MEIOSIS

La meiosis sólo se realiza en células específicas y tiene por objetivo la producción de gametos o esporas según corresponda.
Los gametos presentan la mitad de la dotación cromosómica de una célula somática.
Así, en un organismo diploide (2n) donde cada cromosoma presenta dos copias (homólogos), los gametos tendrán sólo una copia de cada uno (n). Es decir, se reduce el contenido de material genético a la mitad, de modo de que cuando los gametos se fusionan para formar un cigoto, el número original de cromosomas se restablece.
Antes del inicio de la meiosis ocurre una replicación del material genético.
En la meiosis se identifican las siguientes etapas:
Meiosis I
Profase I: En esta etapa ocurre desintegración de la membrana nuclear, Los cromosomas homólogos se aparean punto por punto, en todo su largo, en un proceso llamado sinapsis. Cada uno está formado por dos cromátidas hermanas, por lo que los cromosomas en sinapsis se denominan tétradas, porque se observan cuatro cromátidas. Se produce entonces entrecruzamiento o crossing-over, un proceso de enorme importancia, mediante el cual los cromosomas homólogos intercambian segmentos de ADN.

Imagen extraída de : http://4.bp.blogspot.com

MetafaseI:Los cromosomas homólogos, aún unidos, son arrastrados hacia el ecuador por las fibras del huso mitótico, formando la placa metafásica.
Anafase I: Los cromosomas homólogos se separan y las cromátidas hermanas permanecen unidas por sus respectivos centrómeros.
Telofase I: Se reorganizan los núcleos y se produce citocinesis. En cada núcleo habrá una sola serie de cromosomas, duplicados, y modificados por el entrecruzamiento.
Luego de esta fase, hay una breve interfase, llamada intercinesis, en la cual no ocurre duplicación del material genético.

Meiosis II
La meiosis II es básicamente una división mitótica, en que las cromátidas de cada cromosoma son arrastradas hacia los polos opuestos de la célula. Por cada célula original que entra en meiosis I se producen cuatro células en la telofase II.

La anafase I separa cromosomas maternos de paternos.
La anafase II separa centrómeros hermanos.

Imágene modificadas de http://www.bbc.co.uk/schools

Consecuencias genéticas de la Meiosis
1. Reducción del número de cromosomas a la mitad: de una célula diploide (ej: 46 cromosomas en el ser humano) se forman células haploides (23 cromosomas). Esta reducción a la mitad es la que permite que el fenómeno siguiente de la fecundación mantenga el número de cromosomas de la especie.
2. Recombinación de información genética heredada del padre y la madre: el apareamiento de los homólogos y consecuente entrecruzamiento permite que se intercambie la información. La consecuencia de este fenómeno es que ningún hijo heredará un cromosoma íntegro de uno de sus abuelos.
3. Segregación al azar de cromosomas maternos y paternos: la separación de los cromosomas paternos y maternos recombinados, durante la anafase I y II, se realiza completamente al azar, por lo que contribuyen al aumento de la diversidad genética.
El número de combinaciones posibles por tanto se calcula 2 a la n donde n es el número de pares de cromosomas homólogos (variaciones con repetición de n elementos en grupos de 2). En el ser humano, que tiene 23 pares de cromosomas homólogos, tiene la posibilidad de recombinación con 2 a la 23 = 8 388 608 combinaciones, sin tener en cuenta las múltiples combinaciones posibilitadas por la recombinación en el crossing-over.

Texto seleccionado y modificado de www. biología.edu.ar

Prof. Verónica Lema

EL CICLO CELULAR:
La vida de una célula

El ciclo celular es la sucesión de fases de crecimiento y división que ocurren en la vida de una célula. En él se pueden reconocer tres fases: interfase, mitosis y citocinesis.
La división celular, constituida por la mitosis (cariocinesis o división del núcleo) y la citocinesis (división del citoplasma), ocurre después de completarse las tres fases preparatorias de la interfase: fases G1, S y G2.



Imagen obtenida de: www.fisicanet.com.ar
La interfase abarca tres etapas: G1, S y G2.
Durante G1, la célula crece y se duplican sus organelos, para este crecimiento es necesario una activa elaboración de proteínas .

En la etapa S se duplica el DNA .

En G2 comienzan a ensamblarse las estructuras relacionadas con la división celular, los cromosomas se condensan y los centríolos terminan de duplicarse.La célula acumula energia en forma de ATP, necesaria para enfrentar el proceso de mitosis.
El ciclo celular está regulado por estímulos externos e internos. La falta de nutrientes, los cambios de temperatura y de pH, y la presencia de células contiguas pueden detener la división celular, mientras que ciertas hormonas y factores de crecimiento la estimulan.

La división del núcleo y del citoplasma: mitosis y citocinesis
La mitosis es un proceso continuo, en el que se reconocen cuatro fases: profase, metafase, anafase y telofase.

