Meiosis y gametogénesis
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1) La meiosis es un proceso de división celular especial que reduce el número de cromosomas a la mitad y produce variabilidad genética. Se da en la formación de gametos en los testículos y ovarios. 2) La meiosis consta de dos divisiones celulares sucesivas que reducen el número de cromosomas diploides a haploides y separan las cromátidas hermanas. Esto da como resultado cuatro células haploides con combinaciones únicas de cromosomas. 3) La espermatogénesis y la ovogénes
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Meiosis y gametogénesis
- 1. GENÉTICA- Meiosis y gametogénesis Prof. Nora Besso 1 Contenido INTRODUCCIÓN........................................................................................................1 LA MEIOSIS................................................................................................................2 MEIOSIS I ...................................................................................................................3 CITOCINESIS I..........................................................................................................6 MEIOSIS II..................................................................................................................6 CITOCINESIS II ........................................................................................................6 ACTIVIDAD .................................................................................................................7 MEIOSIS Y GAMETOGÉNESIS .............................................................................7 LAS CÉLULAS SEXUALES ......................................................................................8 DIFERENCIAS ENTRE ESPERMATOGÉNESIS Y OVOGÉNESIS.................8 ESPERMATOGÉNESIS .............................................................................................9 OVOGÉNESIS...........................................................................................................10 CURIOSIDADES ......................................................................................................11 ACTIVIDAD ...............................................................................................................12 LA MEIOSIS: UN TIPO DE DIVISIÓN CELULAR ESPECIAL INTRODUCCIÓN La división celular meiótica es un tipo especial de división celular que está relacionada con los procesos de reproducción sexual. En los seres vivos existen dos tipos de reproducción: la reproducción asexual, en la que interviene un sólo organismo que da lugar a otros de iguales características, y la reproducción sexual, en la que intervienen dos organismos que aportan sus características hereditarias a la descendencia. La reproducción sexual, de mayor complejidad que la asexual, consta de varias fases: a) Gametogénesis: Consiste en la formación de unas células especializadas, denominadas gametos, que constituyen el vehículo que transporta la información genética de los progenitores a la descendencia. Esta etapa ocurre en las células germinales o células madre de las células sexuales que se hallan en las gónadas b) Fecundación: Es la fusión de los gametos y de sus núcleos para dar lugar a una sola célula, denominada zigoto, que contiene la información genética de los dos progenitores. c) Desarrollo del zigoto: Mediante sucesivas divisiones mitóticas el zigoto da lugar a un individuo adulto capaz de producir nuevos gametos.
- 2. GENÉTICA- Meiosis y gametogénesis Prof. Nora Besso 2 Las células madre de las células sexuales tienen el siguiente ciclo celular: LA MEIOSIS La meiosis es un mecanismo de división celular que permite la obtención a partir de células diploides (2n) de células haploides (n) con diferentes combinaciones de genes. OBJETIVOS DE LA MEIOSIS Reducción del número de cromosomas. Variabilidad génica de los individuos y de las especies por medio del intercambio de información genética entre cromátidas no hermanas de cromosomas homólogo • G1 • S • G2 Interfase • Mitosis • CitocinesisDivisión • G1 • S • G2 Interfase • Meiosis I • Citocinesis I • Meiosis II • Citocinesis II División
- 3. GENÉTICA- Meiosis y gametogénesis Prof. Nora Besso 3 La meiosis consta de dos divisiones (Meiosis I y II) sucesivas de la célula dando, como producto final, cuatro células con “n” cromosomas recombinados. MEIOSIS I PROFASE I En esta fase suceden los acontecimientos más característicos de la meiosis. La envoltura nuclear se conserva hasta el final de la fase que es cuando se desintegra, al mismo tiempo desaparece el nucléolo y se forma el huso. Los cromosomas homólogos se aparean en toda su longitud, proceso conocido como sinapsis cromosómica. Cuando los homólogos se aparean forman estructuras que se llaman bivalentes o tétradas y los puntos de unión entre ellos se llaman quiasmas. Célula diploide con cromosomas dobles MEIOSIS I CITOCINESIS I Dos células haploides con cromosomas dobles recombinados MEIOSIS II CITOCINESIS II Cuatro células haploides con cromosomas simples recombinados
- 4. GENÉTICA- Meiosis y gametogénesis Prof. Nora Besso 4 Mientras están estrechamente unidos tienen lugar roturas entre cromátidas próximas de cromosomas homólogos que intercambian material cromosómico. Este intercambio se llama entrecruzamiento o sobrecruzamiento (crossing-over) y supone una redistribución cromosómica del material genético. Aunque los sobrecruzamientos se producen en esta fase no son aún visibles. En cada par de cromosomas homólogos pueden producirse uno o varios quiasmas, todo depende de cuántos sobrecruzamientos hayan tenido lugar a lo largo del bivalente. • METAFASE I Los cromosomas homólogos unidos por los quiasmas se ubican al azar formando la placa ecuatorial. • ANAFASE I Se separan los cromosomas homólogos y son movilizados por las fibras del huso hacia polos opuestos.
