2.15: Meiosis

¿Tienes TODOS los cromosomas de tus padres?

No, solo recibiste la mitad de los cromosomas de tu madre y la mitad de los cromosomas de tu padre. Si los heredaste todos, tendrías el doble de cromosomas que se supone que debes tener. Los humanos suelen tener 23 pares de cromosomas. Si recibieras todos los cromosomas de tus padres, ¡tendrías 46 pares!

Introducción a la Meiosis

La reproducción sexual combina gametos de dos padres. Los gametos son células reproductivas, como el esperma y el óvulo. A medida que se producen gametos, el número de cromosomas debe reducirse a la mitad. ¿Por qué? El cigoto debe contener información genética de la madre y del padre, por lo que los gametos deben contener la mitad de los cromosomas que se encuentran en las células normales del cuerpo. Cuando dos gametos se unen en la fecundación, resulta la cantidad normal de cromosomas. Los gametos son producidos por un tipo especial de división celular conocida como meiosis. La meiosis contiene dos rondas de división celular sin replicación de ADN en el medio. Este proceso reduce a la mitad el número de cromosomas.

Las células humanas tienen 23 pares de cromosomas, y cada cromosoma dentro de un par se llama cromosoma homólogo. Por cada uno de los 23 pares de cromosomas, recibiste un cromosoma de tu padre y un cromosoma de tu madre. Los alelos son formas alternas de genes que se encuentran en los cromosomas. Los cromosomas homólogos tienen los mismos genes, aunque pueden tener diferentes alelos. Entonces, aunque los cromosomas homólogos son muy similares, no son idénticos. Los cromosomas homólogos se separan cuando se forman los gametos. Por lo tanto, los gametos solo tienen 23 cromosomas, no 23 pares.

Haploide vs. Diploide

Una célula con dos conjuntos de cromosomas es diploide, referida como 2n, donde n es el número de conjuntos de cromosomas. La mayoría de las células de un cuerpo humano son diploides. Una célula con un conjunto de cromosomas, como un gameto, es haploide, denominada n. Las células sexuales son haploides. Cuando se combinan un espermatozoide haploide (n) y un óvulo haploide (n), se formará un cigoto diploide (2n). En definitiva, cuando se forma un cigoto diploide, la mitad del ADN proviene de cada progenitor.

Descripción general de la meiosis

Antes de que comience la meiosis, se produce la replicación del ADN, por lo que cada cromosoma contiene dos cromátidas hermanas que son idénticas al cromosoma original. La meiosis (Figura a continuación) se divide en dos divisiones: Meiosis I y Meiosis II. Cada división se puede dividir en las mismas fases: profase, metafase, anafase y telofase. La citocinesis sigue a la telofase cada vez. Entre las dos divisiones celulares, no se produce la replicación del ADN. A través de este proceso, una célula diploide se dividirá en cuatro células haploides.

Figura\(\PageIndex{1}\): Visión general de la meiosis. Durante la meiosis, se crean cuatro células haploides a partir de una célula progenitora diploide

Meiosis I

Durante la meiosis I, los pares de cromosomas homólogos se separan entre sí. Esto requiere que se alineen en su parís homólogo durante la metafase I. A continuación se detallan los pasos:

