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• Romeo Delta Diaz

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Walter Sutton: Biografía y Aportes Walter Stanborough Sutton fue un conocido genetista y biólogo estadounidense nacido en el año 1877 en Nueva York. A lo largo de su infancia estudió en diferentes colegios públicos hasta ingresar en 1896 en la Universidad de Kansas para estudiar la carrera de ingeniería. Sin embargo, la muerte de su hermano pequeño a causa de fiebre tifoidea marcará su vida para siempre haciendo que Sutton decida dedicarse a la medicina.

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Los aportes de Walter Sutton han contribuido significativamente a los campos de la genética y la biología, tras haber sido uno de los pioneros en el estudio de la citogenética y haber desarrollado la teoría cromosómica de la herencia. Bajo la influencia de Clarence Erwin McClung, biólogo estadounidense famoso por descubrir el

rol

que tienen

los cromosomas en la

determinación del sexo, Sutton se convierte en un instructor de zoología y da inicio a sus trabajos de citogenética.

Después de graduarse en el año 1900 e iniciar sus estudios de posgrado, Sutton se dedicó a formular su importante teoría cromosómica de la herencia, y continuó trabajando en la rama de la genética, la medicina y la biología. Finalmente obtiene un doctorado en medicina en 1907 y trabaja como cirujano hasta su muerte en 1916 a causa de una apendicitis aguda.

Importantes trabajos de Sutton En el año 1902, publica su obra “The spermatogonial división of Brachystola Magna” (Sobre la morfología del grupo cromosómico Brachystola Magna), tras haber realizado diversos experimentos con saltamontes y descubrir el gran valor que tenían estas especies para realizar los estudios citogenéticos. A raíz de la longitud de sus células, los saltamontes se convirtieron en la mejor especie para investigar la estructura celular. Con su experimento Sutton descubrió la presencia de cromosomas individuales identificables, los cuales se encontraban en parejas durante la meiosis. Con esta publicación demostró la presencia de cromosomas homólogos, pares de cromosomas con similar estructura y tamaño, de los cuales un par proviene de la línea materna y otro de la paterna. En el año 1903, una de las obras más reconocidas en el campo de la biología sale a la luz; “The chromosomes in heredity” (Los cromosomas en herencia). Con esta publicación Sutton descubre que las leyes mendelianas de la herencia también podían ser aplicadas a los cromosomas a nivel celular, y a raíz de este descubrimiento desarrolla su principal aporte: la teoría cromosómica de la herencia.

Mendel y su influencia en los trabajos de Sutton Los trabajos de Sutton y su famosa teoría pudieron llevarse a cabo gracias a las investigaciones planteadas anteriormente por el monje austríaco Gregor Mendel. No existía una correlación entre el comportamiento de los cromosomas y los factores hereditarios que definió Mendel, hasta que Sutton realiza su hipótesis precisando que los factores hereditarios debían de encontrarse en los cromosomas.

Teoría cromosómica de la herencia Sutton estableció que todos los cromosomas existen en pares muy similares entre sí, afirmando que cada gameto o célula sexual contribuye con un cromosoma de cada par reduciendo a la mitad su material genético al momento de formarse una nueva célula durante la meiosis. Cada óvulo fecundado es la suma de los cromosomas parentales, los cuales, y en esta afirmación radica su teoría, son capaces de controlar la herencia. La teoría cromosómica enuncia que los alelos mendelianos se encuentran localizados en los cromosomas. Cada cromosoma es portador de un grupo de genes, entendiendo por éstos los factores hereditarios o unidades físicas que conforman los cromosomas. De ahí que cada gen posea una característica biológica que va a determinar los rasgos de un individuo. Los dos principales postulados de la teoría indican que: -Los cromosomas son los portadores de los genes de un individuo.

-Los cromosomas de los padres durante la meiosis se unen convirtiéndose en cromosomas homólogos que intercambian su material genético originando un único fenotipo

.

