Meiosis y formación de gametos: fases, reducción cromosómica y variabilidad genética

Formación de gametos: Meiosis

Los gametos son las células sexuales especializadas en la reproducción. Durante su formación sufren una reducción a la mitad de su contenido genético (la mitad del número de cromosomas). Los seres diploides (2n) fabrican gametos haploides (n) -donde n es el número de tipos de cromosomas-, ya que en la fecundación se va a unir el contenido genético de dos gametos. La reducción del material genético se produce mediante la meiosis.

Definición y finalidad

La meiosis es un tipo especial de división celular que consta de dos divisiones consecutivas. Tiene como finalidad la formación de células con la mitad de cromosomas que la célula madre de la cual proceden; es decir, la consecuencia de la meiosis es la formación de células haploides.

Importancia de la recombinación y variabilidad

Las células formadas por meiosis no son genéticamente idénticas a la célula de la cual proceden, ya que existe recombinación de las cromátidas durante el proceso, lo cual constituye una importante fuente de variabilidad en el proceso evolutivo de los seres vivos.

Primera división meiótica

Profase I

Es la etapa más prolongada, pudiendo durar meses o incluso años, como en los ovocitos de algunos mamíferos que permanecen en este estado desde los primeros meses de gestación hasta que alcanzan la madurez sexual.

Durante la profase I la envoltura nuclear permanece inalterada en las fases iniciales. Hacia el final de esta etapa comienza a desaparecer la membrana nuclear, al igual que el nucléolo, y aparecen las fibras del huso acromático.

Los cromosomas se compactan lo suficiente como para hacerse visibles, aunque al inicio no se distinguen las cromátidas hermanas. Los cromosomas homólogos se aparean punto por punto en toda su longitud en un proceso denominado sinapsis, que permite la superposición de cada gen con su homólogo. El resultado es la aparición de los cromosomas bivalentes o "tétradas" (el par de cromosomas homólogos unidos con cuatro cromátidas).

En determinadas regiones de unión tiene lugar el sobrecruzamiento o crossing over, es decir, el intercambio de genes entre cromátidas no hermanas en un proceso conocido como recombinación. Cuando se diferencian las cromátidas, una de cada cromosoma será mixta o recombinada (estará formada por segmentos paternos y maternos). Posteriormente, los cromosomas homólogos permanecen unidos por los puntos donde ha tenido lugar el sobrecruzamiento, llamados quiasmas.

Durante la profase I los cromosomas alcanzan un alto grado de empaquetamiento; se pueden ver por primera vez las dos cromátidas de cada cromosoma. Las cromátidas hermanas se unen por el centrómero y algunas cromátidas no hermanas permanecen unidas por quiasmas. Finalmente desaparecen el nucléolo y la membrana nuclear.

Metafase I

La metafase I es muy parecida a la descrita en la mitosis, aunque presenta una diferencia importante: en la placa ecuatorial se disponen tétradas unidas aún por los quiasmas y no diadas como en la mitosis. (Si en un examen te preguntan meiosis y no mitosis, hay que explicar las fases con detalle.)

Anafase I

Se rompen los quiasmas y empiezan a dirigirse a los polos celulares cromosomas enteros y no cromátidas, como en el caso de la mitosis. Una cromátida será idéntica a la parental y la otra será recombinada.

Telofase I

Es la última fase de la primera división meiótica. Comienza cuando los dos grupos de cromosomas llegan a cada polo celular. Se regenera el nucléolo y la membrana nuclear; desaparece el huso y los cromosomas sufren una ligera desespiralización. En definitiva, se produce una corta interfase en la que las células hijas tienen un solo cromosoma de cada tipo, aunque con dos cromátidas que no tienen por qué ser iguales, ya que algunas han recombinado y otras no.

Segunda división meiótica

La segunda división meiótica es similar a una mitosis con algunas salvedades. Comienza con una corta profase II en la que desaparecen las envueltas nucleares y se forma un nuevo huso. Continúa con una metafase II en la que los cromosomas se disponen en el plano ecuatorial.

Durante la anafase II se separan los centrómeros y cada cromátida es atraída por la acción de los microtúbulos cinetocóricos a un polo opuesto.

Este proceso culmina con la telofase II y la citocinesis, obteniéndose de una célula madre diploide cuatro células hijas haploides (n) con una dotación genética particular debido al proceso de recombinación acontecido en la profase I.

Resumen de resultados

• Entrada: célula madre diploide (2n).
• Salida: cuatro células hijas haploides (n).
• Consecuencias: reducción cromosómica y aumento de la variabilidad genética por recombinación y segregación independiente.