LA MEIOSIS
Concepto
1. Introducción.
La meiosis implica dos divisiones
sucesivas de una célula eucariota diploide (2n) de un organismo de reproducción
sexual que resultan en cuatro (N) células haploides de la progenie, cada una
con la mitad del material genético de la célula original.
Los cromosomas se duplican una vez,
y a través de dos divisiones sucesivas, se producen cuatro células haploides,
cada una con la mitad del número de cromosomas de la célula parental.
La variación genética se produce en
las células haploides a través de los mecanismos por los cuales los cromosomas
paternos y maternos se segregan conocido como el proceso de entrecruzamiento.
Dependiendo del organismo, la
meiosis puede producir gametos haploides que no se dividan más, o puede
producir esporas haploides, que se divide por ciclos celulares mitóticos y
producir organismos unicelulares o multicelulares.
En los animales, en los que las
células somáticas (del cuerpo) son diploides, los productos de la meiosis son
los gametos.
Una característica universal del reino Plantae es la
alternancia de dos fases en su ciclo de vida: la fase gametofítica (haploide n)
que produce gametos y la esporofítica (diploide 2n) que produce esporas, misma
que alternan entre sí. Dependiendo del grupo de plantas del que hablemos, las
generaciones tienen una mayor o menor duración, por ejemplo, las briofitas
(musgos) poseen su fase gametofítica predominante, de hecho lo que nosotros
como musgo es en realidad un gametofito y su esporofito es dependiente de él,
es efímero y las esporas liberadas por él darán origen a un nuevo gametofito.
Por otra parte en los helechos la fase dominante es el esporofito, sí, lo que
nosotros conocemos como un helecho sólo se encarga de producir esporas; el
gametofito es muy pequeñito y efímero.
Concepto
2: El proceso de la meiosis
La meiosis consiste en dos
divisiones celulares sucesivas, la meiosis I y meiosis II. Cada división se
compone de las siguientes etapas: profase, metafase, anafase y telofase.
Vamos a seguir la meiosis en una
célula animal con dos pares de cromosomas.
Antes de la meiosis, los cromosomas
se duplican en un proceso similar a la
interfase antes de la mitosis.
Fuera del núcleo de las células
animales hay dos centrosomas, conteniendo cada uno un par de centríolos. Los
dos centrosomas son producidos por la duplicación de un solo centrosoma durante
la interfase. Los centrosomas actúan como centros organizadores de microtúbulos
(COMT). Los microtúbulos se extienden radialmente desde los centrosomas,
formando un aster.
Las células vegetales no tienen
centrosomas por lo que diferentes tipos de centros organizadores de
microtúbulos sirven como lugares de formación del huso.
Concepto
3: Meiosis I: Profase I
Los cromosomas se hacen visibles, el
entrecruzamiento ocurre, el nucléolo desaparece, las formas de huso meiótico y
la envoltura nuclear desaparece.
El par de cromosomas homólogos
duplicados se entrecruzan intercambiando información genética o Crosing-over es
el proceso que puede dar lugar a la recombinación genética. En este punto, cada
par de cromosomas homólogos es visible como una tétrada, cada uno compuesto de
dos cromátidas hermanas. La sitios de
entrecruzamiento son vistos como cromátidas no hermanas entrecruzadas y se
llaman quiasmas (singular: chiasma).
Concepto 4: Meiosis I: Metafase I
Los pares de cromosomas (divalentes)
se alinean dispuestos en el eje ecuatorial y se adjuntan al huso meiótico ahora
completamente formado.
Los centríolos se
encuentran en polos opuestos de la célula. Los pares de cromosomas homólogos (los divalentes),
ahora bien enrollados, se condensan dispuestos en un plano equidistante de los
polos llamada placa de la metafase.
Las fibras del huso de un
polo de la célula se unen a un cromosoma de cada par (visto como cromátidas
hermanas), y fibras del huso del polo opuesto amarran al cromosoma homólogo (de
nuevo, visto como cromátidas hermanas).
Concepto 6: Meiosis I: Anafase
I
Los
dos cromosomas migran hacia los polos opuestos.
La Anafase
I comienza cuando los dos cromosomas de cada tétrada bivalente comienzan a
moverse hacia los polos opuestos de la célula, como resultado de la acción del
huso.
Las
cromátidas hermanas permanecen unidas a sus centrómeros y se mueven juntas
hacia los polos.
Una
diferencia clave entre la mitosis y la meiosis es que las cromátidas hermanas
permanecen unidas después de la metafase de la meiosis I, mientras que en la
mitosis están separadas
Concepto 7: Meiosis I:
Telofase I
Los
pares de cromosomas homólogos llegan a los polos de la célula, la membrana
nuclear se forman alrededor de ellos, y la citocinesis sigue para producir dos
células.
Los
pares de cromosomas homólogos completan su migración a los dos polos, como resultado
de la acción del huso. Ahora un
conjunto haploide de cromosomas está en cada polo, cada cromosoma sigue
teniendo dos cromátidas.
Se
forma la envoltura nuclear alrededor de cada juego de cromosomas, el huso
desaparece, y la citocinesis sigue. En
las células animales, la citocinesis implica la formación de un surco de
segmentación, lo que resulta en el pellizco de la célula en dos células. Después de la citocinesis, cada una de
las dos células de la progenie tiene un núcleo con un conjunto haploide de
cromosomas replicados.
Concepto 10: La meiosis II:
Profase II
La
meiosis II comienza sin ninguna replicación adicional de los cromosomas. En
la profase II, la envoltura nuclear se rompe y se forma huso mitótico.
Los
centríolos se duplican y luego se forma un centríolo hijo perpendicular a cada
centríolo original. Los dos pares de centríolos se separan en dos
centrosomas.
