Meiosis: Proceso Clave en la Reproducción Sexual y Variabilidad Genética

Citocinesis

La membrana plasmática se invagina a nivel ecuatorial y los orgánulos se reparten equitativamente a uno y otro lado del estrangulamiento. Se forman las dos células hijas. Cada una de ellas formará los cilios, si los tenía, a partir de los centríolos y deberá crecer hasta alcanzar el tamaño característico del tipo de célula a la que pertenece. Está ya en la fase G1 del ciclo celular.

En células vegetales

Es básicamente igual salvo en estos aspectos:

• Al no tener centrosomas con diplosomas (centríolos), el huso se organiza a partir del centro organizador de microtúbulos.
• En la citocinesis, el septo que separará las células hijas se forma a partir de vesículas emitidas por el aparato de Golgi que, al fundirse unas con otras, forman un tabique llamado fragmoplasto con una matriz celulósica entre las membranas que será la pared celular primaria en esa zona.

División Celular II: La Meiosis

Los gametos poseen un número haploide de cromosomas proceden de células diploides. Esto es posible gracias a un proceso especial de división que solo tiene lugar en organismos con reproducción sexual y que recibe el nombre de meiosis.

La meiosis es la división que sufren las células germinales durante la gametogénesis, como consecuencia de la cual el número de cromosomas queda reducido a la mitad.

En la mitosis una célula diploide se divide para originar cuatro células haploides. En realidad ocurren dos divisiones consecutivas, sin interfase entre ellas. Estas dos divisiones reciben el nombre de división meiótica I y división meiótica II. En ambas podemos distinguir: Profase, Metafase, Anafase y Telofase. Las fases determinantes son la Profase I y la Metafase I.

Primera división meiótica

En ella se separarán los cromosomas homólogos con lo que las células hijas ya serán haploides. Además ocurrirá un proceso de recombinación de genes entre cromosomas homólogos.

Profase I

Es el periodo más largo y complicado de la meiosis. Comienzan a engrosarse los cromosomas y se hacen visibles. Los cromosomas homólogos se alinean y emparejan gen a gen. Permanecen unidos por un complejo proteico con forma de escalera llamado complejo sinaptonémico. A este fenómeno de emparejamiento de homólogos se le llama sinapsis.

Se produce un intercambio de fragmentos de cromosomas entre los homólogos. A este intercambio de genes se le llama recombinación genética. El proceso implica roturas transversales de las cadenas de ADN homólogas y empalmes en cruzado de los extremos de la rotura, lo que morfológicamente se traduce que recibe el nombre de sobrecruzamiento. Como consecuencia el contenido genético de los cromosomas cambia. Al empezar a separarse los homólogos serán visibles los lugares de sobrecruzamiento por los quiasmas o cruces.

Metafase I

Los cromosomas quedan enlazados en el huso por las fibras discontinuas o cinetocóricas en el plano ecuatorial del huso. Pero los homólogos continúan emparejados y se colocan en las mismas fibras. Las fibras enlazan los cinetocoros de las cromátidas hermanas de cada homólogo con uno de los centrosomas. Las del otro homólogo enlazarán con el centrosoma opuesto.

Anafase I

Las fibras del huso se acortan y los homólogos se separan dirigiéndose cada uno a uno de los polos de la célula. Entre ellos aparecen las fibras interzonales de seguridad.

Telofase I

Los cromosomas han alcanzado el polo del huso. El huso se desorganiza. Se forma la envoltura nuclear.

Citocinesis I

Se divide el citoplasma. Ha terminado la primera división meiótica. Como resultado tenemos dos células haploides, pero cada una de ellas tiene cromosomas formados por dos copias (por dos cromátidas).

Segunda división meiótica

Comienza inmediatamente, sin interfase ni duplicación del ADN. Es como una mitosis. Ahora se van a separar las copias de cada cromosoma.

Profase II

Se duplican los centriolos y se forma el huso. Los cromosomas se insertan cada uno en una fibra del huso gracias a las fibras cinetocóricas que enlazan cada cromátida con un centrosoma.

Metafase II

Los cromosomas se disponen en el ecuador del huso formando la placa ecuatorial.

Anafase II

Las fibras se acortan, las cromátidas hermanas se separan y se dirigen a polos opuestos del huso.

Telofase II

Los cromosomas alcanzan los polos del huso que se desorganiza. Comienzan a desenrollarse. Se forma la envoltura nuclear. Se hacen visibles los nucleólos.

Citocinesis II

División del citoplasma. Se han originado dos células haploides con cromosomas simples de una molécula de ADN o cromátida.

Meiosis, Reproducción Sexual y Variabilidad Genética

La reproducción asexual se presenta en muchas especies alternándose con la sexual. El que se realice una u otra depende de las condiciones del medio que soporta la especie ya que ambas reproducciones tienen propiedades muy diferentes:

La asexual es mucho más rápida que la sexual. Por ello cuando las condiciones del medio son óptimas (buena temperatura y humedad, abundancia de alimento, etc.) suelen realizar una reproducción asexual para aumentar el tamaño de la población y aprovechar la situación.

La asexual, sin embargo origina individuos idénticos a sus progenitores (clones) esto disminuye la variabilidad genética de la especie y sus posibilidades de sobrevivir a cambios ambientales. La sexual origina individuos distintos unos a otros con mayor posibilidad de que algunos de ellos consigan adaptarse y sobrevivir a los cambios.

Por ello, las especies que presentan reproducción asexual, de vez en cuando, realizan también reproducción sexual para renovarse genéticamente y aumentar la variabilidad en la población.

Las fuentes de variabilidad genéticas, de cambio en los genes son:

1.- Mutaciones: cambios al azar en la secuencia de bases de un gen. Producidas por errores enzimáticos naturales o por alteraciones en el ADN que causan agentes externos (mutágenos como la radiación U.V, los rayos X, el gas mostaza, etc.).

2.- Recombinación genética entre homólogos durante la Profase I de la meiosis. Crea nuevas combinaciones de genes en los cromosomas.

3.- Segregación o separación de homólogos durante la Metafase- Anafase I de la meiosis. Separa y combina al azar cromosomas de origen paterno y materno en los gametos.

4.- Fecundación. Dos gametos se encuentran y se funden. Los contenidos genéticos se reúnen en una misma célula, el zigoto. Que sea uno u otro espermatozoide el que se una al óvulo es bastante al azar, depende de su movilidad y sensibilidad.

Las fuentes de variabilidad 2, 3, y 4 sólo se producen en la reproducción sexual y, de ellas, la 2 y 3 se producen durante la meiosis.