogos.
ARN: Composición, localización y estructura general
Está formado por ribonucleótidos (su pentosa es la ribosa) de
adenina, guanina, citosina y uracilo (nunca timina), que se unen al
igual que el ADN mediante enlaces entre un grupo fosfato situado
en el carbono 5’ de un nucleótido y el carbono 3' del siguiente
nucleótido. El ARN está formado por una sola cadena de
ribonucleótidos a diferencia del ADN que es bicatenario.
En estas cadenas de nucleótidos siempre tenemos un extremo
que posee el grupo fosfato libre unido al C-5' y se llama extremo 5'
y otro extremo que posee el C-3' libre y se denomina extremo 3'.
Las cadenas polinucleótidas (muchos nucleótidos unidos) siempre
se unen añadiendo nucleótidos en las posiciones 3´, por lo que se
forman siempre en el sentido 5' 3', porque solo se pueden unir
nucleótidos en la posición3´ libre. Las cadenas de nucleótidos se
diferencian en la secuencia de bases que indican el orden en que están unidos,
también se pueden diferenciar por el tamaño y la composición de bases.
7
Los ARN de eucariotas se sintetizan en el núcleo y posteriormente van al citoplasma donde ejercen
su función, mientras que en procariotas siempre se localizan en el citoplasma que es donde se
sintetizan al carecer los procariotas de núcleo.
TIPOS DE ARN
Hay 3 tipos principales de ARN: el mensajero (ARNm), el ribosómico (ARNr) y el de transferencia
(ARNt).
ARNm
Su función es copiar la información genética del ADN (transcripción) y una vez copiada sale del
núcleo a través de los poros de la membrana nuclear y lleva dicha información hasta los ribosomas del
citoplasma para que se sinteticen las proteínas, por eso se llama mensajero. Cada grupo de 3
nucleótidos del ARNm se denomina codón y codifica un aminoácido.
ARNr: localización, función y estructura
Es el ARN que forma parte de los
ribosomas y participa por tanto, en la
síntesis de proteínas. Los ribosomas están
formados por diferentes cadenas de ARNr
unidos a proteínas. Los ribosomas de
eucariotas son de mayor tamaño que los
de procariotas porque poseen más
cantidad de proteínas y ARN. Las diferentes
cadenas de ARNr se diferencian por el coeficiente
de sedimentación que mide la velocidad con la que
sedimentan en una centrifugadora y depende del
tamaño y la forma. En eucariotas se distinguen 4
tipos: 28S, 5,8S y 5S que aparecen en la subunidad
grande del ribosoma y el 18S que aparece en la
subunidad pequeña. En los procariotas se distinguen 3 tipos de ARNr: 23S, 16S y 5S.
Los ARNr se producen en el nucléolo donde se fabrica un ARN de gran tamaño llamado ARN
nucleolar que se fragmenta dando los diferentes ARNr que se unen a proteínas formando las
subunidades ribosómicas que salen del núcleo al citoplasma.
Los ribosomas tienen un sitio para albergar el ARNm (en la subunidad pequeña) y otro lugar para
albergar a los diferentes aminoácidos unidos a los ARNt.
ARNt: localización, función y estructura
Son los de menor tamaño. Su función es transportar hacia el ribosoma los aminoácidos que le
hagan falta al ribosoma para fabricar la proteína.
El ARNt contiene en una zona determinada 3 bases nitrogenadas llamadas anticodón, diferente
para cada ARNt en función del aminoácido que va a transportar, y es complementario del
8
correspondiente codón del ARNm. Para realizar su función reconocen los codones del ARNm y
transfieren el aminoácido específico para ese codón. La especificidad de esta transferencia reside en la
existencia de al menos un ARNt diferente para cada aminoácido, es decir, cada ARNt transporta un
aminoácido específico.
