martes, 30 de mayo de 2017

12 INTRODUCCIÓN E HISTORIA DE LA MEIOSIS

La meiosis es una reproducción celular en la que se disminuye a la mitad la cantidad de cromosomas de la especie, representando la primera mitad de un ciclo de vida sexual. Su complemento es la fecundación o singamia en la cual dos células producidas por la meiosis y que se denominan haploides se combinan para restituir una célula diploide. En algunas especies la primera célula producto de la singamia no es un diploide sino un dicarionte, pero tarde o temprano el núcleo se combinará para formar el estado diploide.

Referencias básicas: (Alberts et al., 2015; Belk & Maier, 2013; Campbell & Farrell, 2009, 2012; Cox et al., 2012; Hoefnagels, 2015; Karp, 2013; Mackean & Hayward, 2014; Mader & Windelspecht, 2018, 2015; Mader, 2010; Mason et al., 2014; Murray et al., 2012; Pollard et al., 2017; Reece et al., 2014; Sadava et al., 2014; Simon et al., 2013; Solomon et al., 2014; Starr et al., 2013; Weaver, 2012)

12.1 Historia de la meiosis

Los descubrimientos de la mitosis y la meiosis se cuentan entre los 100 descubrimientos científicos más importantes de todos los tiempos, y es uno de los 10 más importantes de la biología celular. La meiosis fue descubierta y descrita por primera vez por otro biólogo pruso-alemán llamado Oscar Hertwig (E) “1849-1922” en 1876 y confirmada posteriormente en 1883 al nivel de los cromosomas por Van Beneden en huevos de áscaris “un gusano parasítico”(Churchill, 1970; Hamoir, 2003).  La importancia de la meiosis para la reproducción y la herencia, sin embargo, fue descrita sólo en 1890 por el biólogo alemán August Weismann, quien señaló que dos divisiones celulares eran necesarias para transformar una célula diploide en cuatro células haploides si el número de cromosomas debía mantenerse (Baxter & Farley, 1979; Churchill, 1970; Meirmans, 2009; Winther, 2001). En 1911 el genetista estadounidense Thomas Hunt Morgan detectó entrecruzamientos cromosómicos en la meiosis en la mosca de la fruta Drosophila melanogaster, lo que ayudó a establecer que los rasgos genéticos se transmiten en los cromosomas (Lobo & Shaw, 2008; Thomas Hunt Morgan, 1915, 1916).

Referencias básicas: (Alberts et al., 2015; Belk & Maier, 2013; Campbell & Farrell, 2009, 2012; Cox et al., 2012; Hoefnagels, 2015; Karp, 2013; Mackean & Hayward, 2014; Mader & Windelspecht, 2018, 2015; Mader, 2010; Mason et al., 2014; Murray et al., 2012; Pollard et al., 2017; Reece et al., 2014; Sadava et al., 2014; Simon et al., 2013; Solomon et al., 2014; Starr et al., 2013; Weaver, 2012)

12.2 El significado de la meiosis

De lo anterior obtenemos que la meiosis está íntimamente relacionada con la reproducción sexual. En el ciclo sexual tenemos el mecanismo de disminución de contenido genético y el mecanismo de restauración, a los cuales hemos acuñado como meiosis y fecundación. El término de meiosis fue acuñado en 1905 a partir de una palabra griega que significa precisamente “reducción”. La meiosis asegura la producción de una fase haploide en los ciclos de vida, siendo esta de una célula o millones de células; mientras que la fecundación restaura la fase diploide sea esta de una célula o millones de células. Para comparar a la mitosis con la meiosis en términos de sus productos finales debemos tener en cuenta que las células diploides no siempre almacenan dos copias de cada gen. Durante la fase S una célula diploide duplica su cantidad de 2n a 2(2n) en un núcleo, y luego es esta cantidad de genes la que ingresa a la mitosis que divide la cantidad nuevamente a 2n.

