17.1: Visión general de la meiosis

La reproducción sexual requiere fertilización, una unión de dos células de dos organismos individuales. Si esas dos células contienen cada una un conjunto de cromosomas, entonces la célula resultante contiene dos conjuntos de cromosomas. El número de conjuntos de cromosomas en una célula se denomina su nivel de ploidía (Figura\(\PageIndex{1}\)). Las células haploides contienen un conjunto de cromosomas. Las células que contienen dos conjuntos de cromosomas se denominan diploides. Si el ciclo reproductivo va a continuar, la célula diploide debe reducir de alguna manera su número de conjuntos de cromosomas antes de que la fertilización pueda volver a ocurrir, o habrá una duplicación continua en el número de conjuntos de cromosomas en cada generación. Entonces, además de la fertilización, la reproducción sexual incluye una división nuclear, conocida como meiosis, que reduce el número de conjuntos de cromosomas.

Figura\(\PageIndex{1}\): Número de cromosomas en una célula haploide y diploide. Tenga en cuenta que triploide y tetraploide no son números normales de cromosomas en humanos. (CC BY-SA 3.0; Ehamberg vía Wikimedia Commons)

La mayoría de los animales y plantas son diploides, conteniendo dos conjuntos de cromosomas; en cada célula somática (las células no reproductivas de un organismo multicelular), el núcleo contiene dos copias de cada cromosoma que se denominan cromosomas homólogos. Las células somáticas a veces se denominan células “corporales”. Los cromosomas homólogos son pares emparejados que contienen genes para los mismos rasgos en ubicaciones idénticas a lo largo de su longitud (Figura\(\PageIndex{2}\)). Los organismos diploides heredan una copia de cada cromosoma homólogo de cada progenitor; todos juntos, se consideran un conjunto completo de cromosomas. En los animales, las células haploides que contienen una sola copia de cada cromosoma homólogo se encuentran solo dentro de los gametos. Los gametos se fusionan con otro gameto haploide para producir una célula diploide.

Figura\(\PageIndex{2}\): Un cariotipo que muestra todos los cromosomas en el genoma humano. Tenga en cuenta que hay dos copias de cada cromosoma. Estos son los cromosomas homólogos (uno de cada progenitor).

Casi todos los animales emplean una estrategia de ciclo de vida diploide dominante en la que las únicas células haploides producidas por el organismo son los gametos. Al principio del desarrollo del embrión, se producen células diploides especializadas, llamadas células germinales, dentro de las gónadas, como los testículos y los ovarios. Las células germinales son capaces de mitosis para perpetuar la línea celular y meiosis para producir gametos. Una vez que se forman los gametos haploides, pierden la capacidad de volver a dividirse. No hay etapa de vida haploide multicelular. La fertilización ocurre con la fusión de dos gametos, generalmente de diferentes individuos, restaurando el estado diploide (Figura\(\PageIndex{3}\)).

Figura\(\PageIndex{3}\): En animales, los adultos que se reproducen sexualmente forman gametos haploides a partir de células germinales diploides. La fusión de los gametos da lugar a un óvulo fertilizado, o cigoto. El cigoto se someterá a múltiples rondas de mitosis para producir una descendencia multicelular. Las células germinales se generan temprano en el desarrollo del cigoto.

La división nuclear que forma las células haploides, que se llama meiosis, está relacionada con la mitosis. Como ya has aprendido, la mitosis es parte de un ciclo de reproducción celular que da como resultado núcleos hijos idénticos que también son genéticamente idénticos al núcleo parental original. En la mitosis, tanto el núcleo parental como el hijo contienen el mismo número de conjuntos cromosómicos, diploides para la mayoría de las plantas y animales. La meiosis emplea muchos de los mismos mecanismos que la mitosis. Sin embargo, el núcleo inicial es siempre diploide y los núcleos que resultan al final de una división celular meiótica son haploides. Para lograr la reducción en el número de cromosomas, la meiosis consiste en una ronda de duplicación cromosómica y dos rondas de división nuclear.

Figura\(\PageIndex{4}\): Una visión general de la meiosis. Se muestran dos conjuntos de cromosomas homólogos. Un conjunto está compuesto por un cromosoma largo rojo y uno largo azul. El segundo conjunto son los dos cromosomas más cortos. Durante la interfase, los cromosomas se duplican para que en la segunda célula se vean como X, estas dos copias conectadas se llaman cromátidas hermanas. Crédito de la foto Rdbickel; Wikimedia.

Debido a que los eventos que ocurren durante cada una de las etapas de división son análogos a los eventos de mitosis, se asignan los mismos nombres artísticos. No obstante, debido a que hay dos rondas de división, las etapas se designan con una “I” o “II”. Así, la meiosis I es la primera ronda de división meiótica y reduce el número de conjuntos cromosómicos de dos a uno (Figura\(\PageIndex{4}\)). La información genética también se mezcla durante esta división para crear cromosomas recombinantes únicos. Meiosis II, en la que la segunda ronda de división meiótica tiene lugar de una manera similar a la mitosis, separa a las cromátidas hermanas (las copias idénticas de cada cromosoma producidas durante la replicación del ADN que se unen en el centrómero).

Referencias

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OpenStax, Biología. OpenStax CNX. mayo 27, 2016 http://cnx.org/contents/s8Hh0oOc@9.10:1Q8z96mT@4/Meiosis