Meiosis - Preuniversitario LPCT

23-05-2013
Preuniversitario de ciencias
Prof.: Pablo García Gallardo
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La función de la reproducción es permitir la perpetuación de
las especies.
Gracias a ella, surgen nuevos individuos semejantes a sus
progenitores.
En realidad, la reproducción evita que las especies
desaparezcan, ya que la vida de los individuos es finita.
Las dos posibilidades con las que cuentan los seres vivos
para perpetuarse son la reproducción asexual y la sexual.
En la reproducción asexual tan sólo interviene un individuo
del que por diferentes vías, como la bipartición, la gemación
o la división múltiple, se originan nuevos seres idénticos al
progenitor
Es un proceso rápido, por ejemplo, en el caso de algunas
bacterias tan sólo se requieren veinte minutos para que, por
bipartición, aparezcan dos nuevas bacterias
La reproducción asexual es un método bastante simple y
utilizado por seres poco complejos como las bacterias, los
protistas o animales muy sencillos, pero muy difundido en
plantas.
En la reproducción sexual todo es más complejo y costoso.
Se requieren dos progenitores y unas células especiales, los
gametos, que se formarán tan sólo cuando el individuo
madure sexualmente.
Los descendientes no son idénticos a sus progenitores, ni
son iguales entre sí.
La reproducción sexual es un mecanismo de reproducción
más complejo que la reproducción asexual y que a diferencia
de la última, permite la variabilidad genética.
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La reproducción sexual implica la
singamia o fecundación, o sea la fusión
de gametos masculinos y femeninos
para producir un cigoto, que al
desarrollarse formará un embrión y éste
a su vez un nuevo individuo.
Su importancia se debe a que en el
cigoto se combinan caracteres paternos
y maternos, resultando diferente
genéticamente a cada uno de los padres
La reproducción sexual permite la
variación por recombinación genética, lo
que facilita la selección natural (no se
puede seleccionar a partir de una
población clonal – individuos
genéticamente idénticos).
La reproducción sexual siempre involucra dos hechos: fecundación y meiosis.
La fecundación es el medio por el cual las dotaciones genéticas de ambos
progenitores se reúnen y forman una nueva identidad genética, la de la
progenie.
La meiosis es un tipo especial de división nuclear en el que se redistribuyen
los cromosomas y se producen células especializadas (gametos) que tienen
un número haploide de cromosomas (n).
La fecundación restablece el número diploide (2n) de la especie. Es
importante tener claro, que la reproducción sexual no podría existir sin
meiosis.
¿Qué ocurriría si los gametos de individuos diploides se formaran por división
celular mitótica?
Cada una de las células haploides (gametos) producidas por
meiosis contiene un juego único de cromosomas (los gametos
no poseen cromosomas homólogos) los cuales presentan
recombinaciones genéticas propias y diferentes de la de otros
gametos del individuo.
Esto es consecuencia del entrecruzamiento o crossing-over y a
la permutación cromosómica o distribución independiente de
los cromosomas homólogos.
De esta manera, la meiosis constituye una fuente de
variabilidad en la descendencia.
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Entrecruzamiento o Crossing- over: Fuente de variabilidad genética durante
la meiosis.
Permutación cromosómica, otra
fuente de Variabilidad genética
durante la meiosis
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La meiosis, un tipo especial de división nuclear
Consiste en dos divisiones nucleares sucesivas, designadas
convencionalmente como Meiosis I y Meiosis II.
Durante este proceso de división se redistribuyen los cromosomas y se
producen células que tienen un número haploide de cromosomas (n).
Las únicas células que sufren el proceso meiótico son las de la línea
germinal, es decir, aquellas que van a formar los gametos masculinos y
femeninos.
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Profase I:
En esta fase suceden los
acontecimientos más característicos de
la meiosis. La envoltura nuclear se
desorganiza al final, al mismo tiempo
desaparece el nucléolo y se forma el
huso.
En términos generales se puede señalar
que en profase I:
 Los pares de cromosomas homólogos
aparecen íntimamente unidos:
bivalentes o tétradas
 Los cromosomas homólogos
intercambian segmentos de material
genético, proceso denominado
entrecruzamiento o crossing-over.
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METAFASE I
Los bivalentes se disponen
sobre el plano ecuatorial de la
célula, pero lo hacen de tal
forma que los dos cinetocoros
que tiene cada homólogo se
orientan hacia el mismo polo, y
en el otro cromosoma ocurre lo
mismo, pero orientados al polo
opuesto.
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ANAFASE I
Debido a que los cromosomas
presentan un sólo centrómero para
las dos cromátidas, éstos se
separan a polos opuestos como
cromosomas completos - con sus
dos cromátidas.
Esta disyunción o separación de los
cromosomas homólogos da lugar a
una reducción cromosómica.