La
envoltura nuclear se rompe, y se forma el huso mitótico.
Concepto 11: La meiosis II:
Metafase II
Los
cromosomas se disponen en el eje ecuatorial de la placa de la metafase y están
unidos al huso ahora completamente formado.
Cada una de las células hijas completa la formación de un
huso mitótico.
Los cromosomas individuales se alinean en la placa de la
metafase. Esto está en contraste
con la metafase I, en la que pares homólogos de los cromosomas se alinean en la
placa de metafase.
Para cada cromosoma, los cinetocoros de las cromátidas
hermanas se enfrentan a los polos opuestos, unidos cada uno por microtúbulos
del cinetocoro procedentes de ese polo.
Concepto 12: La
meiosis II: Anafase II
Los centrómeros se separan y las cromátidas hermanas -hora
cromosomas individuales- se mueven hacia los polos opuestos de la célula.
Los centrómeros se separan, y las dos cromátidas de cada
cromosoma se mueven hacia los polos opuestos del huso. Las cromátidas separadas se llaman cromosomas por propio
derecho.
Concepto 13: La meiosis II:
Telofase II
Una envoltura nuclear se forma alrededor de cada grupo de
cromosomas y la citocinesis ocurre, produciendo cuatro células hijas, cada una
con un conjunto haploide de cromosomas.
Se forma una membrana nuclear alrededor de cada juego de
cromosomas.
La citocinesis tiene lugar, produciendo cuatro células hijas
(gametos, en animales), cada uno con un conjunto haploide de cromosomas.
Algunos cromosomas han recombinado segmentos de los
cromosomas parentales originales.
Concepto 16: Segregación de
los genes en la meiosis
Una forma en que la meiosis genera variabilidad genética es a
través de las diferentes formas en que los cromosomas maternos y paternos se
combinan en las células hijas.
El
número de posibles combinaciones de cromosomas en los núcleos haploides es
potencialmente muy grande. En
general, el número de posibles combinaciones de cromosomas es 2n , donde n es el número
de pares de cromosomas. Por ejemplo, en
moscas de la fruta, que tienen 4 pares de cromosomas, el número de posibles
combinaciones es 2 n , o 16. Para los
seres humanos, con 23 pares de cromosomas, hay más de 8 millones arreglos
metafase.
Concepto 17: Gene segregación
en la meiosis 2
Otra
forma en que la meiosis genera variabilidad genética es a través del proceso de
entrecruzamiento de los pares de cromátidas maternos y paternos durante la
profase I.
Como se
muestra en la figura, durante la profase I existe un intercambio físico de
segmentos equivalentes de cromosomas homólogos paternos y maternos.
GAMETOGÉNESIS
1. Introducción
La
gameto génesis es un proceso meiótico que tiene la finalidad de producir
células sexuales o gametos, los cuales, como ya sabemos, son haploides y
participan en el proceso de reproducción. Este proceso se efectúa en el
interior de las gónadas y se inicia en células sexuales no diferenciadas y
diploides, que en los animales se llaman espermatogonias y ovogonias.
La
gametogénesis humana se inicia en la etapa de pubertad, que en el hombre se
alcanza aproximadamente entre los 10 y 14 años de edad y se le denomina espermatogénesis.
En la
mujer, la producción de gametos u ovogénesis se inicia al tercer mes del
desarrollo fetal y se suspende en profase I, esta meiosis se reinicia entre los
10 y 12 años de edad, que es cuando presentan primer ciclo menstrual.
2.
Espermatogénesis Humana
Los
espermatozoides se forman en el interior de los testículos, específicamente
dentro de los túbulos seminíferos. Las paredes de estos túbulos se encuentran
tapizados de espermatogonias, las cuales, por meiosis, se transforman en
espermatozoides. La espermatogénesis, tiene una duración de aproximadamente 74
días y se efectúa en tres etapas:
a) crecimiento
de la espermatogonia
b) meiosis
y
c) metamorfosis
de las células resultantes
La
espermatogonia entra en un período de crecimiento que dura aproximadamente 26
días y se transforma en un espermatocito de primer orden.
El
espermatocito de primer orden entra a la primera división meiótica originando
dos espermatocitos de segundo orden.
Los
espermatocitos de segundo orden entran a la segunda división meiótica y
originan cuatro células haploides llamadas espermatidas.
Cada
espermátida entra a un proceso de metamorfosis o diferenciación llamado
espermiogénesis y se convierten en espermatozoides. El paso de espermatocito
primario hasta espermátida requiere de 45 días. El paso de espermátidas a
espermatozoides requiere 3 días.
3.
Ovogénesis Humana
Los
óvulos se forman en el interior de los ovarios, a partir de células sexuales no
diferenciadas llamadas ovogonias; el proceso empieza desde el tercer mes del
desarrollo fetal e incluye dos etapas: crecimiento de la ovogonia y
meiosis
Descripción de la Ovogénesis
La
ovogonia entra en un período de crecimiento que dura aproximadamente 7 días y
se transforma en un ovocito de primer orden.
El ovocito de primer orden entra a la primera división
meiótica originando dos células, una grande llamada ovocito de segundo orden y
una pequeña que denomina primer glóbulo polar.
Tanto
el ovocito de segundo orden como el primer glóbulo polar, entran a la segunda
división meiótica y originan lo siguiente: El ovocito de segundo orden forma
dos células llamadas: ovotidia u óvulo y segundo glóbulo polar.
El
primer glóbulo polar se divide en dos células llamadas: segundos glóbulos
polares.
El proceso
de ovogénesis desde el crecimiento de la ovogonia a la formación del óvulo y
los glóbulos polares dura 14 días.