Formación de las proteínas
Transcripción
ADN
Traducción
ARNm
Proteína
La información genética para formar proteínas está en el ADN. Las proteínas se forman en los
ribosomas del citoplasma, del RER, de las mitocondrias y de los cloroplastos ¿cómo es posible si el
ADN no sale del núcleo? La información genética para formar las proteínas es copiada en un ARN
mensajero (transcripción), este ARNm se une al ribosoma que es el orgánulo encargado de fabricar
las proteínas. El ribosoma lee el ARNm cada 3 nucleótidos (leyendo las 3 bases nitrogenadas que
corresponden a un codón) ya que cada 3 bases codifica que aminoácido hay que colocar para formar la
proteína (las proteínas están formadas por aminoácidos). Los ARNt son los que llevan los aminoácidos
al ribosoma para ir colocándolos y así formar la proteína. Cada codón del ARNm es complementario
del anticodón del ARNt, por lo que el aminoácido que lleva el ARNt y coloca en el ribosoma es el que
indica cada codón del ARNm.
La formación de proteínas a partir de la información del ARNm se llama traducción. Las
proteínas una vez formadas cumplen unas funciones que son las que nos permitirán a los seres vivos
realizar nuestras funciones vitales, por eso se dice que el ADN de un ser vivo lleva la información
necesaria para realizar las funciones vitales del ser vivo.
9
Fíjate como el ARNm lleva codones (cada 3 bases es un codón) y como el ARNt lleva un
anticodón (3 bases complementarias al codón) y lleva un aminoácido (solo el que indica el codón)
para colocarlo en el ribosoma.
Replicación y transcripción
Replicación
Transcripción
ADN
ARNm
Traducción
Proteína
Función
Cada vez que se va a dividir la célula, hace una copia de su ADN para que cada célula hija
tenga la misma información genética. Este proceso se llama duplicación o replicación del ADN.
Sabemos que la información genética que lleva el ADN se manifiesta principalmente con la
formación de proteinas, muchas de ellas enzimas (moléculas necesarias para que se produzcan las
reacciones químicas que nos permiten realizar las funciones vitales), que gracias a sus funciones
producirán el correcto funcionamiento de la célula, orgánulos celulares... Pero como ya hemos visto,
las proteinas se forman en los ribosomas y el ADN no sale del núcleo, por ello hace falta un
intermediario del ADN que lleve a los ribosomas la información para fabricar las proteínas, este
intermediario es el ARN, la síntesis de ARN a partir del ADN se llama transcripción y la formación
de proteinas gracias a los ARN y los ribosomas (orgánulo que lee la información del ARN llamado
ARN mensajero y con esa información genética fabrican las protéínas) se llama traducción.
- Replicación: Consiste en hacer una copia idéntica del ADN. Las células duplican el ADN
cuando van a dividirse para que cada célula hija tenga la misma información genética.
Para duplicar el ADN se separan las dos cadenas de nucleótidos, una vez separadas; la ADN
polimerasa es una enzima que va colocando en cada cadena los nucleótidos complementarios que
faltan para formar la otra cadena. Una vez formadas las copias se vuelve a enrollar en doble hélice.
EJERCICIO- Dada la siguiente cadena de ADN, escribe su complementaria.
5´…T T A G C A A G…3´
10
- Transcripción: Consiste en la formación de ARN a partir de ADN. El ARN, a diferencia del
ADN, está formado por una sola cadena de nucleótidos que va en sentido de 5’ a 3’ (se escribe:
5’3’); y además no contiene nucleótidos de T sino que en su lugar tiene nucleótidos de uracilo
(U).
Para comenzar la transcripción se debe desarrollar la doble hélice del ADN, al separarse las dos
cadenas de ADN se utiliza una de ellas como molde para fabricar el ARN. Una enzima llamada
ARN polimerasa forma el ARN al colocar nucleótidos complementarios a la cadena molde de ADN
pero con la excepción de que la enzima ARN polimerasa pone U en vez de T.
