LA MEOSIS

LA MEOSIS

1. ¿Qué es la meiosis?

   • Es una de las formas en que se dividen las células, que se caracteriza por dar lugar a células hijas genéticamente diferentes a la célula que las originó.
     • Este tipo de división celular es clave para la reproducción sexual, ya que a través de la meiosis los organismos producen sus gametos o células sexuales. El nuevo individuo resultante de la unión de dos gametos (uno masculino y uno femenino) tendrá un material genético distinto al de los parentales, que surge de la combinación de estos.
       • ¿Qué es la reproducción sexual?
         • la reproducción sexual es todo proceso de generación de un individuo nuevo que involucra a dos individuos de la misma especie pero distinto sexo. Se diferencia de la reproducción asexual porque implica la combinación de los materiales genéticos de ambos progenitores para formar uno nuevo.
           • La reproducción sexual es característica de los organismos eucariotas, o sea, de aquellos cuyas células poseen núcleo bien definido, y sobre todo de los pluricelulares. Se da conforme a distintos mecanismos, que conducen siempre a la fecundación: la unión de células sexuales provenientes de cada uno de los progenitores, para iniciar un proceso de multiplicación acelerada y conformar un cigoto, que posteriormente será embrión y finalmente un individuo nuevo de la especie, listo para incorporarse al ecosistema.
             • PROCESO DE LA REPRODUCCIÓN SEXUAL
               • La reproducción sexual puede darse según distintos mecanismos, pero siempre dentro de un esquema muy similar de procesos bioquímicos y celulares, que podemos describir de la siguiente manera:
                 • Gametogénesis
                   • Los organismos generan células sexuales (gametos), las cuales poseen la mitad del contenido genético de una célula ordinaria y están diseñadas específicamente para la reproducción. Dichas células se originan mediante un proceso llamado meiosis, en glándulas y órganos especializados del cuerpo y son distintas dependiendo del sexo. En el caso de los animales se trata de espermatozoides (masculino) y óvulos (femenino)
                     • • ETAPAS DE LA GAMETOGÉNESIS
                         • FASE DE LA PROLIFERACIÓN
                           • ESPERMATOGÉNESIS= En los hombres, las células germinales y las estructuras que los albergan maduran hasta la pubertad, cuando ya está formados los túbulos seminíferos que albergan las espermatogonias (células mitóticamente activas). De estas células, las espermatogonias tipo A oscuras son células de reserva y serán las espermatogonias tipo A pálidas las que se dividirán a espermatogonias tipo B, que sufrirán mitosis para formar espermatocitos primarios durante la pubertad. Estos constarán del número diploide de cromosomas de la especie humana (46).
                             • Ovogénesis=Una vez que las células germinales primordiales han alcanzado la gónada femenina se diferencian en ovogonias, que experimentan una serie de divisiones mitóticas, hasta alcanzar en el quinto mes de desarrollo fetal la cifra de 7 millones. Esta cifra representa el número máximo de células germinales que contiene el ovario.
                         • FASE MEÓTICA Y DE CRECIMIENTO
                           • Espermatogénesis= Los espermatocitos primarios (2n) entran en meiosis I y experimentan una profase prolongada (22-24 días) para finalizar con la formación de 2 espermatocitos secundarios (n). Durante esta meiosis más largas se sintetizan compuestos que son necesarios para las fases posteriores. Los espermatocitos secundarios entran en meiosis II y la completan en 8 horas, dando lugar, cada uno de ellos a 2 espermátidas (n). Todas estas células poseen el número haploide de cromosomas de la especie humana (n= 23).
                             • Ovogénesis= Un número elevado de ovogonias (2n) sufre atresia y degenera, pero un pequeño porcentaje comienza la meiosis I hacía la semana 12 de desarrollo fetal. Durante esta fase la célula se conoce como ovocito primario (2n), localizados hacía la parte superficial del ovario, y quedan rodeados de células foliculares planas, aquí se les denomina folículos primordiales. Cuando los ovocitos primarios entran en la fase de diploteno de la meiosis I, se detienen y no continúan dividiéndose (estado de dictioteno). Esta pausa puede durar 45 años o más, y permite al ovocito prepararse para cubrir las futuras necesidades del embrión.
