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Meiosis: ¡División celular que genera nuevas vidas!

El cuerpo del ser humano está formado por unos 37 billones de células. Esta sorprendente cantidad de elementos tienen origen en base a una sola célula que se concibe durante la fecundación. Esto es posible, debido a que existen dos mecanismos básicos por los cuales las células se reproducen. Uno de ellos es Meiosis, el maravillo mecanismo de división celular.

¿Qué es la Meiosis?

La meiosis es un proceso de división celular en el cual, mediante una sola célula se puede obtener otra. Sin embargo, esta nueva célula contiene la mitad de números de cromosomas. ¿Por qué ocurre así? Para que el número de cromosomas de los gametos sean la mitad del que está presente en el resto de las células. De esta manera, cuando realice la fecundación, se combine con la otra parte del gameto y se recupere un número completo de cromosomas.

La meiosis solo ocurre en organismos que puedan presentar reproducción sexual. En el proceso que se denomina Gametogénesis, la meiosis es quien produce las células sexuales que participan en la fecundación.

gametogenesis meiosis
Meiosis gametogénesis

¿En qué consiste la Gametogénesis?

Es un proceso, donde, las células que tienen un número completo de cromosomas pasan por una división celular o meiosis. El objetivo es producir células con la mitad de cromosomas haploides. Estas últimas células mencionadas se conocen como gametos.

Cabe destacar que, la gametogénesis masculina, se conoce como espermatogénesis y esta le da lugar a los espermatozoides. La gametogénesis femenina recibe el nombre de ovogénesis y produce los ovocito. Por consiguiente, la meiosis es la formación de espermatozoides y de óvulos. Durante este proceso las células (diploide) hacen un duplicado del ADN que va seguido de 2 rondas de división celular. Esta produce cuatro células sexuales (haploides).

Características de la Meiosis

Se diferencia del proceso de división celular llamado mitosis, donde las células hijas cuentan con grupos de cromosomas diploides. Pues, durante la meiosis las células solo cuentan con un juego de cromosomas sencillos.

Durante la primera división celular, los cromosomas que se encuentren  en el núcleo contarán con dos unidades de cromosomas completos. Estos, pasarán sin divisiones y en igual cantidad a las células resultantes.

Luego, en la segunda fase de la división de este proceso, en las células resultantes ocurrirá un nuevo fraccionamiento. En el cual, se separan también de la estructura diploide, produciendo células haploides.

Esto ocurre en las células sexuales, debido a que estos solo se aparearán durante la fecundación. Los cromosomas se convertirán en diploide  cuando el espermatozoide y el ovulo se hayan unido.

Etapas que presenta la meiosis

Meiosis interfase
¿Cómo se vinculan la interfase y la meiosis?

Esta nueva vida se origina por la unión de dos células especializadas denominadas gametos, durante la fecundación. Cabe destacar, que esa nueva creación puede transmitir datos de los dos progenitores. Es decir, que la nueva célula que tiene origen, poseerá un nuevo código genético. Pero ¿Cómo se lleva a cabo la Meiosis?  Mediante un proceso de división celular que se desarrolla en dos fases, las cuales son: Meiosis I y Meiosis II

Meiosis I

La meiosis I, también se le conoce como la fase reductiva. Esta es la etapa donde ocurre la separación de los pares de células equivalentes. De forma, que permite que el material genético de la célula hija sea la mitad del que poseen las células progenitoras. Es en este proceso es donde se genera la diferencia genética en la célula.

Esta fase de meiosis I se subdivide en 4 fases:

Profase I

El ADN obtiene la propiedad de separarse en dos, por lo que aumenta su tamaño. Es el comienzo de la meiosis. Puede decirse, que es la etapa más compleja y esta se subdivide en 5 fases:

  1. Leptoteno: Los cromosomas se condensan en filamentos dentro del núcleo, en esta fase el cromosoma va a comenzar a emparejarse.
  2. Zigoteno o cigonema: Los cromosomas homólogos se aparean gen a gen (proceso llamado sinapsis). Cada uno de los pares se denominará como Bivalente.
  3. Paquiteno: Ocurre un entrecruzamiento cromosómico. Ocurre un intercambio de fragmentos del DNA entre los cromosomas.
  4. Diploteno: Los cromosomas se dividen un poco.
  5. Diacinesis: Los cromosomas continúan con el proceso de condensación.

Metafase I

Los cromosomas proceden a alinearse en la placa metafasica para que se pueda producir la separación.

Anafase I

Ocurre una separación uniforme de los cromosomas. Al ocurrir esta independencia, el cromosoma opta por irse al polo del nuevo cuerpo celular y hace su nueva vida.

Telofase I

Esta es la última etapa en la que la membrana celular se formará por separado en la célula creada. Ya en esta etapa, las células tienen el justo y propio material genético

Meiosis II

La segunda etapa, se denomina Meiosis II o como también se le reconoce, la fase duplicativa. En este período ocurre la separación de cromátidas, se producen células hijas, las cuales contienen 23 cromosomas cada una.

