Definición de Meiosis
Licenciado en Biología
Todas las células, de todos los organismos vivos, tienen la capacidad de dividirse en dos, en un proceso denominado mitosis, que es el proceso de división celular que usan prácticamente todas las células para generar descendientes genéticamente iguales, o clones.
En los animales, las plantas, los hongos y algunos protistas está muy extendida la reproducción sexual, que tiene grandes ventajas evolutivas al aumentar la variabilidad genética de la descendencia. Pero la reproducción sexual plantea nuevos retos para la vida, exige la formación de células especiales, destinadas a combinarse para crear un nuevo individuo. Estas células, conocidas como gametas, no pueden ser genéticamente iguales a su célula madre, sino que deben tener la mitad de cromosomas que esta.
Factores
Cada especie tiene un número fijo de cromosomas en todas sus células, organizados de a pares. Por ejemplo, el ratón común (Mus musculus) tiene 40 cromosomas, dispuestos en 20 pares.
Si las gametas del ratón se originaran por mitosis y tuvieran 40 cromosomas, luego de la fecundación, cuando las dos gametas se fusionan, se pasaría a 80 cromosomas en la primera generación y a 160 en la segunda.
En la naturaleza, las variaciones del número de cromosomas en las células ocasionan severos problemas y a veces la muerte. Por lo tanto, la mitosis no sirve para generar gametas, hace falta un mecanismo de división celular que reduzca el número de cromosomas a la mitad.
Esa división reduccional se conoce como meiosis y se produce en todos los organismos con reproducción sexual. Plantas, animales y hongos se reproducen preferentemente de esta forma. Entre los protistas, algunas algas y protozoos pueden reproducirse por vía sexual, aunque la reproducción asexual es más común entre ellos.
Las bacterias solo se reproducen asexualmente o tienen una forma muy rudimentaria de intercambio genético conocido como conjugación, para nada comparable al intercambio genético que ocurre durante la reproducción sexual.
Hay dos tipos de gametas: una suele ser grande e inmóvil y la otra, pequeña y móvil.
En los animales, el óvulo es la gameta grande, y tiene todo lo necesario para el desarrollo posterior a la fecundación. En cambio, el espermatozoide es la gameta pequeña y solo es un portador de información genética.
Ambas gametas se combinan durante la fecundación para formar un cigoto, el cual contiene el número normal de cromosomas de la especie.
En las plantas, la gameta grande se llaman oogonio u ovocélula, que también será la que se desarrolle en una nueva planta luego de la fecundación, y la gameta pequeña se llama célula espermática.
Divisiones celulares sucesivas: I y II
La meiosis implica dos divisiones celulares sucesivas, conocidas como meiosis I y meiosis II. Cada una de estas divisiones es similar a una mitosis, y consta de las mismas fases.
La meiosis I comienza, al igual que la mitosis, con la replicación del ADN durante la interfase I. En la profase I, los cromosomas se condensan y se vuelven visibles bajo el microscopio, igual que en la profase de la mitosis.
Los dos cromosomas de cada par, llamados cromosomas homólogos, intercambian información genética en un proceso llamado entrecruzamiento cromosómico. Durante el entrecruzamiento, los cromosomas homólogos intercambian segmentos de ADN. Este intercambio de información genética aumenta la variabilidad genética en la descendencia.
En la anafase I, los cromosomas homólogos se separan y se mueven hacia los polos opuestos de la célula. Alrededor de cada conjunto de cromosomas se forma una nueva membrana nuclear y la célula se divide en dos.
Como un cromosoma de cada par migró hacia cada uno de los polos, aunque estos cromosomas estén formados por dos cromátidas, solo hay un miembro del par por célula; por lo que al cabo de la meiosis I se han formado dos células hijas con la mitad de los cromosomas de la especie.
Pero, además, los cromosomas de las células hijas de la meiosis I no son los mismos que los de la célula madre, ya que se han entrecruzado, han intercambiado partes de ADN entre ellos, por lo que contienen una mezcla única de información genética.
Meiosis II: división de las células hijas
Después de la meiosis I, se lleva a cabo la meiosis II, que es similar a una mitosis en la que cada célula hija formada durante la meiosis I se divide.
A diferencia de la mitosis y la meiosis I, la meiosis II no va precedida por la replicación del ADN.
En la anafase II las cromátidas hermanas de cada cromosoma se separan y se mueven hacia los polos opuestos de la célula. Luego, al igual que en la mitosis, la célula se divide en dos.
El resultado de la meiosis II son 4 células, cada una con la mitad del número original de cromosomas, que ahora están formados por una sola cromátida (tienen forma de bastón en vez de X) y se convertirán en una gameta.
Puedes ver una animación del proceso de la meiosis en el siguiente video https://youtu.be/mUUdzAmDUIA?feature=shared&t=15
La función de la meiosis
La función principal de la meiosis es la formación de gametas, las células sexuales necesarias para la reproducción sexual.
La reducción del número de cromosomas a la mitad es necesaria para garantizar que, cuando se combinen durante la fecundación, el número total de cromosomas en el cigoto sea el adecuado para el desarrollo normal de un organismo.
El aumento de la variabilidad genética es otra función de la meiosis. Durante el entrecruzamiento en la profase I, los cromosomas homólogos intercambian segmentos de ADN, lo que da lugar a nuevas combinaciones de genes y alelos. El entrecruzamiento hace que, literalmente, cada una de las células hijas de la meiosis I tenga “cromosomas nuevos” en cada par.
Esto hace que las gametas producidas a través de la meiosis contienen una mezcla única de material genético de ambos progenitores. Posteriormente, durante la fecundación, cada gameta se combinará con otra, que también tiene una combinación nueva de alelos. Esta variabilidad es crucial para la adaptación y la evolución de las especies, ya que permite la generación de descendencia con diferentes combinaciones genéticas.
La ventaja evolutiva de la reproducción sexual, que es el aumento de la variabilidad genética, es el resultado de la meiosis.
La mitosis, en cambio, no aumenta la variabilidad genética, ya que las células hijas son genéticamente idénticas a la célula madre.
Meiosis y gametogénesis
La meiosis siempre da como resultado 4 células con la mitad del número de cromosomas. Estas células se conocen como células madre de gametas, que posteriormente se dividen por mitosis para originar las gametas.
El proceso de formación de gametas es la gametogénesis, y puede tener pequeñas variaciones.
En los seres humanos, los hombres producen espermatozoides a través de una meiosis conocida como espermatogénesis. Las 4 células originadas por la meiosis son las células madre de los espermatozoides, que se dividen por mitosis para dar lugar a miles de espermatozoides.
En las mujeres se producen óvulos a través de la ovogénesis, pero a diferencia de los machos, solo se produce un óvulo maduro y las 3 células restantes de la meiosis mueren. En este caso no hay ninguna mitosis.
Trabajo publicado en: Sep., 2024.
Referencias
Fuente: Curtis, H.; Adriana Schnek A., y Massarini A (2008). Curtis Biología, (7ma ed.). Médica Panamericana, Buenos Aires. Cap. 7: “La reproducción celular”.Escriba un comentario
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