La mitosis y la meiosis

Ordena las siguientes fases de la mitosis: anafase, telofase, profase y metafase, y describe en una frase el acontecimiento más característico de cada una.

Se observan cuatro células animales en distintas fases de la mitosis, numeradas del 1 al 4:

• Célula 1: cromosomas condensados dispersos y rotura de la envoltura nuclear.

• Célula 2: cromosomas alineados en el plano ecuatorial.

• Célula 3: cromátidas hermanas separadas desplazándose hacia polos opuestos.

• Célula 4: cromosomas en polos celulares opuestos y formación de un surco de estrangulamiento.

Identifica qué fase (profase, metafase, anafase o telofase) corresponde a cada célula numerada y justifica tu respuesta describiendo un rasgo observable en cada una.

Explica la función biológica de la mitosis en los organismos pluricelulares y da dos ejemplos de procesos en los que interviene de forma esencial.

¿Cuántas células hijas se obtienen tras una mitosis y cuántas tras una meiosis completa? Indica además la dotación cromosómica de esas células hijas respecto a la célula madre en cada proceso.

¿Qué es la fecundación? Razona por qué la meiosis es imprescindible para que el número de cromosomas se mantenga constante de una generación a otra en las especies con reproducción sexual.

Durante la profase I de la meiosis se produce el entrecruzamiento (crossing over). Explica en qué consiste este fenómeno y qué consecuencia tiene para la variabilidad genética de los gametos.

En las gónadas de un organismo diploide con $2n = 14$ se aíslan cuatro células en distintas etapas de división celular (denominadas A, B, C y D) y se cuantifican sus estructuras cromosómicas:

• Célula A: Presenta 7 bivalentes (tétradas) alineados en la placa ecuatorial, con un total de 28 cromátidas.

• Célula B: Presenta 14 cromosomas alineados individualmente en el ecuador celular, con 28 moléculas de ADN bicatenario en total.

• Célula C: Presenta 7 cromosomas de 2 cromátidas cada uno, dispuestos en la placa ecuatorial.

• Célula D: Presenta 7 cromosomas constituidos por una sola cromátida no duplicada.

1. a) Identifica razonadamente a qué fase concreta de la mitosis o de la meiosis corresponde cada una de las células A, B, C y D.
2. b) Si durante la anafase que sucede a la etapa observada en la Célula C ocurre la no disyunción de las cromátidas hermanas de un cromosoma, predice la dotación cromosómica exacta de las dos células hijas derivadas directamente de esa división.

Mediante técnicas de hibridación in situ fluorescente (FISH), se marca con una sonda verde el centrómero del cromosoma 3 paterno y con una sonda roja el centrómero del cromosoma 3 materno en células de un individuo diploide. En el microscopio se observan tres células detenidas en metafase:

• Célula 1: Muestra una señal doble verde y una señal doble roja estrechamente asociadas formando parejas en la placa ecuatorial.

• Célula 2: Muestra la señal doble verde y la señal doble roja alineadas de forma independiente a lo largo de la misma placa ecuatorial.

• Célula 3: Muestra únicamente una señal doble roja alineada en la placa ecuatorial, sin presencia de la señal verde en toda la célula.

1. a) Deduce razonadamente a qué metafase (mitótica, meiótica I o meiótica II) corresponde cada una de las tres células observadas a partir de la presencia, ausencia y orientación de los centrómeros de ambos homólogos.
2. b) Predice qué señales fluorescentes y cuántas cromátidas del cromosoma 3 recibirá cada una de las células hijas tras la anafase de la Célula 1 en comparación con la anafase de la Célula 2.

Una pareja tiene un hijo con síndrome de Down (trisomía 21 regular). Para determinar el origen de la anomalía, se analizan los alelos de un marcador microsatélite situado muy cerca del centrómero del cromosoma 21, donde la tasa de sobrecruzamiento es despreciable:

• Padre: homocigoto con el alelo $A_1$.

• Madre: heterocigota con los alelos $A_2$ y $A_3$.

• Hijo con síndrome de Down: genotipo $A_1 A_2 A_3$.

1. a) Deduce razonadamente en qué progenitor se produjo el fallo meiótico y demuestra de forma inequívoca si la no disyunción ocurrió durante la anafase I o durante la anafase II.
2. b) Si el fallo de no disyunción hubiera ocurrido en la otra división meiótica del mismo progenitor, predice qué genotipos alternativos habría podido heredar el hijo respecto a los alelos maternos y qué porcentaje de los cuatro productos de esa meiosis habrían sido completamente euploides ($n = 23$).