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MEIOSIS BACHILLERATO Madrid, 2012 Ángel Antonio Hernández González GENERALIDADES • Descubierta a finales del siglo XIX, a partir de estudios con una lombriz (parásito intestinal del caballo). • El término meiosis proviene del griego “hilo, disminución” acuñado en 1905. • Tipo de división celular exclusivo de células eucariotas, en el que partiendo de células diploides se reduce el número de cromosomas a la mitad, lo que origina células hijas haploides. • MEIOSIS =MEIOSIS I + MEIOSIS II MEIOSIS I • DIVISIÓN REDUCCIONAL, reduce a la mitad el nº de cromosomas. • Partimos de una célula diploide y al final de la meiosis I obtenemos 2 células haploides. • Se divide en 4 fases: Profase I, metafase I, anafase I y telofase I. PROFASE I • Es la etapa más larga. Puede durar meses e incluso años. • Los acontecimientos más importantes ocurren dentro del núcleo: sobrecruzamiento y recombinación genética. • Al final de esta profase la envoltura nuclear se desintegra junto con el nucléolo y se estructura el huso mitótico. PROFASE I – Leptoteno (hilos delgados) • Los cromosomas comienzan a condensarse. • Las parejas de cromosomas homólogos se unen entre sí y se enganchan por sus extremos a la lámina nuclear mediante la denominada placa de unión. PROFASE I – Cigoteno (unión de hilos) • Los cromosomas homólogos comienzan a asociarse de forma muy íntima y estrecha, gen a gen en toda su longitud, lo que se conoce como sinapsis. • Los homólogos apareados durante esta etapa se denominan bivalentes. PROFASE I – Paquiteno (hilos gruesos) • Las cromátidas homólogas se entrecruzan en uno o más puntos e intercambian segmentos de ADN. Este proceso de cabalgamiento de una cromátida sobre otra se llama sobrecruzamiento o crossing-over. El sobrecruzamiento supone la recombinación genética o intercambio de genes entre las cromátidas no hermanas (homólogas) de las parejas de cromosomas homólogos, lo cual es una fuente de variabilidad genética a la hora de formar gametos. PROFASE I – Paquiteno (hilos gruesos) • Los cromosomas están tan juntos que no se observan los entrecruzamientos, pero sí se aprecian unas estructuras proteicas, los nódulos de recombinación, posiblemente responsables de los entrecruzamientos. PROFASE I – Paquiteno (hilos gruesos) • Quiasma es el punto (lugar físico) donde ocurre intercambio de material genético o “crossing over”. PROFASE I –Diploteno (hilos dobles) • Los complejos sinaptonémicos se desensamblan, con lo que los cromosomas homólogos se separan. • Pero se mantienen unidos por los quiasmas. PROFASE I –Diacinesis (movimiento de separación) • Los cromosomas alcanzan su máximo grado de condensación. • En cada bivalente se observan las 4 cromátidas (tétradas), con cada par de cromátidas hermanas unidas por sus centrómeros, mientras que las cromátidas no hermanas (homólogas) permanecen unidas a nivel de los quiasmas. PROFASE I –Diacinesis (movimiento de separación) • Los centrómeros se unen a las fibras del huso mitótico. • Los bivalentes comienzan a migrar hacia el ecuador debido a la acción de las fibras del huso mitótico. • La membrana nuclear se rompe y el nucleolo desaparece. METAFASE I • Los pares de cromosomas homólogos (bivalentes) se dirigen al plano ecuatorial del huso, donde se forma una placa metafásica integrada por todas las parejas de cromosomas homólogos. • Los cinetocoros de la pareja de homólogos se orientan hacia los polos opuestos del huso y se unen a los microtúbulos cinetocóricos de sus respectivos polos. ANAFASE I • Los microtúbulos cinetocóricos se acortan, se rompen los quiasmas y los cromosomas son arrastrados hacia polos opuestos. • Los cromosomas homólogos mantienen unidas sus dos cromátidas hermanas por sus centrómeros. TELOFASE I • Alrededor de cada juego haploide de cromosomas homólogos se desarrolla una envoltura nuclear transitoria, reaparece el nucléolo, las fibras del huso se despolimerizan y los cromosomas se descondensan ligeramente para volver a un estado interfásico muy breve, donde nunca hay duplicación de ADN. • En la mayoría de las células se produce citocinesis, dándose 2 células hijas con la mitad de cromosomas (n) de la célula madre. TELOFASE I MEIOSIS II • La meiosis II comienza inmediatamente después de la citocinesis. • Además como los cromosomas tienen 2 cromátidas no se requiere una etapa de duplicación del ADN. • Al final de la meiosis II se habrán repartido equitativamente las cromátidas hermanas y se forman células hijas haploides de cromosomas con una sola hebra. PROFASE II • Es muy breve. • Se desintegra la envoltura nuclear y se forma un nuevo huso mitóticoen cada célula hija resultante de la meiosis I • Los n cromosomas de cada célula hija se disponen con sus cromátidas divergentes en forma de aspa. PROFASE II METAFASE II • Los cromosomas se distribuyen en la placa metafásica con sus cromátidas, también en aspa, orientados a polos opuestos del huso y unidos a sus respectivos microtúbulos cinetocóricos. METAFASE II ANAFASE II • El acortamiento de los microtúbulos cinetocóricos escinde las cromátidas hermanas por sus centrómeros y las arrastra hacia polos opuestos. En cada polo se agrupará un juego haploide de cromosomas con una sola cromátida. ANAFASE II TELOFASE II • Se forman las envolturas nucleares alrededor de cada juego haploide de cromosomas formados por una única cromátida. Se descondensan los cromosomas y reaparecen los nucléolos. • Simultáneamente se produce la división citoplasmática, obteniéndose 4 células haploides (n). RESUMEN • La meiosis origina: • A) en la meiosis I, dos células haploides, con cromosomas de dos cromátidas. • B) En la meiosis II cada una de las células anteriores vuelve a dividirse, resultando un total de cuatro células haploides, con cromosomas de una sola cromatida. • Además, gracias al sobrecruzamiento y recombinación genética ocurridos en la profase I, cada una de las células posee combinaciones genéticas nuevas, lo que supone una elevada fuente de variabilidad genética.