28. Meiosis
UNIDAD N° 4: Tema 3: MEIOSIS Blgo. Ms. Pablo Chuna Mogollón Profesor Auxilar T.C. Area Biología Departamento Académico
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UNIDAD N° 4: Tema 3:
MEIOSIS
Blgo. Ms. Pablo Chuna Mogollón Profesor Auxilar T.C. Area Biología Departamento Académico de Ciencias - UPAO
MEIOSIS La meiosis (gr. Meioum = disminuir) es un tipo de división celular que emplean los organismos con reproducción sexual, en las que las células hijas presentan un número haploide de cromosomas (n), es decir tan sólo la mitad de la información genética de la célula progenitora. La meiosis se realiza mediante 2 divisiones consecutivas denominadas primera y segunda división meiótica. La primera división meiótica la constituyen: Profase, Metafase, Anafase y Telofase I. La segunda división meiótica la constituyen: Profase, Metafase, Anafase y Telofase II.
PRIMERA DIVISION MEIOTICA PROFASE I La profase es muy larga y durante ella los cromosomas homólogos se aparean y recombinan para intercambiar material genético. LEPTONEMA (gr. leptos = delgado, nema = filamento) • El núcleo aumenta de tamaño y los cromosomas se tornan visibles. • Los cromosomas son delgados y largos. • En cada cromosoma puede distinguirse 2 cromátides íntimamente unidas, pero este sólo puede observarse con el M/E. •
Los cromososmas leptonémicos frecuentemente forman asas cuyos extremos se unen a la envoltura nuclear en un punto cercano a los centriolos mediante una estructura especializada llamada placa de unión. Esta disposición particular se denomina bouquet.
CIGONEMA (gr. zygon = pareja) • Comienza con apareamiento (sinapsis) de los cromosomas homólogos que, hasta ese momento, no estaban relacionados.
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El apareamiento comprende la formación de una estructura compleja, conocida con el nombre de complejo sinaptonémico (CS). Cada CS comprende 2 elementos laterales y un elemento central o componente medial. Los elementos laterales conectan con el cromosoma correspondiente . En su parte central está recorrido por una línea densa, que forma un elemento central o componente medial. Hay fibrillas perpendiculares al elemento medial que unen ambos elementos laterales. Una de las funciones del CS es la de estabilizar el apareamiento de los homólogos y con ello facilitar su posterior recombinación.
PAQUINEMA (gr. pachys = grueso) • El apareamiento entre homólogos se completa. • Los cromosomas se hacen más cortos y gruesos. En este momento se aprecia la constitución doble (dos homólogos) de cada bivalente. • Una vez formados los complejos sinaptonémicos se producen roturas en puntos homólogos de cromátides homólogas en contacto, que van seguidas de fusión intrecambiada de las cromátides; de manera que se produce un intrecambio recíproco de fragmentos homólogos de cromátides homólogas, que se conocen con el nombre de crossing over.o sobrecruzamiento.
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El intercambio se produce a nivel molecular y está mediado por un conjunto de proteínas que forman el denominado nódulo de recombinación. Suele ser la etapa más larga de la profase I, puede durar días, semanas e incluso años.
DIPLONEMA (gr. diploos = doble) • Esta etapa viene marcada por el comienzo de la separación de los cromosomas homólogos de cada bivalente, como si se repeliesen. • Los complejos sinaptonémicos van desapareciendo a medida que se produce la repulsión. Sin embrago, la separación no es completa, ya que los cromosomas homólogos permanecen unidos en aquellos puntos donde se ha producido sobrecruzamientos, que se denominan quiasmas. • El número de quiasmas es muy variable, y su localización varía de unas células a otras.
DIACINESIS (gr. dia = a través) • La condensación de los cromosomas vuelve a acentuarse • Tiene lugar el fenómeno de terminalización de los quiasmas. Se observa que los quiasmas van desplazándose hacia los extremos del bivalente. Siempre quedan algunos quiasma, al menos los terminales, hasta la metafase. • El nucleólo se fragmenta en pequeños nucleólos.
PROMETAFASE I. • La condensación al máximo de los cromosomas hasta mostrar la estructura del cromosoma metafásico. • La disminución progresiva del tamaño del nucléolo hasta que desaparece. • La desaparición de la envoltura nuclear. METAFAFASE I. • Los bivalentes se disponen en el ecuador, listos para separarse.
ANAFASE I. • Los cromosomas homólogos de cada bivalente, unidos por su centrómero, se dirigen a los polos respectivos. • Vistos de perfil los cromosomas anafásicos presentan forma de v, con brazos iguales o de longitud diferentes, según la posición del centrómero que queda representado por el vértice de la v. • Cuando los cromosomas homólogos se separan poseen una composición genética diferente de los correspondientes maternos y paternos •
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Durante la anafase I, la Rec8 (cohesina) localizada en los brazos de cromosomas homólogos es degradada, mientras que la Rec8 localizada en el centrómero de cromátides hermanas es protegida de la degradación. Durante la anafase II, la Rec8 localizada en el centrómero, es degradada, y las cromátides hermanas son capaces de separarse.
