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Contenido principal

Meiosis

Cómo reduce la meiosis el número de cromosomas a la mitad: entrecruzamiento, meiosis I, meiosis II y variación genética.

Introducción

La mitosis se utiliza para casi todas las necesidades de división celular de tu cuerpo. Agrega nuevas células durante el desarrollo y sustituye las células viejas y gastadas a lo largo de tu vida. El objetivo de la mitosis es producir células hijas que sean genéticamente idénticas a sus madres, sin un solo cromosoma de más o de menos.
La meiosis, por otra parte, solo se utiliza con un propósito en el cuerpo humano: la producción de gametos o células sexuales, es decir espermatozoides y óvulos. Su objetivo es hacer células hijas con exactamente la mitad de cromosomas que la célula inicial.
Por definición, la meiosis en los humanos es un proceso de división celular que nos lleva de una célula diploide, una con dos juegos de cromosomas, a células haploides, que tienen un solo juego de cromosomas. En los seres humanos, las células haploides producidas por meiosis son los espermatozoides y los óvulos. Cuando un espermatozoide y un óvulo se unen en la fecundación, sus dos juegos haploides de cromosomas se combinan para formar un conjunto diploide completo: un genoma nuevo.

Fases de la meiosis

En muchas formas, la meiosis es muy similar a la mitosis. La célula experimenta etapas similares y utiliza estrategias similares para organizar y separar los cromosomas. En la meiosis, sin embargo, la célula tiene una tarea más compleja. Al igual que en la mitosis, necesita separar las cromátidas hermanas (las dos mitades de un cromosoma duplicado). Pero también debe separar los cromosomas homólogos, los pares de cromosomas similares pero no idénticos que un organismo recibe de sus dos padres.
Estos objetivos se logran en la meiosis mediante un proceso de división de dos etapas. Los pares homólogos se separan durante una primera ronda de división celular, llamada meiosis I. Las cromátidas hermanas se separan durante una segunda ronda, llamada meiosis II.
Puesto que la división celular ocurre dos veces durante la meiosis, una célula inicial puede producir cuatro gametos (espermatozoides u óvulos). En cada ronda de división, las células experimentan cuatro etapas: profase, metafase, anafase y telofase.

Meiosis I

Antes de entrar en la meiosis I, una célula primero debe pasar por la interfase. Al igual que en la mitosis, la célula crece durante la fase Gstart subscript, 1, end subscript, copia todos sus cromosomas durante la fase S y se prepara para la división durante la fase Gstart subscript, 2, end subscript.
Durante la profase I, comienzan a aparecer las diferencias con la mitosis. Como en la mitosis, los cromosomas comienzan a condensarse, pero en la meiosis I, también forman pares. Cada cromosoma se alinea cuidadosamente con su pareja homóloga de modo que los dos se emparejan en posiciones correspondientes a todo su largo.
Por ejemplo, en la imagen siguiente, las letras A, B y C representan genes que se encuentran en puntos particulares del cromosoma, con letras mayúsculas y minúsculas para las diferentes formas, o alelos, de cada gen. El ADN se rompe en el mismo lugar en cada homólogo, en este caso entre los genes B y C, y se reconecta en un patrón entrecruzado de modo que los homólogos intercambian parte de su ADN.
Imagen de entrecruzamiento. Dos cromosomas homólogos contienen diferentes versiones de tres genes. Uno tiene las versiones A, B y C, mientras que el otro tiene las versiones a, b, y c. Ocurre un evento de entrecruzamiento en el que dos cromátidas —una de cada homólogo— intercambian fragmentos de los genes C y c. Ahora, cada homólogo tiene dos cromátidas disímiles:
Una tiene A, B, C en una cromátida y A, B, c en la otra cromátida.
El otro homólogo tiene a, b, c en una cromátida y a, b, C en la otra cromátida.
Crédito de imagen: basada en "El proceso de la meiosis: Figura 2" de OpenStax College, Biología, CC BY 3.0
Este proceso, donde los cromosomas homólogos intercambian partes, se llama entrecruzamiento. Es ayudado por una estructura de proteína llamada complejo sinaptonémico que mantiene juntos a los homólogos. Los cromosomas en realidad estarían colocados uno encima de otro, como en la imagen siguiente, a lo largo del entrecruzamiento; solamente se muestran uno junto al otro en la imagen anterior para que sea más fácil ver el intercambio de material genético.
Imagen de dos cromosomas homólogos, colocados uno encima del otro que se mantienen unidos por el complejo sinaptonémico
Crédito de imagen: Basado en "El proceso de la meiosis: Figura 1" de OpenStax College, Biología, CC BY 3.0
Puedes ver los entrecruzamientos en un microscopio como quiasmas, estructuras en forma de cruz donde los homólogos están ligados. Los quiasmas mantienen los homólogos conectados el uno con el otro después de que el complejo sinaptonémico se descompone, así que cada par homólogo necesita por lo menos uno. Es común que ocurran entrecruzamientos múltiples (¡hasta 25!) para cada par homólogo start superscript, 1, end superscript.
Los puntos donde suceden los entrecruzamientos son más o menos al azar, lo que conduce a la formación de cromosomas nuevos “remezclados” con combinaciones únicas de alelos.
Después del entrecruzamiento, el huso comienza a capturar los cromosomas y moverlos hacia el centro de la célula (placa metafásica). Esto se puede parecer a la mitosis, pero hay una diferencia. Cada cromosoma se une a los microtúbulos de solo uno de los polos del huso, y los dos homólogos de un par se unen a los microtúbulos de polos opuestos. Por lo tanto, durante la metafase I, son los pares homólogos —no los cromosomas individuales— los que se alinean en la placa metafásica para la separación.
Las fases de la meiosis I
Profase I: la célula inicial es diploide 2n = 4. Los cromosomas homólogos se emparejan e intercambian fragmentos en el proceso de entrecruzamiento.
Metafase I: los pares homólogos se alinean en la placa metafásica.
Anafase I: los homólogos se separan a extremos opuestos de la célula. Las cromátidas hermanas permanecen juntas.
Telofase I: las células recién formadas son haploides, n = 2. Cada cromosoma tiene todavía dos cromátidas hermanas, pero las cromátidas de cada cromosoma ya no son idénticas entre sí.
Cuando los pares homólogos se alinean en la placa metafásica, la orientación de cada par es al azar. Por ejemplo, en el diagrama anterior, la versión rosa del cromosoma grande y la versión púrpura del cromosoma pequeño están colocadas hacia el mismo polo y entran a la misma célula. Pero la orientación podría igualmente ser inversa, de modo que ambos cromosomas púrpuras entraran juntos a la célula. Esto permite la formación de gametos con diferentes grupos de homólogos.
En la anafase I, los homólogos son separados y se mueven a los extremos opuestos de la célula. Las cromátidas hermanas de cada cromosoma, sin embargo, permanecen unidas una con la otra y no se separan.
Finalmente, en la telofase I, los cromosomas llegan a polos opuestos de la célula. En algunos organismos, la membrana nuclear se vuelve a formar y los cromosomas se descondensan, aunque en otros se omite este paso, puesto que las células pronto experimentan otra ronda de división, la meiosis IIstart superscript, 2, comma, 3, end superscript. La citocinesis por lo general se produce al mismo tiempo que la telofase I y forma dos células hijas haploides.

