El concepto de la meiosis

AGRADECIMIENTOS

 A Dios por guiar mis pasos y permitirme la vida, por darme la oportunidad de realizar todos mis sueños.

 A mis padres, por el apoyo incondicional en cada momento, por el buen trabajo que han hecho al educarme y darme la oportunidad de estudiar.

 A los profesores, doctores e instructores por su esfuerzo en pos de nuestra formación académica.

 A los compañeros por su apoyo en todos los momentos buenos y malos que hemos pasado durante el año académico.

Rodrigo Cañete 

PRÓLOGO

Para que el hombre pueda alcanzar su capacidad reproductiva, se requiere que las células sexuales, pasen por una serie de largos y complejos procesos de formación. Una de estas etapas que marca la formación del espermatozoide en el hombre y el ovocito en la mujer, a través de dos procesos de división celular es la Meiosis.

Con el siguiente trabajo me he enfocado en investigar acerca de este delicado proceso de división meiótica. El objetivo es proporcionar al lector un punto de vista preciso referente al tema de investigación, de tal manera que la misma sea entendible y atrayente.

La meiosis es un proceso muy interesante, en donde se explica cómo nuestras diminutas células sexuales pasan por una ardua y delicada división hasta llegar a la formación de células haploides capaces de fecundar.

I- INTRODUCCIÓN

La fecundación, el crecimiento y renovación de todos los organismos multicelulares depende de la formación de nuevas células a través de la división de las células preexistentes. Existen dos mecanismos para la división celular: la mitosis en las células somáticas, y la meiosis en las células germinales que se desarrollan en el ovario y el testículo.

Las células germinales son las encargadas de producir el fenómeno de la fecundación, pero antes de llegar a esta etapa cada célula debe pasar por un prolongado proceso de división meiótica hasta alcanzar el estado de célula haploide (23 cromosomas) y posteriormente alcanzar la madures suficiente para poder fecundar.

La división meiótica consta de dos etapas, una Meiosis I y una Meiosis II. Como resultado de ambas divisiones obtenemos la formación de cuatro células haploides. En el varón estas cuatro células hijas tras un proceso de maduración se convertirán en cuatro espermatozoides, sin embargo en la mujer darán origen a un ovocito y tres cuerpos polares, debido a la distribución dispar del citoplasma.

La meiosis consiste en un proceso complejo de división celular, cuyas características, etapas y resultados les estaré describiendo detalladamente a continuación. 

II- MEIOSIS

II.1- Consideraciones generales

La meiosis es un tipo especial de división celular, exclusiva de los organismos que se reproducen sexualmente. “Meiosis”, un término acuñado en 1905 a partir de la palabra griega “meioum” que significa reducción. La meiosis asegura la producción de una fase haploide en el ciclo de la vida, y la fertilización, una fase diploide. Sin la meiosis, el número de cromosomas se duplicaría con cada generación y la reproducción sexual sería imposible.

En la mayoría de los organismos multicelulares, animales y vegetales, la reproducción se concreta por medio de gametos o células sexuales, ovocitos y espermatozoides, los cuales se fusionan por un proceso denominado fecundación. Ello origina el cigoto, célula huevo que porta material hereditario de los dos progenitores y que se reproduce por mitosis hasta formar un nuevo individuo multicelular.

El genoma humano tiene 46 cromosomas (44 + XY en el hombre, 44 + XX en la mujer). Si la reproducción fuese por mitosis, cada gameto tendría 46 cromosomas y el cigoto 92. Esto se repetiría en las próximas generaciones, y se produciría un aumento exponencial de acuerdo con el número de generaciones.

La meiosis es el mecanismo usado por los organismos para evitar que ello suceda; así, mediante dos divisiones celulares consecutivas, las células sexuales reducen a la mitad el número de sus cromosomas, con generación de cuatro gametos haploides, cuatro espermatozoides en el hombre o un ovocito y tres cuerpos polares en la mujer. Los procesos que llevan a la producción de gametos llamados espermatogénesis y ovogénesis tienen lugar en las gónadas, es decir, en los testículos y los ovarios. 1.2

II.2 Diferencias entre la mitosis y la meiosis

Muchos de los fenómenos que hemos estudiado en la mitosis suceden también en la meiosis. Por ejemplo, la secuencia de cambios en el núcleo y en el citoplasma, los periodos de profase, prometafase, metafase, anafase, y telofase, la formación del huso mitótico, el ciclo de condensación de los cromosomas, la estructura y función de los centrómeros, etc. Existen, sin embargo, diferencias esenciales:

La mitosis tiene lugar en las células somáticas y la meiosis en las células sexuales.

