Meiosis

Genética y diversidad

Durante la meiosis las células sexuales experimentan una “doble division”, manteniendo todos sus originales genes, pero reduciendo sus cromosomas a la mitad, ejemplo de 46 a 23 en el ser humano

+ =

Sperm (23) + Egg (23) = Fertilized Cell (46)

MEIOSISMEIOSIS

• proceso de división celular por el que a partir de una proceso de división celular por el que a partir de una célula madre diploide (2n) se obtienen cuatro células célula madre diploide (2n) se obtienen cuatro células hijas haploides (n)hijas haploides (n)

• Durante la meiosis se producen dos diDurante la meiosis se producen dos divisiovisiones celulares nes celulares consecutivas conocidas como meiosis I y meiosis II. consecutivas conocidas como meiosis I y meiosis II.

• La primera, es más compleja que la segunda, es una La primera, es más compleja que la segunda, es una división reduccional en la cual se pasa de una célula división reduccional en la cual se pasa de una célula diploide (con 2n cromosomas) a dos células haploides diploide (con 2n cromosomas) a dos células haploides (con n cromosomas) cada una de ellas con 2n (con n cromosomas) cada una de ellas con 2n cromátidas. cromátidas.

• La segunda división es similar a una división mitótica, y La segunda división es similar a una división mitótica, y en ella a partir de las dos células haploides con 2n en ella a partir de las dos células haploides con 2n cromátidas se obtienen cuatro células haploides (n) cromátidas se obtienen cuatro células haploides (n)

Sólo 1 cromosoma de cada par de homólogos vá para cada Sólo 1 cromosoma de cada par de homólogos vá para cada gametogameto

FASES DE LA MEIOSISFASES DE LA MEIOSISMEIOSIS REDUCCIONAL Meiosis IMEIOSIS REDUCCIONAL Meiosis I

• En ella tienen lugar algunos sucesos importantes: En ella tienen lugar algunos sucesos importantes: • a diferencia de la a diferencia de la mitosismitosis, , no ocurre separación de no ocurre separación de cromátidascromátidas,,

sino que cada cromosoma se duplica, es decir hace su par sino que cada cromosoma se duplica, es decir hace su par homólogo emigrando a cada polo del huso.homólogo emigrando a cada polo del huso.

• Durante esta primera división meiótica hay unDurante esta primera división meiótica hay un intercambio de intercambio de alelosalelos (genes alternos que representan el código para una misma (genes alternos que representan el código para una misma característica) entre las cromátidas de los pares homólogos de los característica) entre las cromátidas de los pares homólogos de los cromosomas duplicados. Este intercambio(crossing over) va a cromosomas duplicados. Este intercambio(crossing over) va a suponer la formación de suponer la formación de cromátidas con diferente cromátidas con diferente constitución genéticaconstitución genética que en la célula madre (principio de la que en la célula madre (principio de la diversidad).diversidad).

• al igual que la mitosis también se divide en 4 fases:al igual que la mitosis también se divide en 4 fases:• Profase 1, Metafase 1, Anafase 1 y Telofase 1 con una posterior Profase 1, Metafase 1, Anafase 1 y Telofase 1 con una posterior

fase llamada intercinesis. La profase es la mas llamativa.fase llamada intercinesis. La profase es la mas llamativa.

MEIOSIS I - PROFASE 1MEIOSIS I - PROFASE 1

• La profase I incluye la recombinación del La profase I incluye la recombinación del material genético y la disposición al azar material genético y la disposición al azar de los pares homólogos, produciendo la de los pares homólogos, produciendo la diversificación de las células  haploides diversificación de las células  haploides resultantes.  Se divide en resultantes.  Se divide en

• LeptotenoLeptoteno• CigotenoCigoteno• PaquitenoPaquiteno• DiplotenoDiploteno• DiacinesisDiacinesis

PROFASE IPROFASE ILEPTOTENOLEPTOTENO

• Los cromosomas se Los cromosomas se hacen visibles y a menudo hacen visibles y a menudo se disponen en una se disponen en una configuración en configuración en ramillete, con uno o ramillete, con uno o ambos extremos de los ambos extremos de los cromosomas reunidos en cromosomas reunidos en un punto de la membrana un punto de la membrana nuclear interna. En el nuclear interna. En el leptoteno, se inicia la leptoteno, se inicia la recombinación entre los recombinación entre los cromosomas por roturas cromosomas por roturas de doble hebra de doble hebra provocados por la provocados por la endonucleasa”Spo11”, endonucleasa”Spo11”, altamente conservadaaltamente conservada

