MITOSIS y MEIOSIS

Este par se denomina bivalente, que finalmente dará lugar a una unidad, la tétrada, que consta de cuatro cromátidas. La presencia de 4 cromátidas demuestra ...
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MITOSIS y MEIOSIS

Cátedra de Genética - Facultad de Agronomía y Zootecnia - UNT

MITOSIS 



Es una división ecuacional, donde una célula de composición cromosómica 2n se divide y dá dos células 2n, idénticas entre sí e idénticas a la célula que les dio origen. Este tipo de división no permite variabilidad, ya que las células “hijas” son genéticamente iguales a la que les dio origen. Garantiza la distribución equitativa de la información genética a las células originadas.

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2n

2n

2n

En animales se lleva a cabo en tejidos somáticos (soma= cuerpo), lo que permite el crecimiento de los individuos por aumento del número de células. En vegetales se realiza en los tejidos meristemáticos y la importancia radica en que podemos realizar multiplicación vegetativa de especies vegetales con interés agronómico y lograr uniformidad de población. Cabe aclarar que en animales también hay mitosis en determinadas fases de la formación de las gametas masculinas y femeninas. Cátedra de Genética - Facultad de Agronomía y Zootecnia - UNT

Consta de cuatro fases: 1.Profase 2.Metafase 3.Anafase 4.Telofase

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PROFASE En el núcleo celular las cromátidas comienzan a condensarse, el nucleolo se desintegra y se forman las fibras del huso acromático. Hacia el final de la profase desaparece la carioteca (membrana del núcleo) y el nucleolo y los cromosomas están bien contraídos. METAFASE Los cromosomas se dirigen y se ubican en el plano ecuatorial. Cada uno de ellos se fija al huso acromático por el centrómero en la “placa ecuatorial”. Cátedra de Genética - Facultad de Agronomía y Zootecnia - UNT

ANAFASE

El cromosoma está compuesto hasta aquí por 2 cromátidas, las cuales se separan y se dirige cada una a un polo diferente de la célula, guiadas por el centrómero, unidas al huso acromático. Las cromátidas se denominan cromátidas hermanas o cromosomas hijos.

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TELOFASE

Las cromátidas llegan a los polos correspondientes y se reconstruyen los núcleos hijos. Reaparece el nucleolo y la carioteca. Comienza la citocinesis. En células vegetales se produce una división a nivel de la placa ecuatorial con la formación de un fragmoplasto que permite la citocinesis y la separación en dos células. En animales se produce una estrangulación a nivel ecuatorial que permite la formación de 2 células individuales. Cátedra de Genética - Facultad de Agronomía y Zootecnia - UNT

Interfase

Metafase

Profase

Final de Profase

Anafase Cátedra de Genética - Facultad de Agronomía y Zootecnia - UNT

Telofase

(a) Citocinesis en célula animal. (b) Citocinesis en célula vegetal. Cátedra de Genética - Facultad de Agronomía y Zootecnia - UNT

Mitosis en células meristemáticas de raíz de cebada. A) Interfase B) Profase C) Profase D) Metafase E) Anafase F) Telofase

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MEIOSIS Esta división se dá en células sexuales que van a formar las gametas, y a partir de una célula original 2n se producen 4 células n diferentes a la original y diferentes entre sí. Por ello se dice que es una división reduccional. Permite, a diferencia de la mitosis, que haya variabilidad genética.

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La meiosis a diferencia de la mitosis, reduce a la mitad la cantidad de material genético. Mientras que en organismos diploides la mitosis da lugar a células hijas con una dotación diploide completa, en la meiosis se producen gametos o esporas con sólo una dotación haploide de cromosomas. En la reproducción sexual los gametos se combinan y se unen para reconstruir la dotación diploide, tal como se encuentra en las células paternas. Los gametos tienen exactamente uno de los miembros de cada una de las parejas de cromosomas homólogos. Una vez terminada, la meiosis asegura la continuidad genética de generación en generación.

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La reproducción sexual asegura también la variación genética entre los individuos de una especie. Gracias a la gran variación genética de los gametos, en la fecundación es posible un gran número de combinaciones cromosómicas. Además, veremos que el fenómeno meiótico, denominado entrecruzamiento, da lugar a intercambio genético entre cada uno de los miembros homólogos de una pareja de cromosomas. Esto produce cromosomas que son un mosaico de los homólogos paterno y materno de los que provienen, intensificando la potencial variación genética de los gametos y de los descendientes derivados de ellos. Este proceso de reproducción sexual constituye la forma más importante de combinar información genética Cátedra de Genética - Facultad de dentro de una especie. Agronomía y Zootecnia - UNT

Hemos

visto que en la mitosis, cada uno de los miembros paternos y maternos de una pareja dada de cromosomas homólogos se comporta de manera autónoma en la división. En cambio, al comienzo de la meiosis, los cromosomas homólogos forman parejas; es decir, sufren sinapsis. Este par se denomina bivalente, que finalmente dará lugar a una unidad, la tétrada, que consta de cuatro cromátidas. La presencia de 4 cromátidas demuestra que ambos homólogos se han duplicado de hecho. Por consiguiente para alcanzar la haploidía son necesarias dos divisiones. La división I se denomina reduccional, ya que el número de cromosomas se reduce a la mitad. La división II se denomina ecuacional, debido a que el número de cromosomas permanece constante luego de la misma. Cátedra de Genética - Facultad de Agronomía y Zootecnia - UNT

Division I

División II

Profase I :  Leptonema  Cigonema  Paquinema  Diplonema  Diacinesis

Profase II

Metafase I

Metafase II

Anafase I Telofase I

Anafase II Telofase II Cátedra de Genética - Facultad de Agronomía y Zootecnia - UNT

Primera división meiótica

Profase I: Hay que tener en cuenta que el ADN de los cromosomas se ha duplicado en la interfase anterior. En esta fase ocurre una serie de fenómenos genéticos complejos, por lo cual se la ha subdividido en cinco subfases: leptonema, cigonema, paquinema, diplonema y diacinecis.

