FUNCIONES CELULARES

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3. DIVISIÓN CELULAR: MEIOSIS

La meiosis es un mecanismo de división celular especial por el que se forman gametos, es decir, células con la mitad de los cromosomas que la célula madre. A partir de una célula diploide (2n) se obtienen células haploides (n) que, además, difieren genéticamente de la célula madre y entre sí. La meiosis es exclusiva de los organismos con reproducción sexual, que no podrían mantener constante el número de cromosomas sin este tipo de división.

3.1. FASES DE LA MEIOSIS

La meiosis consta de dos divisiones del núcleo sucesivas. Como sólo se duplica el ADN en la primera interfase, el resultado son cuatro células con la mitad de cromosomas. Las dos divisiones se denominan primera y segunda división meiótica y cada una consta de las mismas fases que la mitosis. PRIMERA DIVISIÓN MEIÓTICA Llamada división reduccional, ya que al final las dos células hijas resultantes tendrán la mitad de cromosomas que la célula madre. Profase I: esta fase es mucho más larga que la profase mitótica y es la fase más distinta entre mitosis y meiosis. Los cromosomas homólogos (procedentes uno del padre y otro de la madre) se emparejan en un proceso llamado sinapsis. Los puntos de unión entre cromosomas homólogos se denominan quiasmas. En los quiasmas se da el intercambio fragmentos de ADN, dándose la recombinación genética. Gracias a este proceso, los cromosomas ya no serán totalmente paternos o maternos, sino una combinación de ambos. Se produce una condensación de la cromatina en cromosomas, una duplicación de centríolos (o centrosomas en vegetales) y su posterior migración a los polos celulares, junto a la desaparición progresiva de la membrana celular y el nucleolo. Metafase I: las parejas de cromosomas se sitúan en el ecuador celular, de forma que cada cromosoma de una pareja está dirigido hacia uno de los polos. Se forma la placa ecuatorial doble con los cromosomas unidos por los quiasmas. Anafase I: los microtúbulos del huso se acortan y tiran de los cromosomas pero, en vez de arrastrar una cromátida a cada polo como en la mitosis, se arrastran cromosomas enteros (con dos cromátidas cada uno), uno de cada pareja. Así, cada célula hija recibirá un número haploide de cromosomas. Telofase I: los cromosomas se descondensan ligeramente y desaparece el huso, pudiéndose formar las nuevas membranas nucleares y los nucleolos. Tras la citocinesis aparecen dos células con la mitad de cromosomas que la célula original, pero cada cromosoma tiene dos cromátidas y, además, son diferentes en cada célula hija. Sigue una corta interfase sin duplicación del ADN e, inmediatamente, la segunda división meiótica. SEGUNDA DIVISIÓN MEIÓTICA Cada una de las células obtenidas en la primera división sufre una segunda meiosis. Esta es idéntica a la mitosis normal y con sus mismas fases. Al final se obtienen cuatro células que tienen la mitad de cromosomas que la célula original y, además, con diferente información genética cada una, debido a la recombinación.

3.2. VENTAJAS EVOLUTIVAS DE LA MEIOSIS

La aparición evolutiva de la división celular por meiosis posibilitó la reproducción sexual. Aunque la reproducción asexual fue la primera en aparecer y es más sencilla y rápida, actualmente, la mayoría de los seres vivos se reproducen sexualmente. Se piensa que la principal ventaja evolutiva de la meiosis es que aporta mucha más variabilidad a los individuos de una población gracias a dos mecanismos: El entrecruzamiento que se produce en la profase I y que origina recombinación génica entre cromosomas homólogos. Así aparecen combinaciones de genes nuevas. El reparto de cromosomas homólogos en la anafase I y el reparto de cromátidas en la anafase II. Ambos se hacen al azar, por lo que los cromosomas materno y paterno se distribuyen aleatoriamente entre las células hijas. Además, la división meiótica produce gametos, células sexuales haploides. En la reproducción sexual, cada gameto debe unirse a otro en la fecundación para formar un cigoto o célula huevo. Esta unión entre gametos de individuos diferentes aumenta aun más la variabilidad de las poblaciones con reproducción sexual.

3.3. CICLOS BIOLÓGICOS

El ciclo biológico de un organismo es el conjunto de procesos por el que pasa desde que aparece por la reproducción hasta que él mismo se reproduce. En los organismos de reproducción sexual, la etapa en que se da la meiosis determina tres tipos de ciclos: diplonte, haplonte y diplohaplonte. Ciclo diplonte: se da en metazoos (animales) y algunos protoctistas. Los adultos son diploides. La meiosis se da en la gametogénesis y origina gametos haploides. Los gametos se unen en la fecundación y se forma un cigoto del que se desarrollará el nuevo individuo por mitosis sucesivas. Ciclo haplonte: se da en algunas algas y la mayoría de hongos. El adulto es haploide. Dos células haploides pueden hacer de gametos, uniéndose para formar un cigoto diploide, que sufre meiosis y origina nuevos individuos haploides. Ciclo diplohaplonte: se da en las plantas y algunas algas y hongos. Existen dos fases adultas, una haploide y otra diploide. El adulto diploide (esporofito) produce esporas haploides mediante meiosis. Las esporas formarán adultos haploides (gametofitos) por mitosis. Los gametofitos formarán gametos haploides mediante mitosis. La fecundación entre estos gametos originará un cigoto diploide que, por mitosis, dará lugar a un nuevo esporofito.