Meiosis

Meiosis

Con el término meiosis, en biología, nos referimos al proceso de división celular que concierne exclusivamente a las células reproductivas, donde se forman 4 células hijas a partir de una célula madre, todas diferentes entre sí que contienen la mitad de la herencia genética de los padres.
Un ejemplo de meiosis ocurre en la reproducción sexual en Angiospermas, donde se produce la fusión entre el gameto masculino (núcleo espermático del microgametofito) y el femenino (óvulo del macrogametofito); en este caso es necesario que estas dos células tengan la mitad de la herencia genética de la célula somática diploide (2n), es decir que sean haploides (n), para originar de su fusión (gamia) el cigoto con herencia genética (2n) consistente en los kits a la mitad y remix de ambos padres.
Con la meiosis, de esta forma, se garantiza la variabilidad genética y se evita la duplicación del patrimonio genético con cada reproducción sexual.
En los animales, la meiosis ocurre en las gónadas, durante la maduración de las células germinales (gametogénesis): los gametos son haploides, todas las demás células son diploides (meiosis gamética o terminal).
En la mayoría de las plantas, ocurre en una etapa intermedia del ciclo (meiosis esporica o intermedia), por lo que hay una alternancia de generaciones entre una etapa diploide (esporofito o diplofito) y una etapa haploide (gametofito o aplofito).
En algunos protozoos y en muchas plantas inferiores (clorofitos, ficomicetos, ascomicetos, basidiomicetos), la meiosis es cigotica o inicial, es decir, ocurre inmediatamente despues de la fecundacion, de modo que solo el cigoto es diploide, y todas las demas etapas estan representadas por celulas. haploide Un núcleo con juego cromosómico diploide contiene dos copias de cada cromosoma, que provienen una del padre y otra de la madre excepto los dos cromosomas sexuales del sexo heterogamético (por ejemplo, los cromosomas X e Y del hombre); los cromosomas de un par se llaman homólogos.

Variabilidad genética –
La meiosis es el proceso subyacente a la variabilidad genética; Se pueden formar nuevas combinaciones genéticas a través de dos procesos fundamentales: a) los cromosomas homólogos se distribuyen en diferentes combinaciones entre los productos haploides de la meiosis mediante un proceso llamado surtido independiente de cromosomas. Por ejemplo, a partir de una célula diploide que contenga tres pares de cromosomas homólogos, 1M y 1P, 2M y 2P, 3M y 3P (donde M indica los cromosomas maternos y P los cromosomas paternos), se formarán gametos haploides con 8 posibles combinaciones cromosómicas diferentes. .
Los cromosomas homólogos participan en el intercambio genético, durante la profase meiótica, por entrecruzamiento. Por lo tanto, un gameto haploide típico contendrá cromosomas derivados de la madre, cromosomas derivados del padre y algunos cromosomas recombinantes que contienen información derivada de los cromosomas tanto paternos como maternos.
Esta célula, con su combinación genética específica y única, se fusionará con una segunda célula haploide, también con su combinación genética específica, para producir el cigoto diploide 2n que tendrá una composición genética diferente a la de los dos individuos diploides de los que deriva.

Etapas de la meiosis –
El proceso de meiosis está precedido por una fase en la que tiene lugar la síntesis de ADN (S); durante la meiosis el número de cromosomas de una célula diploide 2n se reduce a la mitad por dos divisiones nucleares sucesivas: en la primera división los cromosomas homólogos, formados por dos cromátidas, se separan en las dos células hijas, que reciben sólo un elemento del par . En la segunda división meiótica se separan las dos cromátidas de cada cromosoma para formar los 4 gametos haploides. Cada una de las dos divisiones se caracteriza por 4 fases sucesivas, denominadas: profase, metafase, anafase y telofase.

