Tema 16 - Meiosis PDF

Tema 16. MEIOSIS  Tema 16. Meiosis 16.1.- Etapas de la MEIOSIS 16.1.1.- 1ª división meiótica 16.1.2.- 2ª división meiótica 16.2.- Recombinación genética durante meiosis 16.3.- Significado biológico de la meiosis 16.4.- Espermatogénesis y ovogénesis  Tema 16. La meiosi...

Tema 16. MEIOSIS  Tema 16. Meiosis 16.1.- Etapas de la MEIOSIS 16.1.1.- 1ª división meiótica 16.1.2.- 2ª división meiótica 16.2.- Recombinación genética durante meiosis 16.3.- Significado biológico de la meiosis 16.4.- Espermatogénesis y ovogénesis  Tema 16. La meiosis Generalidades: Reproducción sexual Células somáticas: Diploides. Proliferan por mitosis Células germinales: Diploides. Generan gametos haploides por meiosis (no se general gametos haploides por lo que aumenta la ploidía) Gametos: no se dividen. Haploides. Al fusionarse (fecundación) para generar el zigoto este será diploide a partir de él por mitosis genera las células del nuevo individuo por mitosis MITOSIS MEIOSIS Células somáticas Células germinales 2 células: diploides 4 células: haploides 1 replicación previa a cada división 1 replicación previa a dos divisiones No emparejamiento de homólogos 1ª división: se separan los homólogos (2 células haploides) Clones 2ª división: se separan las cromátidas hermanas (=mitosis) Recombinación genética (emparejamiento de homólogos) Variabilidad genética  Tema 16. La meiosis Generalidades: Reproducción sexual Figure 21-3 Molecular Biology of the Cell(© Garland Science 2008)  Tema 16. La meiosis 16.1.- Etapas de la meiosis  Tema 16. La meiosis *DIACINESIS: Parecida a la promefase de la mitosis: Continúa condensándose la cromatina, envuelta 16.1.- Etapas de la meiosis nuclear ya desensamblada, ya se ha formado por completo el huso mitótico. Unión de los pares de cromosomas homólogos a microtúbulos cinetocóricos del huso mitótico. Movimiento de los pares de homólogos hacia la placa metafásica (fuerzas de tracción y de empuje) PRIMERA DIVISIÓN MEIOTICA (MEIOSIS I) PROFASE I 1. Leptoteno: condensación cromosomas y se hacen visibles 2. Cigoteno: los cromosomas homólogos se emparejan (sinapsis) formando tetrádas 3. Paquiteno: entrecruzamiento (crossing-over) entre cromáticas no hermanas 4. Diploteno: los cromosomas comienzan a separarse, pero permanecen unidos en los quiasmas 5. Diacinesis: los cromosomas se condensan aun más y los quiasmas se mueven hacia los extremos* METAFASE I - Las tétradas se alinean en el plano ecuatorial de la célula - Los microtúbulos del huso se unen a los cinetocoros de los cromosomas homólogos ANAFASE I - Los cromosomas homólogos se separan y se dirigen a los polos opuestos de la célula - Las cromáticas hermanas permanecen unidas TELOFASE I - Los cromosomas llegan a los polos opuestos - La célula se divide mediante citocinesis, formando dos células hijas haploides  Tema 16. La meiosis 16.1.- Etapas de la meiosis Meiosis I (1ª división meiótica) 1. PROFASE I Muy larga y subdividida en varias etapas. Durante las primeras etapas de la profase I, al igual que en la profase de la mitosis, comienza a condensarse la cromatina de los cromosomas, empieza a desintegrarse la envuelta nuclear y comienza a formarse el huso mitótico. Figure 21-6 Molecular Biology of the Cell A diferencia de la profase de la mitosis, en la primera parte de la profase I de la meiosis: Los (© Garland Science 2008) cromosomas homólogos se aproximan entre sí y se aparean en toda su longitud. Este proceso se llama sinapsis: Se forman parejas de cromosomas homólogos unidos que llamamos Tétradas (por tener 4 cromátidas) o bivalentes (por tener dos cromosomas) En cada tétrada o bivalente ocurrirá recombinación genética entre cromátidas homólogas (Redistribución de los genes) (ver más adelante) Durante la última parte de la profase I: Tras la recombinación, los cromosomas homólogos comienzan a separarse, pero no del todo, ya que siguen unidos por las zonas en las que han realizado recombinación y que llamamos Quiasmas NOTA: En el proceso de sinapsis, lo que mantiene unidos ambos homólogos es el complejo sinaptonémico Posteriormente, cuando en la última parte de la profase I, llamada diplotene, se deshace este complejo, los dos homólogos seguirán unidos por los quiasmas  Tema 16. La meiosis 16.1.