meiosis

MEIOSIS
Básicamente, la meiosis consiste en un tipo de división celular en la que se obtienen
cuatro células hijas con la mitad de la dotación cromosómica, la mitad de información
genética. Al final, se obtienen cuatro células con la mitad de cromosomas y diferente
información genética entre ellas y con respecto a la célula inicial. La meiosis tiene lugar en
dos divisiones celulares sucesivas.
En cuanto a la cantidad de información genética que puede tener una célula, hay que
diferenciar aquellas que tienen dos juegos de cromosomas –diploides-(2n)- y las que
tienen uno solo –haploides-(n).
Las células diploides tienen pares de cromosomas homólogos, por ejemplo, un
cromosoma nº 14 aportado por el óvulo y otro equivalente aportado por el espermatozoide
(de esta forma, decimos que hay un par de cromosomas nº 14 homólogos y así para
todos los cromosomas). Estas células tendrán entonces pares de cromosomas homólogos
o, lo que es lo mismo: tienen dos juegos de cromosomas, dos dotaciones cromosómicas,
una procedente del óvulo y otra del espermatozoide. Por ello se representa con 2n a los
organismos (y a las células) diploides. Por ejemplo, los seres humanos son organismos
diploides 2n = 46 porque sus células tienen dos juegos de cromosomas de 23 cada uno,
tienen 23 pares de cromosomas homólogos.
Pero no todas las células de un ser humano son diploides. El espermatozoide y el óvulo
son células haploides (n = 23, porque no tienen dos juegos de cromosomas sino uno solo)
que, al unirse en la fecundación, forman un zigoto diploide 2n = 46 del que –por mitosisse originan todas las células 2n del organismo pluricelular adulto.
n = 23
zigoto
2n = 46
R
R
2n = 46
2n = 46
n = 23
R!
Vemos pues que es necesario reducir en algún momento el número de cromosomas de
los gametos a la mitad para que cuando ocurra la fecundación no se forme un zigoto con
el doble de cromosomas que las células normales. La meiosis soluciona esto, reduciendo
el número de cromosomas a la mitad, pues origina células a las que, de cada par de
cromosomas homólogos, sólo va uno. La meiosis se suele simbolizar con R! (la mitosis se
suele simbolizar con R).
PASOS GENERALES DE LA MEIOSIS:
Vamos a ver los pasos que ocurren para una sola pareja de cromosomas homólogos, aunque hay que tener en cuenta que el
proceso ocurre para todos los pares de cromosomas homólogos.
1. Antes de comenzar la meiosis, los
cromosomas se duplican (como en la
mitosis) y pasan a estar formados por dos
cromátidas idénticas cada uno.
2n
2n
2. Primera división meiótica: los cromosomas homólogos se separan, va cada uno a un
polo de la célula, y se forman dos células con un solo juego de cromosomas (n) dobles
(formados por dos cromátidas). Durante esta división, los cromosomas homólogos se
unen e intercambian trozos de sus cromátidas antes de separarse.
n
2n
2n
n
2n
El intercambio de trozos de cromátida entre cromosomas homólogos que tiene lugar en
esta primera división meiótica se conoce con el nombre de recombinación.
3. Segunda división meiótica: en cada célula resultante de la primera división, cada
cromosoma se separa en sus dos cromátidas (como en la mitosis) para ir una a cada
célula. Por ello resultan cuatro células hijas.
n
n
n
n
n
n
n
n
Como vemos, el resultado final son 4 células
haploides, con un solo juego de cromosomas
(cromátidas) cada una, cromosomas que ya no son
iguales a los de la célula original debido al intercambio
que tuvo lugar en la primera división meiótica. Ésta es
una de las diferencias más importantes respecto a la
mitosis: las células resultantes son genéticamente
diferentes a la de partida y diferentes entre sí. De ahí
la variabilidad de los gametos, que son tan diferentes
genéticamente entre sí porque los intercambios entre
las cromátidas que tienen lugar en la primera división,
son múltiples y ocurren al azar. Esto que vemos
representado para un solo par de homólogos, ocurre
para todos los pares, lo cuál da aún más
combinaciones posibles y, por ello, más variabilidad
aún a los gametos.
Cada una de estas dos divisiones tiene lugar en varias fases con nombres parecidos a los
de la mitosis: Profase I, metafase I, anafase I, telofase I, profase II, metafase II, anafase II,
telofase II.
http://es.encarta.msn.com/media_701765261_761562707_-1_1/Meiosis.html
http://www.efn.uncor.edu/dep/biologia/intrbiol/meiosis.htm
FASES DE LA MEIOSIS:
MEIOSIS I:
Antes de empezar la meiosis ocurre la replicación del ADN, con lo que se obtienen cromosomas formados por dos cromátidas
idénticas cada uno.
1. Profase I: La cromatina se condensa y los cromosomas se hacen visibles. Los
cromosomas homólogos se aparean, es decir: se juntan formando bivalentes (parejas de
cromosomas). Se produce entonces el sobrecruzamiento: intercambio mutuo de
segmentos en varios puntos de los bivalentes. Posteriormente, los cromosomas
homólogos comienzan a separarse pero al final de la profase I permanecen apareados,
aunque unidos sólo por los puntos en los que hubo intercambio.
2. Metafase I: Los bivalentes se sitúan en el plano ecuatorial, orientados al azar cada uno
hacia un polo de la célula.
3. Anafase I: Los cromosomas homólogos se separan porque las fibras del huso tiran de
ellos hacia polos opuestos de la célula.