EJERCICIO- Escribe el ARN que se obtiene de la siguiente cadena de ADN:
ADN
3´ …T T T CGC TAG AAT…5´
EL CICLO CELULAR. DESCRIPCIÓN DE LAS FASES
El ciclo celular es el conjunto de procesos que sufre una célula desde que se ha formado por
división de una preexistente hasta que se divide para dar origen a dos células hijas. El ciclo celular
se divide en varias fases: la interfase en la que la célula crece y sintetiza diversas sustancias, que a
su vez se divide en las fases G1, S y G2; y la fase M o de división, que a su vez se divide en mitosis
o cariocinesis (división del núcleo) y citocinesis (división del citoplasma).
11
Fase G1: Esta fase comprende el periodo que va desde que nace la célula hasta que llega a la
fase S. Durante esta fase la célula crece en tamaño; se produce la transcripción y traducción para
crecer y para su actividad. En las células que no entran nunca en mitosis esta fase es permanente y
recibe el nombre de Go. La Go se da en células que han sufrido un proceso importante de
diferenciación como las neuronas o las células musculares.
Fase S: Se encuentra entre las fases G1 y G2. En ella se produce la duplicación del ADN, lo
cual es imprescindible para que después se pueda realizar la mitosis, es decir, el reparto de ADN
entre las dos células hijas. Cuando termina esta fase, la célula ya posee el doble de ADN.
Fase G2: Puede crecer ligeramente la célula, pero su función principal es la producción de
proteínas necesarias para la división celular. En esta fase además de formarse las estructuras
necesarias para la división, los cromosomas empiezan a condensarse y se visualizan los dos pares de
centríolos.
MITOSIS
Se encuentra dentro de la fase M del ciclo celular y consiste en la división del núcleo, ya que
tiene por objeto repartir el material hereditario (que se había duplicado en la fase S de la interfase)
de manera equitativa entre las dos células hijas que se van a producir (dará 2 células hijas
genéticamente idénticas). Durante la mitosis los centriolos se colocan en los polos celulares y entre
ellos salen microtúbulos que recorren el citoplasma formando el llamado huso acromático, estos
microtúbulos del huso acromático se encargarán de mover los cromosomas (se enganchan al
cinetocoro de los cromosomas y tiren de ellos para moverlos) y repartir las cromátidas (copias de
ADN) a las células hijas, por eso las células hijas tendrán la misma información genética. La mitosis
se produce en 4 etapas: profase, metafase, anafase y telofase.
12
CITOCINESIS
Se encuentra dentro de la fase M del ciclo celular y consiste en la división del citoplasma
entre las dos células hijas, y en repartir los orgánulos citoplasmáticos de manera equitativa. La
citocinesis es diferente en células animales y vegetales.
En las células animales se produce un estrangulamiento que divide en dos a la célula madre.
Este estrangulamiento se va estrechando y origina un surco de segmentación, que cada vez se hace
más estrecho hasta que se produce el estrangulamiento total y se separan las dos células hijas.
En los vegetales, a la altura de la placa ecuatorial, se forma un tabique de separación llamado
fragmoplasto, originado por la fusión de las vesículas del aparato de Golgi. Al final acabará dando
una pared celular que separa las dos células hijas, aunque presenta plasmodesmos que son
perforaciones que comunican los citoplasmas de las dos células hijas.
13
Diferencias en la división de células animales y vegetales.
Las células vegetales no presentan centríolos, por lo que los microtúbulos del huso
acromático se forman a partir de unas zonas densas del citoplasma llamadas centro organizador de
microtúbulos.
La citocinesis es diferente en células animales y vegetales: en células animales se produce un
estrangulamiento que acaba separando las dos células hijas; mientras que en células vegetales se
produce una pared celular en medio, separando las dos células hijas.
Significado biológico de la mitosis en unicelulares y pluricelulares.
En organismos unicelulares, la mitosis es utilizada como método de reproducción asexual.
