(Ciencias de Joseleg)(Biología)(Reproducción en los seres
vivos)( Reproducción
celular mitosis y meiosis) (Introducción) (El
ciclo celular) (Etapas
del ciclo celular) (Apoptosis)
(Historia
del ciclo celular) (Introducción
e historia de la mitosis) (Profase
de la mitosis, condensación) (Huso
mitótico) (Prometafase
mitotica) (Mitosis
de la metafase a la citocinesis) (Tipos
de mitosis) (Introducción
e historia de la meiosis) (Meiosis
I, profase I y recombinación genética) (Meiosis
I y meiosis II) (Importancia
de la recombinación genética) (No
disyunción durante la meiosis) (Referencias
bibliográficas)
La meiosis es una reproducción celular en la que se disminuye a la mitad la cantidad de cromosomas de la especie, representando la primera mitad de un ciclo de vida sexual. Su complemento es la fecundación o singamia en la cual dos células producidas por la meiosis y que se denominan haploides se combinan para restituir una célula diploide. En algunas especies la primera célula producto de la singamia no es un diploide sino un dicarionte, pero tarde o temprano el núcleo se combinará para formar el estado diploide.
Figura 30. Oscar Hertwig
(Friedberg, Hesse; 21 de abril de 1849-Berlín, 25 de octubre de 1922) fue un
zoólogo alemán. Hermano mayor del también zoólogo Richard Hertwig. Oscar
Hertwig fue uno de los investigadores más sobresalientes en el campo de la
embriología comparada y la embriología experimental. Descubrió la fertilización
de los erizos de mar y reconoció el papel del núcleo celular en la herencia y
la reducción cromosómica durante la meiosis: en 1876 descubrió que la
fertilización incluye la penetración de un espermatozoide en el óvulo.
Los descubrimientos de la mitosis y la meiosis se cuentan entre los 100 descubrimientos científicos más importantes de todos los tiempos, y es uno de los 10 más importantes de la biología celular. La meiosis fue descubierta y descrita por primera vez por otro biólogo pruso-alemán llamado Oscar Hertwig “1849-1922” en 1876 y confirmada posteriormente en 1883 al nivel de los cromosomas por Van Beneden en huevos de áscaris “un gusano parasítico”(Churchill, 1970; Hamoir, 2003).
Figura 31. Édouard Joseph
Louis-Marie Van Beneden (1846-1910) fue un biólogo belga nacido en Lovaina y
muerto en Lieja. Estudió e investigó el área de la citología y la embriología.
También fue profesor de zoología en la Universidad de Lieja.
La importancia de la meiosis para la reproducción y la herencia, sin embargo, fue descrita sólo en 1890 por el biólogo alemán August Weismann, quien señaló que dos divisiones celulares eran necesarias para transformar una célula diploide en cuatro células haploides si el número de cromosomas debía mantenerse (Baxter & Farley, 1979; Churchill, 1970; Meirmans, 2009; Winther, 2001). En 1911 el genetista estadounidense Thomas Hunt Morgan detectó entrecruzamientos cromosómicos en la meiosis en la mosca de la fruta Drosophila melanogaster, lo que ayudó a establecer que los rasgos genéticos se transmiten en los cromosomas (Lobo & Shaw, 2008; Thomas Hunt Morgan, 1915, 1916).
Figura 32. August Weismann (1834,
Fráncfort del Meno - 1914, Friburgo de Brisgovia) fue un biólogo alemán. Se
formó en la Universidad de Gotinga y enseñó zoología en Friburgo (1866-1912).
Ernst Mayr lo situó como el segundo más notable teórico evolucionista del s.
XIX, detrás de Charles Darwin.
El
significado de la meiosis
De lo anterior
obtenemos que la meiosis está íntimamente relacionada con la reproducción
sexual. En el ciclo sexual tenemos el mecanismo de disminución de contenido
genético y el mecanismo de restauración, a los cuales hemos acuñado como
meiosis y fecundación. El término de meiosis fue acuñado en 1905 a partir de
una palabra griega que significa precisamente “reducción”. La meiosis asegura
la producción de una fase haploide en los ciclos de vida, siendo esta de una
célula o millones de células; mientras que la fecundación restaura la fase
diploide sea esta de una célula o millones de células. Para comparar a la
mitosis con la meiosis en términos de sus productos finales debemos tener en
cuenta que las células diploides no siempre almacenan dos copias de cada gen.