                         • FASE DE DIFERENCIACIÓN Y CRECIMIENTO
                           • Espermiogenésis = La última etapa de la espermatogénesis se denomina espermiogénesis y es una fase de diferenciación en la que las espermátidas (n) sufren varias cosas: reducción y condensación del núcleo, pérdida de parte del citoplasma y finalización de su división, alargamiento de la cabeza y cola, acúmulo de mitocondrias en la parte inicial de la cola y formación del acrosoma alrededor del vértice de la cabeza. Tras este proceso se forman los gametos masculinos o espermatozoides, aunque aún tienen que sufrir dos procesos más para ser capaces de llevar a cabo la fecundación.
                             • Ovogénesis = Muchos de estos ovocitos primarios degeneran y al llegar a la pubertad quedan disponibles unos 40.000. De estos, unos 400-500 se ovularán cada mes hasta llegar a la menopausia. Después del nacimiento, los folículos primordiales crecen y se rodean de otra capa llamada zona pelúcida, formando el folículo primario. Posteriormente este se rodea de otras dos capas, que producen estrógenos, formando el folículo secundario. Este continúa creciendo hasta formar el folículo terciario o preovulatorio. Tras esto se produce una subida de LH y el ovocito primario sale del folículo, proceso llamado ovulación, y completa la meiosis I. El ovocito secundario (n) formado entra posteriormente en meiosis II, que solo se completa si hay fecundación, para formar el ovocito definitivo u óvulo fecundado (n).
                 • Fecundación.
                   • Se llama así al encuentro entre los gametos femeninos y masculinos, para fusionarse y producir un cigoto, es decir, una célula nueva dotada de un material genético único e irrepetible, poseedora de todo el potencial para convertirse en un individuo completo. Para que dicha célula se produzca, se deben unir físicamente los gametos, lo cual puede ocurrir en el medio ambiente (fecundación externa) o bien dentro del organismo femenino (fecundación interna). Dependiendo de ello, se deberá producir entonces un coito o acto sexual.
                 • Desarrollo embrionario.
                   • En esta etapa el cigoto se multiplica, crece y gana complejidad, atravesando numerosas etapas hasta producir un embrión: un individuo nuevo de la especie de sus progenitores, que a partir de entonces crecerá, se desarrollará y eventualmente estará listo para iniciar una vida propia.
                 • Nacimiento.
                   • Cuando el desarrollo embrionario está completo, el nuevo individuo se asoma al mundo por primera vez, lo cual implica romper la membrana del huevo o bien ser expulsado del cuerpo materno por el canal de partO
           • ¿Qué es la reproducción asexual?
             • La reproducción asexual es aquella que requiere de un único organismo, que no necesita aparearse para formar nuevos individuos. Dado que no hay intervención de células sexuales, en la reproducción sexual no hay intercambio ni combinación de información genético.
               • La reproducción consiste en la producción de nuevos individuos de la misma especie que el progenitor, lo que permite multiplicar y perpetuar la especie. La reproducción constituye una de las etapas principales en el ciclo de vida de todo ser vivo y, si bien no es indispensable para que un individuo sobreviva, sí lo es para que una especie permanezca en la Tierra.
                 • ¿COMO SE DA LA REPRODUCCÓN ASEXUAL?
                   • Cuando un organismo se reproduce de manera asexual, lo hace a través de métodos que consisten en la replicación o duplicación de su contenido genético, para dar origen a individuos nuevos genéticamente idénticos a sí mismo.
                     • Los organismos pueden reproducirse de diversas formas, que pueden agruparse en dos tipos de reproducción: sexual o asexual, dependiendo de la cantidad de individuos implicados y si la descendencia es genéticamente idéntica al organismo u organismos parentales.
                 • La reproducción asexual es típica de los organismos unicelulares, como los procariotas y protistas, y es común en los hongos, los invertebrados y plantas. Si bien en las formas más complejas de vida, la reproducción sexual suele ser más frecuente, también existen algunos casos puntuales de animales que se reproducen asexualmente.
