Genética Mendeliana para Agrónomos → Lección 4. Meiosis, formación de gametos y fecundación

Unidad I. Conceptos básicos y leyes mendelianas

Discusión de los conceptos básicos elementales requeridos para el total entendimiento de las leyes mendelianas, así como una explicación de cada una de éstas
Unidad II. Excepciones a las leyes mendelianas

Explicación de por qué en muchísimos casos las proporciones fenotípicas y/o genotípicas de una F2 no coinciden con las proporciones que habría propuesto Gregorio Mendel

Genética Mendeliana para Agrónomos

Lección 4. Meiosis, formación de gametos y fecundación

Los organismos pluricelulares tienen distintas etapas de desarrollo, van cambiando a medida que pasa el tiempo
En los organismos pluricelulares se identifican las etapas de formación del embrión, desarrollo del embrión, formación del organismo, crecimiento del organismo, desarrollo sexual del organismo, reproducción del organismo y muerte del organismo.
El desarrollo sexual del organismo está definido por su posibilidad de formar gametos.
Los gametos son las células sexuales, las cuales se forman por el proceso de división celular llamado meiosis.
La meiosis sólo se da a partir del desarrollo sexual del organismo.
La meosis se dá en células especializadas de tejidos especializados ubicados en el androceo y gineceo en plantas, y en gónadas masculinas y femeninas en animales.
La meiosis se da en dos etapas, la meosis I y la meiosis II
Poco antes de la meiosis se da la duplicación del ADN en cada cromátida de cada cromosoma
En cada una de la etapas de la meiosis se visualizan 4 fases: profase, metafase, anafase y telofase
- En la profase de la meiosis I los cromosomas se condensan, desaparece la membrana nuclear, y los cromosomas homólogos se aparean entre sí, intercambiando segmentos de ADN en el proceso llamado recombinación o “crossing over”. En el centrómero de cada cromosoma se forma un cinetocoro, que es la estructura proteica por la cual el huso acromático se fijará al cromosoma. Nótese que a diferencia de la meiosis, se forma solo 1 cinetocoro por cada cromosoma, no 2 como en la mitosis
- En la metafase de la meosis I los husos acromáticos sitúan a todos los cromosomas en la zona central de la célula, cada cromosoma está tomado por solo 1 huso acromático ya que los cromosomas tienen solo 1 cinetocoro
- En la anafase de la meiosis I cada uno de los cromosomas del par de cromosomas homólogos se dirige a un polo distinto de la célula
- En la telofase se da la división del citoplasma, resultando que cada polo de la célula que se visualizaba en la anafase, será una célula individual, resultando por tanto que la telofase origina dos células en las que cada una de ellas tiene la mitad del número de cromosomas que tenía la célula antes de iniciar la meiosis
- Cada una de las dos células resultantes en la meiosis I sufrirá la meosis II, que es un proceso muy similar a la mitosis
- En la profase de la meosis II se formarán 2 cinetocoros,
- En la metafase los microtúbulos del huso mitótico ubican a todos los cromosomas en el ecuador de la célula, cada cromosoma estará fijado por 2 husos acromáticos, cada uno de ellos tomando al cromosoma por cada uno de los 2 cinetocoros
- En la anafase cada cromosoma se rompe longitudinalmente (cada huso acromático que tiene al cromosoma “hala” hacia su lado) originando cromosomas exactamente iguales: de un cromosoma de 4 cromátidas se formaran dos cromosomas de dos cromátidas. Como cada cromosoma estuvo “atado” por dos microtúbulos (uno de cada polo de la célula), al romperse longitudinalmente el cromosoma cada microtúbulo llevará hasta el polo de la célula un cromosoma de dos cromátidas. Resultando que en cada polo queda una copia de un mismo cromosoma.
- En la telofase los cromosomas inician su “desempaquetamiento”, se inicia la formación de la membrana nuclear y se inicia la división del citoplasma para resultar que cada polo de la célula original se convertirá en una nueva célula con su núcleo.
- El resultado final de la meiosis es que a partir de 1 célula que sufrió meiosis se formarán 4 células con la mitad del número de cromosomas que tenía la célula antes de sufrir meiosis. Estas células resultantes son llamadas gametos, que en animales serán llamados espermatozoide y óvulo para el gameto masculino y femenino respectivamente, mientras que en plantas serán grano de polen y óvulo para el gameto masculino y femenino respectivamente.
Para que se dé la reproducción sexual en animales se requiere de la existencia de un individuo masculino que aportará el gameto masculino o espermatozoide y un individuo femenino que aportará el gameto femenino u óvulo.
Según la especie, en plantas hay variantes de la reproducción sexual en cuanto a cómo es aportado el gameto masculino o grano de polen y cómo es aportado el gameto femenino u óvulo:
- Hay especies en las que existen individuos masculinos, es decir con flores que solo producen granos de polen, e individuos femeninos, es decir con flores que solo producen óvulos.
- Hay especies que sobre un mismo individuo existen flores que solo producen granos de polen y flores que solo producen óvulos.
- Hay especies en las que las flores tienen la capacidad de producir en una misma flor los granos de polen y los óvulos.
Sea planta o sea animal, el gameto masculino es una célula que prácticamente no tiene citoplasma, es solo núcleo con modificaciones que le permiten movilidad, bien sea por sí mismo en el caso de espermatozoides animales o bien sea por agentes externos como viento e insectos en lo que se refiere el transporte de granos de polen.
El hecho que el gameto masculino prácticamente no tenga citoplasma, lo hace una célula muy pequeña que le facilita la movilidad.
El gameto masculino se mueve, se dirige hacia donde está el gameto femenino, que es una célula con todos su citoplasma, muchísimo más grande que el gameto masculino.
La unión del gameto masculino con el gameto femenino es lo que se llama fecundación, y en ella se fusionan ambos gametos para originar una única célula que tendrá dos cromosomas de cada una de las formas cromosómicas que tiene la especie, uno de esos cromosomas lo aportó el gameto masculino y el otro lo aportó el gameto femenino.
Para que se dé el proceso de fecundación el gameto masculino debe desplazarse hasta donde está el gameto femenino, el cual no tiene posibilidad de desplazarse.
En la fecundación se fusionó una célula “n” con otra célula “n” para formar una célula 2n.
Una vez formada la célula 2n llamada cigoto, éste inicia a multiplicarse, a dividirse para generar muchas células, esto ocurre mediante el proceso de mitosis.
Mediante la mitosis se da el crecimiento y desarrollo del embrión y posteriormente el crecimiento del organismo, hasta que llegue a su madurez sexual y será capaz de formar gametos, repitiéndose así el ciclo de la vida.