TELOFASE I
En una telofase normal se originan dos células hijas cuyos
núcleos tienen cada uno una dotación haploide de
cromosomas, cada uno con dos cromátidas.
Al finalizar la primera división existe una etapa llamada intercinesis, la que puede ser variable en su
duración, incluso puede faltar por completo, de manera que tras la telofase I se inicia sin
interrupción la segunda división. En cualquier caso, nunca hay síntesis de ADN.
En todo sentido puede interpretarse como
una mitosis normal en la que las células a
dividirse son haploides.
 Durante la segunda división meiótica, Las
cromátidas hermanas se separan durante
anafase II. Surgen así dos células haploides
por cada célula que se divide.
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El entrecruzamiento da lugar a nuevas combinaciones de genes en los
cromosomas
Por otra parte, cada una de las cuatro células finales dispone de un
conjunto de cromátidas que no es idéntico al de las otras.
Tanto el entrecruzamiento como el reparto de las cromátidas dependen
del azar y dan lugar a que cada una de las cuatro células resultantes
tenga un pool de genes diferentes.
Estos pool de alelos se verán más adelante sometidos a las presiones de
la selección natural de tal forma que solamente algunas combinaciones
alélicas podrán proyectarse en sucesivas generaciones.
A nivel genético, la meiosis es una de las fuentes de generación de
nuevas combinaciones (variación) de la información genética.
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La meiosis da lugar a la reducción cromosómica. Las células diploides se
convierten en haploides.
Las células haploides resultantes de la meiosis se van a convertir en las
células sexuales reproductoras: los gametos o en células asexuales
reproductoras: las esporas.
En muchos organismos los gametos llevan cromosomas sexuales
diferentes y son los responsables de la determinación del sexo, en estos
casos la meiosis está implicada en los procesos de diferenciación sexual.
Recuerda que la meiosis no forma parte de un ciclo celular, dado que
las células que se forman no vuelven a dividirse (es un callejón sin
salida)
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Comparación Mitosis - Meiosis
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La Meiosis es parte de un proceso mayor llamado
Gametogénesis, la cual ocurre en las gónadas y tiene por
objetivo la formación de gametos haploides, por lo tanto la
gametogénesis y por ende la meiosis ocurren solamente en
células germinales localizadas en las gónadas de los
organismos sexuados.
Existe una gametogénesis femenina llamada Ovogénesis y
una gametogénesis masculina, la Espermatogénesis.
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La ovogénesis y la espermatogénesis tienen algunas
diferencias en cuanto a la duración de las etapas, distribución
de citoplasma de las células hijas y a la modificación de
éstas, pero tienen etapas similares, las cuales se indican a
continuación.
Etapas de la
Gametogénesis
Ovogénesis
Espermatogénesis
Ocurre solamente en la etapa
embrionaria. En esta etapa las células
germinales primordiales (CPG) se
dividen por mitosis dando origen a los
ovogonios (2n y 2c)
Comienza en la etapa embrionaria
pero se detiene, para continuar en la
pubertad. En esta etapa las CPG se
dividen por mitosis dando dan origen a
los espermatogonios (2n y 2c)
Crecimiento
Ocurre solamente en la etapa
embrionaria. En esta etapa los ovogonios
crecen, aumentan de tamaño y duplican su
material genético; transformándose en
ovocitos I (2n y 4c)
Comienza en la pubertad. En esta etapa los
espermatogonios crecen, aumentan de
tamaño y duplican su material genético
transformándose en espermatocitos I (2n
y 4c)
Maduración
o
Meiosis
La primera parte de la meiosis ocurre en la
etapa embrionaria, quedando los ovocitos
I detenidos en profase I ,permaneciendo
así muchos años(desde 10 hasta 55 o 60
años,)que es más o menos el tiempo que
puede transcurrir para que por efecto
hormonal, se reinicie la Meiosis en cada
ciclo ovárico.
En cada ovulación la mujer da origen a
un ovocito II (n y 2c) (pero detenido
en Metafase II) y un polocito I, estas
últimas células son útiles solo para la
reducción cromosómica y rara vez se
dividen.
La segunda división meiótica del
ovocito II solo finaliza cuando hay
Fecundación dando por resultado un
único gameto llamado óvulo (n y c).
Comienza en la pubertad y es un proceso
continuo durante el resto de la vida del
varón.
Su duración es de solo semanas
(6 a 8 semanas).
La primera división meiótica da por resultado
2 células hijas llamadas espermatocitos II
(n y 2c), luego estas células experimentan su
segunda división meiótica y originan 4 células
haploides de pequeño tamaño, denominadas
espermátidas (n y c).