(Meiosis: Fases y

Características Por Tatiana Mejia Jervis

La meiosis es una forma especializada de división celular que produce células repoductoras como espermatozoides, óvulos o esporas de plantas y hongos. Todas las células se originan a partir de otras células a partir del mecanismo de la división celular. Normalmente este proceso requiere que una célula madre se divida en dos o más «células hijas». De esta manera la célula madre traspasa la información genética a la siguiente generación.

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En las nueve etapas de la meiosis una célula padre se divide en dos células y luego se divide de nuevo para hacer un total de cuatro células que contienen la mitad de la cantidad original del material genético. En los seres humanos son los espermatozoides en los hombres y los óvulos en las mujeres, conocidas también como gametos o células reproductoras. Durante este proceso los genes se «mezclan» y el número de cromosomas se queda en la mitad, dando como resultado cuatro células genéticamente

únicas

o

gametos, con

la

mitad

del

número

de

cromosomas que la célula madre. La meiosis es distinta de la mitosis. En la mitosis las células del organismo se dividen para producir células idénticas con el objetivo de reparar o reemplazar células dañadas. Por ejemplo, las células de la piel se dividen en otras células de la piel. Sin embargo, en la meiosis el objetivo es crear células sexuales o gametos que son distintos, ya que tienen un material genético único. Los espermatozoides y óvulos son distintos que cualquier otra célula del cuerpo, ya que tienen la mitad de cromosomas o material genético. Una célula normal del cuerpo humano posee 46 cromosomas y un gameto posee 23 cromosomas. Al unirse el óvulo y el espermatozoide mediante la reproducción sexual, cada gameto contribuye con 23 cromosomas y se obtienen 46, que forma el material genético completo del posterior embrión.

Fases/etapas de la Meiosis El proceso de meiosis se compone de dos divisiones celulares, una seguida de la otra. Por lo tanto, se dice que hay una meiosis I y una

meiosis II. La segunda meiosis únicamente tiene lugar en las células diploides con el fin de dar como resultado solo células haploides. Sin embargo, las etapas de división celular que tienen lugar tanto durante la meiosis I como la II, son las mismas: profase, metafase, anafase y telofase. Estas etapas son descritas a continuación (M, 2015).

Meiosis I Profase I: Durante esta etapa, el material genético se puede ver fácilmente en el núcleo de la célula, condensándose y tomando la forma de un cromosoma diploide. Aquí, los cromosomas –que se encuentran unidos entre sí- realizan una recombinación genética. También, la membrana celular desaparece. Unos microtúbulos de proteína aparecen y se desplazan a los polos o extremos de la célula, permitiendo que se dé un intercambio de partes de cadenas de ADN y aparece nuevo material genético que antes no existía. El proceso de combinación e intercambio entre las partes del ADN al interior

de la

célula,

permite

que se

den

nuevas y

diferentes

combinaciones genéticas y que cada célula al final del proceso de meiosis cuente con una composición única. Metafase I: Los cromosomas del interior de la célula se dirigen hacia los polos de la célula de forma simétrica. Una línea aparece en la zona ecuatorial o centro de la célula. Es por esta línea por donde tendrá lugar el proceso de partición celular. Anafase I: Es la tercera etapa que tiene lugar durante el proceso de meiosis. Durante esta etapa los pares de cromosomas homólogos se ubican en polos opuestos del citoplasma celular. En esta etapa el número de cromosomas se reduce a la mitad en cada célula. Por otro lado, la línea divisoria en el centro de la célula se torna en una cintura pronunciada. Aquí, el proceso de división está casi culminado.

Telofase I: Ésta es la última etapa que tiene lugar durante el proceso de meiosis I. Aquí, la célula madre culmina su partición, dando como resultado dos células hijas. La membrana celular vuelve a aparecer en cada una de las células resultantes. Durante la telofase, cada una de las células hijas cuenta con el material genético necesario y justo para poder ser independiente. De igual manera, una vez el proceso de partición celular llega a esta etapa, se da el estado función, en donde iniciará la segunda etapa del proceso de meiosis.