TELOFASE I. • Comienza cuando los grupos anafásicos llegan a sus polos respectivos • Los cromosomas pueden persistir condensados por algún tiempo, manifestando todos sus caracteres morfológicos. •
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Después de la telofase existe un corto período de interfase. En esta interfase no hay duplicación del DNA. Los cromosomas se encuentran en un número haploide pero cada uno está constituido por dos cromátides
SEGUNDA DIVISION MEIOTICA PROFASE II • La profase es corta y similar a la de la mitosis. • No presenta los periodos señalados en la profase I. METAFASE II. • Los cromosomas se disponen en el plano ecuatorial. • Las fibras del huso se han conectado a los cinetocoros, los cuales se colocan como en los cromosomas de la mitosis.
ANAFASE II. • El centrómero se divide, debido a la tracción que las fibras del huso ejercen sobre los cinetocoros. • Como consecuencia, las cromátides hermanas de cada cromosoma se separan y son traccionadas hacia los polos opuestos de la célula.
TELOFASE II. • Cada uno de los polos de la célula recibe un juego haploide de cromátides. • Se forma una nueva envoltura nuclear en torno de cada conjunto cromosómico haploide –seguida por la separación del citoplasma. • Cada uno de los cuatro núcleos hijos tiene una composición genética diferente.
La segregación al azar de los cromosomas paternos y maternos durante la anafase I y II contribuyen a la diversidad genética de los gametos. Dado que el hombre posee 23 pares de cromosomas homólogos (46 cromosomas) en las células predecesoras de los gametos, las combinaciones de segregación posibles alcanzan el número de 223 = 8,388,608. A ellas deben sumarse las incontables posibilidades de segregación de los genes mediante la recombinación.
MITOSIS Vs. MEIOSIS
MEIOSIS
LA ESPERMATOGENESIS Es la secuencia de acontecimientos a través de los cuales las espermatogonias se transforman en espermatozoides maduros. Este proceso comienza en la pubertad (13 a 16 años) y continua hasta la edad avanzada.
En la espermiogénesis, la espermátide redondeada se transforma en un espermatozoide alargado. Durante este proceso se va a perder el citoplasma, desarrollar la cola y formar el acrosoma. Este organelo derivado de la región del aparato de Golgi de la espermátide, contiene enzimas que serán liberadas al comienzo de la fecundacioón y colaboran en la penetración en la corona radiada y la zona pelúcida que rodean al ovocito secundario. Las mitocondrias se organizan extremo con extremo en forma de hélice compacta formando una vaina mitocondrial de tipo collar.
Fig 7.2
LA OVOGENÉSIS Es la secuencia de acontecimientos por medio de las cuales las oogonias se transforman en ovocitos maduros. Este proceso de maduración se inicia antes del nacimiento, finaliza después de la pubertad (12 a 15 años) y continúa hasta la menopausia.
EL OVOCITO El ovocito es una célula de tamaño grande (diámetro promedio de 100 µm), Su citoplasma contiene reservas nutritivas. Se encuentra rodeado de una matriz extracelular, la zona pelúcida, formada principalmente por glucoproteínas, como la ZP1, ZP2 y la ZP3 (por zona pelúcida).. La zona pelúcida lo protege de daños mecánicos y actúa como una barrera especie-específica, admitiendo solamente espermatozoides de la misma especie.
Alteraciones del número de cromosomas
El número de cromosomas anormal, resulta de una no disyunción Los cromosomas homólogos fallan en separarse durante la meiosis I Las cromátides hermanas fallan en separarse durante meiosis II
45, X0 – Síndrome de Turner
99% de casos – abortados
1 en 2,500 o 1 en 2,000 Mujeres nacidas vivas.
Inteligencia normal; Puede tener problemas espaciales 3D.
47, XXY Sindrome de Klinefelter – o 47, XXXY etc. Ginecomastia – Hombre con caracteres femeninos Testículos pequeños, Incapacidad para producir espermatozoides Retardo mental está relacionado directamente al número de cromosomas X supernumerarios.
40% de embriones sobreviven al nacer
Síndrome de Down 47, + 21 Se caracteriza por retraso mental, retraso del desarrollo físico (estatura pequeña y dedos cortos), estructuras faciales características (lengua grande), perfil plano, cráneo ancho, ojos oblícuos y cabeza redonda) y malformaciones del corazón, las orejas, las manos y los pies.
Cara ancha y plana, las hendiduras palpebrales oblicuas, epicanto, pliegues y arrugas en el labio inferior. Mano corta y ancha característica muestra el pliegue palmar transverso unico o simiano; defectos cardiacos congénitos.