- 5. GENÉTICA- Meiosis y gametogénesis Prof. Nora Besso 5 • TELOFASE I Alrededor de los cromosomas localizados en cada polo, se reconstruye una carioteca y la cromatina empieza a descondensarse.
- 6. GENÉTICA- Meiosis y gametogénesis Prof. Nora Besso 6 CITOCINESIS I Casi simultáneamente con la telofase I ocurre la división citoplasmática o citodiéresis. Se forman dos células haploides(n), con sus cromosomas duplicados y recombinados. De duración variable, puede faltar por completo. En cualquier caso, si hubiera una interfase entre ambas meiosis, es una interfase sin etapa S. MEIOSIS II Es una mitosis normal en la que las dos células anteriores separan en la anafase II las cromátidas de sus “n” cromosomas. Surgen así 4 células con “n” cromosomas simples cada una. • PROFASE II La cromatina empieza a condensarse, se hacen visibles los cromosomas de dos cromátidas (dobles) y se fragmenta la carioteca o envoltura nuclear. • METAFASE II Los cromosomas dobles se dirigen al ecuador celular y forman la placa metafásica. • ANAFASE II La tracción ejercida por los microtúbulos del huso ocasionarán la separación de las cromátidas hermanas. Se divide el centrómero, por ello cada cromátida hermana con su centrómero pasa a ser un cromosoma simple y cada uno migra a polos opuestos. • TELOFASE II Alrededor de los cromosomas simples, localizados en cada polo, se reconstruye la envoltura nuclear. La cromatina se descondensa. CITOCINESIS II Junto con la telofase II, se realiza la división citoplasmática, formando cuatro células haploides (n), con cromosomas simples.
- 7. GENÉTICA- Meiosis y gametogénesis Prof. Nora Besso 7 ACTIVIDAD MEIOSIS Y GAMETOGÉNESIS La meiosis es parte de un proceso mayor llamado gametogénesis, la cual ocurre en las gónadas y tiene por objetivo la formación de gametos haploides, por lo tanto la gametogénesis y por ende la meiosis ocurren solamente en células germinales localizadas en las gónadas de los organismos sexuados. SELECCIONAR LA ALTERNATIVA CORRECTA O RESPONDER LA PREGUNTA: 1) La interfase que hay entre la primera y la segunda división de la meiosis se caracteriza porque: a) carece de periodo S b) carece de periodo G2 c) carece de periodo G1 2) El objetivo de la segunda división de la meiosis es: a) reducir a la mitad el número de cromosomas b) pasar de células 2n a células n c) aumentar la variabilidad genética d) separar cromátidas hermanas 3) No es un objetivo de la meiosis: a) reducir el número de cromosomas a la mitad. b) producir reestructuraciones de los cromosomas homólogos. c) formar células diploides a partir de células haploides. 4) En una célula germinal, el número de posibles distribuciones cromosómicas equivale a 2 a la n, donde n es la cantidad de pares de cromosomas. Por ejemplo si una célula tiene una dotación cromosómica completa de 6, el número de pares distintos son 3. El cálculo del número de distribuciones distintas sería 2 a la 3 = 8. a) ¿Cuántas posibilidades de distribuciones cromosómicas podrían producirse en el humano? b) ¿Cómo influye lo anterior en la dotación cromosómica de los hijos de una pareja? ¿Cuál les parece que es la importancia de la Meiosis en el ciclo vital humano?