1. Profase I: Los cromosomas homólogos se alinean juntos. Durante este tiempo, puede ocurrir un proceso que sólo ocurre en la meiosis. Este proceso se denomina cruce (Figura a continuación), que es el intercambio de ADN entre cromosomas homólogos. El cruce forma nuevas combinaciones de alelos en el cromosoma resultante. Sin cruzamientos, la descendencia siempre heredaría todos los alelos en uno de los cromosomas homólogos. También durante la profase I, se forma el huso, los cromosomas se condensan a medida que se arrollan fuertemente y la envoltura nuclear desaparece.
2. Metafase I: Los cromosomas homólogos se alinean en sus pares en el centro de la célula. Los cromosomas de la madre o del padre pueden unirse cada uno a cada lado del huso. Su apego es aleatorio, por lo que todos los cromosomas de la madre o del padre no terminan en el mismo gameto. El gameto contendrá algunos cromosomas de la madre y algunos cromosomas del padre.
3. Anafase I: Los cromosomas homólogos se separan a medida que el huso se acorta, y comienzan a moverse hacia lados opuestos (polos opuestos) de la célula.
4. Telofase I: Las fibras del huso se disuelven, pero no es necesario formar una nueva envoltura nuclear. Esto se debe a que, después de la citocinesis, el núcleo inmediatamente comenzará a dividirse nuevamente. No se produce replicación del ADN entre la meiosis I y la meiosis II porque los cromosomas ya están duplicados. Después de la citocinesis, resultan dos células haploides, cada una con cromosomas hechos de cromátidas hermanas.

Dado que la separación de cromosomas en gametos es aleatoria durante la meiosis I, este proceso da como resultado diferentes combinaciones de cromosomas (y alelos) en cada gameto. Con 23 pares de cromosomas, existe la posibilidad de más de 8 millones de combinaciones diferentes de cromosomas (223) en un gameto humano.

Figura\(\PageIndex{2}\): Durante el cruce, se intercambian segmentos de ADN entre cromátidas no hermanas de cromosomas homólogos. Observe cómo esto puede resultar en que un alelo (A) en una cromátida se mueva hacia la otra cromátida no hermana.

Meiosis II

Durante la meiosis II, las cromátidas hermanas se separan y se generan los gametos. Esta división celular es similar a la de la mitosis, pero da como resultado cuatro células haploides genéticamente únicas. Los pasos se detallan a continuación:

1. Profase II: Los cromosomas se condensan.
2. Metafase II: Los cromosomas se alinean uno encima del otro a lo largo de la mitad de la célula, de manera similar a cómo se alinean en la mitosis. El huso está unido al centrómero de cada cromosoma.
3. Anafase II: Las cromátidas hermanas se separan a medida que el huso se acorta y se mueven hacia extremos opuestos de la celda.
4. Telofase II: Se forma una envoltura nuclear alrededor de los cromosomas en las cuatro células. A esto le sigue la citocinesis.

Después de la citocinesis, cada célula se ha dividido de nuevo. Por lo tanto, la meiosis da como resultado cuatro células hijas haploides genéticamente únicas, cada una con la mitad del ADN de la célula parental (Figura a continuación). En las células humanas, la célula parental tiene 46 cromosomas (23 pares), por lo que las células producidas por la meiosis tienen 23 cromosomas. Estas células se convertirán en gametos.

Figura\(\PageIndex{3}\): Una visión general de la meiosis.

Resumen

• La meiosis es un proceso de división celular que reduce a la mitad el número de cromosomas y produce células sexuales, o gametos.
• La meiosis se divide en dos partes: Meiosis I y Meiosis II. Cada parte es similar a la mitosis y se puede dividir en las mismas fases: profase, metafase, anafase y telofase.
• El cruce ocurre solo durante la profase I.
• Cuatro células haploides genéticamente únicas son el resultado de la meiosis.

Explora más

Utilice el siguiente recurso para responder a las preguntas que siguen.

• Meiosis en YouTube en http://www.youtube.com/watch?v=rB_8dTuh73c (9:15)

1. ¿Qué es la meiosis?
2. ¿Qué es diploide? ¿Cuántos cromosomas hay en una célula humana diploide?
3. ¿Qué es un cigoto? ¿Cómo forma el cigoto el organismo?
4. ¿Cuál es el resultado del cruce?
5. ¿Cuántas divisiones celulares ocurren durante la meiosis?
6. ¿Por qué eres genéticamente distinto?

Revisar

1. Definir la meiosis.
2. ¿Cuál es la diferencia entre una célula haploide y una célula diploide?
3. Describir los pasos de Meiosis I y Meiosis II.
4. Describir el cruce. ¿Cuándo ocurre el cruce?
5. ¿Cuál es el resultado de la meiosis?