Clase 15 - Meiosis

ETAPAS DE LA MEIOSIS

1.  Meiosis I: Interfase, Profase I*, Metafase I*, Anafase I, Telofase I.  

2.  Meiosis II: Profase II, Metafase II, Anafase II, Telofase II.  Citocinesis.  

La meiosis consta de dos divisiones celulares, una después de la otra.  Las etapas son las mismas que la mitosis, pero con diferencias importantes en diversos puntos, los cuales han sido marcados con un asterisco en la lista anterior. 

1.  Meiosis I:  comienza con una célula diploide (de ahora en adelante llamada 2n), la cual está destinada a formar gametos o células sexuales. 

     

     a.  Interfase: idéntica a la mitótica.  Consta de G1, S, y G2.  

     b.  Profase I: idéntica a la mitótica, salvo por el siguiente proceso: entrecruzamiento cromosómico.  Este proceso es el primero mediante los cuales la información genética se recombinará en la célula, para crear células con nuevas combinaciones genéticas.  Los cromosomas homólogos, que se encuentran agrupados en sus pares, se unen por el centrómero, e intercambian la información entre si.  Esta situación es análoga a si uno tiene un closet con, por ejemplo, dos cajones.  Cada cajón representa un cromosoma del par homólogo.  Digamos que un cajón tiene poleras y el otro pantalones, pero un día se desordenan y queda todo mezclado.  La ropa que tendrá el closet es la misma, pero está combinada de distinta manera.  El siguiente video muestra el proceso del entrecruzamiento cromosómico: http://www.youtube.com/watch?v=D1_-mQS_FZ0  (entre 00:30 - 00:40).  Como el resto de la profase es idéntica a la mitótica, se desintegra el núcleo celular, y aparece el huso mitótico.    

     c.  Metafase I:   idéntica a la mitótica, excepto que acá son los pares los que se separan y no las cromátidas hermanas.  El siguiente diagrama hace una comparación de esta situación, con la de la metafase mitótica:

El diagrama anterior muestra cómo en la mitosis se separan las cromátidas hermanas, para que en cada célula quede exactamente la misma información genética que en la célula madre (tras la Anafase).  Esto se logra ordenando muy bien los cromosomas duplicados en el plano ecuatorial celular. 

El diagrama anterior ilustra la metafase y anafase de la meiosis I.  Hemos sacado los colores de las cromátidas para no confundirnos, dado que el proceso de entrecruzamiento cromosómico haría que cada cromátida tuviera una mezcla de colores única.  En cambio en la mitosis, (1) los cromosomas NO se ordenan de ningún modo específico en el plano ecuatorial de la célula, y (2) NO se separan cromátidas hermanas si no que se dividen los cromosomas por igual (parte de la Anafase I).

Siguiendo con la analogía del closet: es como si nos dijeran, en vez de "toma 3 poleras y 3 pantalones" (para así poder formar 3 combinaciones distintas) nos dicen "toma 6 prendas".  Quizá nos toquen puros pantalones, o puras poleras, o una mezcla de pantalones y poleras. 

     d.  Anafase I: idéntica a la mitótica: el huso mitótico arrastra cada cromosoma hacia un polo celular distinto.  Cada polo celular queda, entonces, con 23 cromosomas dobles, lo cual es DISTINTO a la mitosis, donde cada polo celular queda con 46 cromosomas simples.  El resultado, pues, de la meiosis I, es una célula haploide (dado que la información genética no se encuentra agrupada de a pares), lo cual no quiere decir que no esté duplicada. 

     e.  Telofase I: idéntica a la mitótica.   La sucede una citocinesis. 