4. Telofase I: Los cromosomas (cada uno con dos cromátidas) se sitúan en los polos de la
célula y se forman dos núcleos, haploides (pues tienen sólo un cromosoma de cada par
homólogo inicial) pero con dos cromátidas cada uno.
-Citocinesis: Se forman dos células que contienen cada una un núcleo resultante de la meiosis I.
MEIOSIS II:
La meiosis II es similar a una mitosis, pero se diferencia de ésta, entre otras cosas, en que previamente no se produce la replicación
del ADN.
1. Profase II: Si se formaron las membranas nucleares en la telofase I, éstas se
desintegran. Los cromosomas se condensan (si se descondensaron en la telofase I) y se
forman nuevas fibras del huso.
2. Metafase II: Los cromosomas aparecen en la placa ecuatorial.
3. Anafase II: Las cromátidas de cada cromosoma se separan y son arrastradas hacia
polos opuestos por el huso acromático.
4. Telofase II: En los polos se forman las membranas nucleares alrededor de los
cromosomas (ahora formados por una sola cromátida cada uno).
-Finalmente, cada una de las dos células resultantes de la meiosis I (ahora con dos núcleos cada una) se divide en dos. El resultado
final son 4 células haploides (con la mitad de cromosomas, de información genética) y con información genética intercambiada entre
sus cromosomas: los cromosomas finales son diferentes a los iniciales y entre sí.
COMPARACIÓN MITOSIS-MEIOSIS:
Aunque en ambos casos se trata de procesos de división celular, las diferencias entre
uno y otro son importantes:
MITOSIS
MEIOSIS
Una sola división
Se obtienen dos células
Células finales idénticas genéticamente a la inicial y
entre ellas
Se realiza para la multiplicación celular: reposición
de células perdidas, crecimiento y desarrollo del
organismo pluricelular (aumento del número de
células desde el zigoto hasta el organismo
pluricelular y crecimiento de éste)
Células
finales
Dos divisiones sucesivas
Se obtienen cuatro células
Diferentes genéticamente a la inicial y entre
ellas
Con la mitad de cromosomas
Cromosomas diferentes a los de partida por
la recombinación genética
Se realiza para la reducción cromosómica: formación
de gametos haploides. También para la formación de
esporas* haploides.
*Las esporas son células que, por sí solas, pueden germinar y desarrollar un organismo. Se diferencian de
los gametos en que éstos desarrollan un organismo cuando se fusionan dos de distinto signo (fecundación
de gametos masculino-femenino) mientras que una espora no necesita fusionarse con otra para desarrollar
un nuevo organismo.
CICLOS BIOLÓGICOS:
El momento en el que ocurre la meiosis (R!) determina la existencia de ciclos biológicos*
diferentes según el tipo de organismo. Hay que recordar que la meiosis determina un
cambio cromosómico celular por el cuál se pasa de células diploides a células haploides.
CICLO DIPLONTE
En el ser humano, la meiosis forma los
gametos, por lo que la parte haploide (n) del ciclo
tiene una corta existencia: sólo son haploides los
gametos, que al unirse en la fecundación darán
un organismo cuyas células diploides (2n) serán
mayoritarias durante toda su vida. Se trata de un
ciclo diplonte.
En otros organismos como algunas especies de
algas y hongos, la meiosis la sufre el zigoto
inmediatamente después de la fecundación. El
zigoto diploide originado por fecundación
experimenta la meiosis y da lugar a cuatro
células haploides, esporas que se desarrollan
dando origen a un individuo adulto haploide (n).
Éste formará gametos sin mediar la meiosis. Es
un ciclo haplonte.
gametos
R!
n
f
R
zigoto
2n
2n
CICLO HAPLONTE
gametos
R
n
esporas
adulto
f
R!
n
n
zigoto
2n
La mayoría de los vegetales tienen un ciclo en el que hay alternancia de generaciones: a
lo largo de su ciclo de vida existen individuos con distinta dotación cromosómica; existe
una generación diploide y otra haploide. El individuo haploide forma los gametos por
mitosis; con la fecundación se forma un zigoto diploide que desarrolla un individuo
*ciclo biológico: conjunto de cambios experimentado por un ser vivo entre dos fecundaciones sucesivas.
también diploide, el cuál, por meiosis, forma esporas haploides que germinan y
desarrollan un individuo haploide que forma los gametos, con lo que se cierra el ciclo. Es
un ciclo diplohaplonte o haplodiplonte. Del zigoto se desarrolla, como en los diplontes,
una generación diploide en la que tiene lugar la meiosis, no para producir gametos, sino
para dar células haploides
gametofito
gametos
(esporas), cada una de las
R
cuales desarrolla un organismo
haploide productor de gametos
n
n
(por mitosis). En algunas
especies, como Ulva lactuca
f
esporas
esporofito
(lechuga de mar), las
generaciones haploide y diploide
R
R!
son morfológicamente
R
zigoto
semejantes. En otras, como
2n
2n
ocurre con los musgos, helechos
n
y plantas superiores, ambas
generaciones presentan
diferentes aspectos.
El individuo haploide productor de los gametos se denomina gametofito y el individuo
diploide productor de las esporas se denomina esporofito.
Musgo con los esporofitos saliendo por encima del gametofito.
Ciclo vital de un musgo
Ejercicio: Completa el siguiente esquema sobre el ciclo vital de un helecho, colocando los
siguientes términos en el lugar que corresponda y señalando las partes diploides (2n) y
haploides (n).
Fecundación – meiosis – mitosis (R) – esporofito – gametofito – fase diploide – fase haploide