División del material genético. Cátedra de Genética de la Facultad

División del material genético.
MITOSIS
Es una división ecuacional, donde una célula de composición cromosómica 2n
se divide y dá dos células 2n, idénticas entre sí e idénticas a la célula que les
dio origen.
Este tipo de división no permite variabilidad, ya que las células “hijas” son
genéticamente iguales a la que les dio origen. Garantiza la distribución
equitativa de la información genética a las células originadas.
2n
2n
2n
En animales se lleva a cabo en tejidos somáticos (soma= cuerpo), lo que
permite el crecimiento de los individuos por aumento del número de células. En
vegetales se realiza en los tejidos meristemáticos y la importancia radica en
que podemos realizar multiplicación vegetativa de especies vegetales con
interés agronómico y lograr uniformidad de población. Cabe aclarar que en
animales también hay mitosis en determinadas fases de la formación de las
gametas masculinas y femeninas.
Consta de cuatro fases:
1. Profase
2. Metafase
3. Anafase
4. Telofase
Veamos cada una de ellas:
PROFASE
En el núcleo celular las cromátidas comienzan a condensarse, el nucleolo se
desintegra y se forman las fibras del huso acromático. Hacia el final de la
profase desaparece la carioteca (membrana del núcleo) y el nucleolo y los
cromosomas están bien contraídos.
METAFASE
Los cromosomas se dirigen y se ubican en el plano ecuatorial. Cada uno de
ellos se fija al huso acromático por el centrómero en la “placa ecuatorial”.
ANAFASE
El cromosoma está compuesto hasta aquí por 2 cromátidas, las cuales se
separan y se dirige cada una a un polo diferente de la célula, guiadas por el
centrómero, unidas al huso acromático. Las cromátidas se denominan
cromátidas hermanas o cromosomas hijos.
TELOFASE
Las cromátidas llegan a los polos correspondientes y se reconstruyen los
núcleos hijos. Reaparece el nucleolo y la carioteca. Comienza la citocinesis. En
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células vegetales se produce una división a nivel de la placa ecuatorial con la
formación de un fragmoplasto que permite la citocinesis y la separación en dos
células. En animales se produce una estrangulación a nivel ecuatorial que
permite la formación de 2 células individuales.
Interfase
Metafase
Profase
Final de Profase
Anafase
Telofase
(a) Citocinesis en
célula animal.
(b) Citocinesis en
célula vegetal.
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MEIOSIS
Esta división se dá en células sexuales que van a formar las gametas, y a
partir de una célula original 2n se producen 4 células n diferentes a la original y
diferentes entre sí. Por ello se dice que es una división reduccional. Permite, a
diferencia de la mitosis, que haya variabilidad genética.
La meiosis a diferencia de la mitosis, reduce a la mitad la cantidad de material
genético. Mientras que en organismos diploides la mitosis da lugar a células
hijas con una dotación diploide completa, en la meiosis se producen gametos o
esporas con sólo una dotación haploide de cromosomas. En la reproducción
sexual los gametos se combinan y se unen para reconstruir la dotación
diploide, tal como se encuentra en las células paternas. Los gametos tienen
exactamente uno de los miembros de cada una de las parejas de cromosomas
homólogos. Una vez terminada, la meiosis asegura la continuidad genética de
generación en generación.
La reproducción sexual asegura también la variación genética entre los
individuos de una especie. Gracias a la gran variación genética de los gametos,
en la fecundación es posible un gran número de combinaciones cromosómicas.
Además, veremos que el fenómeno meiótico, denominado entrecruzamiento,
da lugar a intercambio genético entre cada uno de los miembros homólogos de
una pareja de cromosomas. Esto produce cromosomas que son un mosaico de
los homólogos paterno y materno de los que provienen, intensificando la
potencial variación genética de los gametos y de los descendientes derivados
de ellos. Este proceso de reproducción sexual constituye la forma más
importante de combinar información genética dentro de una especie.
Hemos visto que en la mitosis, cada uno de los miembros paternos y maternos
de una pareja dada de cromosomas homólogos se comporta de manera
autónoma en la división. En cambio, al comienzo de la meiosis, los
cromosomas homólogos forman parejas; es decir, sufren sinapsis. Este par se
denomina bivalente, que finalmente dará lugar a una unidad, la tétrada, que
consta de cuatro cromátidas. La presencia de 4 cromátidas demuestra que
ambos homólogos se han duplicado de hecho. Por consiguiente para alcanzar
la haploidía son necesarias dos divisiones. La división I se denomina
reduccional, ya que el número de cromosomas se reduce a la mitad. La
división II se denomina ecuacional, debido a que el número de cromosomas
permanece constante luego de la misma.
