La meiosis está precedida por una interfase que consta de las fases G1, S y G2, que son casi idénticas a las fases que preceden a la mitosis. La fase G1, que también se denomina primera fase de brecha, es la primera fase de la interfase y se centra en el crecimiento celular. La fase S es la segunda fase de la interfase, durante la cual se replica el ADN de los cromosomas. Finalmente, la fase G2, también llamada segunda fase de brecha, es la tercera y última fase de la interfase; en esta fase, la célula se somete a los preparativos finales para la meiosis.

Durante la duplicación del ADN en la fase S, cada cromosoma se replica para producir dos copias idénticas, llamadas cromátidas hermanas, que se mantienen juntas en el centrómero. Los centrosomas, que son las estructuras que organizan los microtúbulos del huso meiótico, también se replican. Esto prepara la celda para entrar en la profase I, la primera fase meiótica.

Profase I

Figura 1. Al principio de la profase I, los cromosomas homólogos se unen para formar una sinapsis. Los cromosomas están estrechamente unidos y en perfecta alineación por una red de proteínas en el centrómero.

A medida que la envoltura nuclear comienza a descomponerse, las proteínas asociadas con los cromosomas homólogos acercan el par a cada uno. otro. (Recuerde que, en la mitosis, los cromosomas homólogos no se emparejan. En la mitosis, los cromosomas homólogos se alinean de un extremo a otro de modo que cuando se dividen, cada célula hija recibe una cromátida hermana de ambos miembros del par homólogo). el apareamiento de los cromosomas homólogos se denomina sinapsis. En la sinapsis, los genes de las cromátidas de los cromosomas homólogos se alinean con precisión entre sí (Figura 1). El complejo sinaptonemal apoya el intercambio de segmentos cromosómicos entre cromátidas homólogas no hermanas, un proceso llamado cruzamiento. El cruce ocurre en chaiasmata (singular = quiasma), el punto de contacto entre cromosomas no hermanos de un par homólogo (Figura 2).

Al final de la profase I, los pares se mantienen juntos solo en los quiasmas y se llaman tétradas porque las cuatro cromátidas hermanas de cada par de cromosomas homólogos ahora son visibles.

Figura 2. Se produce un cruce entre cromátidas no hermanas de cromosomas homólogos. El resultado es un intercambio de material genético entre cromosomas homólogos.

Los eventos de cruce son la primera fuente de variación genética en los núcleos producida por la meiosis. Un solo evento de cruce entre cromátidas homólogas no hermanas conduce a un intercambio recíproco de ADN equivalente entre un cromosoma materno y un cromosoma paterno. Ahora, cuando esa cromátida hermana se mueve a una célula de gameto, llevará algo de ADN de uno de los padres del individuo y algo de ADN del otro padre. Múltiples cruces en un brazo del cromosoma tienen el mismo efecto, intercambiando segmentos de ADN para crear cromosomas recombinantes.

Un segundo evento en la Profase I es la unión de los microtúbulos de las fibras del huso a las proteínas del cinetocoro en los centrómeros. . Al final de la prometafase I, cada tétrada se une a los microtúbulos de ambos polos, con un cromosoma homólogo frente a cada polo. Los cromosomas homólogos todavía se mantienen juntos en los quiasmas.

Además, la membrana nuclear se ha descompuesto por completo.

Metafase I

Durante la metafase I, el homólogo los cromosomas están dispuestos en el centro de la célula con los cinetocoros enfrentados a polos opuestos. Los pares homólogos se orientan al azar en el ecuador. Recuerde que los cromosomas homólogos no son idénticos. Contienen ligeras diferencias en su información genética, lo que hace que cada gameto tenga una composición genética única. Esta aleatoriedad es la base física para la creación de la segunda forma de variación genética en la descendencia. El número de variaciones depende del número de cromosomas que componen un conjunto. Hay dos posibilidades de orientación en la placa de metafase; por tanto, el número posible de alineaciones es igual a 2n, donde n es el número de cromosomas por conjunto. Los seres humanos tienen 23 pares de cromosomas, lo que da como resultado más de ocho millones (223) posibles gametos genéticamente distintos. Este número no incluye la variabilidad que se creó previamente en las cromátidas hermanas por cruce. Dados estos dos mecanismos, es muy poco probable que dos células haploides que resulten de la meiosis tengan la misma composición genética (Figura 3).

Figura 3. Surtido aleatorio e independiente durante la metafase I se puede demostrar considerando una célula con un conjunto de dos cromosomas (n = 2).En este caso, hay dos arreglos posibles en el plano ecuatorial en la metafase I. El número total posible de gametos diferentes es 2n, donde n es igual al número de cromosomas en un conjunto. En este ejemplo, hay cuatro posibles combinaciones genéticas de los gametos. Con n = 23 en las células humanas, hay más de 8 millones de combinaciones posibles de cromosomas paternos y maternos.

Para resumir las consecuencias genéticas de la meiosis I, los genes maternos y paternos se recombinan por cruzamiento eventos que ocurren entre cada par homólogo durante la profase I. Además, el surtido aleatorio de tétradas en la placa de la metafase produce una combinación única de cromosomas maternos y paternos que se abrirán camino hacia los gametos.

Anafase I

En la anafase I, los microtúbulos separan los cromosomas enlazados. Las cromátidas hermanas permanecen estrechamente unidas entre sí en el centrómero. Los quiasmas se rompen en la anafase I cuando los microtúbulos unidos a los cinetocoros fusionados separan los cromosomas homólogos (Figura 4).

Figura 4. El proceso de alineación cromosómica difiere entre la meiosis I y la meiosis II. En la prometafase I, los microtúbulos se unen a los cinetocoros fusionados de los cromosomas homólogos y los cromosomas homólogos se disponen en el punto medio de la célula en la metafase I. En la anafase I, los cromosomas homólogos se separan. En la prometafase II, los microtúbulos se unen a los cinetocoros de las cromátidas hermanas y las cromátidas hermanas se disponen en el punto medio de las células en la metafase II. En la anafase II, las cromátidas hermanas se separan.

Telofase I y citocinesis

En la telofase, los cromosomas separados llegan a polos opuestos. El resto de los eventos típicos de la telofase puede ocurrir o no, dependiendo de la especie. En algunos organismos, los cromosomas se descondensan y se forman envolturas nucleares alrededor de las cromátidas en la telofase I. En otros organismos, la citocinesis (la separación física de los componentes citoplasmáticos en dos células hijas) se produce sin reformar los núcleos. En casi todas las especies de animales y algunos hongos, la citocinesis separa el contenido celular a través de un surco de escisión (constricción del anillo de actina que conduce a la división citoplasmática). En las plantas, se forma una placa celular durante la citocinesis celular mediante la fusión de las vesículas de Golgi en la placa en metafase. Esta placa celular conducirá finalmente a la formación de paredes celulares que separan las dos células hijas.

Dos células haploides son el resultado final de la primera división meiótica. Las células son haploides porque en cada polo hay solo uno de cada par de cromosomas homólogos. Por lo tanto, solo está presente un juego completo de cromosomas. Ésta es la razón por la que las células se consideran haploides: solo hay un conjunto de cromosomas, aunque cada homólogo todavía consta de dos cromátidas hermanas. Recuerde que las cromátidas hermanas son simplemente duplicados de uno de los dos cromosomas homólogos (excepto por los cambios que ocurrieron durante el cruzamiento). En la meiosis II, estas dos cromátidas hermanas se separarán, creando cuatro células hijas haploides.

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