3.3. Meiosis
La meiosis es un mecanismo de división que se realiza exclusivamente en células reproductoras, en el cual, a partir de una célula diploide (2n), con dos juegos cromosómicos, se forman cuatro células haploides, con un único juego cromosómico, (n). Los hechos más significativos de la meiosis tienen lugar durante la profase de la primera división.
Durante la reproducción sexual se produce un fenómeno que conocemos como fecundación, que consiste en la unión de dos células llamadas gametos para dar lugar a una única célula llamada huevo o zigoto. En este proceso se produce la suma de los cromosomas de cada uno de los gametos, por lo que el zigoto resultante tendrá el doble de cromosomas que los gametos que lo originaron. Por ejemplo, si cada uno de los gametos tiene 14 cromosomas, el zigoto resultante tendrá 28.
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Como la fusión de gametos implica duplicar el número de cromosomas del zigoto, si no fuera por la meiosis, que reduce el número de cromosomas de una célula a la mitad, a lo largo de las sucesivas generaciones se iría duplicando el número de cromosomas de la especie.
La meiosis es un mecanismo de división que se realiza exclusivamente en células reproductoras, en el cual, a partir de una célula diploide (2n), con dos juegos cromosómicos, se forman cuatro células haploides, con un único juego cromosómico, (n).
La meiosis, por tanto, tiene lugar en todos los seres vivos que presentan reproducción sexual, aunque no siempre tiene lugar en el mismo momento de su ciclo vital. En animales tiene lugar antes de la fecundación, para dar lugar a la formación de los gametos: óvulo (gameto femenino) y espermatozoide (gameto masculino).
Este proceso comparte muchas de sus características con la mitosis. Las dos divisiones meióticas pasan por las mismas fases que en la mitosis, es decir, profase, metafase, anafase y telofase.
FASES DE LA MITOSIS
En la meiosis se producen dos divisiones consecutivas, meiosis I y meiosis II que, para su estudio, se dividen en las mismas etapas que la mitosis.
1. MEIOSIS I
En esta primera división se produce un fenómeno que resulta de vital importancia; el apareamiento de cromosomas homólogos y el intercambio de material entre los mismos.
Para su estudio se divide en las mismas fases que la mitosis.
Profase I
Al igual que en la mitosis, en esta fase se comienzan a observar los cromosomas, al espiralizarse el ADN.
Se duplican los centriolos y desaparecen el nucléolo y la membrana nuclear. Pero a diferencia de la profase mitótica, los cromosomas homólogos se juntan y entre ellos tiene lugar un intercambio de fragmentos de ADN.
La profase I es la etapa más compleja de toda la meiosis, y para su estudio se puede dividir en las cinco fases llamadas, como antes vimos, leptoteno, zigoteno, paquiteno, diploteno y diacinesis:
| Leptoteno |
Los cromosomas individuales se condensan en largos filamentos y se empiezan hacer visibles. Cada uno de ellos está formado por un armazón proteico unido a la envoltura nuclear. En ellos se observan las dos cromátidas estrechamente unidas, que no se distinguen hasta el final de la profase I. |
| Zigoteno |
En esta etapa los dos cromosomas homólogos de cada pareja se aparean longitudinalmente gen a gen. A este proceso se le denomina sinapsis y se realiza mediante una estructura proteica denominada complejo sinaptonémico. A cada pareja de cromosomas homólogos apareados se les denomina bivalentes o tétradas (contiene 4 cromátidas). |
| Paquiteno |
En este período se produce el sobrecruzamiento, entrecruzamiento o crossing-over entre cromátidas homólogas, es decir cromátidas no hermanas pertenecientes a la misma pareja de cromosomas homólogos. Durante el entrecruzamiento, un fragmento de una cromátida puede separarse e intercambiarse por otro fragmento de su correspondiente homólogo y, como consecuencia, se produce un intercambio de genes o recombinación genética, con ello aumenta la variabilidad. En esta animación las cromatidas de los cromosomas amarillos y verdes intercambian fragmentos. |
| Diploteno | Los cromosomas homólogos comienzan a separarse, aunque permanecen unidos por unos puntos, llamados quiasmas, que se corresponden con los lugares donde se produjo la recombinación En este punto la meiosis puede sufrir una pausa, como ocurre en el caso de la formación de los óvulos humanos, que continuará al alcanzar la madurez sexual. A este estado de latencia se le denomina dictioteno. |
| Diacinesis |
En esta etapa se observan por primera vez las dos cromátidas que forman cada cromosoma, que están unidas por el centrómero. Los pares de cromosomas homólogos permanecen unidos por los quiasmas que se establecen entre cromátidas homólogas. Al final de la diacinesis cesa la síntesis de ARN y desaparece el nucléolo. |
Metafase I
Las tétradas (pares de cromosomas homólogos) se disponen en el plano ecuatorial formando la placa metafásica.
Anafase I
Se separan las tétradas y cada uno de los cromosomas, formado por dos cromátidas, es arrastrado, hacia cada uno de los polos de la célula (observa la diferencia con la anafase de la mitosis, en la que se separaban las cromátidas hermanas de un mismo cromosoma; en la anafase I se segregan cromosomas completos).
Telofase I
Cuando los cromosomas alcanzan los polos de la célula, se reorganiza la
membrana nuclear y el nucléolo. La célula se divide y se forman dos
células hijas con la mitad de cromosomas que la célula madre (cada uno
de estos cromosomas sigue teniendo dos cromátidas).
2. MEIOSIS II
Esta segunda división se caracteriza porque no existe duplicación previa del ADN, ya que cada uno de los cromosomas está formado por dos cromátidas.
Esta división se desarrolla de igual modo que una mitosis, por lo que tiene las mismas fases.
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Animación modificada de Proyecto Biosfera bajo CC
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SIGNIFICADO BIOLÓGICO DE LA MITOSIS
En el apartado anterior hemos visto cómo se desarrolla la meiosis pero, ¿por qué es tan importante?
Las razones de esta importancia son dos:
En primer lugar,
- MANTIENE CONSTANTE EL NÚMERO DE CROMOSOMAS DE LA ESPECIE
¿Qué significa esto?
Sabemos que durante la reproducción sexual se produce un proceso denominado fecundación. Durante la misma tiene lugar la fusión de dos gametos para dar lugar a un zigoto, que tiene un número de cromosomas que es igual a la suma de los que poseían ambos gametos (si los gametos tienen 20 cromosomas cada uno, el zigoto tendrá 40).
Estas cifras se han de mantener a lo largo de las sucesivas generaciones, por lo que a lo largo del ciclo vital de una especie ha de haber un proceso que reduzca a la mitad el número de cromosomas que compense la duplicación que se produce durante la fecundación. Esta función la lleva a cabo la meiosis.
- GENERA UNA ENORME VARIABILIDAD GENÉTICA
¿Cómo se produce?
- Debido al entrecruzamiento entre cromátidas no hermanas de cromosomas homólogos que se produce durante la profase I.
- Gracias a la separación de cromosomas homólogos (anafase I) y separación de cromátidas (anafase II).