Profase –
La profase de la primera división meiótica (profase I) se divide, a su vez, en varias etapas. En el primero (leptoteno) los cromosomas se identifican al microscopio óptico y aparecen como delgados filamentos (cromomas) en los que se distinguen gránulos intensamente coloreables (cromómeros). Cada cromosoma se adhiere con ambos extremos a la envoltura nuclear por medio de una placa de unión. En la segunda etapa (cigoteno), los cromosomas homólogos se emparejan acercándose en toda su longitud con un proceso de «cierre de cremallera» que asegura el emparejamiento de cada alelo con su homólogo en el cromosoma opuesto. La sinapsis está precedida por la formación de un eje de proteína filiforme a lo largo de cada uno de los homólogos; durante el emparejamiento, los ejes de proteínas se adhieren para formar una estructura en forma de escalera, llamada complejo de sinaptina. Cada par de cromosomas se llama bivalente pero, en esta etapa, son visibles 4 cromátidas para cada bivalente, por lo que se puede llamar tétrada. Le sigue la denominada etapa de paquiteno, en la que los cromosomas se acortan y engrosan, permaneciendo siempre apareados. En esta fase los entrecruzamientos determinan el intercambio entre cromátidas pertenecientes a dos cromosomas homólogos diferentes. En la siguiente etapa (diploteno), el complejo de sinaptina se rompe permitiendo la separación de los dos cromosomas homólogos; sin embargo, permanecen unidos por uno o más quiasmas, los sitios donde se produjo el entrecruzamiento.
En los ovocitos, la etapa de diploteno puede durar meses o años porque es precisamente en esta etapa cuando los cromosomas se desspiralizan y comienzan la síntesis de ARN, que servirá para proporcionar el material de reserva del óvulo. La diacinesis es la etapa de transición hacia la metafase cuando se detiene la síntesis de ARN y los cromosomas densificados se separan de la envoltura nuclear. Cada bivalente muestra las 4 cromátidas que lo componen: las cromátidas hijas de cada cromosoma están unidas a nivel del centrómero, mientras que las cromátidas de los cromosomas homólogos que se han entrecruzado están unidas por quiasmas.
Al final de la larga y compleja profase I, la meiosis continúa con dos divisiones nucleares posteriores que, en conjunto, ocupan solo el 10% del tiempo total requerido para todo el proceso.

Metafase, anafase, telofase –
En la metafase I, los bivalentes se disponen sobre el huso (sobre la placa ecuatorial de la célula) y los centrómeros de los dos elementos de cada bivalente se orientan hacia los polos opuestos del mismo.
En la anafase I, los centrómeros se alejan hacia los polos del huso y los quiasmas se desplazan hacia el extremo libre de las cromátidas, fenómeno denominado terminalización de los quiasmas.
En la telofase I se forman 2 núcleos con un número haploide de cromosomas.
Cada cromosoma consta de las dos cromátidas unidas por el centrómero.
La interquinesis, con la desespiralización de los cromosomas y la formación de dos células, es una etapa que no siempre ocurre y en cualquier caso es de corta duración.
Sigue la metafase II en la que los n elementos de cada núcleo, con solo el centrómero aún sin dividir, se disponen en la placa ecuatorial. El centrómero se divide y así pasa a la anafase II, en la que los centrómeros se desplazan hacia los polos opuestos del huso y las cromátidas de cada cromosoma se dividen.
En la telofase II hay, como descendientes de la célula original, 4 células con número haploide (n) de cromosomas. En la gametogénesis femenina las 4 células producidas son el óvulo maduro y las 3 células sanguíneas polares, en la gametogénesis masculina son las 4 espermátides.

Anomalías de la meiosis –
Como todo proceso bioquímico, la meiosis también puede sufrir factores que modifican o alteran su curso.
Pueden así producirse alteraciones, algunas de las cuales incluso pueden tener graves consecuencias.
La alteración más grave durante el proceso de meiosis es la denominada no disyunción, es decir, la imposibilidad de separar un par de cromosomas (o un par de cromátidas).
Esta alteración fue detectada por primera vez en los cromosomas X de Drosophila y está ligada en humanos a numerosos síndromes: el síndrome de Down está asociado a la no disyunción de los cromosomas del par 21; el síndrome de Klinefelter y Turner del par de los dos cromosomas X; Síndrome de Pätau (trisomía 13) de la pareja 13 y síndrome de Edwards (trisomía 18) de la pareja 18.