Durante la fase S una célula diploide duplica su cantidad de 2n a 2(2n) en un
núcleo, y luego es esta cantidad de genes la que ingresa a la mitosis que
divide la cantidad nuevamente a 2n.
Al igual que la mitosis, la célula que ingresa en meiosis viene en un estado de 2(2n) por cada gen, pero en esta ocurren dos divisiones consecutivas, en la primera denominada meoisis I el contenido genético es reducido a 2(n) "cantidad simple de cromosoma, pero duplicada de material genético", e inmediatamente inicia una segunda división sin que se de interfase, los cromosomas aun condensados son nuevamente separados generando un estado célula de una copia por cada gen o n. La meiosis no solo importante por su capacidad para disminuir el contenido genético de una célula, también es importante porque en ella ocurre el fenómeno de recombinación genética en la cual la diversidad genética de los descendientes se incrementa de manera independiente a la mutación aleatoria.
Figura 33. A diferencia de la
mitosis que mantiene el número de cromosomas, aunque los rompe a la mitad, en
la meiosis los cromosomas homólogos se separan (meiosis I) y luego se rompen
(meiosis II).
La meiosis consta de dos procesos de división on citocinesis, entre el fin de una meiosis y el inicio de la otra no se da una interfase, por lo que las células no crecen, esto implica que, en condiciones ideales, la célula final haploide (n) tiene un cuarto del volumen de la célula inicial que ingresa a la meiosis.
La meiosis no se da
de manera semejante en todos los eucariotas, cuando se examinan varios linajes
lejanamente emparentados sale a relucir que existen diferencias marcadas con
respecto al punto en el ciclo de vida en el cual la meiosis ocurre y también
con respecto a la duración de las fases haploide y diploide. Por lo general
estamos acostumbrados a juzgar los ciclos de vida en base a como se da el ciclo
de vida en los seres humanos, todos animales mamíferos. Sin embargo, esto no
representa a la totalidad de las especies de eucariotas. Los tipos de meiosis
están directamente relacionados con los ciclos de vida de los eucariotas. Los
siguientes tres grupos pueden ser identificados como diferentes modos en los
cuales la meiosis determina el ciclo de vida.
En este grupo incluimos a todos los animales multicelulares como el ser humano, así como muchos eucariotas clasificados clásicamente como protistos. En esta, la división meiotica tiene como objeto directo la producción de los gametos. En los vertebrados machos, la meiosis ocurre antes de la maduración de los espermatozoides, algo semejante ocurre con los óvulos femeninos.
Figura 34. Los humanos
presentamos meiosis terminal.
Es característica de algunos eucariotas clasificados de
manera clásica como protistas, así como muchas especies de hongos.
Figura 35. Los hongos
zigomicetos son un ejemplo de meiosis inicial ya que sus cuerpos son haploides.
La división meiótica ocurre justo después de la fecundación,
por lo que el estadio de vida diploide es muy pasajero. En estos seres vivos el
cuerpo que se alimenta es o haploide o dicarionte.
En este grupo se encuentran las plantas y varios tipos de
algas. Las divisiones meióticas se realizadas en una fase diferenciada de la
maduración del gameto o de la fertilización. La consecuencia de esto es que las
dos generaciones celulares generan un cuerpo que se alimenta independiente uno
del otro.
Figura 36. Plantas que
presentan alternancia de generaciones poseen dos cuerpos, uno haploide y otro
diploide.
La fase diploide genera un cuerpo multicelular la cual
genera esporas. Cuando las esporas germinan las células haploides generan otro
cuerpo multicelular que si genera gametos. El cuerpo generador de gametos puede
ser independiente o estar vinculado al cuerpo generador de esporas como ocurre
en las plantas terrestres más recientes; lo contrario ocurre con los linajes de
plantas más antiguo, aunque ahondaremos en esto en otros artículos.
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