¿Qué es la meiosis y que importancia tiene?

Todas las células surgen de otras células a través del proceso de división celular. La meiosis es una forma especializada de división celular que produce células reproductivas, como esporas de plantas y hongos y espermatozoides y óvulos.

En general, este proceso implica la división de una célula «madre» en dos o más células «hijas». De esta manera, la célula madre puede transmitir su material genético de generación en generación.

Células eucariotas y sus cromosomas

Basándose en la complejidad relativa de sus células, todos los organismos vivos se clasifican en general como procariotas o eucariotas. Los procariotas, como las bacterias, consisten en una sola célula con una estructura interna simple. Su ADN flota libremente dentro de la célula en una masa retorcida, similar a un hilo, llamada nucleoide.
Los animales, las plantas y los hongos son todos eucariontes.Células eucariotas meiosis

Las células eucariotas tienen componentes especializados llamados organelos, como las mitocondrias, los cloroplastos y el retículo endoplásmico. Cada uno de ellos desempeña una función específica. A diferencia de los procariotas, el ADN eucariotas está empaquetado dentro de un compartimiento central llamado el núcleo.

Dentro del núcleo eucariótico, largas hebras de doble hélice de ADN se envuelven fuertemente alrededor de proteínas llamadas histonas. Esto forma una estructura en forma de varilla llamada cromosoma.

Las células del cuerpo humano tienen 23 pares de cromosomas, o 46 en total. Esto incluye dos cromosomas sexuales: dos cromosomas X para las mujeres y un cromosoma X y un cromosoma Y para los hombres. Debido a que cada cromosoma tiene un par, estas células se denominan células «diploides».

Por otro lado, los espermatozoides y los óvulos humanos tienen sólo 23 cromosomas, o la mitad de los cromosomas de una célula diploide. Por lo tanto, se denominan células haploides.

Cuando el esperma y el óvulo se combinan durante la fertilización, se restablece el número total de cromosomas. Esto se debe a que los organismos que se reproducen sexualmente reciben un conjunto de cromosomas de cada padre: un conjunto de cromosomas maternos y paternos. Cada cromosoma tiene un par correspondiente, orhomologo.

Una mirada más cercana a la meiosis

Antes de que comience la meiosis, se producen algunos cambios importantes dentro de las células madre. Primero, cada cromosoma crea una copia de sí mismo. Estos cromosomas duplicados se conocen como cromátides hermanas. Se fusionan y el punto en el que se unen se conoce como el centrómero. Las cromátides fusionadas se parecen a la forma de la letra «X».

La meiosis ocurre en el curso de dos rondas de divisiones nucleares, llamadas meiosis I y meiosis II, según Nature Education’s Scitable. Además, la meiosis I y II se dividen en cuatro etapas principales: profase, metaphase, anafase y telofase.Una mirada más cercana a la meiosis

La meiosis I es responsable de crear cromosomas genéticamente únicos. Las cromátides hermanas se emparejan con sus homólogas e intercambian material genético entre ellas. Al final de esta división, una célula madre produce dos células hijas, cada una con un conjunto de cromátides hermanas.

La meiosis II se parece mucho a la mitosis. Las dos células hijas pasan a esta fase sin más duplicación cromosómica. Las cromátides hermanas se separan durante esta división. En el curso de la meiosis II se producen un total de cuatro células hijas haploides.

Meiosis I

Las cuatro etapas de la meiosis son las siguientes, según la «Biología Molecular de la Célula». (Garland Science, 2002):

  • Prophase I: En esta etapa, los cromosomas se convierten en estructuras compactas y densas y son fácilmente visibles bajo el microscopio. Los cromosomas homólogos se emparejan. Las dos series de cromátides hermanas se asemejan a dos X alineadas una al lado de la otra. Cada conjunto intercambia bits de ADN con el otro y se recombina, creando así una variación genética. Este proceso se conoce como cruce o recombinación.

Aunque en los humanos los cromosomas sexuales masculinos (X e Y) no son homólogos exactos, todavía pueden emparejarse e intercambiar ADN. El cruce ocurre sólo en una pequeña región de los dos cromosomas.cromosoma meiosis

Al final de la profase I, la membrana nuclear se rompe.

  • Metafase I: El huso meiótico, una red de filamentos proteicos, emerge de dos estructuras llamadas los centríolos, posicionados en cada extremo de la célula. El eje meiótico se engancha a las cromátides hermanas fundidas. Al final de la metafase I, todas las cromátidas hermanas fusionadas están atadas en sus centrómeros y alineadas en el centro de la célula. Los homólogos aún parecen dos X sentadas juntas.
  • Fase I: Las fibras del huso comienzan a contraerse, arrastrando con ellas a las cromátides hermanas fusionadas. Cada complejo en forma de X se aleja del otro, hacia los extremos opuestos de la célula.
  • Telofase I: Las cromátides hermanas fusionadas alcanzan ambos extremos de la célula, y el cuerpo celular se divide en dos.

La meiosis I produce dos células hijas, cada una de las cuales contiene un conjunto de cromátides hermanas fusionadas. La composición genética de cada célula hija es distinta debido al intercambio de ADN entre homólogos durante el proceso de cruce.

Meiosis II

«La meiosis II parece mitosis», dijo Hoyt a Live Science. «Es una división ecuacional.»

En otras palabras, al final del proceso, el número de cromosomas no cambia entre las células que entran en la meiosis II y las células hijas resultantes.

Las cuatro etapas de la meiosis II son las siguientes, según «Biología Molecular de la Célula, 4ª edición».

  • Profase II: La membrana nuclear se desintegra, y los husos meióticos comienzan a formarse de nuevo.
  • Metafase II: Los husos meióticos se adhieren al centrómero de las cromátidas hermanas, y todas ellas se alinean en el centro de la célula.
  • Fase II: Las fibras del huso comienzan a contraerse y separan las cromátides hermanas. Cada cromosoma individual ahora comienza a moverse hacia cualquiera de los extremos de la célula.
  • Telofase II: Los cromosomas llegan a los extremos opuestos de la célula. La membrana nuclear se forma de nuevo, y el cuerpo de la célula se divide en dos.meisosis

La meiosis II produce cuatro células hijas haploides, cada una con el mismo número de cromosomas. Sin embargo, cada cromosoma es único y contiene una mezcla de información genética de los cromosomas materno y paterno en la célula madre original.

¿Por qué es importante la meiosis?

Una adecuada «segregación cromosómica» o separación de cromátidas hermanas durante la meiosis I y II es esencial para generar espermatozoides y óvulos sanos y, por extensión, embriones sanos. Si los cromosomas no se segregan completamente, se llama no disyunción y puede resultar en la formación de gametos que tienen cromosomas faltantes o extra, según «Molecular Biology of the Cell, 4th edition».

Cuando los gametos con números anormales de cromosomas fertilizan, la mayoría de los embriones resultantes no sobreviven. Sin embargo, no todas las anomalías cromosómicas son mortales para el embrión. Por ejemplo, el síndrome de Down ocurre como resultado de tener una copia extra del cromosoma 21. Además, las personas con el síndrome de Klinefelter son genéticamente hombres, pero tienen un cromosoma X adicional.

El impacto más significativo de la meiosis es que genera diversidad genética, y eso es una gran ventaja para la supervivencia de las especies.

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