2.  Meiosis II: la meiosis II separa las cromátidas hermanas, dejando como resultado células haploides ("n", a diferencia de diploide "2n") no duplicadas.  No hay duplicación del material genético.  

     a.  Profase II: idéntica a la mitótica: condensación de la cromatina, desintegración del núcleo celular, migración de los centríolos hacia los polos celulares, aparición del huso mitótico. 

     b.  Metafase II: los cromosomas duplicados se ordenan en el plano ecuatorial celular.  

     c.  Anafase II: separación de las cromátidas hermanas por medio del centrómero.  Cada cromátida hermana migra hacia un distinto polo celular. 

     d.  Telofase II: reconstrucción de los núcleos celulares, que ahora tienen 23 cromátidas por si solas, es decir, 23 cromosomas simples (no duplicados).  Es decir: la mitad del material genético de una célula somática normal.  Si le sumamos otras 23 cromosomas simples, se obtienen 46 cromosomas simples: el genoma humano.  Esto es lo que sucede en el momento de la fecundación.  

Las células en este paso formadas sufren posterior desarrollo para poder funcionar efectivamente como gametos, ejemplo: al espermio le crece su cola, para poder nadar.   

Clase 14 - Meiosis: conceptos previos

En la clase anterior, vimos cómo una célula lograba "hacer una fotocopia de si misma" por medio del proceso de la mitosis.  La mitosis sólo ocurre en células somáticas, es decir, en las células "normales" del cuerpo.  Así, cuando nos hacemos una herida, la mitosis regenera la piel que se rompió por la herida, multiplicando las células de la epidermis.  Las células epidérmicas son células somáticas.  ¿Cuáles serían las células "no-somáticas"?  Las células sexuales, o los gametos.  Para entender qué es un gameto veamos lo siguiente:

Los seres humanos tenemos 46 cromosomas en cada una de nuestras células, dispuestos en 23 pares.  A esta configuración la llamamos "2n", porque somos diploides (los cromosomas están dispuestos de a pares, no están solos).  Nuestra configuración genética es única de nosotros, nadie más la tiene.  ¿De dónde proviene este genotipo exclusivo de cada ser humano?  De nuestros progenitores, nuestra madre y nuestro padre.  Su información genética se une al momento de la fecundación, cuando el óvulo y espermio se juntan. Tanto el óvulo como el espermio son células sexuales o gametos.  ¿Qué distingue a los gametos de las células somáticas?

1.  Gametos con configuración genética "2n":

¿Podemos obtener un niño con configuración genética "4n"? NO, porque esto es el doble de información genética de lo que tiene un ser humano normal.  Entonces, ¿cómo tienen que ser los gametos?

2.  Gametos con configuración genética "n":

 Notamos entonces que el óvulo y el espermio, ambos células sexuales o gametos, tienen la mitad de la información genética de todos los seres humanos.  Su configuración genética es "n" en vez de "2n".  Por medio del proceso de la Meiosis es que se pueden obtener, a partir de células somáticas, las cuales son diploides "2n", células sexuales, haploides "n".  

ETAPAS DE LA MEIOSIS

1.  Meiosis I: Interfase, Profase I*, Metafase I*, Anafase I, Telofase I.  

2.  Meiosis II: Profase II, Metafase II, Anafase II, Telofase II.  Citocinesis.  

La meiosis consta de dos divisiones celulares, una después de la otra.  Las etapas son las mismas que la mitosis, pero con diferencias importantes en diversos puntos, los cuales han sido marcados con un asterisco en la lista anterior. 

Clase 13 - Mitosis

En la clase anterior repasamos los conceptos necesarios para entender la mitosis, proceso mediante el cual el cuerpo multiplica sus células para un número de funciones como el crecimiento y la reparación tisular.  Vimos de qué modo se encontraba la información genética en nuestro cuerpo, repasando las distintas etapas del proceso de empaquetamiento del material genético.

ETAPAS DE LA MITOSIS

La mitosis cuenta con las siguientes etapas: Interfase (que a su vez se divide en G1, S, y G2), Profase, Anafase, y Telofase.  Finalmente, encontramos la Citocinesis.  A continuación describiremos cada una de estos pasos.