                   • Tipos de reproducción asexual
                     • La reproducción asexual se puede dar a través de distintos mecanismos, entre los cuales se encuentran los siguientes:
                       • GEMACIÓN
                         • Consiste en la producción de protuberancias o formaciones de yemas en el cuerpo mismo del progenitor, de las cuales surge luego un individuo independiente, capaz de desprenderse y vivir autónomamente, o de permanecer adherido y comenzar una colonia. La gemación es un proceso frecuente en poríferos, cnidarios y briozoos. Además, algunos organismos unicelulares, como las levaduras y algunas bacterias, se reproducen por este método.
                       • FRAGMENTACIÓN
                         • Consiste en la producción de nuevos individuos a partir de fragmentos del cuerpo del progenitor, reconstruyendo así el cuerpo entero a partir de un trozo significativo del mismo. Estas fragmentaciones pueden ser intencionales o accidentales. La fragmentación es un mecanismo de reproducción asexual presente en muchos invertebrados, como las estrellas de mar, las ofiuras y las planarias. Además de los animales, existen plantas que se pueden reproducir por el mecanismo de fragmentación, dirigido por la intervención humana, y que es más conocido como “multiplicación vegetativa artificial”. Es importante no confundir los procesos de regeneración por fragmentación con los de reproducción asexual. Por ejemplo, algunas lagartijas son capaces de regenerar su cola si la pierden accidentalmente, pero este fenómeno no implica reproducción ya que no conlleva la aparición de nuevos individuos.
                       • FISIÓN BINARIA
                         • La bipartición o fisión binaria es un mecanismo de reproducción asexual de los seres vivos unicelulares, típico de los procariontes, o sea, de bacterias y de arqueas. Consiste en la duplicación del ADN celular del individuo, como paso previo a la división del citoplasma en dos. Así, da lugar a dos células hijas con idéntico material genético,Esta es la forma de reproducción más usual en el mundo bacteriano. En algunas especies puede darse a una velocidad impresionante (una bacteria Escherichia coli puede dividirse una vez por cada 20 minutos), siempre y cuando las condiciones del medio circundante sean las adecuadas. Además de la colonización rápida del entorno, este ritmo reproductivo tiene fines adaptativos: con ese ritmo reproductivo, la tasa de mutaciones suele ser alta. Así se producen nuevas cepas bacterianas mejor adaptadas al entorno (por ejemplo, más resistentes a antibióticos). En parte esta es la razón del gran éxito evolutivo de las bacterias, presentes en todo el mundo.
                       • ESPORULACIÓN
                         • La esporulación es el mecanismo de reproducción asexual a través de esporas y endosporas. Este tipo de reproducción es usual en hongos, plantas y diversos géneros de bacterias y microorganismos. Puede ser parte de su ciclo natural reproductivo, o una alternativa para enfrentar situaciones ambientales adversas, como falta de nutrientes o de luz solar,Aunque son semejantes a los gametos animales, las esporas se caracterizan por ser estructuras resistentes: consisten en una única célula envuelta en una capa gruesa de material orgánico, que la defiende de condiciones ambientales hostiles, a la espera de una situación más favorable para gestar un individuo completo. Se sabe que son tremendamente resistentes a la radiación, la desecación, al calor e incluso al paso del tiempo.
                           • Se dividen en:
                             • Endosporas. Que se forman dentro del organismo, generalmente unicelular. Exosporas. Que se forman fuera del organismo, a través de un proceso llamado gemación.
                       • APOMIXIS
                         • Este mecanismo es exclusivo de las plantas y consiste en una forma de reproducción asexual mediante semillas, que no implica fecundación ni meiosis. En las plantas que se reproducen por este método el individuo produce semillas genéticamente idénticas a sí mismo, que permiten extender la especie, pero poseen poca adaptabilidad al entorno. Existen distintos tipos de apomixis en el reino vegetal y es un tipo de reproducción asexual bastante frecuente en este grupo de seres vivos.
