Meiosis: El proceso celular de división reduccional

Panorama de la meiosis. El material genético se duplica en la interfase, y ocurre el fenómeno de la recombinación (representado por los cromosomas de color rojo y azul). En la meiosis I, los cromosomas homólogos se dividen en dos células hijas. En la meiosis II, como en la mitosis, cada cromátida migra a un polo. El resultado son cuatro células hijas haploides (n).

Etapas de la meiosis

Las fases preparatorias de la meiosis son idénticas en modelo y nombre a la interfase del ciclo celular mitótico. La interfase se divide en tres fases:

• Fase G1: se caracteriza por el aumento del tamaño de las células debido a la acelerada construcción de orgánulos, proteínas y otros materiales celulares.
• Fase S (síntesis): se replica el material genético, es decir, el ADN se duplica, dando lugar a dos nuevas cadenas unidas por el centrómero. Los cromosomas, que hasta ahora tenían una sola cromátida, ahora tienen dos. El 98% del ADN se replica en esta fase, el 2% restante no se replica.
• Fase G2: la célula continúa aumentando su biomasa.

A la interfase le siguen inmediatamente la meiosis I y II. La meiosis I consiste en la segregación de cada uno de los cromosomas homólogos. La célula diploide se divide en dos células, también diploides, pero con la mitad de cromosomas. La meiosis II consiste en la separación de cada una de las cromátidas de los cromosomas, que se separarán una para cada polo. Así, después de la división, se producen cuatro células haploides. La meiosis I y II se subdividen en profase, metafase, anafase y telofase, con un propósito similar a sus subfases análogas en el ciclo celular mitótico. Por lo tanto, la meiosis comprende la interfase (G1, S, G2), la meiosis I (profase I, metafase I, anafase I, telofase I) y la meiosis II (profase II, metafase II, anafase II, telofase II).

Meiosis y el ciclo de vida

La reproducción sexual se caracteriza por la fusión de dos células sexuales haploides (gametos) para formar un cigoto diploide. Como se observa en un ciclo de vida sexual, la meiosis debe ocurrir antes de la formación de los gametos para la reproducción.

Meiosis en animales

En los animales, y en algunos otros organismos, la meiosis precede inmediatamente a la formación de gametos. Las células somáticas del cuerpo de un individuo se multiplican por mitosis y son diploides; las únicas células haploides son los gametos. Éstos se forman cuando ciertas células germinales sufren meiosis. La formación de gametos se denomina gametogénesis. La gametogénesis masculina, llamada espermatogénesis, da lugar a la formación de cuatro espermatozoides haploides por cada célula que entra en meiosis. Por el contrario, la gametogénesis femenina, llamada ovogénesis, produce un óvulo por cada célula que entra en meiosis. Esto se logra mediante un proceso que asigna casi todo el citoplasma a uno de los dos núcleos en cada división meiótica. Al final de la primera división meiótica, un núcleo se conserva; el otro, llamado primer cuerpo polar, es excluido de la célula y finalmente se degenera. En general, al final de la segunda división, un núcleo se convierte en el segundo cuerpo polar y el otro núcleo sobrevive. Así, un núcleo haploide se convierte en el receptor de la mayor parte del citoplasma y los nutrientes acumulados de la célula meiótica original.

Meiosis en otros organismos

Sin embargo, aunque la meiosis ocurre en algún punto del ciclo de vida sexual, no siempre precede directamente a la formación de gametos. Muchos eucariotas simples (incluidos algunos hongos y algas) permanecen haploides (sus células se dividen por mitosis) durante la mayor parte de su vida, y los individuos pueden ser unicelulares o multicelulares.

Dos gametos haploides (producidos por mitosis) se fusionan para formar un cigoto diploide, que sufre meiosis para volver al estado haploide.

Los ciclos de vida más complejos se encuentran en algunas plantas y algas. Estos ciclos de vida, caracterizados por una alternancia de generaciones, constan de una fase diploide multicelular, llamada generación esporofito, y una fase multicelular haploide, llamada generación gametofito. Las células diploides del esporofito sufren meiosis para formar esporas haploides, cada una de las cuales se divide mitóticamente para producir un gametofito multicelular haploide. Los gametofitos producen gametos por mitosis. Los gametos masculinos y femeninos (espermatozoides y óvulos) se fusionan para formar un cigoto diploide, que se divide mitóticamente para producir un esporofito diploide multicelular.