En organismos pluricelulares la mitosis permite el crecimiento (por ejemplo los organismos
pluricelulares proceden de una única célula huevo que ha originado el individuo completo por
sucesivas mitosis) y permite sustituir las células muertas o dañadas. Además, en aquellos
organismos pluricelulares con reproducción asexual, la mitosis es la que permite dicha reproducción
asexual.
Diferencias entre la división celular de procariotas y eucariotas.
En procariotas, la división celular es exclusivamente para reproducción asexual ya que son
organismos unicelulares. Presentan una única molécula de ADN y circular, mientras que en
eucariotas presentan un número determinado de moléculas de ADN y lineales.
Los procariotas no presentan histonas asociadas al ADN; por lo que no se condensa el ADN
como en eucariotas. Carecen de núcleo y no presentan citoesqueleto, por lo que no tienen huso
acromático (ni los microtubulos que forman el huso), su cromosoma en lugar de separarse a cada
polo celular por microtúbulos como en eucariotas, se separa por un mesosoma (invaginacion o
repliegue de la membrana). Por todo esto, la división celular de los procariotas no se parece a la
mitosis que hemos estudiado (no vemos cromosomas con dos cromátidas, ni huso acromático...).
14
MEIOSIS
Es un tipo de división celular que tiene la finalidad de producir células haploides, es decir,
con la mitad de cromosomas, en nuestro caso la meiosis es para producir gametos haploides
(espermatozoides u óvulos). Presenta dos divisiones, llamadas meiosis I y meiosis II, obteniendo al
final de las dos divisiones cuatro células haploides genéticamente distintas. Todas las células
haploides salen genéticamente distintas por el reparto al azar de los cromosomas (ver anafase I) y
por la recombinación genética (ver profase I). La meiosis I se divide en profase I, metafase I,
anafase I y telofase I y la meiosis II se divide en profase II, metafase II, anafase II y telofase II.
Izquierda: Dibujo resumen de la recombinación
MEIOSIS I o División Reduccional.
Es la primera división meiótica, en la que sucede la
recombinación genética y además al final de esta meiosis I,
las células hijas ya tienen la mitad de cromosomas. Se divide
en profase I, metafase I, anafase I y telofase I.
Profase I.
Es similar a la profase de la mitosis con la gran
diferencia de que se produce la recombinación genética. La
recombinación genética consiste en que los cromosomas
homólogos (uno de origen materno y otro de origen paterno)
se intercambian fragmentos de igual posición, forma y tamaño, de
manera que los cromosomas resultantes ya no son
exactamente idénticos a como eran antes, sino que tienen mezcla de genes paternos y maternos.
Al igual que la profase de la mitosis se forma el huso acromático (conjunto de microtúbulos
que van de un centriolo al otro) al mismo tiempo que se alejan hacia los polos los centriolos,
desaparece el núcleo (membrana nuclear y nucleolo desaparecen) y la cromatina se condensa hasta
hacerse visibles los cromosomas. Compara la profase I (izquierda y centro) con la profase de la mitosis (derecha),
observando que en la profase I los cromosomas homólogos están unidos por el lugar donde ha sucedido la
recombinación, mientras que en la profase de la mitosis los cromosomas homólogos no han recombinado ni están
unidos.
Profase I
Profase de la mitosis
Ejercicio: ¿Diferencias entre profase y profase I?
15
Metafase I.
Es similar a la metafase de la mitosis, ya que los cromosomas se alinean en el centro de la
célula (placa metafásica o ecuatorial) con la diferencia de que en la placa ecuatorial se disponen los
cromosomas homólogos unidos. Los cinetocoros de las cromátidas que pertenecen al mismo cromosoma están
fusionados y se orientan hacia el mismo polo (por eso en la anafase II irán las 2 cromátidas juntas).