- Etapas de la meiosis RECOMBINACIÓN GENÉTICA Entrecruzamiento = sobrecruzamiento = crossing-over 2 funciones: - Mantener homólogos unidos. Se forman quiasmas. Al menos un sobrecruzamiento (un quiasma) por par de homólogos - Diversificación genética. Las cromátidas homólogas intercambian información entre cromátidas homólogas. Redistribución de genes: - Nuevas combinaciones de alelos - Genotipos recombinantes: mezcla de alelos paternos y maternos en 1 mismo cromosoma - Aumento de variabilidad genética en cada generación NOTA: Cuando una célula germinal inicia la meiosis I, cada par de homólogos realizará al menos un sobrecruzamiento, pero la posición y número de esos sobrecruzamientos que formen entre sí cada par de homólogos, no serán los mismos que los que realicen los mismos pares de homólogos en la meiosis I de otra célula germinal del mismo individuo  Tema 16. La meiosis 16.1.- Etapas de la meiosis Meiosis I (1ª división meiótica) 2. METASE I Los pares de cromosomas homólogos se alinean en el plano ecuatorial Están unidos a microtúbulos cinetocóricos: – Cinetocoros “homólogos” a fibras de polos opuestos – Cinetocoros “hermanos” hacia el mismo polo 3. ANAFASE I Disolución de los quiasmas. Se podrá separar cada cromosoma de su cromosoma homólogo Pero las cromátidas hermanas siguen unidas en cada cromosoma cromosomas homólogos se desplazan a polos opuestos 4. TELOFASE I Cierta dispersión de la cromatina Desaparece el huso mitótico, reorganización del citoesqueleto de microtúbulos Se forman las envueltas nucleares alrededor de cada núcleo haploide hijo Sucede la Citocinesis: en meiosis de animales por anillo contráctil de actina y miosina II, surco ecuatorial, etc.  Tema 16. La meiosis 16.1.- Etapas de la meiosis Meiosis I (1ª división meiótica) 2. METASE I: variabilidad genética Distribución independiente de los pares de cromosomas homólogos durante la meiosis ✓ La distribución independiente de los cromosomas paternos y maternos en la primera división meiotica produce 2n gametos haploides diferentes para un organismo con n cromosomas n=3 → 8 posibilidades Si n =23 → más de 8 millones de posibilidades Enlace a animación explicativa I Enlace a animación explicativa II  Tema 16. La meiosis 16.1.- Etapas de la meiosis Meiosis I (1ª división meiótica) 2. METASE I Los pares de cromosomas homólogos se alinean en el plano ecuatorial Están unidos a microtúbulos cinetocóricos: – Cinetocoros “homólogos” a fibras de polos opuestos – Cinetocoros “hermanos” hacia el mismo polo 3. ANAFASE I Disolución de los quiasmas. Se podrá separar cada cromosoma de su cromosoma homólogo Las cromátidas hermanas siguen unidas en cada cromosoma Cromosomas homólogos se desplazan a polos opuestos 4. TELOFASE I Cierta dispersión de la cromatina Desaparece el huso mitótico, reorganización del citoesqueleto de microtúbulos Se forman las envueltas nucleares alrededor de cada núcleo haploide hijo Citocinesis: en meiosis de animales por anillo contráctil de actina y miosina II, surco ecuatorial, etc.  Tema 16. La meiosis 16.1.- Etapas de la meiosis Intercinesis Etapa muy breve entre la meiosis I y la meiosis II. Células haploides con “n” cromosomas, pero cada cromosoma todavía con dos cromátidas. Dependiendo de si es la meiosis masculina o femenina tendremos: Espermatocitos secundarios Ovocitos secundarios NO sucede replicación en intercinesis antes de meiosis II  Tema 16. La meiosis 16.1.- Etapas de la meiosis Meiosis II (2ª división meiótica ) 1. PROFASE II ✓ Desintegración de la envuelta nuclear, condensación de cromosomas, formación huso mitótico 2. METAFASE II ✓ Los cromosomas se alinean en el plano ecuatorial, Cada cromátida hermana unida a polos opuestos del huso. Nota: El ovocito secundario queda detenido en esta fase hasta que se de la fecundación (el espermatocito secundario no) 3. ANAFASE II ✓ Separación de las cromátidas hermanas hacia polos opuestos 4. TELOFASE II ✓ Descondensación de las cromátidas, la reorganización del citoesqueleto de microtúbulos, se forman las envueltas nucleares ✓ Sucede la citocinesis  Tema 16. La meiosis 16.1.