Introducción
Antes de tratar el tema de la meiosis, hay que conocer los orgánulos presentes en una célula, su función, las fases del ciclo celular y la mitosis.
La división celular comprende la cariocinesis (mitosis) o
división del núcleo y la citocinesis o división del citoplasma. A su
vez, la cariocinesis se divide en cuatro subfases, que ya conocéis: Profase, Metafase, Anafase y Telofase; y que aparecen en la Figura 1 a modo de repaso esquemático:
Figura 1: Fases del ciclo celular. Imagen tomada de Berg (1997).
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| Figura 1: Fases del ciclo celular. Imagen tomada de Berg (1997). |
Figura 1: Fases del ciclo celular. Imagen tomada de Berg (1997).
La mitosis es un proceso que permite la continuación de la estirpe celular, generando dos células hijas genéticamente idénticas a la célula de origen. Es decir, la célula se mantiene en el tiempo gracias a que se divide en dos gemelas. Esto permite el crecimiento, desarrollo, reparación y regeneración de tejidos y órganos en seres pluricelulares.
La meiosis
La meiosis también es un modo de división celular, pero está muy relacionada con la sexualidad. Consiste en dos divisiones sucesivas de la célula con una única duplicación de ADN. El resultado son cuatro células hijas con la mitad de cromosomas (n o haploides) que la célula madre (2n o diploide). Esto permite que cuando se unen dos células sexuales (haploides) por reproducción sexual, se mantiene el número de cromosomas en la especie. Además, los cromosomas homólogos intercambian material genético originando así variabilidad.
Así que la meiosis consta de dos divisiones, siendo cada una una especie de mitosis especial con sus diferentes fases.
Primera división:
- Profase I: Etapa más larga, compleja e importante de la meiosis. Se divide en cinco subetapas: Leptoteno, Zigoteno, Paquiteno, Diploteno y Diacinesis; que se pueden ver en la Figura 2.
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| Figura 2: Las cinco subfases de la profase I. Imagen tomada de http://repasosdebiologia.blogspot.com.es/2016/10/fases-de-la-profase-i.html |
El paquiteno es especialmente importante, porque es el momento en el que se producen los sobrecruzamientos. Los pares de cromosomas homólogos aparecen íntimamente unidos formando bivalentes (estructuras con cuatro cromátidas o tétradas). Mientras estas cromátidas están unidas se producen roturas y nuevas fusiones intercambiándose material entre cromosomas homólogos. Las nuevas cromátidas están formadas por fragmentos que pertenecían a distintos cromosomas homólogos, mezclándose así los genes heredados del padre y de la madre. A este intercambio de material genético se le conoce como entrecruzamiento, sobrecruzamiento o crossing-over.
- Metafase I: Los bivalentes se disponen sobre el ecuador del huso, de tal forma que los cinetocoros de cada pareja de cromátidas hermanas se orientan hacia el mismo polo, opuesto al polo hacia el que se orientan las cromátidas hermanas de su cromosoma homólogo. Este proceso, llamado coorientación, da lugar a que cada bivalente se separe de su bivalente homólogo, asegurando la reducción cromosómica (2n --- n).
- Anafase I: La disposición de los cinetocoros hace que emigren hacia polos opuestos cromosomas completos, cada uno con sus dos cromátidas, separándose así las parejas de homólogos. Mientras que en la anafase mitótica se separaban 2n cromátidas hermanas, aquí se separan n cromosomas homólogos, cada uno con dos cromátidas. Estas cromátidas no son idénticas porque han sufrido recombinación de genes en la fase de paquiteno.
- Telofase I: Se forman dos células hijas con n cromosomas (cada uno con 2 moléculas de ADN o cromátidas).
Interfase: Es muy variable e incluso puede estar ausente. En cualquier caso, NUNCA se produce duplicación del ADN, no hay período S, así que en la división II se separarán las cromátidas hermanas recombinadas.
En la segunda división sólo hay que destacar que en la anafase II emigran hacia polos opuestos cromátidas no idénticas sino recombinadas.
El resultado de la meiosis son 4 células haploides, generadas a partir de una célula diploide. Estas células son reproductoras (sexuales como los gametos o asexuales como las esporas). La meiosis es imprescindible para que las especies que en algún momento de su ciclo se reproducen sexualmente mantengan su número de cromosomas constante. Además, la meiosis está implicada en la determinación del sexo en los seres con cromosomas sexuales diferentes.
Durante la meiosis no sólo se produce reducción cromosómica, pasando de células diploides a haploides, sino que se genera variabilidad genética. El sobrecruzamiento genera nuevas combinaciones de los genes de cromosomas homólogos (heredados del padre y de la madre). El reparto de estas cromátidas nuevas y el propio sobrecruzamiento es fruto del azar y tiene como consecuencia cuatro células hijas únicas que poseen una información genética exclusiva.
