Meiosis cigotica y meiosis gametica

1. El ciclo biológico y la reproducción

El ciclo biológico son aquellas etapas por las que pasa un ser vivo a lo largo de su existencia, podemos distinguir 4 fases:

· Fase unicelular, en los organismos pluricelulares puede ser o un cigoto o una espora, mientras que en los organismos unicelulares esta fase dura todo el ciclo vital.

· Fase de crecimiento y desarrollo, se producen cambios de tamaño, forma y diferenciación. La fase finaliza cuando los organismos son adultos.

· Fase de madurez, es la propia de los adultos hasta que se muere.

· Fase de reproducción, coincide con la fase de madurez y es cuando los organismos están preparados para originar nuevos individuos.

La reproducción es la función que permite a los seres vivos generar individuos con sus mismas carácterísticas, para perpetuar la especie. Existen dos tipos de reproducción:

· Asexual, un único individuo produce descendientes idénticos así mismo.· Sexual, dos individuos originan organismos con caracteres nuevos.

En muchos seres vivos estas dos formas de reproducción se alteran.

Las células germinales y las células somáticas

En los organismos pluricelulares existen dos tipos de células:· Células germinales, tienen capacidad reproductora. Pueden ser esporas, células asexuales, originan directamente nuevos individuos, y los gametos, células sexuales, se unen por parejas de distinto sexo. · Células somáticas, forman el resto del cuerpo. Estas solo se dividen para regenerar partes del organismo dañadas o perdidas.

2. El ciclo celular y la reproducción celular

El ciclo celular es el conjunto de procesos que sufre una célula desde que se forma hasta que se reproduce. Se distinguen dos fases:

· Fase de crecimiento.· Fase de división celular

Este ciclo tiene algunas particularidades según si sean células procariotas o eucariotas.

Ciclo de las células procariotas

Empieza por el crecimiento de una célula, esta alcanza cierto tamaño y duplica su ADN circular formando dos copias idénticas. Se forma un tabique que separa la célula en dos células, cada una presenta una molécula de ADN.

Ciclo de las células eucariotas

Dos periodos:

1. La interfase, que es la etapa de crecimiento y a su vez presenta tres fases:

· Fase G1, la célula crece y aumenta el número de orgánulos.

· Fase S, el ADN se duplica.

· Fase G2, se sintetizan las estructuras necesarias para la división celular.

2. La etapa de división, consta de dos etapas:

·
Mitosis, en pluricelulares para regenerar y en unicelulares para reproducción asexual. La mitosis consiste en la división del núcleo de una célula del cual se obtienen dos células hijas. Fases:

- Profase: los centriolos se dirigen hacia los polos de la célula desarrollándose el huso acromático. La cromatina se condensa y se forman los cromosomas que constan de dos cromátidas hermanas unidas por una constricción llamada centrómero. La membrana nuclear y el nucléolo desaparecen.

- Metafase: los cromosomas se sitúan en el ecuador de la célula y se unen al huso mitótico por unos discos proteicos del centrómero, los cinetocoros.

- Anafase: las cromátidas hermanas de cada cromosoma se separan y se desplazan hacia los polos.

- Telofase: las cromátidas pierden su condensación y vuelven a su estado de cromatina. La membrana nuclear y el nucléolo reaparecen. Al final del proceso habrá dos núcleos con 2n cromosomas de una cromátida cada uno.

·
Citocinesis, es la división del citoplasma y ocurre de distinta manera en las células animales y vegetales. En las células animales se produce por la estrangulación, en el ecuador se forma un anillo contráctil que al contraerse divide el citoplasma en dos. En las células vegetales la pared celular impide que se produzca la estrangulación, por ello en el ecuador de la célula se fusionan pequeñas vesículas y se forma un tabique, el fragmoplasto.

3. La mitosis y la reproducción asexual

La reproducción asexual, un único progenitor da lugar a descendientes idénticos a él, clones.

Tipos de reproducción asexual en los seres unicelulares

· Bipartición, consiste en la división de la célula madre en dos células hijas del mismo tamaño.

· Gemación, división de la célula madre en dos células hijas, una se desarrolla como una pequeña yema sobre la otra.

· Esporulación, en el interior de la célula madre se forman numerosas células hijas por división repetida de su núcleo, que permanecen en el interior de la célula madre hasta que la membrana se rompe.

Tipos de reproducción asexual en los seres pluricelulares

· Esporulación, las esporas son capaces de germinar y originar nuevos individuos, esta reproducción está muy extendida en casi todas las plantas, los hongos y algunos protoctistas, algas.

· Fragmentación, rotura del organismo progenitor en uno o varios fragmentos, de cada uno se origina un individuo completo, se da en los anélidos. La fragmentación es la regeneración en el que la rotura se produce accidentalmente, lombrices de tierras o planarias.

· Gemación, el organismo progenitor forma una yema capaz de desarrollar un individuo completo, este puede separarse del paternal e iniciar su vida de manera independiente o permanecer unido a él originando una colonia. Se da en los poríferos, cnidarios y vegetales.

Ventajas e inconvenientes de la reproducción asexual

Ventajas-
No requiere estructuras corporales complejas ni especializadas.

- No necesita buscar un individuo de otro sexo, por lo que ahorra energía y facilita la propagación de individuos con poca movilidad o que habiten en zonas despobladas.

