Meiosis

Significado biológico de la meiosis

La meiosis se denomina a menudo «división de maduración», ya que desempeña un papel clave en la formación de células sexuales plenamente funcionales. Su significado se reduce a tres aspectos principales:

1. Mantenimiento de la estabilidad del cariotipo. Al reducir a la mitad el número de cromosomas en los gametos, la meiosis previene la duplicación infinita del material genético durante la fusión celular en cada nueva generación. Se conserva la constancia de la especie.
2. Diversidad genética. La singularidad de cada gameto está garantizada por los procesos de sinapsis y entrecruzamiento (o *crossing-over*, intercambio de segmentos cromosómicos).
3. Base de la variabilidad. Precisamente la meiosis sirve como fundamento de la variabilidad combinativa, la cual permite a los organismos adaptarse y evolucionar.

Primera división (reduccional)

A la meiosis le precede la interfase I. En este periodo la célula crece activamente, acumula energía, duplica los centriolos y, lo más importante, lleva a cabo la replicación del ADN. La fórmula genética cambia de $2n2c$ a $2n4c$: cada cromosoma consta ahora de dos cromátidas unidas por un centrómero.

A continuación sigue la Profase I ($2n4c$), la parte más prolongada de la meiosis, en la cual se distinguen cinco estadios:

• Leptoteno: los cromosomas comienzan a espiralizarse y se hacen visibles bajo el microscopio como finos filamentos.
• Cigoteno: los cromosomas homólogos (maternos y paternos emparejados) se atraen y se alinean uno junto al otro en toda su longitud. Este proceso se denomina sinapsis. Se forman pares de cromosomas: bivalentes (o tétradas, ya que suman en total cuatro cromátidas).
• Paquiteno: los cromosomas continúan condensándose. Se produce el entrecruzamiento (*crossing-over*), un intercambio físico de segmentos entre cromosomas homólogos. Los puntos de cruce forman estructuras especiales llamadas quiasmas.
• Diploteno: los cromosomas dentro del bivalente comienzan a repeldese mutuamente en la región de los centrómeros, pero aún se mantienen firmemente en los puntos de cruce (quiasmas).
• Diacinesis: la espiralización alcanza su máximo. La envuelta nuclear y el nucléolo se desintegran, los centriolos se desplazan hacia los polos y comienza a formarse el huso acromático.

Luego se presenta la Metafase I ($2n4c$). Los bivalentes se disponen estrictamente en el ecuador de la célula, formando la placa metafásica. Las fibras del huso acromático se fijan a los cromosomas.

En la Anafase I ($2n4c$) las fibras se acortan, pero hacia los polos no se separan cromátidas individuales (como en la mitosis), sino cromosomas homólogos bicromatídicos enteros.

La primera división concluye con la Telofase I, durante la cual se forman los núcleos de las células hijas. Ahora cada célula posee un conjunto haploide, pero los cromosomas aún están duplicados.

Segunda división (ecuacional)

Entre las divisiones existe una breve pausa: la interfase II (o intercinesis). Su característica más importante es que aquí no ocurre replicación del ADN. Las células entran en la segunda división con la fórmula $n2c$.

La segunda división de la meiosis transcurre según el principio de una mitosis ordinaria, pero en células haploides:

1. Profase II ($n2c$): los cromosomas se acortan, la envuelta nuclear se desintegra y se forma un nuevo huso acromático.
2. Metafase II ($n2c$): los cromosomas bicromatídicos se alinean en un mismo plano en el ecuador.
3. Anafase II ($2n2c$): las uniones centroméricas se rompen. Los cromosomas bicromatídicos se separan y ahora se desplazan hacia los polos cromosomas monocromatídicos independientes (cromátidas). La fórmula pasa temporalmente a ser $2n2c$, ya que las cromátidas se han separado, pero el citoplasma sigue siendo uno.
4. Telofase II ($nc$): los cromosomas se desespiralizan y se reconstituyen las envuelta nucleares. Se produce la división del citoplasma (citocinesis).

Resultado de la meiosis: a partir de una célula diploide inicial se forman exactamente cuatro células haploides con la fórmula $nc$.

Patologías y control genético

Todo el proceso de la meiosis está bajo el estricto control de numerosos genes. Unos desencadenan la división, otros dirigen la sinapsis, el entrecruzamiento o el funcionamiento del huso acromático.

Si surgen mutaciones en estos genes reguladores, el curso de la meiosis se altera. Esto conlleva graves consecuencias clínicas:

• Formación de gametos desbalanceados. Es una causa frecuente de esterilidad primaria o abortos espontáneos recurrentes.
• Alteración de la disyunción cromosómica. Conduce a aneuploidías (aparición de cromosomas extra o su carencia). Los ejemplos más conocidos de tales fallos son el síndrome de Down (trisomía del cromosoma 21), el síndrome de Patau (trisomía del cromosoma 13) y el síndrome de Edwards (trisomía del cromosoma 18).

Preguntas de clases y exámenes

Qué más repasar sobre el tema

• Micrografía detallada de los 5 estadios de la profase I
• Mecanismos moleculares de la formación de quiasmas durante el entrecruzamiento
• Genes reguladores que activan e inactivan la meiosis
• Mecanismos de la no disyunción cromosómica en la formación de aneuploidías
• Diferencias en la intercinesis entre células animales y vegetales

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Material preparado por los profesores de WhiteCoat Pro según el plan de estudios de las facultades de medicina. De carácter educativo.