                       • PARTENOGÉNESIS
                         • Este modo de reproducción asexual implica el desarrollo de células sexuales femeninas no fecundadas, es decir, poseedoras del mismo material genético que su progenitora, mediante una segmentación del óvulo no fecundado. Este mecanismo de reproducción asexual está presente tanto en grupos de invertebrados como de vertebrados: es un procedimiento usual en ciertos peces, reptiles, insectos, crustáceos y anfibios, especialmente en épocas de riesgo para la especie.
                       • poliembrionía
                         • Consiste en una modalidad de reproducción en la cual dos o más embriones se desarrollan a partir de un único cigoto. En realidad, puede decirse que constituye una combinación de reproducción sexual y asexual: la primera es necesaria para la fecundación y formación del cigoto, y la segunda tiene lugar cuando el embrión se divide en varios genéticamente idénticos, y da lugar a dos o más individuos genéticamente idénticos entre sí, pero distintos a sus progenitores. Según el número de embriones generados, la poliembrionía puede ser simple o múltiple. Esta modalidad de reproducción es frecuente en ciertos insectos, en plantas y curiosamente en los armadillos, cuya camada es siempre monocigótica (proviene de un mismo embrión). También puede darse en humanos, como pasa en los gemelos univitelinos o idénticos, que provienen de un mismo cigoto (y no deben confundirse con los gemelos dicigóticos).
               • VENTAJAS DE LA REPRODUCCIÓN ASEXUAL
                 • La reproducción asexual como la fisión binaria requiere de muy pocos recursos. La reproducción asexual es rápida y simple, ya que no necesita la producción de células especializadas (gametos), ni requiere gastar energía para lograr la fecundación, ni otros esfuerzos semejantes. Así, este tipo de reproducción permite que un individuo aislado pueda perfectamente dar lugar a nuevos descendientes, a veces a muchos de ellos, aunque siempre genéticamente idénticos a sí mismo y entre ellos. Esto resulta particularmente útil en situaciones de riesgo biológico o de necesidad de rápida expansión, por ejemplo, durante la colonización de un territorio o la masificación de los especímenes frente a un peligro inminente.
               • DESVENTAJAS DE LA REPRODUCCIÓN ASEXUAL
                 • La gran desventaja de la reproducción asexual es su ausencia de variabilidad genética, o sea, el hecho de que los descendientes sean idénticos al progenitor, excepto en el caso de mutaciones imprevistas. Así, la especie evoluciona a un ritmo mucho más lento y mucho menos efectivo ya que la selección natural no puede favorecer a aquellos individuos más aptos. Esto podría acabar con una colonia o incluso con una especie muy rápidamente, dado que su menor variabilidad genética le puede impedir una rápida adaptación a un entorno cambiante.
               • CLONES Y CLONACIÓN
                 • En genética, se define a un clon como un conjunto de individuos genéticamente idénticos, provenientes de otro individuo por mecanismos de reproducción asexual
                   • La clonación, que deriva del término clon, es la acción de producir una entidad biológica genéticamente idéntica a otra, a partir de una existente. Si bien este proceso puede llevarse a cabo sin mayores conocimientos técnicos (por ejemplo, cuando se hace multiplicación vegetativa de plantas), cuando se habla de clonación suele hacerse más en referencia a las técnicas artificiales utilizadas en un laboratorio para producir individuos genéticamente idénticos.
                     • En el caso de los vertebrados, la clonación artificial se basa en remover el núcleo de un óvulo y sustituirlo por el de una célula adulta perteneciente al individuo que se quiere clonar. Luego, este óvulo modificado (que ahora resulta equivalente a un cigoto viable) es transferido al cuerpo de una hembra donde continuará su desarrollo hasta su nacimiento.
                     • EJEMPLO
       • En los animales (incluyendo al ser humano) la mayor parte de las células del cuerpo son diploides y se las llama células somáticas. Únicamente en el tejido germinal se encuentran células especiales que dan lugar, a través de la meiosis, a células haploides
         • CELULAS HAPLOIDES
           • Estas células haploides son los gametos o células reproductivas que intervienen en la reproducción sexual, es decir, son los espermatozoides (gametos masculinos) y los óvulos (gametos femeninos). F
         • Cuando un espermatozoide y un óvulo se fusionan entre sí durante la fecundación, cada uno de ellos aporta la mitad de la carga genética del nuevo individuo que se forma como resultado de esta unión. Así, ambos juegos haploides de cada gameto se combinan para formar un conjunto diploide completo, que es el genoma del nuevo individuo recientemente formado.
