Meiosis

LA MEIOSIS

La meiosis es el proceso de división celular que tiene lugar en las estructuras reproductiva de los seres eucarióticos y lleva la formación de los gametos masculinos y femeninos.
Durante este proceso tienen lugar los fenómenos de la segregación y la transmisión independiente de los genes descubiertos por Mendel.
La meiosis consiste en dos divisiones celulares sucesivas que por convención se designan como fase I y fase II.
Durante la meiosis el número de cromosomas somáticos diploides (2n) se produce a la mitad (n) de manera que los gametos resultantes tienen necesariamente carácter haploide. Cada una de las dos divisiones meioticas comprende las cuatros fases descritas en la mitosis: profase, metafase, anafase y telofase.
La meiosis no es un proceso perfecto, a veces los errores en la meiosis son responsables de las principales anomalías cromosómicas. La meiosis consigue mantener constante el número de cromosomas de las células en la especie para mantener la información genética.

Meiosis y ciclo vital
La reproducción sexual se caracteriza por la fusión de dos células sexuales haploide para formar un cigoto diploide por lo que se deduce, en un ciclo vital sexual, debe ocurrir la meiosis antes de que los gametos puedan reproducirse.
Las únicas células haploides son los gametos. Estos se forman cuando algunas células de la línea germinativa experimentan la meiosis. La formación de gametos recibe el nombre de gametogenesis. La gametogénesis masculina denominada espermatogénesis da por resultado la formación de cuatro espermatozoides haploides por cada célula que entra en la meiosis. En contraste, la gametogénesis femenina llamada ovogénesis genera un solo ovulo por cada celular que entra en la meiosis, esto se realiza por un proceso que asigna virtualmente todo el citoplasma a uno solo de dos núcleos en cada división meiótica. Al final de la primera división meiótica se retiene un núcleo; el otro, llamado primer cuerpo polar, se excluye de la célula y por ultimo degenera. De modo general, al final de la segunda división un núcleo se convierte en el segundo cuerpo polar y el otro núcleo sobrevive. De esta forma, un núcleo haploide pasa a ser el receptor de la mayor parte del citoplasma y los nutrimentos acumulados de la célula meiótica original.

Proceso celular


Visión general de la meiosis. En la interfase se duplica el material genético, y se produce el fenómeno de la recombinación (representado por cromosomas rojos y azules). En meiosis I los cromosomas homólogos se reparten en dos células hijas. En meiosis II, al igual que en una mitosis, cada cromátida migra hacia un polo. El resultado son 4 células hijas haploides (n).
Los pasos preparatorios que conducen a la meiosis son idénticos en patrón y nombre a la interfase del ciclo mitótico de la célula. La interfase se divide en tres fases:
• Fase G1: caracterizado por el aumento de tamaño de célula debido a la fabricación acelerada de organelos, proteínas, y otras materias celulares.
• Fase S (síntesis): se replica el material genético, es decir, el ADN se replica dando origen a dos cadenas nuevas, unidas por el centrómero. Los cromosomas, que hasta el momento tenían una sola cromátida, ahora tienen dos. Se replica el 98% del ADN, el 2% restante queda sin replicar.
• Fase G2: la célula continúa aumentando su biomasa.
La interfase es seguida inmediatamente por la meiosis I y II. Meiosis I consiste en la segregación de cada uno de los cromosomas homólogos, dividiendo posteriormente la célula diploide en dos células diploides pero con la mitad de cromosomas. La meiosis II consiste en desemparejar cada uno de las cromátidas del cromosoma, que se segregarán una a cada polo, con lo que tras una división se producen cuatro células haploides.
La meiosis abarca la interfase (G1, S, G2), la meiosis I (profase I, metafase I, anafase I, telofase I), y la meiosis II (profase II, metafase II, anafase II, telofase II).
Meiosis I

Profase I
Se divide en diferentes etapas que son:
Profase Temprana.- La sustancia cromática se fragmenta en los filamentos cromosómicos que se vuelven bien visibles, y que tienden acortarse.
Profase Media.- Los cromosomas que forman un par de homólogos, se juntan paralelamente y se acortan.
Profase Tardía.- En primer lugar, entre los cromosomas homólogos que estaban muy juntos, se establecen puntos de unión llamados Sinapsis.

En segundo lugar, cada cromosoma se duplica parcialmente, de tal manera, que cada uno se presenta formado por dos cromátidos. Como el par de homólogos se mantiene unido, el conjunto parece constituido por cuatro cromosomas, y toma el nombre de Tétrada.

En consecuencia, cada par de cromosomas homólogos da lugar a la formación de una tétrada. Pero, algo importante es, que el centrómero de cada cromosoma no se divide, es decir, que dentro de cada cromosoma dividido en 2 cromátidas, existe un solo centrómero.
En tercer lugar, establecida la sinapsis se produce un intercambio de cromatina a nivel de la sinapsis, entre las cromatidas del un cromosoma y del otro.
Si se tiene en cuenta que el par de homólogos está compuesto por un cromosoma paterno y uno materno, al intercambiarse la sustancia cromosómica entre sí, se comprenderá que se produce una íntima mezcla de cromatina de origen paterno y materno; lo cual tiene gran importancia en la herencia. En consecuencia, los cromosomas son ahora mixtos.
Este intercambio de cromatina se llama crossing- over.
Mientras se producían todas las fases arriba señaladas, el centro celular se dividía en dos, y cada uno se dirigía hacia polos opuestos de la célula; formando, entre los dos, el huso acromático.
Al mismo tiempo la membrana nuclear desaparece y se inicia la metafase.
Metafase.- Las tétradas se disponen en el ecuador de la célula en esta fase no se produce la división longitudinal de los cromosomas, como sucede en la mitosis.
Anafase.- Los cromosomas homólogos de cada par se separan, pero no las cromátidas de cada cromosoma, que permanecen unidas por el centrómero. Termina la anafase con los cromosomas en los polos opuestos, junto a cada centro polar.
Telofase.- Se produce la división citoplasmática a nivel del ecuador celular. Aunque esta división no se hace en todas las especies, sin embargo, la reconstitución de los núcleos si se realiza. De esta manera, cada célula hija tiene un núcleo con un número haploide de cromosomas dobles.

Meiosis II
Se inicia después de un tiempo más o menos largo de terminada la primera meiosis. Se diferencia de la anterior, porque en esta no hay la duplicación de los cromosomas, porque ya está hecha. Se realiza de la siguiente manera:
Profase.- Desaparece la membrana nuclear. El centro celular se divide en dos y emigra cada uno hacia polos opuestos para formar entre ellos, el huso acromático. Pero en esta ocasión, la dirección del huso es perpendicular al que se formó en la primera meiosis.
Metafase.- Los cromosomas dobles emigran hacia el ecuador del uso. Los centrómeros se dividen en dos y separan a las cromátidas hermanas que, ahora, constituyen cromosomas hijos.
Anafase.- Los cromosomas hijos se dirigen hacia los polos, la mitad de ellos al un polo, y la otra mitad al otro polo.
Telofase.- Se produce la reconstrucción de los núcleos y la división de los citoplasmas.