PROFASE IPROFASE IZIGOTENOZIGOTENO• Se forma el complejo Se forma el complejo

sinaptonémico, una estructura sinaptonémico, una estructura proteica con forma de escalera proteica con forma de escalera formada por dos elementos formada por dos elementos laterales y uno central que se van laterales y uno central que se van cerrando a modo de cremallera y cerrando a modo de cremallera y que garantiza el perfecto que garantiza el perfecto apareamiento entre homólogos. En apareamiento entre homólogos. En el apareamiento entre homólogos el apareamiento entre homólogos también está implicada la también está implicada la secuencia de genes de cada secuencia de genes de cada cromosoma, lo cual evita el cromosoma, lo cual evita el apareamiento entre cromosomas apareamiento entre cromosomas no homólogos.no homólogos.

• En esta fase cada pareja de En esta fase cada pareja de cromosomas se llama bivalente cromosomas se llama bivalente (dos cromosomas homólogos (dos cromosomas homólogos unidos) o tétrada (cromátidas muy unidos) o tétrada (cromátidas muy espiralizadas unidas por quiasmas espiralizadas unidas por quiasmas o centrómeros).o centrómeros).

PROFASE IPROFASE IPAQUITENOPAQUITENO

• Una vez que los cromosomas Una vez que los cromosomas homólogos están homólogos están perfectamente apareados perfectamente apareados formando estructuras que se formando estructuras que se denominan bivalentes se denominan bivalentes se concluye en ésta fase el concluye en ésta fase el fenómeno de recombinación fenómeno de recombinación genética (crossing over), esto genética (crossing over), esto es, el intercambio de material es, el intercambio de material genético entre los genético entre los cromosomas homólogos de cromosomas homólogos de cada pareja.cada pareja.

PROFASE I PROFASE I DIPLOTENODIPLOTENO

• Los cromosomas continúan Los cromosomas continúan condensándose hasta que se pueden condensándose hasta que se pueden comenzar a observar las dos comenzar a observar las dos cromátidas de cada cromosoma, por lo cromátidas de cada cromosoma, por lo que a los cromosomas bivalentes del que a los cromosomas bivalentes del paquiteno los podemos denominar paquiteno los podemos denominar ahora tétradas.ahora tétradas.

• Además en este momento se pueden Además en este momento se pueden observar los lugares del cromosoma observar los lugares del cromosoma donde se ha producido la donde se ha producido la recombinación. Estas estructuras en recombinación. Estas estructuras en forma de X reciben el nombre forma de X reciben el nombre quiasmasquiasmas..

• En este punto la meiosis puede sufrir En este punto la meiosis puede sufrir una pausa, como ocurre en el caso de una pausa, como ocurre en el caso de la formación de los óvulos humanos. la formación de los óvulos humanos. Así, la línea germinal de los óvulos Así, la línea germinal de los óvulos humanos sufre esta pausa hacia el humanos sufre esta pausa hacia el séptimo mes del desarrollo séptimo mes del desarrollo embrionario y su proceso de meiosis embrionario y su proceso de meiosis no continuará hasta alcanzar la no continuará hasta alcanzar la madurez sexual. madurez sexual.

PROFASE I PROFASE I DIACINESISDIACINESIS

• En esta fase los cromosomas se En esta fase los cromosomas se han contraido aun mas y los han contraido aun mas y los quiasmas se han desplazado quiasmas se han desplazado completamente hacia sus completamente hacia sus extremos (terminalización).extremos (terminalización).

• Esta etapa apenas se distingue del Esta etapa apenas se distingue del diploteno. Podemos observar los diploteno. Podemos observar los cromosomas algo más cromosomas algo más condensados y los quiasmas.condensados y los quiasmas.

• El final de la diacinesis y por tanto El final de la diacinesis y por tanto de la profase I meiótica viene de la profase I meiótica viene marcado por la rotura de la marcado por la rotura de la membrana nuclear.membrana nuclear.

• Durante toda la profase I continuó Durante toda la profase I continuó la síntesis de ARN en el núcleo. Al la síntesis de ARN en el núcleo. Al final de la diacinesis cesa la final de la diacinesis cesa la síntesis de ARN y desaparece el síntesis de ARN y desaparece el nucleolonucleolo

MEIOSIS I - METAFASE 1MEIOSIS I - METAFASE 1

• Comienza con la rotura de Comienza con la rotura de la membrana nuclear.la membrana nuclear.