Meiosis II

Las células se mueven de la meiosis I a la meiosis II sin copiar su ADN. La meiosis II es un proceso más corto y simple que la meiosis I, y podría resultarte útil pensar en la meiosis II como “mitosis para células haploides.”
Las células que entran en meiosis II son aquellas creadas en la meiosis I. Estas células son haploides, tienen un cromosoma de cada par homólogo, pero sus cromosomas todavía están formados por dos cromátidas hermanas. En la meiosis II, las cromátidas hermanas se separan y producen cuatro células haploides con cromosomas no duplicados.
Fases de la meiosis II
Profase II: las células iniciales son las células haploides hechas en la meiosis I. Los cromosomas se condensan.
Metafase II: los cromosomas se alinean en la placa metafásica.
Anafase II: las cromátidas hermanas se separan en extremos opuestos de la célula.
Telofase II: los gametos recién formados son haploides y cada cromosoma tiene solo una cromátida.
Durante la profase II, los cromosomas se condensan y la envoltura nuclear se rompe, si es necesario. Los centrosomas se separan, el huso se forma entre ellos y los microtúbulos del huso comienzan a capturar los cromosomas.
Las dos cromátidas hermanas de cada cromosoma son capturadas por los microtúbulos de polos opuestos del huso. En la metafase II los cromosomas se alinean individualmente a lo largo de la placa metafásica. En la anafase II, las cromátidas hermanas se separan y son arrastradas hacia polos opuestos de la célula.
En la telofase II, las membranas nucleares se forman alrededor de cada juego de cromosomas y los cromosomas se descondensan. La citocinesis divide los juegos de cromosomas en células nuevas, y se forman los productos finales de la meiosis: cuatro células haploides en las que cada cromosoma tiene una sola cromátida. En los seres humanos, los productos de la meiosis son los espermatozoides y los óvulos.

Cómo la meiosis “mezcla y empareja” genes

Los gametos producidos en la meiosis son todos haploides, pero no son genéticamente idénticos. Por ejemplo, observa el diagrama anterior de la meiosis II, que muestra los productos de la meiosis para una célula con 2, n, equals, 4 cromosomas. Cada gameto tiene una “muestra” única de material genético presente en la célula inicial.
Pues resulta que hay muchos más tipos de gametos potenciales que solo los cuatro mostrados en el diagrama, incluso para una célula con solo cuatro cromosomas. Las dos razones principales de que podamos obtener muchos gametos genéticamente diferentes son:
  • Entrecruzamiento. Los puntos donde los homólogos se entrecruzan e intercambian material genético se eligen más o menos al azar y serán diferentes en cada célula que experimente meiosis. Si la meiosis ocurre muchas veces, como en los humanos, los entrecruzamientos sucederán en muchos puntos diferentes.
  • Orientación al azar de los pares homólogos. La orientación al azar de los pares homólogos en la metafase I permite la producción de gametos con muchas mezclas diferentes de cromosomas homólogos.
En una célula humana, la orientación aleatoria de los pares homólogos por sí sola permite la posibilidad de más de 8 start text, m, i, l, l, o, n, e, s, end text de gametos distintosstart superscript, 7, end superscript.
Cuando además agregamos a esto el entrecruzamiento, la cantidad de gametos genéticamente diferentes que tú, o cualquier otra persona, puedes formar, es efectivamente infinita.
Revisa el video sobre la variación en una especie para aprender cómo la diversidad genética generada por la meiosis (y la fertilización) es importante en la evolución y ayuda a la sobrevivencia de las poblaciones.

