MEIOSIS
La meiosis es un
proceso que incluye dos divisiones nucleares en secuencia, con lo que se
obtienen núcleos hijos haploides que contienen sólo un miembro de cada par de
cromosomas homólogos, por lo que el número de cromosomas se reduce a la mitad.
La meiosis puede ocurrir en distintas etapas del ciclo vital,
según el tipo de organismo. Un proceso elaborado de emparejamiento de
cromosomas que no tiene contraparte en la mitosis ocurre durante la profase I
para asegurar que cada núcleo hijo tenga solo un conjunto de homólogos. El emparejamiento
de los cromosomas se acompaña de la formación de una estructura proteinacea
similar a una escalera que se denomina complejo sinaptonemico (SC). La cromatina
de cada homologo establece una relación íntima con una de las barras laterales
del SC. Durante la profase I los cromosomas homólogos participan en la recombinación
genética que produce cromosomas con nuevas combinaciones de alelos maternos y
paternos. Tras la recombinación, los homólogos permanecen unidos entre sí en
puntos específicos llamados quiasmas, que representan sitios de recombinación.
Los homólogos emparejados (llamados bivalentes o tétradas) se orientan en la
placa de la metafase de manera que ambas cromátides de un cromosoma se dirigen
hacia el mismo polo. Durante la anafase I los cromosomas homólogos se separan uno
del otro, y los cromosomas maternos y paternos de cada tétrada se separan en
forma independiente. Las células, que ahora tienen un contenido cromosómico
haploide, continúan hacia la segunda división meiótica, durante la cual las
cromátides hermanas de cada cromosoma se separan en los distintos núcleos hijos.
La
recombinación genética durante la meiosis es resultado de la rotura y la
reunión de cadenas de DNA de diferentes homólogos de una tétrada.
Durante la recombinación las regiones homólogas de
diferentes cadenas de DNA se intercambian sin adición o pérdida de un solo par
de bases. En un paso inicial, dos dobles se alinean una junto a la otra. Una
vez alineadas, se producen las roturas en ambas cadenas de una de las dobles.
En los pasos siguientes la cadena de DNA de un doble invade el otro doble, con
lo que se forma una estructura interconectada.
Los pasos siguientes pueden incluir la actividad de nucleasas
y polimerasas para crear y llenar todos los huecos en las cadenas, de manera
similar a como se repara el DNA.
La meiosis
ocurre en las células sexuales, por lo tanto ocurre tanto en hombres como en
mujeres esto se llama GAMETOGÉNESIS.
Nosotras las mujeres pasamos por un proceso llamado ovogénesis
y los hombres espermatogénesis. En ambos procesos se obtendrán 4 células con la
mitad de la información genética y esta misma diferente una de la otra.
En la imagen vemos las etapas de la gametogénesis en los
vertebrados: comparación entre la formación de espermatozoides y huevos. En
ambos sexos, una población relativamente pequeña de células germinales primordiales
presentes en el embrión prolifera mediante mitosis para formar una población de
células germinales (espermatogonia u oogonia) a partir de las cuales se
diferencian los gametos. En el macho, la meiosis ocurre antes de la diferenciación,
mientras que en la hembra, ambas divisiones meióticas tienen lugar después de
la diferenciación. Por lo general cada espermatocito primario da origen a cuatro
gametos viables, mientras que cada oocito primario produce sólo un huevo fertilizable
y dos o tres cuerpos polares.
PRIMERA
DIVISIÓN MEIÓTICA:
En síntesis, en la primera división meiótica (meiosis I) se
evidencian los cromosomas, cada uno de ellos formados por dos cromatidas. Estos
cromosomas, mitad de ellos de origen materna y la otra mitad de origen paterno,
después de haber sufrido algunos procesos durante la profase (en particular el
crossing-over o recombinación del ADN, del cual hablaremos más delante), se
disponen en zona ecuatorial de la célula.