     • La meiosis es un proceso imprescindible previo a la reproducción sexual, dado que durante este proceso se forman los gametos. Sin embargo, la meiosis también forma parte de ciclos de vida complejos en algas, hongos y otros eucariontes sencillos, para lograr cierta alternancia generacional, reproduciendo sus células de modo sexual y asexual en distintas etapas.

2. FASES DE LA MEOSIS

   • La meiosis es un proceso complejo que involucra dos fases diferenciadas: meiosis I y meiosis II. Cada una de ellas está compuesta por diversas etapas: profase, metafase, anafase y telofase
     • un estudio más detallado de ello :
       • MEIOSIS I
         • Se da la primera división celular de la diploide (2n), conocida como reductiva, pues resulta en células con la mitad de la carga genética (n). La meiosis I se distingue de la meiosis II (y de la mitosis) porque su profase es muy larga y en su transcurso los cromosomas homólogos (idénticos porque provienen uno de cada progenitor) se aparean y recombinan para intercambiar material genético.
       • PROFAE I:
         • Se divide en varios pasos. En el primer paso el ADN se prepara condensándose en cromosomas y tornándose visible. Luego, los cromosomas homólogos se juntan de a pares formando un complejo en el que intercambian material genético. Este proceso es conocido como recombinación génica. Por último, los cromosomas se separan, aunque en algunos puntos permanecen unidos: son los puntos donde ha tenido lugar la recombinación génica. Además, se rompe la envoltura del núcleo y surge en la célula una suerte de línea divisoria.
       • METAFASE I
         • Los cromosomas bivalentes (compuestos por dos cromátidas cada uno, por lo que también se le llama tétrada) se disponen en el plano ecuatorial de la célula y se unen a una estructura formada por microtúbulos llamada huso acromáticO
       • ANAFASE I
         • Los cromosomas homólogos de cada bivalente (cada uno formado por dos cromátidas hermanas) se separan entre sí, tienden a un polo de la célula y forman dos polos haploides (n). La repartición genética al azar ya se ha llevado a cabo.
       • TELOFASE I
         • Los grupos cromosómicos haploides llegan a los polos de la célula. Se forma nuevamente la envoltura nuclear. La membrana plasmática se separa y da origen a dos células hijas haploides.
           • MEMBRANA PLASMÁTICA
             • ¿Qué es la membrana plasmática y cuál es su función?
               • La membrana plasmática protege a la célula. También proporciona un entorno estable dentro de la célula. Esta membrana tiene varias funciones diferentes. Una de ellas es el transporte de nutrientes dentro de la célula y otra es el transporte de sustancias tóxicas fuera de la célula.
                 • Generalidades de las funciones de la membrana : Compartimentalización, Andamiaje para actividades bioquímicas, Provisión de una barrera con permeabilidad selectiva, Transporte de solutos, Respuesta a señales externas, Interacción celular, Transducción de energía.
       • MEIOSIS ll
         • . Conocida como fase duplicativa, se asemeja a la mitosis: se forman dos individuos enteros duplicando el ADN.
       • PROFASE ll
         • Las células haploides creadas en la meiosis I condensan sus cromosomas y rompen la envoltura nuclear. Aparece nuevamente el huso acromático.
       • METAFASE ll
         • Al igual que antes, los cromosomas tienden hacia el plano ecuatorial de la célula, preparándose para una nueva división.
       • ANAFASE ll
         • Las cromátidas hermanas de cada cromosoma se separan y son traccionadas hacia polos opuestos de la célula.
       • TELOFASE ll
         • Cada uno de los polos de la célula recibe un juego haploide de cromátidas que pasan a llamarse cromosomas. Se forma nuevamente la envoltura nuclear, seguida de la partición del citoplasma y la formación de las membranas celulares que dan como resultado cuatro células haploides (n), cada una con una distribución distinta del código genético completo del individuo. Meiosis y mitosis

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