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  • Avatar blobby green style para el usuario 😊
    Cuales células tienen división por meiosis
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  • Avatar blobby green style para el usuario kmqua0802
    ¿En qué tejido ocurre la meiosis y la mitosis?
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    • Avatar duskpin seedling style para el usuario sessm
      La meiosis y la mitosis son los procesos por los que las células se reproducen. La mitosis ocurre en todas las células somáticas (diploides), y ocurre en todos los tejidos del cuerpo siempre que sea necesario (no ocurre reproducción celular en neuronas por ejemplo), o sea, que hay mitosis para construir nuestra piel, músculos,huesos, etc.
      La meiosis tiene como objetivo crear células haploides, y por ello ocurre en las células germinales. Con la meiosis no se pueden renovar tejidos ni crecer, porque nos faltaría la mitad de la información genética.
      Espero que sirva de ayuda
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  • Avatar blobby green style para el usuario Joer Durán
    qué son alelos?
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    • Avatar aqualine seed style para el usuario Nayeli
      Como dice, son las variaciones de un gen. Por ejemplo, un gen va a determinar el color de ojos, mientras que los alelos van a determinar qué color exactamente. Un alelo va a hacer que sean azules, otros cafés, y así.
      Saludos.
      (13 votos)
  • Avatar blobby green style para el usuario Lizzy Tapias
    Se podría decir entons que la meiosis II es como la mitosis pero de las células germinales.
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  • Avatar aqualine ultimate style para el usuario Benjamin Alex Salamanca Cartagena
    diferencias entre meiosis y mitosis
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    • Avatar piceratops ultimate style para el usuario Nicolas
      La diferencias principales radican en la cantidad de células hijas obtenidas al final de cada uno de los procesos y en la carga genética. En la mitósis obtenes 2 células hijas diploides (2n), mientras que en la meiosis obtenes 4 células hijas haploides (n).
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  • Avatar blobby green style para el usuario sara Ibeth Hernandez
    diferencias entre meiosis y mitosis
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    • Avatar piceratops ultimate style para el usuario Nicolas
      La diferencias principales radican en la cantidad de células hijas obtenidas al final de cada uno de los procesos y en la carga genética. En la mitósis obtenes 2 células hijas diploides (2n), mientras que en la meiosis obtenes 4 células hijas haploides (n).
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  • Avatar blobby green style para el usuario Fernando CoC AR
    Cual es el numero de cromosomas que contiene la célula madre y las células hijas?
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    • Avatar piceratops ultimate style para el usuario Nicolas
      La célula madre tiene 2n (diploide), es decir, tiene dos (2) juegos de cromosomas cuando comienza la meiosis I y las células hijas de la meiosis I tienen 1n (haploides), es decir, un juego de cromosomas con dos (2) cromátides cada uno; y las células hijas de la meiosis II tienen también 1n pero con una (1) sola cromátide cada una.
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  • Avatar blobby green style para el usuario a190257
    ¿En qué se diferencian la metafase mitótica de la metafase meiótica?
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    • Avatar piceratops ultimate style para el usuario Nicolas
      En la metafase mitótica y en la metafase II de la meiosis II los cromosomas se disponen linealmente a la placa metafásica, mientras que en la metafase I de la meiosis I se disponen paralelamente y a la misma distancia de la placa metafásica.
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  • Avatar boggle purple style para el usuario a190463
    no entendí bien por qué es una división reductiva. En anafase I se separan los 46 pares/92 cromátidas(?) y quedan como 23 pares/46 cromátidas para cada lado. Más tarde en anafase II se separan y quedan 23 cromátidas en cada lado? o cómo es?
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  • Avatar blobby green style para el usuario pablo cesar altuzar grajales
    En qué fase de la meiosis los cromosomas se entrecruzan su material genético Formándose el huso mitótico bipolar?
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    • Avatar piceratops ultimate style para el usuario Nicolas
      Si es la meiosis la que estamos considerando hablamos de huso meiótico, no mitótico. Y en la profase I de la Meiosis I que se produce el entrecruzamiento de las cromátides hermanas de pares homólogos diferentes. Y por otro lado te cuento que la formación del huso meiótico no es consecuencia del entrecruzamiento, es un fnómeno paralelo que se da en la célula para llevar a cabo cualquier división celular (mitótica o meiótica)
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