- Etapas de la meiosis RESULTADO FINAL Gametos maduros haploides (cada uno con n cromátidas) Todos los gametos diferentes por dos motivos: (B en el dibujo de abajo). Cada meiosis las recombinaciones que sufre cada par de homólogos durante la profase I genera nuevas cromátidas recombinantes. En diferentes meiosis las recombinaciones de cada par son diferentes a las que realiza ese par en otra meiosis. (A en el dibujo de abajo). La distribución independiente de los cromosomas homólogos durante la metafase I hace que el reparto de cromosomas paternos y maternos sea diferente en cada meiosis Animación que resume las etapas de la meiosis. Haz click para abrir el enlace  Tema 16. La meiosis 16.3.- Significado biológico de la meiosis Mitosis Vs Meiosis VIDEO MEIOSIS VIDEO MEIOSIS Recuerda: para la reproducción sexual es importante la gametogénesis (formación de gametos haploides genéticamente diversos por meiosis) y la fecundación en la que se forma un zigoto diploide y se determina el sexo del nuevo individuo (si el espermatozoide llevaba cromosoma sexual “Y”, el zigoto será varón; si llevaba cromosoma “X”, será hembra). Recuerda también que, una vez se inicie el desarrollo del individuo a partir del zigoto, serán necesarios fenómenos de proliferación celular por mitosis para el crecimiento del embrión y, posteriormente, del feto y el niño; y fenómenos de diferenciación celular (generación de diferentes tipos celulares) y de morfogénesis (que las células y la matriz extracelular se organicen formando los diferentes tejidos y órganos con una posición determinada)  Tema 16. La meiosis 16.4.- Espermatogénesis y ovogénesis La espermatogénesis es el proceso de formación de espermatozoides funcionales y ocurre en los túbulos seminíferos de los testículos. Es un proceso continuo desde la pubertad hasta el final de la vida del individuo. Etapas principales: 1.Fase proliferativa (mitosis): 1. Las espermatogonias (células madre diploides, 2n) se dividen por mitosis para generar más espermatogonias. 2. Algunas espermatogonias permanecen como células madre, mientras que otras se diferencian en espermatocitos primarios. 2.Fase meiótica: 1ª división meiótica: Los espermatocitos 1ª (2n) sufren meiosis I para formar dos espermatocitos 2ª (n). 2ª división meiótica: Cada espermatocito 1ª (n) se divide por meiosis II para generar 4 espermátidas haploides (n). 3.Fase de diferenciación (espermiogénesis): Las espermátidas haploides se diferencian en espermatozoides maduros a través de cambios morfológicos: Formación del acrosoma, que contiene enzimas necesarias para la fecundación. Desarrollo del flagelo para la movilidad. Compactación del material genético en el núcleo. Eliminación del citoplasma sobrante.  Tema 16. La meiosis Cada ovocito primario produce 1 óvulo funcional haploide (n) y hasta 3 16.4.- Espermatogénesis y ovogénesis corpúsculos polares que degeneran. La ovogénesis es el proceso de formación de ovocitos y se lleva a cabo en los ovarios. A diferencia de la espermatogénesis, es un proceso cíclico y tiene etapas pausadas durante el desarrollo del individuo. Etapas principales: 1.Fase proliferativa (prenatal): Durante el desarrollo fetal, las oogonias (células madre diploides, 2n) se dividen activamente por mitosis. Algunas oogonias se diferencian en ovocitos primarios (2n) y entran en meiosis I, pero se detienen en la profase I hasta la pubertad. 2.Fase meiótica (pubertad y vida reproductiva): Primera división meiótica: En cada ciclo menstrual, un ovocito primario reanuda la meiosis I y da lugar a un ovocito secundario (n) y un primer corpúsculo polar (que degenera). El ovocito secundario entra en meiosis II, pero se detiene en metafase II hasta la fecundación. Segunda división meiótica: Si ocurre la fecundación, el ovocito secundario completa la meiosis II, generando un óvulo maduro (n) y un segundo corpúsculo polar 3. Fase de diferenciación: A diferencia de la espermatogénesis, el óvulo maduro no requiere una fase adicional de diferenciación estructural. Esta diapositiva no entra en el examen, es material complementario para que veáis las diferencias entre la meiosis que conduce a la formación de espermatozoides y la que conduce a la formación del ovulo