Profase II

Durante esta fase ocurren dos sucesos de gran importancia:

  1. Profase temprana II: Es cuando comienza a desaparecer la envoltura del núcleo. Se hacen evidentes los cuerpos filamentosos de cromatina. Es aquí cuando comienza la condensación como cromosomas un poco más visible.
  2. Profase tardía II: Continúa el acortamiento y el engrosamiento de los cromosomas. Se forma el huso entre los centriolos, lo cuales se desplazaron a los polos de las células.

Metafase II

La fibra del huso, pasa a unirse a los centrómeros de los cromosomas. Estos a su vez, pasan a alinearse a todo lo largo del plano ecuatorial de la célula. En la metafase I las cromátidas se hace en tétrada (haces de cuatro), mientras que en la metafase II se hace grupo de 2.

Anafase II

Las cromátidas sufren una separación de sus centrómeros. Además, solo un grupo de los cromosomas pasa a desplazarse a cada polo de la célula.

Telofase II

En esta última fase cada miembro es ubicado en un polo. Cada uno de estos son cromosomas no duplicados.  Además, ocurre lo siguiente:

  • Se reensamblan las envolturas del núcleo.
  • Los cromosomas se alargan para formar hilos de cromatina.
  • Desaparece el huso acromático.
  • Ocurre la citocinesis.
Meiosis esquema
Esquema de la meiosis

Ciclos biológicos

Es necesario que en los seres vivos se produzca la meiosis para que los gametos sean haploides. Claro está, solo en los seres vivos con reproducción sexual. El tipo de ciclo biológico va a depender del momento en el que se realice la meiosis.

Haplontes

En estos organismos, como ocurre en la mayoría de los hongos y de las algas, la meiosis tendrá lugar, cuando ocurra la primera división del cigoto. Lo que se forme luego de ese proceso será haploide y el gameto se formará en base a las células haploides. En los organismos, el zigoto es la única célula que es diploide.

Diplontes

Se da en los seres humanos cuando se encuentran en su edad reproductiva. En este caso, la meiosis ocurre durante la formación del gameto, que es la única célula que es haploide. También, es conocida con el nombre de meiosis gamética. Por lo tanto, al crear una unión entre gametos de diferentes individuos genera un cigoto diploide. A su vez este gracias a las mitosis sucesivas producirá un adulto diploide.

Ciclo haplodiplonte

Se observa generalmente, en las algas. Este contiene dos fases de reproducción, las cuales se alternan, la haploide genera gametos y la diploide produce esporas. A esta última fase, también se le conoce con el nombre de esporófito y la duración variará de acuerdo a la especie. Mientras que, la fase haploide es más duradera. Por otro lado, cuando las esporas al liberarse y encontrar un ambiente apropiado, generan cuerpos productores de gametos.

Diplohaplontes

En los organismos diplohaplontes, es decir, vegetales y algas el cigoto diploide produce un organismo que se le denomina esporofito. En este caso, la meiosis ocurre cuando se forman las esporas, al ser haploides producen otro organismo haploide. A este nuevo organismo se le llama gametofito. Cuando se hayan unido los gametos es cuando se formará el cigoto.

Este ciclo tiene la particularidad de que puede tener una variación entre un individuo diploide (espofito que es asexual) y por otro individuo que sea haploide (gametofito que es una generación sexual).

Importancia de la Meiosis

La meiosis permite que se pueda perpetuar la cantidad de cromosomas de un individuo durante el proceso de fecundación. Mediante la formación de cuatro células haploide, logra mantener la variabilidad genética en la especie. Para que esto sea así, es necesario que ocurran los procesos de permutación cromosómica y la recombinación genética.

Pero, ¿Qué son estos dos procesos? En lo que tiene que ver con permutación cromosómica, es un proceso en el cual los cromosomas homólogos se dispersan. Al ocurrir esta distribución de cromosomas, se crean nuevas combinaciones en la cuales, se provoca una variabilidad en los individuos,

El entrecruzamiento es un intercambio de fragmentos de cromátidas hermanas. Esto produce un intercambio de segmentos homólogos de ADN. De esta forma, mediante una rotura y una ensambladura logra preservar la información de los genes.

¿Qué son los cromosomas?

Los cromosomas son estructuras que se encuentran en el interior de las células y son portadoras de toda la información genética. Se componen de una molécula de ADN que es asociada a ARN y a proteínas. La forma X solo se manifiesta en los cromosomas cuando pasan por un período corto de división celular. En la mayor parte del tiempo, los cromosomas están totalmente desplegados.

En la división celular, los cromosomas se condensan y pasan a formar una cromátida. Esto sucede al unirse con la molécula de ADN, ARN y proteínas. Cada cromosoma es formado por dos cromátidas que son elanzadas por centrómeros.

El centrómero es de vital importancia para los cromosomas, debido a su función de definir la forma y estructura del cromosoma. Los telómeros son una estructura encargada de proteger el ADN dentro del cromosoma.

Es importante resaltar que, los pares de cromosomas son llamados homólogos. En ellos se incluye un cromosoma del padre y uno de la madre, los cuales son emparejados en una célula en la meiosis. Esto ocurre durante la reproducción sexual. Este tipo de cromosoma tiene la misma secuencia de ADN, pero con alelos distintos y con los mismos genes.