Aquí no se dividen en las dos cromatidas, pero se unen a
las fibras del huso mitótico para poder migrar a los dos polos. En este modo
cada pareja de cromosomas homólogos, una se dirige a un polo mientras la otra
pareja al otro. A final de la primera división meiótica, se han producido dos
células y cada una de ellas con la mitad de los cromosomas homólogos, esta es
la diferencia fundamental con la mitosis.
Ahora veremos más en detalle este proceso de división
meiótica. Como en la mitosis, también la meiosis está formada por 4 fases que
veremos a continuación.
Profase I de
la meiosis
La cromatina visible en el núcleo celular se condensa de
modo que se forman estructuras con una forma de bastoncillo, llamados
cromosomas. Cada cromosoma aparece en forma de X, ya que está formado por dos
cromatidas hermanas, unidos en un punto llamado centrómero. Las cromatidas
derivan del proceso de duplicación del ADN, por lo tanto cada uno es idéntico
genéticamente al otro.
En esta fase, y es el aspecto más importante de la meiosis,
una vez que los cromosomas homólogos están unidos entre sí, se realizan
intercambios cruzados (crossing-over o recombinación genética) véase foto 6. La
membrana que rodea el núcleo desaparece y se forman unos microtúbulos
proteicos, que se extienden de un polo a otro de la célula. La importancia de
la recombinación genética radica en que es el proceso por el cual se aporta
variabilidad a la composición genética de las células resultantes. crossing
over de la meiosis
Metafase I de
la meiosis
Los cuatro homólogos están dispuestos simétricamente en una
línea imaginaria, en el plano ecuatorial, transversal a la zona. De esta
manera, cada uno se dirige hacia uno de los dos polos de la célula.
Anafase I de
la meiosis
Las fibras del huso mitótico se ponen en contacto con los
centrómeros; cada tétrada migra a un polo de la célula.
Telofase I de
la meiosis
En los dos polos de la célula madre se forman dos grupos de
cromosomas haploides, donde solo hay un cromosoma de cada tipo. Los cromosomas
se encuentran todavía en la fase tétrada. El citoplasma de las dos células se
distribuye y se realiza a citocinesis, es decir la división celular de la
célula madre en dos células hijas separadas. Las fibras del huso mitótico se
desintegran y los cromosomas se dispersan.
SEGUNDA
DIVISIÓN MEIÓTICA
La segunda división meiótica no incluye replicación del
ADN. Los cromosomas formados por dos cromatidas, se desplazan a la línea
ecuatorial y se pegan al huso mitótico: Las dos cromatidas de cada uno de los
cromosomas se separan y migran a los polos.
De este modo se forman cuatro células, cada una de ellas
con un conjunto haploide de cromosomas y sobre todo con una variedad de
distintos cromosomas (origen materno y paterno). Durante esta separación se
verifica una distribución independiente de los cromosomas maternos y paternos,
así que al final habrá una variedad diferente de cromosomas en las cuatro
células hijas.
Profase II de
la meiosis
La cromatina se condensa de nuevo, de modo que se pueden
ver los cromosomas, formados por dos cromátidas unidos por el centrómero. Otra
vez se formará el huso mitótico de los microtúbulo
Metafase II de
la meiosis
Los cromosomas están dispuestos en una línea ecuatorial,
transversal respecto a las fibras del huso mitótico, de modo que cada
cromátidas mire a uno de los polos de la célula. Los centrómeros pierden
contacto con las fibras.
Anafase II de
la meiosis
Las cromatidas migran cada uno de ellos a los polos de la
célula, moviéndose a través del huso mitótico, de esta manera cada cromátida se
convierte en un cromosoma.
Telofase II
En los dos polos de la célula, se forman dos grupos de
cromosomas, las fibras del huso mitótico se disgregan, los cromosomas empiezan
a desaparecer y al final se forma una membrana nuclear. El citoplasma de la
célula se divide en dos, y eso lleva a la formación de dos células hijas
haploides.