Para comparar los sucesos de la mitosis y la meiosis es necesario revisar el destino de los cromátides. Antes de la mitosis y la meiosis las células diploides en G2 contienen pares de cromosomas homólogos, cada cromosoma formado por dos cromátides. Durante la mitosis los cromátides de cada cromosoma se dividen y separan en dos núcleos hijos en una sola división celular posterior a cada replicación. Como resultado las células producidas por mitosis contienen pares de cromosomas homólogos y tienen características genéticas idénticas a la célula madre. En contraste, durante la meiosis los cuatro cromátides de un par de cromosomas homólogos replicados se distribuyen en cuatro núcleos hijos. En la meiosis esto se logra mediante dos divisiones en secuencia sin una ronda intermedia de duplicación del ADN. En la primera división meiótica cada cromosoma (formado por dos cromátides) se separa de su homólogo. En consecuencia cada célula hija tiene solo un miembro de cada par de cromosomas homólogo. Para que esto ocurra los cromosomas homólogos se emparejan durante la profase de la primera división meiótica (profase I) mediante un proceso elaborado que no tiene contraparte en la mitosis. Conforme se emparejan, los cromosomas homólogos participan en un proceso de recombinación genética que produce cromosomas con nuevas combinaciones de alelos maternos y paternos. En la segunda división meiótica los dos cromátides de cada cromosoma se separan en cuatro células haploides que contienen la mitad del ADN (Véase fig. 1).

En la mitosis la síntesis del ADN se produce durante la fase S, que es seguida por la fase G2. En la meiosis, la fase S es más larga y la G2 es corta o falta.

En la mitosis cada cromosoma evoluciona en forma independiente. En la meiosis, durante la primera de sus divisiones, los cromosomas homólogos se relacionan entre sí (se aparean) e intercambian partes de sus moléculas (se recombinan).

La duración de la mitosis es corta (Una hora aproximadamente), mientras que la de la meiosis es bastante larga (en los hombres tarda aproximadamente 24 días y en la mujer varios años).

Otra diferencia fundamental es que en la mitosis el material genético permanece constante en las sucesivas generaciones de células hijas (a menos que ocurran mutaciones o aberraciones cromosómicas), mientras que la meiosis da lugar a una gran variabilidad genética. 1,2

Figura 1: Esquema comparativo acerca de la diferencia entre la meiosis y la mitosis. Fuente: http://laclasedelizpi.blogspot.com/2011/11/meiosis-y-mitosis.html

II.3 Clasificación de la Meiosis

Un estudio de varios eucariotas revela diferencias marcadas con respecto a la etapa del ciclo vital en la que la meiosis ocurre y la duración de la fase haploide. Con estas bases pueden identificarse los tres grupos siguientes.

II.3.1 Meiosis Gamética o terminal: En este grupo que incluye todos los animales pluricelulares y muchos protistas, las divisiones meióticas están muy vinculadas con la formación de los gametos. Por ejemplo, en los vertebrados machos la meiosis ocurre justo antes de la diferenciación de los espermatozoides. Las espermatogonias que están destinadas a pasar por la meiosis se convierten en espermatocitos primarios, que luego pasan por las dos divisiones de la meiosis para producir cuatro espermátides hasta cierto punto indiferenciados. Cada espermátide pasa por una diferenciación compleja para convertirse en una célula espermática muy especializada (espermatozoide). En los vertebrados hembra las ovogonias se convierten en ovocitos primarios, que luego entran a una profase meiótica muy prolongada. Durante esta proface el ovocito primario crece y se llena de vitelo y otros materiales. La división meiótica ocurre sólo hasta después que la diferenciación del ovocito se completa (o sea, el ovocito alcanzó el mismo estado que cuando es fertilizado). Los huevos de los vertebrados casi siempre se fertilizan en una etapa previa a la terminación de la meiosis (por lo general es la metafase dos). La meiosis se completa después de la fertilización, mientras el espermatozoide se encuentra en el citoplasma del huevo.

II.3.2 Meiosis cigótica o inicial: En este grupo, que comprende solo protistas y hongos, las divisiones meiótica ocurren justo después de la fertilización para producir esporas haploides. Las esporas se dividen por mitosis para producir una generación adulta haploide. Por consiguiente la etapa diploide del ciclo vital se limita a un periodo corto después de la fertilización, cuando el individuo aun es un cigoto.

II.3.3 Meiosis

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