En conclusión, la meiosis es una de las responsables más importantes de la identidad genética única de los individuos.
El siguiente vídeo contiene un repaso excelente de la meiosis:
Para comprobar tus conocimientos acerca de la meiosis:
1. ¿Qué caracteriza a la interfase que hay entre la primera y la segunda división de la meiosis?
a) Que carece de periodo S;
b) que
carece de periodo G2;
c) que
carece de periodo G1.
d) No se
caracteriza por nada fuera de lo normal. Es una interfase como la de la mitosis.
2. ¿Cuál es el objetivo de la segunda división de la meiosis?
a)
reducir a la mitad el número de cromosomas;
b) pasar
de células 2n a células n, que serán llamadas gametos;
c)
aumentar la variabilidad genética mediante los procesos de sobrecruzamiento;
d) sirve para que cada cromosoma separe sus
cromátidas.
3. ¿Cuál de los siguientes no es un objetivo característico de la
meiosis?
a) La
meiosis tiene como objetivo reducir el número de cromosomas a la mitad.
b)
Producir reestructuraciones de los cromosomas homólogos.
c) Formar células diploides a partir de
células haploides.
d) Todos
los objetivos anteriores son objetivos de la meiosis.
4. Si una célula 2n tiene en una determinada especie 6
cromosomas ¿cuántos cromosomas y con cuantas cromátidas tendrá en el paquiteno?
a) 6
cromosomas con 1 cromátida;
b) 6 cromosomas con 2 cromátidas;
c) 3
cromosomas con 1 cromátida;
d) 3
cromosomas con 2 cromátidas.
5. Si una célula 2n tiene en una determinada especie 6
cromosomas ¿cuántos cromosomas y cuántas cromátidas tendrá cada una de las dos
células que se ven en la telofase I?
a) 6
cromosomas con 1 cromátida;
b) 6 cromosomas con 2 cromátidas;
c) 3
cromosomas con 1 cromátida;
d) 3
cromosomas con 2 cromátidas.
6. Si una célula 2n tiene en una especie 12pg de ADN en periodo G2 de la interfase ¿cuánto ADN tendrá cada una de
las 4 células hijas en la telofase II?
a) 3 pg;
b) 6 pg;
c) 9 pg;
d) 12 pg.
7. Si una célula 2n tiene en una
especie 6pg de ADN en periodo G1 de la interfase ¿cuánto ADN tendrá esta célula en el paquiteno?
a) 3 pg;
b) 6 pg;
c) 9 pg;
d) 12 pg.
8.
¿Qué consecuencias tienen para los seres vivos los sobrecruzamientos?
a) La
reducción del número de cromosomas a la mitad;
b) la
formación de gametos y esporas;
c) el
mantenimiento invariable del número de cromosomas dentro de las especies;
d) la reestructuración del material
genético mediante intercambios de fragmentos cromosómicos entre cromátidas de
cromosomas homólogos.
9. Si una célula está a punto de completar la primera división de la meiosis, indica
cuántos
cromosomas y con cuántas cromátidas habrá en cada uno de los núcleos.
a) 2n
cromosomas con 1 cromátida;
b) n cromosomas con 2 cromátidas;
c) 2n
cromosomas con 2 cromátidas;
d) n
cromosomas con una cromátida.
10. Si una célula está a punto de completar la primera división de la meiosis, indica
cuántas
moléculas de ADN habrá en cada uno de los núcleos.
a) n/2;
b) n;
c) 2n;
d) 4n.
Soluciones: 1) a ; 2) d ; 3) c ; 4) b ; 5) d ; 6) a ; 7) d ; 8) d ; 9) b; 10) c.
En esta entrada se trata el ciclo celular como contenido del boque 1 de la materia Biología y Geología de 4º ESO. El criterio de evaluación consiste en formular los principales procesos que tienen lugar en la mitosis y la meiosis y revisar su significado e importancia biológica:
- Diferenciar mediante dibujos o fotografías las diversas modalidades de división celular.
- Identificar y describir las fases de la mitosis y la meiosis, contrastando su significado biológico.
- Comparar ambos tipos de división celular respecto al tipo de células que las realizan, a su mecanismo de acción, a los resultados obtenidos y a la importancia biológica de ambos procesos.
Asimismo, el estándar de aprendizaje evaluable dice así: reconoce las fases de la mitosis y meiosis, diferenciando ambos procesos y distinguiendo su significado biológico.
- Diferenciar mediante dibujos o fotografías las diversas modalidades de división celular.
- Identificar y describir las fases de la mitosis y la meiosis, contrastando su significado biológico.
- Comparar ambos tipos de división celular respecto al tipo de células que las realizan, a su mecanismo de acción, a los resultados obtenidos y a la importancia biológica de ambos procesos.
Asimismo, el estándar de aprendizaje evaluable dice así: reconoce las fases de la mitosis y meiosis, diferenciando ambos procesos y distinguiendo su significado biológico.