Finalmente las espermátidas experimentan
un cuarto proceso llamado
espermiohistogénesis, el cual consiste en
un cambio morfológico, para transformar a
las espermátidas en espermatozoides (n
y c).
Proliferación
(Multiplicación)
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En los cromosomas a veces ocurren cambios que
pueden afectar el número de estos o su estructura,
tales alteraciones pueden ser clasificadas como
mutaciones numéricas y mutaciones estructurales.
 A veces estas alteraciones pueden provocar
consecuencias perjudiciales a los individuos, alterando
su viabilidad o su fertilidad.
 También puede ocurrir, que los cambios
cromosómicos se mantengan como parte de la
variabilidad genética entre los organismos,
contribuyan al cambio evolutivo y al origen de nuevas
especies.
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Las alteraciones numéricas pueden tener su
origen en la mitosis o en la meiosis y en
general se producen por una falla en la
migración de los cromosomas
 Se reconocen dos tipos de alteraciones
numéricas: las Aneuploidías y las
Poliploidías.
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Aneuploidías
Implican el déficit o el exceso de uno o más cromosomas.
La condición disómica normal es tener un par de cromosomas
homólogos de cada tipo.
Si se tiene un cromosoma extra en un par se denomina trisomía,
la más frecuente es la trisomía para el cromosoma 21 que da lugar
al Síndrome de Down.
La frecuencia del síndrome de Down en la población es de
aproximadamente 1 cada 800 nacimientos. La mayoría de los
individuos afectados tienen complementos cromosómicos 47,
XX,+21 si son mujeres o 47, XY,+21 si son varones.
Como vemos, en este caso la nomenclatura nos dice que hay 47
cromosomas, indica el sexo del individuo representado por el par
de cromosomas sexuales, y denota la existencia de un cromosoma
21 extra.
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Si carece de un miembro del par cromosómico se denominan
monosomías, las cuales son generalmente letales. En la especie
humana, la única viable es la monosomía para el cromosoma X y da lugar
a un síndrome genético llamado Síndrome de Turner.
Las mujeres con síndrome de Turner tienen ciertos rasgos fenotípicos
característicos (talla baja, cuello corto, gónadas rudimentarias, ausencia
de menstruación) y son estériles.
La frecuencia del síndrome de Turner es de 1 a 2% del total de las
concepciones humanas, aunque la mayoría de los embriones se pierde
como aborto espontáneo.
La nomenclatura correspondiente a una mujer que posee síndrome de
Turner, se escribe 45, X.
Estas alteraciones suelen ser el resultado de una división meiótica o
mitótica, en la cual los cromosomas no se separan en la anafase, es decir,
no hay disyunción.
En la meiosis, la no disyunción cromosómica puede ocurrir en la
primera o segunda división meiótica o en ambas.
Poliploidías
Los individuos que sufren estas mutaciones poseen un
número de cromosomas múltiplo del número normal.
Las poliploidías se producen espontáneamente en la
historia de la evolución.
Este fenómeno se observa principalmente en plantas
donde es un proceso importante en la especiación.
El 47% de las plantas con flores (angiospermas)
actuales son poliploides.
La diferencia con la aneuploidía es que aquí se trata de
juegos cromosómicos extras, por lo tanto el
organismo posee 3n, 4n, 6n, etc.
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Corresponden a rupturas que sufren espontáneamente los
cromosomas y como consecuencia de ello, se pierden o
intercambian fragmentos entre cromosomas no homólogos
Esto origina cambios en el orden de los genes y patrones
hereditarios alterados, dentro de estas mutaciones se encuentran:
 Delección: se “pierde” un segmento completo del cromosoma, si la
deleción es muy grande los organismos suelen ser no viables
 Duplicación: el segmento “perdido” puede incorporarse a su
homólogo, por lo tanto en el cromosoma homólogo el segmento
aparece repetido.
 Inversión: ocurren dos rupturas en un mismo cromosoma, el
segmento gira en 180º y luego se reincorpora al mismo cromosoma.
 Translocación: a veces se transfiere una porción de un cromosoma a
otro cromosoma no homólogo.
El óvulo tiene el mismo número de
cromosomas y cantidad de ADN que un(a)
I) polocito II.
II) espermátida.
III) espermatozoide.
A) Sólo I.
B) Sólo III.
C) Sólo I y II.
D) Sólo II y III.
E) I, II y III.
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La meiosis se caracteriza por
I) contribuir a la variabilidad genética de las
especies.
II) generar células haploides a partir de células
diploides.
III) presentar dos etapas de reducción del material
genético.
A) Sólo I.
B) Sólo II.
C) Sólo III.
D) Sólo I y II.
E) I, II y III.
Al momento de la ovulación se expulsa un
A) polocito II.
B) ovogonio.
C) ovocito primario.
D) folículo primordial.
E) ovocito secundario.
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