Al igual que la mitosis, la célula que ingresa en meiosis viene en un estado de 2(2n) por cada gen, pero en esta ocurren dos divisiones consecutivas, en la primera denominada meoisis I el contenido genético es reducido a 2(n) "cantidad simple de cromosoma, pero duplicada de material genético", e inmediatamente inicia una segunda división sin que se de interfase, los cromosomas aun condensados son nuevamente separados generando un estado célula de una copia por cada gen o n. La meiosis no solo importante por su capacidad para disminuir el contenido genético de una célula, también es importante porque en ella ocurre el fenómeno de recombinación genética en la cual la diversidad genética de los descendientes se incrementa de manera independiente a la mutación aleatoria.

La meiosis consta de dos procesos de división on citocinesis, entre el fin de una meiosis y el inicio de la otra no se da una interfase, por lo que las células no crecen, esto implica que en condiciones ideales, la célula final haploide (n) tiene un cuarto del volumen de la célula inicial que ingresa a la meiosis.

Referencias básicas: (Alberts et al., 2015; Belk & Maier, 2013; Campbell & Farrell, 2009, 2012; Cox et al., 2012; Hoefnagels, 2015; Karp, 2013; Mackean & Hayward, 2014; Mader & Windelspecht, 2018, 2015; Mader, 2010; Mason et al., 2014; Murray et al., 2012; Pollard et al., 2017; Reece et al., 2014; Sadava et al., 2014; Simon et al., 2013; Solomon et al., 2014; Starr et al., 2013; Weaver, 2012)

12.3 Tipos de meiosis

La meiosis no se da de manera semejante en todos los eucariotas, cuando se examinan varios linajes lejanamente emparentados sale a relucir que existen diferencias marcadas con respecto al punto en el ciclo de vida en el cual la meiosis ocurre y también con respecto a la duración de las fases haploide y diploide. Por lo general estamos acostumbrados a juzgar los ciclos de vida en base a como se da el ciclo de vida en los seres humanos, todos animales mamíferos. Sin embargo, esto no representa a la totalidad de las especies de eucariotas. Los tipos de meiosis están directamente relacionados con los ciclos de vida de los eucariotas. Los siguientes tres grupos pueden ser identificados como diferentes modos en los cuales la meiosis determina el ciclo de vida.

12.3.1 Meiosis gamética o terminal

En este grupo incluimos a todos los animales multicelulares como el ser humano, así como muchos eucariotas clasificados clásicamente como protistos. En esta, la división meiotica tiene como objeto directo la producción de los gametos. En los vertebrados machos, la meiosis ocurre antes de la maduración de los espermatozoides, algo semejante ocurre con los óvulos femeninos.

12.3.2 Meiosis cigótica o inicial

Es característica de algunos eucariotas clasificados de manera clásica como protistas, así como muchas especies de hongos. La división meiótica ocurre justo después de la fecundación, por lo que el estadio de vida diploide es muy pasajero. En estos seres vivos el cuerpo que se alimenta es o haploide o dicarionte.

12.3.3 Meiosis intermedia o generadora de espora

En este grupo se encuentran las plantas y varios tipos de algas. Las divisiones meióticas se realizadas en una fase diferenciada de la maduración del gameto o de la fertilización. La consecuencia de esto es que las dos generaciones celulares generan un cuerpo que se alimenta independiente uno del otro. La fase diploide genera un cuerpo multicelular la cual genera esporas. Cuando las esporas germinan las células haploides generan otro cuerpo multicelular que si genera gametos. El cuerpo generador de gametos puede ser independiente o estar vinculado al cuerpo generador de esporas como ocurre en las plantas terrestres más recientes; lo contrario ocurre con los linajes de plantas más antiguo, aunque ahondaremos en esto en otros artículos.

Referencias básicas: (Alberts et al., 2015; Belk & Maier, 2013; Campbell & Farrell, 2009, 2012; Cox et al., 2012; Hoefnagels, 2015; Karp, 2013; Mackean & Hayward, 2014; Mader & Windelspecht, 2018, 2015; Mader, 2010; Mason et al., 2014; Murray et al., 2012; Pollard et al., 2017; Reece et al., 2014; Sadava et al., 2014; Simon et al., 2013; Solomon et al., 2014; Starr et al., 2013; Weaver, 2012)

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