1.  Interfase: es la preparación para el proceso de división celular.
En G1 la célula experimenta un crecimiento a nivel general.  Se duplican organelos (ya que hay que producir una célula nueva), se sintetizan macromoléculas, etc.
En S, se duplica el material genético de la célula del siguiente modo:

Sabemos de la clase anterior que las cromosomas en nuestro cuerpo se ubican en pares, como en la primera fila.  Aquí pusimos 3 pares a modo de ejemplo, aunque sabemos que tenemos 23 pares de cromosomas en nuestras células.  Un cromosoma es la información de nuestra mamá, y el otro de nuestro papá.  Los agrupamos según el largo de sus brazos y la posición del centrómero.  En la fase S de la Interfase, los cromosomas se duplican.  Esto quiere decir, que se "fotocopian" a si mismos, y se acoplan a su "fotocopia" por el centrómero.  A esta fotocopia la llamaremos cromátida hermana.  En la Anafase de la mitosis, que analizaremos más adelante, veremos como este proceso de duplicación del material genético, es el responsable de que cada célula quede con información idéntica entre si.

El cromosoma metafásico (duplicado) tiene, pues, la siguiente estructura:

Las estructuras que nos interesan son los brazos, las cromátidas hermanas (idénticas entre si, cada una formada por dos brazos, uno corto y uno largo), y el centrómero.  Ya nos hemos referido a ellas.

En G2, la célula sintetiza estructuras y organelos especialmente diseñados para la división celular.  Por ejemplo, duplica los centríolos, de los cuales también hablaremos más adelante.

2.  Profase: se rompe la envoltura nuclear, liberando el material genético.  Los centríolos se encuentran cada uno en un extremo (un polo) de la célula, formando el huso mitótico. 

¿Que son los centríolos?  ¿Qué es el huso mitótico?  Los centríolos sintetizan el huso mitótico, estructura que podríamos asemejar a "caminos" o "senderos" que recorren la célula de extremo a extremo (de polo a polo).  Estos serán los caminos que guiarán a los cromosomas, para que lleguen a destino, durante el proceso de la división celular.  Sin centríolos y sin huso mitótico sería imposible la división celular.

En el diagrama, los centríolos son los círculos rojos en la parte superior de la célula.  El huso mitótico son las fibras verdes que se extienden desde cada centríolo en la parte superior de la célula.  Vemos los cromosomas duplicados dentro del núcleo cuya membrana se está desintegrando.

3.  Metafase: inserción de los cromosomas en el huso mitótico, por medio del centrómero, en el plano ecuatorial de la célula.

El centrómero ancla los cromosomas en las fibras del huso mitótico.  Cada cromosoma seguirá el camino de esta fibra durante la división celular.  El plano ecuatorial de la célula, corresponde al centro de esta.  Todo esto se ve en el diagrama de abajo:

 
 4.  Anafase: separación de las cromátidas hermanas.  Cada una de ellas migra hacia un polo opuesto de la célula. 

Ya habíamos dicho anteriormente que en la anafase apreciaríamos por qué el material genético se duplica como lo hace.  Si cada cromátida hermana es idéntica, y cada una de ellas se va hacia un polo distinto de la célula, debido a que los cromosomas se dividen por el centrómero, cada polo celular no puede si no ser idéntico al otro.  Esto resulta en que las células que se formarán a partir de esta mitosis sean idénticas la una a la otra.  Las flechas del diagrama a continuación muestran esta situación.  Las flechas azules muestran qué cromátidas se van a la izquierda, y las rojas se van hacia el polo derecho.  En cada polo queda una cromátida celeste, una naranja, una morada, y una roja.

5.  Telofase:  cada polo cuenta con todo su material genético.  La membrana nuclear (también llamada carioteca) se empieza a formar.

La citocinesis (diagrama siguiente), que es la separación de los citoplasmas, con la reconstrucción de la membrana celular que esto requiere, no siempre sucede, como, por ejemplo, en el caso de las células musculares y las neuronas, las cuales necesitan elongarse constantemente.  La citocinesis se logra mediante un anillo contráctil de microfibrillas.

RESUMEN

El siguiente esquema resume el proceso de la mitosis, gracias al cual se obtienen dos células idénticas, donde antes sólo había una.