Valentina, una estudiante de Quito, tiene 46 cromosomas en sus células, igual que su mamá y su papá. Si los gametos también tuvieran 46, el cigoto tendría 92 y la siguiente generación 184: el número se duplicaría sin parar. Eso no pasa porque existe una división especial, distinta de la mitosis, que reduce a la mitad los cromosomas antes de la fecundación: la meiosis. Al final de la página verás cómo se resuelve este problema.
Qué consigue la meiosis
Si observas al microscopio una célula de la piel, contarás 46 cromosomas; en un espermatozoide o un óvulo maduro, solo 23. ¿Cómo reduce una célula su dotación cromosómica a la mitad exacta?
Una célula es diploide ($2n$) cuando tiene dos juegos de cromosomas, uno heredado de cada progenitor, que forman pares de cromosomas homólogos. Es haploide ($n$) cuando tiene un solo juego, un cromosoma de cada par. En la especie humana, $2n = 46$ y $n = 23$.
Practica★☆☆Sin empezar
Explica qué es la meiosis y en qué órganos del cuerpo humano tiene lugar, indicando qué células produce en el hombre y en la mujer.
Explica qué es la meiosis y en qué órganos del cuerpo humano tiene lugar, indicando qué células produce en el hombre y en la mujer.
Observa el esquema de la meiosis, en el que una célula inicial con cuatro cromosomas ($2n = 4$) se divide dos veces seguidas. A partir del esquema, indica cuántas…
Observa el esquema de la meiosis, en el que una célula inicial con cuatro cromosomas ($2n = 4$) se divide dos veces seguidas. A partir del esquema, indica cuántas divisiones celulares incluye la meiosis, cuántas células hijas se obtienen a partir de la célula inicial y cuántos cromosomas tiene cada una en comparación con ella.
Explica la diferencia entre una célula haploide y una diploide, e indica cuántos cromosomas tiene una célula diploide humana y cuántos un gameto humano.
Explica la diferencia entre una célula haploide y una diploide, e indica cuántos cromosomas tiene una célula diploide humana y cuántos un gameto humano.
La segregación independiente funciona entre pares de homólogos distintos. Imagina un individuo $AaBb$. Si el gen $A$ está en un par de cromosomas y el gen $B$ en otro, cada par se reparte al azar sin depender del otro. Salen cuatro tipos de gametos, $AB$, $Ab$, $aB$ y $ab$, todos en la misma proporción (25 % cada uno).
Si los dos genes están en el mismo par de homólogos (genes ligados), viajan juntos en el mismo cromosoma. Con $AB$ en un homólogo y $ab$ en el otro, la meiosis I separa los homólogos completos y, sin entrecruzamiento entre los dos genes, solo salen dos tipos de gametos: $AB$ y $ab$, 50 % cada uno.
Cuando hay entrecruzamiento entre los dos genes, los homólogos intercambian el fragmento que los separa y aparecen también gametos recombinantes, $Ab$ y $aB$, normalmente en menor proporción. Cuanto más cerca están los genes, menos probable es que el entrecruzamiento los separe.
Practica★★☆Sin empezar
Durante la profase I de la meiosis, los cromosomas homólogos intercambian fragmentos en el proceso llamado entrecruzamiento. Explica en qué consiste y qué consecuencia…
Durante la profase I de la meiosis, los cromosomas homólogos intercambian fragmentos en el proceso llamado entrecruzamiento. Explica en qué consiste y qué consecuencia tiene para la variabilidad genética de los gametos.
Indica dos diferencias fundamentales entre la mitosis y la meiosis: una referida al número de divisiones y células resultantes, y otra a la dotación cromosómica de las…
Indica dos diferencias fundamentales entre la mitosis y la meiosis: una referida al número de divisiones y células resultantes, y otra a la dotación cromosómica de las células hijas.
¿Por qué es imprescindible que los gametos sean haploides? Razona qué le ocurriría al número de cromosomas de una especie, generación tras generación, si los gametos…
¿Por qué es imprescindible que los gametos sean haploides? Razona qué le ocurriría al número de cromosomas de una especie, generación tras generación, si los gametos fueran diploides.
A veces un par de homólogos (en meiosis I) o un par de cromátidas hermanas (en meiosis II) no se separa y ambos van al mismo polo. A este error se le llama no disyunción. Algunos gametos quedan con un cromosoma de más ($n + 1$) y otros con uno de menos ($n - 1$). Es una mutación cromosómica numérica que se origina en el reparto, no en el ADN mismo. Si un gameto con todos los cromosomas duplicados ($2n$) participa en la fecundación, el cigoto tiene tres juegos ($3n$): es una triploidía; el término general para un número de juegos completos distinto de dos es poliploidía. Un individuo triploide suele ser estéril: en la meiosis, los cromosomas homólogos se aparean de dos en dos y, al haber tres de cada tipo, uno queda sin pareja y se reparte de forma desigual, así que los gametos resultan desbalanceados.