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Leptonema: (lepto= delgado, nema=filamento) La cromatina comienza a condensarse y los cromosomas, aunque todavía extendidos, se hacen visibles como filamentos delgados. A lo largo de cada cromosoma se encuentran los cromómeros. Pruebas recientes sugieren que es durante el leptonema cuando comienza el proceso denominado búsqueda del homólogo que precede al apareamiento de éstos.

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Cigonema: (cigo= pareja) Los cromosomas continúan acortándose y engrosándose en esta subfase. Se produce el apareamiento de los cromosomas homólogos, formando una pareja que recibe el nombre de bivalente. El tipo de apareamiento se denomina sinapsis. El número de bivalentes de una especie dada es igual a su número haploide (n).

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Paquinema: (paqui= grueso) Durante esta etapa ya es evidente que cada homólogo es una estructura doble. Así pues, cada bivalente tiene cuatro cromátidas. Se produce en esta subfase el crossing-over y la recombinación entre cromátidas homólogas. Hay intercambio de cromatina entre los homólogos por lo que se produce mezcla de información genética, lo que contribuye a la variabilidad. El punto de contacto entre las cromátidas se llama quiasma. Durante las siguientes etapas los centrómeros se repelen y los nudos de los quiasmas se desplazan hacia los extremos.

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Diplonema: Los cromosomas apareados comienzan a separarse por repulsión de los centrómeros pero permanecen unidos por los quiasmas y los nudos se desplazan hacia los extremos. Empieza la terminalización. Los cromosomas se ven más gruesos

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Diacinesis: Se completa la terminalización. A medida que progresa la separación, los quiasmas se desplazan hacia los extremos de la tétrada. Hacia el final desaparecen el nucleolo y la envoltura nuclear y los dos centrómero de cada tétrada quedan unidos a las recién formadas fibras del huso acromático

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Metafase I: Los bivalentes se ubican sobre la placa ecuatorial. Anafase I: La tensión de los centrómeros provoca la migración al azar de los cromosomas a los polos. Se separan a nivel de quiasmas y migra un cromosoma (una pareja de cromátidas hermanas denominada diada) de cada par homólogo. Este proceso de separación es la base física de lo que denominamos disyunción, que indica la separación de los cromosomas. Ocasionalmente se producen errores en la meiosis y no se consigue dicha separación, y se llama no disyunción a este fallo. En esta etapa se produce reducción del número de cromosomas.

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Telofase I: Los cromosomas llegan a los polos. Aparece la carioteca y el nucleolo y empieza a desorganizarse la cromatina. Entre esta fase y la siguiente división puede el núcleo entrar en un corto periodo de interfase. Aunque haya un periodo de interfase, los cromosomas no se replican, ya que están formados por dos cromátidas. En general la telofase meiótica es mucho más corta que la correspondiente fase mitótica.

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Segunda división meiótica

Profase II: La cromatina comienza a espiralizarse y los cromosomas se ven como finos filamentos. La carioteca desaparece al igual que el nucleolo. Al final de esta fase se forma el huso acromático. Metafase II: Los cromosomas, guiados por el centrómero, se ubican en la placa ecuatorial.

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Anafase II: Se separan las cromátidas hermanas que conforman cada cromosoma, y migran hacia polos opuestos. La separación se produce a nivel del centrómero.

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Telofase II: Las cromátidas llegan a los polos. Se reconstituye la carlotica y el nucleolo. Se divide luego el citoplasma y quedan así 4 células haploides.

Al final de la meiosis, no sólo se habrá conseguido el estado haploide, sino que al haber entrecruzamiento, cada cromosoma final será una combinación de información genética paterna y materna. Cátedra de Genética - Facultad de Agronomía y Zootecnia - UNT

Importancia de la meiosis 1. Permite que el número cromosómico de cada especie permanezca constante. 2. El crossing-over permite variabilidad genética de los individuos, ya que éstos son semejantes pero no iguales. 3. Permite la formación de gametas. 4. Permite la perpetuidad de la especie.

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Figura comparativa entre mitosis y meiosis, partiendo de una célula con 2n= 6.

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Bibliografía BENITO, C.; ESPINO, F.J. Genética. Conceptos Esenciales Ed. Panamericana. 2012.

KLUG, W. S.; CUMMINGS, M. R.; SPENCER, C. A. 2006. CONCEPTOS DE GENÉTICA. 8va. Ed. Pearson. Prentice Hal.

 PIERCE, B. A. Genética Un enfoque conceptual. 2da. Edición. Ed. Panamericana. 2005. SRB, A. M.; R. Q. OWEN Y R. S. EDGAR. Genética General. Omega. 1968.

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