- 8. GENÉTICA- Meiosis y gametogénesis Prof. Nora Besso 8 LAS CÉLULAS SEXUALES ESPERMATOZOIDE OVOCITO SECUNDARIO Pequeño en comparación al ovocito secundario (60um) No tiene reservas nutritivas. Se mueve por medio de su flagelo. Se producen cuatro de cada célula germinal. Se forma en el testículo. Más grande que el espermatozoide (150 um) Tiene vitelo (reserva nutritiva). No tiene movimiento. Se produce solo uno de cada célula germinal. Se forma en el ovario. Existe una gametogénesis femenina llamada Ovogénesis y una gametogénesis masculina, la Espermatogénesis. La ovogénesis y la espermatogénesis tienen algunas diferencias, tal como vemos a continuación. DIFERENCIAS ENTRE ESPERMATOGÉNESIS Y OVOGÉNESIS ESPERMATOGÉNESIS OVOGÉNESIS Se realiza en los testículos. Ocurre a partir de la espermatogonia. Cada espermatogonia da origen a cuatro espermatozoides. En la meiosis el material se divide equitativamente. Los espermatozoides se producen durante toda su vida. Se produce en el hombre. Se realiza en los ovarios. Ocurre a partir de la ovogonia. Cada ovogonia da origen a un ovocito II el cual sólo en el caso de ser fecundado pasará a llamarse óvulo. En meiosis I no se divide el citoplasma por igual, quedando una célula hija (ovocito II) con casi todo el citoplasma. La mujer nace con un número determinado de folículos, aproximadamente 400.000. Se produce en la mujer. De un ovocito I, se forma un óvulo funcional.
- 9. GENÉTICA- Meiosis y gametogénesis Prof. Nora Besso 9 ESPERMATOGÉNESIS Cuál es la cantidad de gametos diferentes que puede originar un individuo? Por ejemplo un individuo con 2n=4 puede originar 22 = 4 tipos distintos de gametos, si el individuo tiene 2n=6 origina 23 = 8 gametos. En el hombre 223 = 8.388.608 gametos. Es decir, 2n , siendo n el número de parejas distintas de cromosomas y esto sin tener cuenta la variación debida al sobrecruzamiento. Además habría que tener en cuenta el azar en el encuentro de los individuos y en la fecundación (por ejemplo, un hombre eyacula unos 300 – 400 millones de espermatozoides cada vez, de los cuales uno se unirá al óvulo). Por todos estos motivos, la diversidad generada por la reproducción sexual es casi ilimitada.
- 10. GENÉTICA- Meiosis y gametogénesis Prof. Nora Besso 10 OVOGÉNESIS
- 11. GENÉTICA- Meiosis y gametogénesis Prof. Nora Besso 11 CURIOSIDADES ¿Cuánto tiempo vive un espermatozoide? Una vez depositado en la vagina tiene una vida promedio de 3 días, pero pueden vivir entre 5 y 7 días. ¿Cuánto tiempo vive un ovocito secundario? Sólo vive entre 12 y 48 horas si no es fecundado por el espermatozoide ¿Cuántos espermatozoides se producen por segundo? De mil a tres mil ¿Cuántos espermatozoides son necesarios para que el semen sea fértil? Entre 20 y 250 millones de espermatozoides por mL de semen. Además… El volumen de semen expulsado oscila entre 2 y 5 ml, Los espermatozoides ocupan un 10% del total eyaculado. La concentración de espermatozoides varía entre 40 y 100 millones por ml. El primer chorro de semen sale con una velocidad superior a 50 km/h. Se depositan en la vagina 300 a 400 millones de espermatozoides. Los espermatozoides se desplazan con una rapidez de unos 3 mm por hora, llegan a la cavidad uterina alrededor de 4 o 5 millones y a las trompas de Falopio unos 300 a 500. Sólo 1 espermatozoide penetra en el ovocito secundario y demora 7.5 horas en atravesar su envoltura. El cigoto formado empieza a dividirse alrededor de las 24 horas de su fusión con el espermatozoide, es la primera división celular. En los siguientes tres o cuatro días el cigoto se divide intensamente, mientras viaja hacia el útero, adonde llega a los cinco días de su formación y se implanta. A los ocho días, el cigoto cuenta con unas doscientas células.