Meiosis II Una vez concluye la primera división meiótica, una corta interfase tiene lugar nuevamente y las células resultantes pasan por un nuevo proceso conocido como meiosis II. Durante esta segunda etapa de la meiosis el proceso de replicación del material genético o ADN no tiene lugar, sin embargo, las fases de división celular son las mismas. Profase II: El material genético o cromatina se condensa nuevamente, y los cromosomas toman una forma visible una vez más. Cada cromosoma está conformado por dos cromátidas unidas entre sí por un centrómero (punto de conexión entre cromátidas). El huso mitótico y línea divisoria vuelve a aparecer y la membrana celular se desvanece. Metafase II: Los cromosomas al interior de la célula se alinean en el centro de la célula, ubicándose sobre su línea ecuatorial. Desde allí, son halados por husos mitóticos o microtúbulos hacia los extremos o polos de la célula. Anafase II: Cada cromátida es separada del centrómero y desplazada hacia uno de los polos de la célula. Cada polo de la célula debe quedar con el mismo número de cromátidas.

Telofase II: Durante esta etapa, cada célula hija culmina su proceso de división, quedando un número igual de cromátidas haploides. Aquí, la membrana

celular

vuelve

a

formarse

y

la

cromatina

aparece

nuevamente. La división del citoplasma de la célula se da por un nuevo proceso de citocinesis, igual al que tiene lugar durante la primera etapa de la división meiótica. Al finalizar este proceso de división meiótica, se debe tener como resultado la producción de cuatro células hijas, donde cada una de ellas contiene la misma cantidad de material genético, compuesto por la mitad de las cadenas de ADN presenten al comienzo del proceso de división celular (Educativo, 2016).

Características de la Meiosis A diferencia del proceso de mitosis, donde las células hijas cuentan con juegos diploides de cromosomas, durante el proceso de meiosis cada célula resultante cuenta finalmente solo con un juego de cromosomas haploides, es decir, sencillos. De esta manera, durante la primera división celular, los cromosomas que se localizan en el núcleo de la célula cuentan con dos cromátidas o unidades de cromosomas completos, que pasarán de forma completa (sin divisiones) y en igual cantidad a las células hijas. Es así como durante la segunda etapa de la división meiótica, las células resultantes se dividirán nuevamente, separando también la estructura diploide de los cromosomas, y dando como resultado la producción de células haploides. Este fenómeno ocurre en las células sexuales o gametos, ya que estos serán apareados durante el proceso reproductivo de fecundación, durante el cual los cromosomas se tornarán en diploides una vez el óvulo y el espermatozoide se unen.

Otra característica importante de la meiosis es que ésta sólo tiene lugar en los organismos donde tiene lugar el proceso de reproducción sexual. De esta forma, también se le conoce a la meiosis como gametogénesis, ya que es el proceso por medio del cual los gametos son producidos, para que posteriormente puedan participar del proceso reproductivo.

Gametogénesis La gametogénesis es el proceso por medio del cual las células diploides (aquellas que presentan un número completo de cromosomas de acuerdo a las características de la especie), pasan por un proceso de división celular o meiosis con el objetivo de producir células haploides (aquellas que cuentan con la mitad del número de cromosomas típicos de la especie). A estas células haploides se les conoce como gametos. Los gametos son un tipo de célula único y especializado que juegan un papel fundamental en el proceso reproductivo. En el caso de la gametogénesis masculina, al proceso de meiosis se le conoce

como

espermatogénesis,

pues

los

espermatozoides

son

producidos durante este proceso. En el caso de las mujeres, a este proceso se le conoce como ovogénesis ya que los ovocitos son producidos durante él (Handel, 1998).

Importancia de la Meiosis Gracias a la meiosis la perpetuación de las especies es posible. Gracias a este proceso de división celular, son producidos los gametos (óvulos y espermatozoides) necesarios durante el proceso reproductivo. Por otro lado, gracias al proceso de recombinación genética que tiene lugar durante la meiosis, es posible que exista una variabilidad genética entre los miembros de una misma especie.

