La meiosis es un tipo de división celular en el cual una célula progenitora germinal da lugar a hasta 4 células hijas que contienen la mitad de la información genética de la célula progenitora. El proceso consta de 2 etapas principales, la meiosis I y la meiosis II, y en cada una de estas se produce una división nuclear y se reduce a la mitad la cantidad de ADN total. La meiosis cumple un rol fundamental en la reproducción sexual de los organismos pluricelulares.
Dotaciones cromosómicas
En un organismo pluricelular, se llama ‘’célula somática’’ a aquellas células corporales que tienen una dotación doble de cromosomas, es decir, tienen un número diploide de cromosomas (2n). Este número varía de acuerdo a la especie. Por ejemplo, las células somáticas del cuerpo humano poseen 46 cromosomas, de los cuales 23 provienen del gameto masculino, y 23 provienen del gameto femenino. Así, las células somáticas contienen dos juegos de cromosomas, llamados homólogos, que contienen información genética que controla las mismas características, pero pueden ser diferentes.
Las células sexuales o gametos, a diferencia de las células somáticas, contienen un único juego de cromosomas, es decir, tienen un número haploide de cromosomas (n). Estos serán los cromosomas que, tras la fecundación, se unirán con los homólogos del otro progenitor para dar lugar a un cigoto que contenga nuevamente un número diploide de cromosomas, formándose, así, un nuevo individuo con información genética única.
Comprender esto es clave para entender la meiosis, ya que se trata del proceso mediante el cual se obtienen las células sexuales haploides (n) a partir de una célula germinal diploide (2n).
Antes de la meiosis, en la interfase del ciclo celular, el ADN de la célula germinal diploide (2n) se duplica dando lugar a cromosomas dobles, cada uno con dos cromátidas hermanas. Si tomamos el ejemplo del ser humano, tendríamos en este punto, 46 cromosomas dobles (92 cadenas de ADN). Esto ocurre de la misma manera en el proceso de mitosis, pero a diferencia de este, en la meiosis se producen dos divisiones nucleares sucesivas que dan como resultado 4 células con la mitad de cromosomas simples (23 cromosomas en el caso del humano), es decir, 4 células haploides (n).
Meiosis I
La primera división nuclear se da en la meiosis I, que se divide en 4 fases:
– Profase I: En esta fase de desintegra la membrana nuclear y, al igual que en la mitosis, se forma el huso a partir de fibras de microtúbulos del citoesqueleto celular. Estas fibras se extienden desde los polos de la célula hasta los centrómeros de los cromosomas, que se encuentran completamente condensados. Algo único que ocurre en esta fase, y que no ocurre en la mitosis, es el apareamiento de los cromosomas homólogos mediante el proceso de sinapsis, seguido por el intercambio de información genética entre ellos. A este proceso se lo denomina entrecruzamiento, recombinación cruzada, o crossing over, en inglés. En otras palabras, cada cromosoma, que en principio está compuesto por dos cromátidas hermanas idénticas, se aparea con su homólogo intercambiando fragmentos de ADN. De esta manera, las cromátidas hermanas de los cromosomas resultantes dejan de ser idénticas.
– Metafase I: Los cromosomas homólogos se ubican en la línea ecuatorial de la célula, equidistantes a cada uno de los polos.
– Anafase I: Las fibras del huso, unidas a cada cromosoma, separan a los homólogos enviando a cada uno de ellos a uno de los polos de la célula. A diferencia de lo que ocurre en la mitosis, las cromátidas hermanas de cada cromosoma aún permanecen juntas en este punto.
– Telofase I: En esta fase, cada polo celular contiene la mitad de los cromosomas que contenía la célula original, pero aún son dobles. En el caso del humano, serían 23 cromosomas (dotación haploide n, con 46 cadenas de ADN en total). En algunas especies, en esta fase se produce la citocinesis y formación de las envolturas nucleares como ocurre en la mitosis, seguido de una breve interfase. En otras especies, se pasa directamente a la primera fase de la meiosis II, que mencionamos en la siguiente sección.
La meiosis I se conoce como ‘’división reduccional’’, ya que reduce a la mitad la cantidad de cromosomas de la célula original.
Meiosis II
La meiosis II corresponde a la segunda división nuclear, y también consta de 4 fases:
– Profase II: Si se habían formado, se vuelven a desintegrar las envolturas nucleares y el citoesqueleto se reorganiza nuevamente para formar el huso.
– Metafase II: En esta ocasión, las cromátidas hermanas se ubican en la línea ecuatorial de la célula, de la misma forma que ocurre en la mitosis.
– Anafase II: Las fibras del huso separan las cromátidas hermanas de cada cromosoma y las arrastran a cada uno de los polos celulares.
– Telofase II: En cada polo se encuentra un conjunto de cromosomas simples y se forman las envolturas nucleares. El huso se desarma y se divide el citoplasma en el proceso de citocinesis.
Al final de la meiosis II, se obtienen en total, 4 células hijas con la mitad de los cromosomas de la célula germinal original. Volviendo al ejemplo del humano, cada célula resultante es haploide (n) y contiene 23 cromosomas simples, es decir, un total de 23 cadenas de ADN.
A la meiosis II se la suele llamar ‘’división ecuacional’’, ya que no reduce la cantidad de cromosomas, sino que separa las cromátidas hermanas de cada uno de ellos, al igual que ocurre en la mitosis.
Importancia de la meiosis
Si no fuera por la capacidad de la meiosis de reducir a la mitad la cantidad de cromosomas en las células sexuales, el cigoto que se produce luego de la fecundación para formar un nuevo individuo tendría un juego completo de cromosomas en exceso respecto de las células somáticas del organismo en cuestión, y esta cantidad seguiría multiplicándose en cada nueva generación. Esto sería incompatible con la vida.
Por otro lado, desde el punto de vista evolutivo, la meiosis proporciona una fuente de variabilidad dentro de las especies, ya que permite la generación de nuevos individuos con información genética única y diferente a la de los progenitores que les dieron lugar. Esta variabilidad es la que permite que se produzca el efecto de la selección natural, donde los organismos con ventajas adaptativas tienen más posibilidades de reproducirse y perpetuar.
La meiosis explicada en video
Referencias bibliográficas
• Curtis, H. y Cols. (2015). ‘’Invitación a la Biología en contexto social’’. Séptima edición. Buenos Aires: Médica Panamericana.• Murray W. Nabors y Cols. (2006). ‘’Introducción a la Botánica’’. Madrid: Pearson Educación S.A.
Autora
Escrito por Tatiana Bengochea para la Edición #106 de Enciclopedia Asigna, en 12/2021. Tatiana es Lic. en Ciencias Biológicas y Prof. en Biología. Graduada en la UBA, Arg.