Compara la metafase (izquierda) de la mitosis con la metafase I de la meiosis (derecha) y observa como en la
mitosis los cromosomas homólogos no están unidos y en la metafase I si están unidos.
metafase I
Anafase I.
Los pares de cromosomas homólogos se separan al azar hacia polos opuestos de la célula (no
se sabe que cromosomas homólogos se quedará cada célula hija, solo se sabe que irá a cada célula
hija uno de cada par. Recuerda que todos los individuos tienen pares de cromosomas homólogos y en cada par uno
lo aportó el padre del individuo y el otro cromosoma homólogo lo aportó la madre). A diferencia de la mitosis que
se separan las cromátidas, aquí se separan los cromosomas completos, con sus dos cromátidas; por
lo que las células hijas tendrán la mitad de cromosomas. Además los cromosomas se ven con
fragmentos recombinados (fíjate que tiene fragmentos de otro color) debido a la recombinación que
sucedió en la profase I. Observa como en las figuras izquierda y central se separan cromosomas enteros (con 2
cromátidas), mientras que en la anafase de la mitosis se separan las cromátidas.
Anafase I
Anafase I
Anafase de la mitosis
Ejercicio: ¿Diferencias entre anafase y anafase I?
16
Telofase I
Reaparece la membrana nuclear y el nucléolo. Los cromosomas sufren una pequeña
descondensación.
Al finalizar la meiosis I se obtienen dos células hijas con la mitad de cromosomas y con dos
cromátidas cada cromosoma; presentando algunas de ellas zonas que han sufrido recombinación.
Telofase de la mitosis
Telofase I
Resumen de la meiosis I:
17
MEIOSIS II
Antes de comenzar se produce una corta interfase donde no hay síntesis de ADN, ya que los
cromosomas ya poseen dos cromátidas. Se divide en profase II, metafase II, anafase II y telofase II.
Es siempre igual a la mitosis (en la metafase se ponen en el centro y en la anafase de cada
cromosoma se separa una cromátida hacia cada polo (extremo) celular) con la diferencia de que los
cromosomas presentan recombinación y las células hijas sólo tienen la mitad de cromosomas,
debido a que antes sucedió la meiosis I donde ocurrió la recombinación y se separaron los
cromosomas homólogos a células distintas.
Profase II
Desaparece la membrana nuclear, los cromosomas se condensan y se forma el huso acromático.
Metafase II
Los cromosomas se sitúan en la placa ecuatorial (en el ecuador de la célula), cada uno está formado por dos
cromátidas y cada cromátida tiene un cinetocoro (por eso en la anafase II irá cada una a un polo distinto).
Anafase II
Cada cromátida emigra a un polo opuesto.
Telofase II
Se forma la membrana nuclear y el nucléolo y se descondensan los cromosomas.
18
Al finalizar la meiosis II se obtiene 4 células hijas cada una de las cuales tiene la mitad de
cromosomas de la célula madre (son haploides) y son las 4 genéticamente distintas, ya que algunos
de sus cromosomas están recombinados y los cromosomas homólogos se repartieron al azar.
RESUMEN MEIOSIS
Fíjate en la imagen como en la meiosis I sucede la recombinación entre cromosomas
homólogos y da dos células hijas con la mitad de cromosomas (cada una con uno solo de los dos
cromosomas homólogos) y como en la meiosis II se forman 4 células hijas cada una con 1 sola
cromátida (como en mitosis) pero recombinadas y con la mitad de cromosomas gracias a la meiosis
I.
Las 4 células hijas son todas genéticamente distintas (ninguna tiene cromátidas iguales) y
con la mitad de cromosomas. Nuestros gametos se forman por meiosis, por eso nuestros
espermatozoides u óvulos tienen genes diferentes (variabilidad).
Ejercicio: Destacar los procesos de recombinación genética y de separación de cromosomas
homólogos como fuente de variabilidad (por ejemplo que no salgan los hermanos exactamente
iguales excepto gemelos).
19