Esta recombinación genética hace posible la permutación de ciertas características contenidas dentro del ADN de los individuos en forma de pequeños trozos o cromátidas. Este proceso de permutación genética se realiza de forma aleatoria y la distribución de características genéticas se hace forma azarosa. Esto permite que exista una amplia variabilidad en las características que los individuos de una misma especie pueden heredar (Benavente & Volff, 2009).

Diferencias meiosis y mitosis Aunque tanto la meiosis como la mitosis son procesos de división celular que tienen lugar en todos los organismos pluricelulares, estos cuentan con algunas características diferentes. Algunas de estas características se listan a continuación: – Durante la mitosis la célula madre se divide en dos células hijas, mientras que durante la meiosis se divide en cuatro. – La mitosis ocurre en organismos asexuales, por otro lado, la meiosis únicamente ocurre en organismos con reproducción sexual. – Durante la mitosis, las células hijas poseen la misma cantidad de cromosomas que la célula madre, contrario a la meiosis, donde las células hijas únicamente cuentan con la mitad de los cromosomas presentes en la célula madre. –

El

objetivo

de

la

mitosis

es

generar

células

en

organismos

pluricelulares y contribuir a la reproducción de organismos unicelulares. Por su parte, el objetivo de la meiosis es crear gametos necesarios para la reproducción sexual.

Referencias

1. Academy, K. (2017). Khan Academy. Obtenido de Meiosis: khanacademy.org 2. Benavente, R., & Volff, J.-N. (2009). Wuzburg: Karger . 3. Educativo, P. (13 de September de 2016). Portal Educativo. Obtenido de Meiosis: portaleducativo.ne74 4. Handel, M. A. (1998). Meiosis and Gametogenesis. 5. M, C. (12 de March de 2015). Concepto Definición de. Obtenido de Definición de Meiosis: conceptodefinicion.de) Sutton define el fenotipo como el conjunto de características que se manifiestan externamente y que son las responsables del color de ojos, cabello o rasgos físicos de un individuo. Esta teoría también ha sido llamada “Hipótesis Sutton-Boveri”, por ser el biólogo Theodor Boveri quien estableció previamente la individualidad y permanencia de los cromosomas.

Aportes a la citogenética La citogenética es hoy día una rama importante de la genética encargada de estudiar los cromosomas humanos convirtiéndose en una gran herramienta al momento de realizar diagnósticos cromosómicos de pacientes. Walter Flemming en 1882 sería el primer investigador en mostrar las ilustraciones del cromosoma humano, aunque Sutton fue el principal pionero de los estudios de los cromosomas y los genes. Se considera a Sutton como el padre de la citogenética, tras haber introducido

en

el

campo

de

la

genética

la

importancia

de

los

cromosomas y cómo estos influyen y determinan los rasgos hereditarios de los individuos.

Referencias

1. Aguirre,

J.

Recuperado

el

20

de

agosto

de

2017

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blogspot.com 2. Encyclopedia Britannica. Walter Sutton. Recuperado el 20 de agosto de 2017 de britannica.com 3. Genética clásica: mendelismo y teoría cromosómica de la herencia.

Recuperado

el

19

de

agosto

de

2017

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files.wordpress.com 4. ¿Qué es la citogenética? Recuperado el 20 de agosto de 2017 de todo-en-salud.com 5. Sutton, W. (1902). On the morphology of the chromosome group in Brachystola Magna. Recuperado el 19 de agosto de 2017 de esp.org 6. Teoría de Sutton y Morgan. Recuperado el 19 de agosto de 2017 de google.com 7. Teoría cromosómica de la herencia. Recuperado el 19 de agosto de 2017 de biologiaescolar.com 8. Teoría cromosómica de la herencia. Recuperado el 19 de agosto de 2017 de ecured.cu 9. Teoría cromosómica de la herencia. Recuperado el 19 de agosto de 2017 de cnice.mec.es 10.

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encyclopedia.com.