MEIOSIS

I. INTRODUCCIÓN

La meiosis es un proceso celular, ligado a la reproducción sexual, por el cual, la célula

madre de naturaleza diploide, da origen a los gametos de naturaleza haploide, de tal

manera que en la fecundación se reestablece el número diploide de cromosomas. Así,

mientras la mitosis es un proceso de división celular con formación de dos núcleos hijos

con el mismo número de cromosomas que la célula original, en la meiosis en cambio

hay dos divisiones celulares con reducción del número de cromosomas a la mitad.

La meiosis es un proceso citológico que comprende dos divisiones celulares. En la

primera división meiótica ocurre una serie de intercambios de material genético entre

los cromosomas homólogos. Este fenómeno es un proceso complejo que comprende una

larga profase en la que, para su mejor estudio y comprensión, se distinguen los estadios:

Leptoteno, Cigoteno, Paquiteno, Diploteno y Diacinesis. Entre la telofase 1 y el

comienzo de la segunda división meiótica, a diferencia con la mitosis, no hay un

período de síntesis y duplicación del ADN, por lo demás la división meiótica II, tiene

lugar como la mitosis normal en cada una de las células haploides (meiocitos de

segundo orden), resultante de la división meiótica

II. MARCO TEORICO

La formación de los gametos es un problema técnico a resolver totalmente nuevo. Para

formar gametos en los animales, (y, la mayor parte de las veces, para formar esporas en

las plantas). un organismo diploide con sus dos copias de cada cromosoma debe formar

células hijas que tengan solamente una copia de cada uno, En otras palabras. el material

genético debe reducirse a la mitad de manera que cuando los gametos se combinen para

formar el cigoto se restablezca el número original de cromosomas. en lugar de

duplicarse.

Si tuviésemos que diseñar esta tarea, deberíamos ser capaces de reconocer los

cromosomas homólogos. Podríamos entonces arrastrar un miembro de cada pareja hacia

una célula hija y el otro miembro hacia la otra célula hija. Si fuésemos incapaces de

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reconocer los homólogos, no podríamos asegurarnos de que cada célula hija reciba uno

y sólo uno de los dos cromosomas de cada pareja. La célula logra solucionar este

problema haciendo que los cromosomas homólogos se apareen durante una dilatada

profase. El aparato mitótico separa entonces los miembros de los pares homólogos de

cromosomas. Existe una complicación. Como en la mitosis, las células que comienzan

la meiosis han replicado ya sus cromosomas.

Por lo tanto, para producir gametos o esporas haploides, en la meiosis se necesitan dos

divisiones nucleares sin una replicación cromosómica intermedia. La meiosis es, pues,

un proceso que consta de dos divisiones del que resultan cuatro células por cada célula

parental original. Las dos divisiones se conocen como meiosis I y meiosis II.

A diferencia de la mitosis, la meiosis tiene lugar sólo en ciertos tipos de células. En los

animales, la meiosis tiene lugar en los gametocitos primarios y secundarios: en las

plantas superiores, que presentan alternancia de generaciones, el proceso tiene lugar

solamente en las células madre de las esporas de la generación esporofítica.

Profase I

Los citogenéticos han dividido la profase de la meiosis I en cinco estadios: leptoteno,

cigoteno, paquiteno, diploteno y diacinesis (del griego: lepto-. Delgado; zygo-, en forma

de ramillete; pachy-, grueso; diplo-, doble; dia-, a través de). Puesto que estamos

fundamentalmente interesados en las consecuencias genéticas de este proceso, no nos

preocuparemos de los detalles citológicos de estos estadios. Una célula que entra en

Profase I (estadio de leptoteno) se comporta de manera similar a una que entra en la

profase de la mitosis: el centríolo, el huso. la envoltura nuclear y el nucleolo se

comportan de la misma forma. A medida que los cromosomas se condensan y acortan,

los homólogos se aparean punto por punto a lo largo de su longitud. Este proceso en el

estadio de cigoteno se denomina sinapsis. La sinapsis está mediada de una manera

desconocida por un complejo proteináceo, que aparece entre los cromosomas

homólogos, denominado complejo sinaptinémico. En este punto, las Formaciones

cromosómicas se conocen como bivalentes, observándose un bivalente por cada par de

homólogos. A medida que los cromosomas continúan acortándose y engrosándose en el

paquiteno, se puede observar que cada cromosoma está formado por dos cromátidas

hermanas. Ahora, las formaciones cromosómicas se denominan tétradas porque están

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formada: por cuatro cromátidas. Aproximadamente en este momento el complejo

sinaptinémico se desintegra en la mayoría de las especies. Más adelante en la profase I

(diploteno), los cromosomas, mientras siguen acortándose y engrosándose parecen

repelerse uno a otro a lo largo de la mayor parte de su longitud, En este momento

pueden observarse configuraciones en forma de x lo largo de las tétradas.

Estas configuraciones en forma de x se denominan quiasmas y tienen una enorme

importancia porque indican el entrecruzamiento un proceso por el cual los

cromosomas homólogos intercambian segmentos. Cuando dos cromátidas se encuentran

situadas una cerca de otra, algunos enzimas pueden romper las hebras de ambas

cromátidas y volverlas a unir de manera distinta. Así pues aunque los genes tienen una

posición fija en un cromosoma, los alelos que estaban originalmente asociados al

centrómero paterno pueden terminar asociados al centrómero materno. El

entrecruzamiento puede incrementar en gran manera la variabilidad genética de los

gametos al asociar alelos que no estaban previamente juntos. A medida que la profase I

avanza hacia la diacinesis, tienen lugar la unión a las fibras del huso acromático y la

terminalización de los quiasmas que se deslizan a lo largo del cromosoma hasta alcanzar

tos extremos, liberando a los cromosomas uno del otro en toda su longitud a excepción

de sus extremos.

Metafase I y anafase I

En la metafase I, las tétradas son arrastradas hacia la placa metafásica por las fibras del

huso. En la anafase I, los centrómeros homólogos, cada uno de ellos con sus dos

cromátidas unidas, se separan. A diferencia de la mitosis, los centrómeros no se dividen.

Esta división meiótica se dice que es una división reduccional porque reduce el número

de cromosomas y centrómeros a la mitad del número diploide en cada célula hija. Por

cada tétrada hay ahora un cromosoma constituido por dos cromátidas, que se conoce

como díada, en cada polo de la célula. El objetivo inicial de la meiosis, la separación de

los cromosomas homólogos en células hijas distintas, se ha logrado. Sin embargo, como

cada díada consta de dos cromátidas hermanas, es necesaria una segunda división para

reducir cada cromosoma a una sola cromátida,

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Telofase I y profase II

La duración de la telofase I puede estar o no muy reducida en el tiempo, según los

organismos. En algunos de ellos tienen lugar todos los estadios esperados; los

cromosomas entran en una configuración interfásica a medida que tiene lugar la

Citocinesis. Sin embargo, durante esta breve interfase, que se conoce como intercinesis,

no hay duplicación cromosómica (replicación del DNA). A continuación empieza la

profase II llene lugar la meiosis II. En otros organismos, los cromosomas de la anafase I

tardía entran casi directamente en la metafase II, saltándose prácticamente la telofase I,

la interfase y la profase II.

Meiosis II

En cualquier caso, la meiosis II es básicamente una división mitótica en la que las

cromátidas de cada cromosoma son arrastradas a polos opuestos de la célula. Por cada

célula original que entra en la meiosis I, se producen cuatro células en la telofase II. La

meiosis II se dice que es una división ecuacional porque aunque reduce la cantidad de

material genético por célula a la mitad, no reduce en cambio el número de cromosomas

por célula. La meiosis I separa centrómeros maternos y paternos y la meiosis II separa

centrómeros hermanos.

III. OBJETIVOS: Al finalizar la presente práctica los alumnos estarán capacitados

para:

Reconocer y diferenciar los estados fisiológicos por los que atraviesan los

cromosomas durante el proceso meiotico en células animales.

IV. MATERIALES Y METODOS

Materiales y Reactivos

- Grillo o saltamontes machos - Planarias (Dugesia sp)

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- Microscopio

- Estereomicroscopio

- Mechero de alcohol

- Cloroformo

- Carmín acético

- Carnoy

- Solución salina 0.7%

- Placas petri

- Laminas, laminilla

- Algodón

- Estilete de punta fina

V. PROCEDIMIENTO

Procedimiento 1

- Anestesiar los animales en las placas petri, colocando dentro de un pedazo de

algodón embebido en cloroformo.

- Disecar el animal con la ayuda del estereomicroscopio o lupas, colocándolo en

posición dorsal. Separar los testículos adicionándoles la solución salina procurando

no exponer los órganos al aire para evitar posible desecaciones.

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- Seccionar los testículos en partes pequeñas de 2 a 3mm colocarlos en un vial con

fijador carnoy por espacio de 30 min.

- Traspasar los fragmentos a una luna de reloj que contiene carmín acético y lleve al

calor del mechero hasta que entre en ebullición por espacio de 15 segundos de 5 a 7

veces.

- Retire el fragmento del testículo con una pinza de punta fina y colóquela sobre un

portaobjetos y agréguela una gota de carmín acético.

- Tape la preparación con una laminilla cubre objetos y sobre esta ponga un papel

absorbente. Presione el cubre objetos con la yema del dedo pulgar y luego con la

extremidad plana de un lápiz presionar un poco mas fuerte hasta convertir el

material del porta objetos en una capa delgada (squash). Al realizar esta operación,

tenga cuidado para no romper el cubre objetos.

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- Limpie el exceso de colorante del porta objetos con papel higiénico y lleve el

preparado al microscopio para su observación a menor y mayor aumento.

- observar y esquematizar.

Procedimiento 2

- En una placa Petri, realice cortes longitudinales y transversales en diferentes planarias.

- Déjalas por 48 a 72 horas, tiempo durante el cual se activará el proceso de

regeneración celular, observándose el crecimiento de un muñón con bordes

blanquecinos (zona de regeneración)

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- Corte esa zona blanquecina y colóquela en un vial con fijador carnoy por 15 minutos.

- Traspasar los muñones a una luna de reloj que contiene carmín acético y lleve al calor

del mechero hasta que entre en ebullición por espacio de 15 segundos de 5 a 7 veces.

- Retire el muñón con una pinza de punta fina y colóquela sobre un portaobjetos y

agréguela una gota de carmín acético.

- Tape la preparación con una laminilla cubre objetos y sobre esta ponga un papel

absorbente. Presione el cubre objetos con la yema del dedo pulgar y luego con la

extremidad plana de un lápiz presionar un poco mas fuerte hasta convertir el material

del porta objetos en una capa delgada (squash) Al realizar esta operación, tenga cuidado

para no romper el cubre objetos.

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- Limpie el exceso de colorante del porta objetos con papel higiénico y lleve el

preparado al microscopio para su observación a menor y mayor aumento.

- Observar y esquematizar.

VI. DISCUSIÓN

A diferencia de la mitosis en células de cebollas, la meiosis se realiza en células

animales que son mucho muchas más pequeñas y se hace un poco más difícil la

observación e identificación de las fases.

Para tener más posibilidades de observar las células en un proceso meiotico es

necesario tener en buen estado las células de planarias y que estas hallan sido

cortadas 3 días anteriores a la practica para poder observar los muñones que se

forman y que luego serán utilizados para observar el proceso meiotico.

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BIBLIOGRAFÍA

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