- El aumento rápido del número de individuos de la especie en poco tiempo.

Inconvenientes

- No existe la variabilidad genética, pues todos los individuos son genéticamente idénticos entre sí y en el caso de que las condiciones ambientales sean desfavorables, la población puede llegar a desaparecer.

4. La reproducción sexual y la meiosis

La reproducción sexual se produce cuando se unen dos células sexuales o gametos que, generalmente, proceden de dos progenitores de sexos diferentes.

Esta se desarrolla en tres fases:

1. Formación de los gametos o gametogénesis

Los gametos poseen la mitad de cromosomas gracias a la meiosis. La formación de los gametos masculinos se denomina espermatogénesis en el caso de los animales y anterozoides en el caso de las plantas y las algas. La formación de gametos femeninos se denomina oogénesis en el caso de los animales y oosferas en el caso de las plantas y algas.

2. La fusión de los gametos

Para ello es necesario que los gametos entren en contacto, a esto se le denomina fecundación y puede ser fecundación externa, si tiene lugar en el medio externo, o fecundación interna, cuando ocurre en el aparato reproductor femenino. La cariogamia, la fusión de los gametos, forma una célula huevo o cigoto.

3. El desarrollo del cigoto

El cigoto comienza a dividirse y se denomina embrión. Tras las divisiones celulares, por mitosis y procesos de diferenciación celular, esto recibe el nombre de desarrollo embrionario, el embrión origina un individuo completo que posee la mezcla de ambos progenitores.

La meiosis es un proceso especial de división donde se forman células hijas con la mitad de los cromosomas de las células de las que proceden, los gametos.

· Las fases de la meiosis

Se diferencian dos divisiones meióticas

· Primera división meiótica

- Profase I: los centriolos se dirigen hacia los polos de la célula desarrollándose el huso acromático. La cromatina se condensa y se forman los cromosomas que constan de dos cromátidas hermanas unidas por una constricción llamada centrómero. La membrana nuclear y el nucléolo desaparecen. Los cromosomas homólogos se aparean gen a gen formándose bivalentes o tétradas. Se produce el sobrecruzamiento o intercambio de genes entre ellos, a esto se le denomina recombinación genética, hace que las células hijas sean distintas a la célula madre.

- Metafase I: los bivalentes se sitúan en el ecuador de la célula.

- Anafase I: cada cromosoma se separa de su homólogo y se dirige hacia un polo de la célula.

- Telofase I:  los cromosomas pierden su condensación y vuelven a su estado de cromatina. La membrana nuclear y el nucléolo reaparecen. El resultado después de la meiosis I son dos células hijas haploides con un único juego de cromosomas, pero cada uno con dos cromátidas.

· Segunda división meiótica

Entre ambas no se produce la duplicación de ADN.

- Profase II: los centriolos de cada célula se dirigen hacia los polos está desarrollándose el huso acromático. La cromatina se condensa y se forman los cromosomas que constan de dos cromátidas hermanas unidas por una constricción llamada centrómero. La membrana nuclear y el nucléolo desaparecen.

- Metafase II: los cromosomas se sitúan en el ecuador de cada célula.

- Anafase II: las cromátidas de cada cromosoma se separan, cada una de estas se dirigen a unos extremos de la célula.

- Telofase II: los cromosomas se condensan y se forma la cromatina, se crean las membranas nucleares y desaparecen los husos

- Citocinesis: Se divide el citoplasma y se reparten los orgánulos entre las células hijas. Al final se forman cuatro células hijas con la mitad de los cromosomas que la célula madre y con distinta composición genética.

· El significado biológico de la meiosis

- Reduce a la mitad el número de cromosomas de las células hijas. A partir de células diploides se obtienen células haploides, gametos o esporas.

- Existe la variabilidad genética, gracias a un proceso de sobrecruzamiento o crossing-over, entre cromátidas hermanas entre cromosomas homólogos. Como consecuencia aparecen nuevas combinaciones de genes, debido a que ningún gameto es igual.

5. Los ciclos biológicos y la meiosis

En los organismos con reproducción sexual, en algún momento de su ciclo vital debe producirse la meiosis. Sin embargo, en los diferentes seres vivos, el momento de la meiosis no siempre es el mismo, por lo que hay 3 ciclos de vida diferentes.

1. El ciclo de vida de los organismos haplontes

Es un ciclo de organismos sencillos, como protoctistas y hongos. La mayor parte de la vida transcurre en fase haploide. El organismo forma, por mitosis, gametos haploides que tras la fecundación forman un cigoto diploide que sufre la meiosis originando un adulto haploide.

2. El ciclo de vida de los organismos diplontes

El ciclo de vida en la mayoría de los animales transcurre en fase diploide. La fase haploide se produce cuando se forman los gametos que se originan por meiosis. Tras la fecundación se forma un cigoto diploide que por mitosis origina un adulto diploide.

3. El ciclo de vida de los organismos diplohaplontes

Es el propio de las plantas, se caracteriza porque la meiosis y la fecundación están separadas en el tiempo por lo que se produce una alternancia de generaciones:

Fase de gametofito o fase haploide: empieza con esporas haploides que se forman por meiosis, y por germinación originan gametofitos haploides que producen gametos por mitosis y se reproduce por vía sexual.
Fase de esporofito o fase diploide: comienza con la formación de un cigoto diploide que se divide numerosas veces para formar el esporofito diploide.