Al comienzo de la mitosis, cada cromosoma está formado por dos cromátidas hermanas y se encuentra totalmente condensado. El huso mitótico está armado y las fibras del mismo están unidas a los centrómeros de los cromosomas. Las fibras del huso separan las cromátidas hermanas, que son conducidas a polos opuestos de la célula. Así se asegura la distribución equitativa de la información genética entre las dos células hijas.
La citocinesis divide a la célula madre en dos hijas casi iguales. Cada una de ellas recibe un juego completo de cromosomas y alrededor de la mitad del citoplasma, los organelos y las macromoléculas de la célula madre.

Imagen obtenida de http://web.educastur.princast.es

MUTACIONES  Son las alteraciones que suceden en la información genética de los seres vivos.
Las mutaciones se deben a múltiples causas, tales como:
· Errores en la replicación que permitan que se cambien unos nucleótidos por otros o, incluso, que desaparezcan o se intercalen nucleótidos.
· Errores en la meiosis que alteren la estructura física de los cromosomas o su número en los gametos.
· Modificaciones químicas en el DNA debido a la acción de ciertas sustancias químicas, radiaciones UV, rayos X, etc., a los que denominamos AGENTES MUTAGÉNICOS.

Según la cantidad de DNA afectado, se diferencian tres tipos de mutaciones:

· Mutaciones GÉNICAS: Son aquellas que sólo afectan a nucleótidos aislados, bien porque se cambia uno por otro, porque se añade o se pierde un nucleótido. El cambio de un nucleótido por otro puede dar lugar a que la proteína siga siendo funcional y la mutación pase desapercibida, pero si se añade o elimina algún nucleótido, la alteración puede ser tan grande que la proteína no sea funcional, provocando una enfermedad genética o, incluso, la muerte.

Mutaciones CROMOSÓMICAS: Son mutaciones que afectan a la integridad de los cromosomas y, por tanto, a la información que llevan. Suelen deberse a problemas durante el entrecruzamiento llevado a cabo para la recombinación genética. Según cómo se produzca hay varios tipos:
- Delección: Se pierde un fragmento de cromosoma, por lo que se pierde información.
- Duplicación: Se duplica un fragmento de cromosoma. No hay pérdida de información.
- Adición: Se incorpora al cromosoma un grupo de nucleótidos, con lo que tampoco hay
pérdida de información.
- Translocación: Un fragmento de un cromosoma se une a otro cromosoma diferente con
lo que puede darse el caso de tampoco se vea afectada la información.
- Inversión: Se da cuando un fragmento de un cromosoma invierte su sentido, con lo cual
no podrá ser leído en el orden correcto, aunque si en el inverso.

Mutaciones que alteran el número de cromosomas: Suelen ser debidas a problemas durante la meiosis. Cuando se pierden o ganan cromosomas aislados hablamos de ANEUPLOIDÍA: si se pierde un cromosoma se denomina MONOSOMÍA (porque sólo queda uno en el par), si se gana uno se denomina TRISOMÍA (porque hay tres cromosomas en vez de un par), como sucede con la Trisomía del par 21, el "mongolismo" o síndrome de Down. Cuando se aumenta un número genómico entero se le da el nombre de POLIPLOIDÍA: TRIPLOIDÍA, tres juegos, TETRAPLOIDÍA, cuatro juegos, etc. Estas mutaciones suelen ser perjudiciales en los animales, pero en las plantas pueden ser base de especiación a partir de individuos poliploides.

Las mutaciones son una de las  fuentes de variabilidad genética, la que hace que en un mismo lugar de dos cromosomas homólogos, lo que llamamos un LOCUS, puedan existir dos secuencias de DNA ligeramente diferentes que,  al expresarse pueden dar diferencias fenotípicas. A estas dos formas moleculares de un mismo gen resultantes de una mutación les damos el nombre de ALELOS: En un mismo locus (misma región de dos cromosomas homólogos). es decir que para el mismo gen,  pueden haber alelos diferentes. La aparición de cambios en la información puede ser inocua, puede ser letal o puede ser beneficiosa si aporta al individuo alguna característica que antes no poseía y que le hace estar mejor adaptado a su medio. En este caso, este individuo será capaz de dejar más descendientes a la siguiente generación, es decir, se va a producir una selección de sus alelos para que pasen a la siguiente generación, es a lo que llamamos SELECCIÓN NATURAL
La Selección Natural actúa sobre los fenotipos de los individuos, permitiendo que los fenotipos mejor adaptados prosperen y dejen más descendientes (habrá mas de estos alelos en la población en la siguiente generación), a la vez que los fenotipos peor adaptados tienden a desaparecer.

 Material obtenido en www.recursos.cnice.mec.es/.
Prof. Verónica Lema y Alicia Dutra

En resumen: