La Meiosis. Introducción

La meiosis es el proceso de división celular en el que una célula diploide (2n) da lugar a cuatro células hijas haploides (n), es decir, las células hijas tienen la mitad de cromosomas que la célula madre, pero una no mitad cualquiera, sino precisamente un cromosoma de cada pareja de cromosomas homólogos. Esto es algo de vital importancia para la evolución de los seres vivos, pues aporta la variabilidad genética sobre la que actuará la selección natural.

La meiosis es un proceso directa o indirectamente asociado a la presencia de reproducción sexual. De forma directa puesto que las células hijas resultantes actúan como gametos e indirectamente puesto que las células hijas resultantes son esporas que darán lugar a individuos (n) que formarán gametos.

La meiosis es, por tanto, necesaria en todos los organismos con reproducción sexual, pues permite regular el número de cromosomas de la especie. Si no existiera la meiosis, los gametos tendrían 2n cromosomas que, al unirse en el proceso de la fecundación, darían lugar a un cigoto con 4n cromosomas, y así sucesivamente; el número de cromosomas iría aumentando en progresión geométrica de una a otra.

La mitosis se produce en las células somáticas, pero también en las germinales. Sin embargo, las células germinales son capaces de realizar meiosis, un proceso de división celular permite la producción de gametos, células haploides.

Antes de continuar es necesario que algunas ideas queden claras. Cada célula contiene dos juegos de cromosomas, uno proveniente de la madre y otro del padre. Por ejemplo, si una célula germinal de un organismo tiene 4 cromosomas (en humanos hay 46), la madre habrá aportado dos (1m y 2m) y el padre otros dos (1p y 2p). Los cromosomas 1m y 1p tienen los mismos genes, es decir, codifican para las mismas proteínas, y están dispuestos en el mismo orden a lo largo del cromosoma. Pero estos cromosomas no son copias exactas sino que, aunque codifican para las mismas proteínas, puede haber variaciones en la secuencia de bases nucleotídicas cuando comparamos los genes entre uno y otro cromosoma. Estas secuencias que codifican para una misma proteína pero que no son exactamente iguales se denominan alelos. Así, un gen tiene dos variantes o alelos, uno proveniente del padre y otro de la madre. Por ello los cromosomas de la madre y del padre, 1m y 1p, no son idénticos sino homólogos. Igual ocurre para el caso los cromosomas 2m y 2p. A las parejas formadas por un cromosoma materno y otro paterno que poseen los mismos genes se les denomina homólogos. En esta hipotética célula de 4 cromosomas hay 2 parejas de cromosomas homólogos, mientras que en humanos hay 23 parejas de cromosomas homólogos. Durante la gametogénesis, gracias a la meiosis, sólo un cromosoma de cada pareja de cromosomas homólogos se incluirá en cada gameto. En el ejemplo de la célula con cuatro cromosomas quedarían 2 cromosomas por gameto y en humanos 23 cromosomas por gameto. Por tanto, hay una reducción a la mitad del número de cromosomas, pero siempre queda uno de cada pareja de cromosomas homólogos. Las células germinales y las somáticas, que tienen todos los cromosomas homólogos, se dice que son diploides (los dos cromosomas de cada pareja), mientras que los gametos son haploides (1 cromosoma de cada pareja).

Pero la meiosis no es sólo una simple reducción a la mitad del número de cromosomas. Así, durante la meiosis se da un proceso denominado recombinación. En las células germinales, y en todas las somáticas, la información genética aportada por la madre y por el padre se encuentra en cromosomas diferentes, ambos progenitores aportan una copia para cada cromosoma. Durante la recombinación hay un intercambio de parte de las cromátidas entre cada pareja de cromosomas homólogos. Es decir, parte de los genes que estaban en el cromosoma aportado por la madre estarán ahora en el cromosoma del padre, y viceversa. De este modo tendremos cromosomas con combinaciones de ADN que antes no existían, es decir una combinación de alelos nueva, lo que afectará a las características morfológicas del nuevo individuo. Es esto lo que induce la variabilidad genética.

Esquema básico de la meiosis

Los procesos meióticos son similares tanto en las células germinales que darán gametos masculinos como en las que darán a los femeninos, y esto (recombinación y reducción) ocurre en todas las especies con reproducción sexual. Durante la gametogénesis se producen cambios drásticos en la morfología celular. Aquí sí existen diferencias enormes entre gametos masculinos (espermatozoides) y femeninos (ovocitos u óvulos), y también entre especies. Estas diferencias nos van a dar pistas de cómo son los procesos de reproducción y posterior desarrollo embrionario.

La meiosis tiene una serie de fases que son comunes para machos y hembras de todas las especies. De forma resumida son: duplicación del genoma en la fase S, profase meiótica (leptotene, zigotene, paquitene, diplotene, diacinesis), meiosis I (metafase I, anafase I, interfase sin fase S), meiosis II (profase II, metafase II, anafase II). La recombinación de las cromátidas de los cromosomos homólogos ocurre en la profase I.

En el capítulo siguiente veremos en detalle cada una de estas fases.