- 12. GENÉTICA- Meiosis y gametogénesis Prof. Nora Besso 12 ACTIVIDAD 1. ¿Cuántos cromosomas humanos (2n = 46) se encontrarán en...? A) una espermátida ............................. B) un espermatogonio ............................. C) un espermatocito secundario ............................. 2. Indicar si la proposición es verdadera (V) o falsa (F) a) Dos espermátidas tienen igual cantidad de DNA que un espermatocito secundario. b) Los espermatocitos primarios son el producto de la meiosis en la etapa de proliferación. c) La ovogénesis comienza en el periodo embrionario y se detiene al nacer en profase I meiótica. d) En la ovulación se libera un ovocito II aproximadamente el día 14 del ciclo menstrual. e) El primer corpúsculo polar se produce al término de la primera división meiótica y el segundo al momento de penetrar el espermio en el ovocito II. 3. El siguiente gráfico muestra las variaciones que experimenta una célula en gametogénesis. Identificar las etapas que están representadas con letras A _________ B ____________ C ____________ D ____________ E ____________ F _________ 4. ¿Cuáles son los eventos de variabilidad genética en la meiosis y en qué etapa ocurren? a) ____________________________________________________ b) ________________________________________________________ 5. Una célula haploide tiene en G1, 23 cromosomas simples, en G2 tendrá _____________________________
- 13. GENÉTICA- Meiosis y gametogénesis Prof. Nora Besso 13 6. Completar la tabla sabiendo que la célula tiene 28 cromosomas dobles en G2. 7. Escribir la cantidad de cromosomas en cada fase sabiendo que la célula es 2n= 46 8. Si una célula tiene 64 cromosomas, en Profase I tendrá _____ tétradas 9. En la Profase I meiótica, a diferencia de la Profase mitótica: I) la carioteca se fragmenta II) se forman las tétradas III) ocurre crossing-over A) Sólo I B) Sólo II C) Sólo III D) Sólo II y III E) I, II y III 10. Es probable que la meiosis haya surgido como una modificación de la mitosis y presenta por ende muchas características de ésta, los eventos que se presentan en la meiosis y no en la mitosis son: I) entrecruzamiento II) separación de cromátidas hermanas III) formación de cromosomas simples a partir de cromosomas dobles. A) Sólo I B) Sólo II C) Sólo III D) Sólo I y II E) I, II y III 11. La meiosis, proceso de distribución cromosómica determinante en los organismos multicelulares sexuados se caracteriza por: I) mantener el número de cromosomas de la especie. II) generar células haploides a partir de citos diploides. III) contribuir a la variabilidad genética de las especies. A) Sólo I B) Sólo II C) Sólo I y II D) Sólo II y III E) I, II y III 12. En el ovario de un mamífero pre púber se encuentran: I) ovogonias II) ovocitos I III) ovocitos II A) Sólo I B) Sólo II C) Sólo III D) Sólo I y II E) Sólo I y III
- 14. GENÉTICA- Meiosis y gametogénesis Prof. Nora Besso 14 13. En un espermatocito I humano hay_____ cromosomas: a) 22 b) 23 c) 24 d) 44 e) 46 14. Una célula en G2 a diferencia de una célula G1 posee el doble de: I) moléculas de DNA II) cromátidas III) centrómeros A) Sólo I B) Sólo II C) Sólo I y II D) Sólo II y III E) I, II y III 15. En la fecundación, el espermatozoide se fusiona con un: a) ovocito secundario b) folículo primordial c) ovocito primario d) ovogonio 16. La meiosis es parte de un proceso mayor llamado gametogénesis, el cual ocurre en las gónadas y tiene por objetivo la formación de gametos haploides. Indicar la/s proposición/es correcta/s referidas a la meiosis humana: I) Tiene una duración menor en el hombre que en la mujer. II) Tanto en el hombre como en la mujer se completa en el momento de la fecundación. III) En la mujer finaliza al nacer. A) Sólo I B) Sólo II C) Sólo III D) Sólo I y III E) I, II y III