Mutaciones cromosómicas ¿Cómo ocurren?

Ocurren para que pueda haber un cambio de estructura en la cantidad de cromosomas que están presentes en las células. ¿Cómo se clasifican? La clasificación dependerá de la estructura o por su clasificación numérica

Mutaciones cromosómicas estructurales

Cuando existe un cambio en la estructura del el cromosoma se define como mutaciones cromosómicas estructurales. Los cambios pudieran ser: Tamaño o forma. Es posible distinguir este tipo de mutación por lo siguiente:

  • Duplicación: Cuando aumente el material genético, debido a la repetición de una parte del cromosoma en el mismo cromosoma.
  • La deleción: Fragmentos de uno de los cromosomas se pierde. En los casos donde el fragmento es portado de muchos genes, las consecuencias son graves.
  • Inversión: Ocurre una separación en un fragmento del cromosoma y este se incorpora luego. De modo que, realiza un cambio total de su sentido.
  • Translocación: Cambio en la posición de uno de los segmentos del cromosoma.

Mutaciones cromosómicas numéricas

En el caso de estas mutaciones son producidas cuando ocurre una alteración en el número de los cromosomas de las especies. No obstante, esto puede ser de los siguientes tipos:

  • Las aneuploidías: Se trata de un cambio en el número de cromosomas que se da como resultado de la ganancia o de la pedida de los cromosomas. Se lleva a cabo, por lo general, en la división celular cuando se efectúa la distribución de cromosomas.
  • Las euplodia: Es una variación numérica que solo afecta a los grupos de cromosomas completos.
  • La monoploidía: También conocida como Haploidía es la existencia de una sola cantidad de cromosomas.
  • La poliploidía: Existencia de dos ejemplares de cada tipo de cromosomas.

Diferencias entre la meiosis y la mitosis

Tanto la meiosis como la mitosis son procesos de división celular en organismos pluricelulares. Pero, ¿Son iguales? No, son dos formas de división celular muy diferentes, poseen características que crean los contrastes. Algunas de ellas son:

Mitosis meiosis
Existen diferencias importantes entre la mitosis y meiosis
  • En el proceso de la mitosis, la célula madre se divide en dos. Mientras que en la meiosis, esa célula madre pasa a dividirse en cuatro.
  • La meiosis solo ocurre en organismos con reproducción sexual. La mitosis ocurre en organismos asexuales.
  • Durante la mitosis, tanto la célula madre como las células hijas serán portadoras de la misma cantidad de cromosomas. En la meiosis no ocurre así, las células hijas solo tendrán la mitad de cromosomas que están presente en la célula madre.
  • La mitosis tiene como propósito el generar células en organismo pluricelulares. De este modo, contribuye en la reproducción de organismos que son unicelulares. Mientras que el propósito de la meiosis es la creación de los gametos requeridos para la reproducción sexual.
  • La mitosis se da en células somáticas (haploides o diploides), mientras que la meiosis en células germinales  (diploide).
  • El número de divisiones en el proceso de la mitosis es de 1, y en la meiosis el número de divisiones es de dos sucesivas.
  • Los cromosomas en la placa ecuatorial se sitúan en la meiosis son de pares homólogos y en el mitosis es de uno en uno.
  • Solo en la meiosis ocurre la recombinación.
  • La meiosis aporta variabilidad genética.

El núcleo: Mitosis y meiosis

En una célula pueden existir muchas instrucciones. Estas tienen como propósito garantizar la reproducción y el correcto funcionamiento en los genes que se localizan en los cromosomas. Los cuales están constituidos de ADN que es donde está toda esa información.

Los cromosomas se encuentran protegidos por una envoltura que colinda el núcleo de la célula. Esto se da en los organismos eucariotas, como los unicelulares, por ejemplo,  la levadura. La extensión del ADN nuclear de una célula es muy grande.

Por ejemplo, una célula del ser humano (hepática o epitelial) puede tener, aproximadamente, un metro de ADN. Pero, el núcleo solo tiene 5 µm de diámetro. La manera en la que se soluciona este problema en el desarrollo de la célula es mediante un empaquetamiento del ADN en cromosomas.

De esta manera, las células del ser humano tienen 46 cromosomas, que varían en tamaño. Cada uno de estos cromosomas tiene una molécula de ADN que es única. En el núcleo se lleva a cabo el proceso de la replicación del ADN y de la transcripción del ARN.

En definitiva, la meiosis es un proceso de división celular, muy diferente a la mitosis. Esta multiplicación de las células tiene lugar en las células sexuales. En las cuales se divide el contenido de ADN de la célula madre por la mitad.

En las células humanas se encuentran 23 pares de cromosomas. Seguidamente, este proceso se desarma y quedan 23 cromosomas en cada una de las células. El resultado es que las células sexuales (gametos) masculinas y femeninas se combinan y mezclan los dos materiales genéticos diferentes.

¿Te sorprende que una sola célula pueda dar vida a todo un organismo? Así es, de la división celular llamada meiosis, se produce el nacimiento de un ser vivo mediante la reproducción sexual.

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