• Se forma el huso Se forma el huso acromático a partir de los acromático a partir de los centrosomas que se centrosomas que se colocan en los polos de la colocan en los polos de la célula.célula.

• Las parejas de Las parejas de cromosomas homólogos se cromosomas homólogos se unen al huso en el centro unen al huso en el centro de la célula a través de sus de la célula a través de sus centrómeros.centrómeros.

• Los quiasmas son todavía Los quiasmas son todavía visiblesvisibles

MEIOSIS I - ANAFASE 1MEIOSIS I - ANAFASE 1

• Los cromosomas homólogos Los cromosomas homólogos se separan y se mueven se separan y se mueven hacia polos opuestos hacia polos opuestos guiados por las fibras del guiados por las fibras del huso. Como consecuencia huso. Como consecuencia desaparecen los quiasmas.desaparecen los quiasmas.

• Los cromosomas homólogos Los cromosomas homólogos se separan, pero las se separan, pero las cromátidas hermanas cromátidas hermanas permanecen unidas por su permanecen unidas por su centrómeros. Cada célula centrómeros. Cada célula hija ha recibido un miembro hija ha recibido un miembro de cada par de homólogos.de cada par de homólogos.

• (Obsérvese que los (Obsérvese que los cromosomas resultantes son cromosomas resultantes son cromosomas cromosomas recombinantes).recombinantes).

MEIOSIS I - TELOFASE 1MEIOSIS I - TELOFASE 1

• Se forman dos nuevas Se forman dos nuevas membranas nucleares y membranas nucleares y se separan dos nuevas se separan dos nuevas células haploides (n) con células haploides (n) con 2n cromátidas .2n cromátidas .

• Esta parte del ciclo Esta parte del ciclo meiótico varía de unos meiótico varía de unos organismos a otros, así organismos a otros, así en algunos no se forma en algunos no se forma membrana nuclear y se membrana nuclear y se pasa directamente a la pasa directamente a la segundadivisión segundadivisión meiótica. meiótica.

• En cualquier caso lo que En cualquier caso lo que nunca se produce entre nunca se produce entre la primera y la segunda la primera y la segunda división meiótica es la división meiótica es la síntesis de nuevo ADN.síntesis de nuevo ADN.

FASES DE LA MEIOSISFASES DE LA MEIOSISMEIOSIS ECUACIONAL Meiosis IIMEIOSIS ECUACIONAL Meiosis II

• se parece a la mitosis, excepto que no esta precedida se parece a la mitosis, excepto que no esta precedida por la duplicación de material cromosómico. por la duplicación de material cromosómico.

• Puede haber interfase corta, pero muchas veces de la Puede haber interfase corta, pero muchas veces de la telofase Itelofase I se pasa se pasa profase IIprofase II, durante la cual las , durante la cual las envolturas nucleares se desintegran y comienzan a envolturas nucleares se desintegran y comienzan a aparecer nuevas fibras de huso. aparecer nuevas fibras de huso.

• En la En la metafase IImetafase II, los pares de cromátidas se alinean en , los pares de cromátidas se alinean en el plano ecuatorial. Es el segundo PUNTO DE el plano ecuatorial. Es el segundo PUNTO DE REGULACION de la meiosis de oocitos de vertebrados REGULACION de la meiosis de oocitos de vertebrados antes de la fecundación.antes de la fecundación.

• En laEn la anafase II anafase II las cromátidas se separan, . las cromátidas se separan, .• En laEn la telofase II telofase II se forma una envoltura nuclear se forma una envoltura nuclear

alrededor de cada conjunto de cromosomas. Ahora hay alrededor de cada conjunto de cromosomas. Ahora hay cuatro núcleos , cada uno de los cuales tiene el número cuatro núcleos , cada uno de los cuales tiene el número haploide de cromosomas. haploide de cromosomas.

Células madreCélulas madre

La gran esperanza en la terapia de La gran esperanza en la terapia de graves y devastadoras graves y devastadoras

enfermedadesenfermedades

Y también el gran dilema éticoY también el gran dilema ético

Proliferación y diferenciación Proliferación y diferenciación celularcelular

• A medida que las células se diferencian su A medida que las células se diferencian su tasa de proliferación generalmente disminuyetasa de proliferación generalmente disminuye

• La mayoría de células de animales adultos se La mayoría de células de animales adultos se encuentra detenidas en Go..encuentra detenidas en Go..