Division I
Profase I :
 Leptonema
 Cigonema
 Paquinema
 Diplonema
 Diacinesis
Metafase I
División II
Profase II
Metafase II
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Anafase I
Telofase I
Anafase II
Telofase II
Primera división meiótica
Profase I: Hay que tener en cuenta que el ADN de los cromosomas se ha
duplicado en la interfase anterior. En esta fase ocurre una serie de fenómenos
genéticos complejos, por lo cual se la ha subdividido en cinco subfases:
leptonema, cigonema, paquinema, diplonema y diacinecis.
Leptonema: (lepto= delgado, nema=filamento) La cromatina comienza a
condensarse y los cromosomas, aunque todavía extendidos, se hacen visibles
como filamentos delgados. A lo largo de cada cromosoma se encuentran los
cromómeros. Pruebas recientes sugieren que es durante el leptonema cuando
comienza el proceso denominado búsqueda del homólogo que precede al
apareamiento de éstos.
Cigonema: (cigo= pareja) Los cromosomas continúan acortándose y
engrosándose en esta subfase. Se produce el apareamiento de los
cromosomas homólogos, formando una pareja que recibe el nombre de
bivalente. El tipo de apareamiento se denomina sinapsis. El número de
bivalentes de una especie dada es igual a su número haploide (n).
Paquinema: (paqui= grueso) Durante esta etapa ya es evidente que cada
homólogo es una estructura doble. Así pues, cada bivalente tiene cuatro
cromátidas. Se produce en esta subfase el crossing-over y la recombinación
entre cromátidas homólogas. Hay intercambio de cromatina entre los
homólogos por lo que se produce mezcla de información genética, lo que
contribuye a la variabilidad. El punto de contacto entre las cromátidas se llama
quiasma. Durante las siguientes etapas los centrómeros se repelen y los
nudos de los quiasmas se desplazan hacia los extremos.
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Diplonema: Los cromosomas apareados comienzan a separarse por repulsión
de los centrómeros pero permanecen unidos por los quiasmas y los nudos se
desplazan hacia los extremos. Empieza la terminalización. Los cromosomas
se ven más gruesos.
Diacinesis: Se completa la terminalización. A medida que progresa la
separación, los quiasmas se desplazan hacia los extremos de la tétrada. Hacia
el final desaparecen el nucleolo y la envoltura nuclear y los dos centrómero de
cada tétrada quedan unidos a las recién formadas fibras del huso acromático.
Metafase I: Los bivalentes se ubican sobre la placa ecuatorial.
Anafase I: La tensión de los centrómeros provoca la migración al azar de los
cromosomas a los polos. Se separan a nivel de quiasmas y migra un
cromosoma (una pareja de cromátidas hermanas denominada diada) de cada
par homólogo. Este proceso de separación es la base física de lo que
denominamos disyunción, que indica la separación de los cromosomas.
Ocasionalmente se producen errores en la meiosis y no se consigue dicha
separación, y se llama no disyunción a este fallo. En esta etapa se produce
reducción del número de cromosomas.
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Telofase I: Los cromosomas llegan a los polos. Aparece la carioteca y el
nucleolo y empieza a desorganizarse la cromatina. Entre esta fase y la
siguiente división puede el núcleo entrar en un corto periodo de interfase.
Aunque haya un periodo de interfase, los cromosomas no se replican, ya que
están formados por dos cromátidas. En general la telofase meiótica es mucho
más corta que la correspondiente fase mitótica.
Segunda división meiótica
Profase II: La cromatina comienza a espiralizarse y los cromosomas se ven
como finos filamentos. La carioteca desaparece al igual que el nucleolo. Al final
de esta fase se forma el huso acromático.
Metafase II: Los cromosomas, guiados por el centrómero, se ubican en la placa
ecuatorial.
Anafase II: Se separan las cromátidas hermanas que conforman cada
cromosoma, y migran hacia polos opuestos. La separación se produce a nivel
del centrómero.
Telofase II: Las cromátidas llegan a los polos. Se reconstituye la carioteca y el
nucleolo. Se divide luego el citoplasma y quedan así 4 células haploides.
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Al final de la meiosis, no sólo se habrá conseguido el estado haploide, sino que
al haber entrecruzamiento, cada cromosoma final será una combinación de
información genética paterna y materna.
Importancia de la meiosis
1. Permite que el número cromosómico de cada especie permanezca
constante.
2. El crossing-over permite variabilidad genética de los individuos, ya que
éstos son semejantes pero no iguales.
3. Permite la formación de gametas.
4. Permite la perpetuidad de la especie.
Figura comparativa entre mitosis y meiosis, partiendo de una célula con 2n= 6.
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