La no disyunción es más frecuente cuando la madre tiene más edad, porque los óvulos permanecen detenidos en la profase I durante años. Por eso el riesgo de trisomías aumenta con la edad materna; analizar datos poblacionales (por ejemplo, la edad media de la maternidad que publica el INEC o las estadísticas del Ministerio de Salud Pública) permite ver la importancia de estos errores para la salud pública.
Cuando el control del ciclo celular falla: el cáncer
En la interfase ($G_1$, $S$, $G_2$) la célula revisa que su ADN esté completo y sin daños antes de dividirse. Si estos controles fallan por mutaciones, la célula se divide sin freno y forma un tumor: así se origina el cáncer. La meiosis y la mitosis dependen del mismo control del ciclo celular, y por eso un fallo en la división tiene consecuencias para la salud.
Para el reto: busca en la página del INEC o del Ministerio de Salud Pública los datos de edad materna y de mortalidad por tumores del Ecuador, y relaciónalos con esta sección y con la no disyunción.
Practica★★★Sin empezar
Reto del tema. ¿Cómo impactan los fallos de la división celular en la salud pública? Conviértete en asesor biomédico y analiza datos demográficos de España para…
Reto del tema. ¿Cómo impactan los fallos de la división celular en la salud pública? Conviértete en asesor biomédico y analiza datos demográficos de España para visibilizar la importancia del ciclo celular en la sociedad.
Recogida de datos: Accede a la web oficial del INE (ine.es). En el apartado de demografía, anota la edad media a la maternidad en la última década (ronda los $32,6$ años) y consulta la tasa de defunciones por tumores según las estadísticas de causas de muerte.
Análisis celular: Relaciona el cáncer con la pérdida de control en las fases de la interfase ($G_1$, $S$, $G_2$) y una mitosis desbocada. Después, justifica cómo el aumento de la edad de los gametos femeninos incrementa los errores en la meiosis (no disyunción en anafase) y la aparición de aneuploidías.
Producto final: Elabora un informe divulgativo de una página que contenga: una tabla y gráfico con los datos del INE, una infografía comparativa entre mitosis y meiosis, y dos pautas argumentadas para prevenir alteraciones celulares (exposición a mutágenos, estilo de vida).
Se valorará:
Rigor científico al describir las fases del ciclo celular, la mitosis y la meiosis.
Precisión en la búsqueda, análisis y representación de los datos del INE.
Claridad y capacidad divulgativa del informe y de las propuestas preventivas.
¿Dónde falló el reparto? Pistas con marcadores genéticos
Cuando nace una persona con una trisomía, se puede averiguar de qué progenitor viene el cromosoma extra y en qué división falló. Se usa un marcador: una región del cromosoma que tiene varios alelos (por ejemplo 1, 2, 3…) y que se puede identificar en el laboratorio. El razonamiento tiene dos pasos.
Paso 1: ¿de qué progenitor viene el cromosoma extra? El hijo recibe un cromosoma de cada progenitor y uno más del que tuvo el error. Si el bebé tiene tres alelos distintos o repetidos que solo pueden venir de un progenitor, ese es el que falló. Los alelos que el otro progenitor no tiene no pueden venir de él.
Paso 2: ¿meiosis I o meiosis II? Compara los dos cromosomas aportados por el progenitor que falló:
Si son los dos homólogos (alelos distintos, uno de cada cromosoma del par), los homólogos no se separaron: el error fue en la meiosis I.
Si son dos copias idénticas del mismo alelo, son cromátidas hermanas que no se separaron: el error fue en la meiosis II.
Practica★★★Sin empezar
En una población de anfibios con $2n = 28$ cromosomas, se detecta una hembra cuyos óvulos no reducen el número cromosómico debido a un fallo en la citocinesis de la…
En una población de anfibios con $2n = 28$ cromosomas, se detecta una hembra cuyos óvulos no reducen el número cromosómico debido a un fallo en la citocinesis de la meiosis I, originando óvulos diploides viables con 28 cromosomas.
a) Si uno de estos óvulos anómalos es fecundado por un espermatozoide normal de la especie, calcula la dotación cromosómica del cigoto resultante e indica qué término genético recibe esta alteración cromosómica numérica.
b) Aunque el individuo resultante sea viable, suele ser completamente estéril al intentar realizar la meiosis para formar gametos. Justifica por qué una dotación cromosómica impar (triploide) impide una meiosis correcta.
c) A partir de este caso, argumenta por qué la reducción cromosómica de la meiosis y la posterior fecundación no son solo un mecanismo de reproducción, sino una barrera esencial para la estabilidad de las especies con reproducción sexual.