• La mayoría de los tipos de células La mayoría de los tipos de células diferenciadas en animales adultos no son diferenciadas en animales adultos no son capaces de proliferarcapaces de proliferar

• Es aquí donde cumplen su función las células Es aquí donde cumplen su función las células madres autorenovables.madres autorenovables.

Células diferenciada que SI Células diferenciada que SI tienen la capacidad de tienen la capacidad de proliferarproliferar• Fibroblastos reparando cortes o heridasFibroblastos reparando cortes o heridas• Células del endotelio de vasos sanguíneos Células del endotelio de vasos sanguíneos

proliferan para crear nuevos vasos proliferan para crear nuevos vasos sanguíneos en zonas con deficiente sanguíneos en zonas con deficiente circulacióncirculación

• Células del músculo liso( arterias, Células del músculo liso( arterias, intestino, pulmón.)intestino, pulmón.)

• Células epiteliales de hígado , páncreas Células epiteliales de hígado , páncreas reemplazando tejido dañadoreemplazando tejido dañado

• células de músculo esquelético y cardíaco células de músculo esquelético y cardíaco NO SON CAPACES DE PROLIFERARNO SON CAPACES DE PROLIFERAR

CÉLULAS MADRECÉLULAS MADREsupliendo las necesidades de reposición o supliendo las necesidades de reposición o reparaciónreparación

• Muy evidente en el caso de células Muy evidente en el caso de células sanguíneas, células epiteliales de la piel y sanguíneas, células epiteliales de la piel y el pelo, y del tracto digestivoel pelo, y del tracto digestivo

• Su papel en éste caso es el mantenimiento Su papel en éste caso es el mantenimiento de las poblaciones celulares diferenciadasde las poblaciones celulares diferenciadas

• En el músculo esquelético se denominan En el músculo esquelético se denominan células satélitecélulas satélite

• Se han identificado en cerebro, retina Se han identificado en cerebro, retina corazón, pulmón, riñón y es posible que la corazón, pulmón, riñón y es posible que la mayoría –si no todos- los tejidos - mayoría –si no todos- los tejidos - contengan células madre.contengan células madre.

Aplicaciones médicas de terapia con células Aplicaciones médicas de terapia con células madre (células madre de adulto)madre (células madre de adulto)

• Podrían emplearse para sustituir tejidos Podrían emplearse para sustituir tejidos dañados y tratar diversas enfermedades dañados y tratar diversas enfermedades como: Diabetes y trastornos como: Diabetes y trastornos neurodegenerativos, Parkinson, Alzheimer neurodegenerativos, Parkinson, Alzheimer (células madre de adulto)(células madre de adulto)

• Papel muy evidente en trasplante de Papel muy evidente en trasplante de médula ósea en pacientes con médula ósea en pacientes con quimioterapia.quimioterapia.

• Para tratar quemaduras heridas y úlceras.Para tratar quemaduras heridas y úlceras.

Células madre embrionarias, clonación Células madre embrionarias, clonación terapéuticaterapéutica

• Son más fáciles de aislar y amplificar, crecen indefinidamente como Son más fáciles de aislar y amplificar, crecen indefinidamente como poblaciones puraspoblaciones puras

• Puede inducirse la diferenciación de las mismas en una variedad de Puede inducirse la diferenciación de las mismas en una variedad de tipos celulares, mediante la adición de los factores de crecimiento tipos celulares, mediante la adición de los factores de crecimiento apropiados.apropiados.

• Proporcionan la mayor esperanza para el tratamiento de enf. de Proporcionan la mayor esperanza para el tratamiento de enf. de Parkinson, Alzheimer , Diabetes y lesiones de la médula espinal.Parkinson, Alzheimer , Diabetes y lesiones de la médula espinal.

• La combinación de la técnica de clonación por transferencia de núcleos La combinación de la técnica de clonación por transferencia de núcleos de células somáticas y la posterior manipulación de células madre de células somáticas y la posterior manipulación de células madre embrionarias se ha manejado con éxito.embrionarias se ha manejado con éxito.

• Para aplicarla en el hombre se necesita superar detalles técnicos y Para aplicarla en el hombre se necesita superar detalles técnicos y éticos.éticos.

• Gracias……Gracias……