LA MEIOSIS. Reproducción de los seres vivos. Ciclos biológicos. Origen de la variabilidad genética en la meiosis

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1 Reproducción de los seres vivos. Ciclos biológicos Desarrollo de las fases de la meiosis Origen de la variabilidad genética en la meiosis Comparación mitosis-meiosis Evolución del número de cromosomas y la cantidad de DNA durante la meiosis Consecuencias genéticas

2 REPRODUCCIÓN ASEXUAL Si se realiza por medio de una célula del cuerpo del progenitor, se habla de reproducción monocitógena; si son varias las células que participan, la reproducción es policitógena Monocitógena Policitógena

3 REPRODUCCIÓN SEXUAL -Gametogénesis: Formación de los gametos, que portan la información genética de los progenitores a los descendientes. - Fecundación: Fusión de los gametos para formar una sola célula (huevo o cigoto), que es la célula inicial del nuevo individuo. n 2n División especial: MEIOSIS Fusión celular: FECUNDACIÓN n Mezcla el genoma de dos células (gametos) Los descendientes difieren genéticamente de sus progenitores y entre sí Ventajas: Hay variabilidad: La mezcla de genes ayuda a las especies a sobrevivir en un medio ambiente variable e impredecible Ayuda también a eliminar genes nocivos de una población

4 CICLOS BIOLOGICOS Diplofásico Las células diploides proliferan mediante mitosis N N Diplofásico Haplofásico Las células haploides que se forman por meiosis ya no proliferan más Haplofásico La célula diploide que se forma por la fusión se divide directamente por meiosis N N Las células haploides resultantes proliferan mediante mitosis El individuo adulto será haploide N N

5 CICLOS BIOLOGICOS Haplo-diplofásico N N N N La meiosis ocurre durante la esporulación Las células haploides y diploides proliferan mediante mitosis Habrá dos tipos de individuos adultos: uno diploide, esporofito; y otro haploide, gametofito.

6 PRIMERA DIVISIÓN MEIÓTICA Profase I - Leptotene - Cigotene - Paquitene - Diplotene - Diacinesis Prometafase I Metafase I Anafase I Telofase I 4C INTERFASE SEGUNDA DIVISIÓN MEIÓTICA Profase II Prometafase II Metafase II Anafase I Telofase II 2C C

7 LA MEIOSIS PRIMERA DIVISIÓN MEIÓTICA

8 El núcleo aumenta de volumen Los cromosomas se individualizan y condensan Los telómeros contactan con la envoltura nuclear En algún caso, aparecen cromómeros Leptotene

9 Comienza el apareamiento de los cromosomas homólogos Apareamiento parcial entre el cromosoma X y el Y Se forman los bivalentes o tétradas Se forma el complejo sinaptonémico En ocasiones, disposición en ramillete Cigotene cr. homólogas cromosoma paterno 1 replicado cromosoma materno 1 replicado cr. hermanas centrómero Cromátides hermanas bivalente

10 Cigotene Marcaje de los telómeros (señal roja) al principio y final de la profase I Al parecer, esta disposición hace que la profase I sea más rápida y eficaz

11 COMPLEJO SINAPTONÉMICO SYCP3, SYCP2 Cigotene SYCP1 SC protein-1 (SYCP1), SC protein-2 (SYCP2), and SC protein-3 (SYCP3). In humans, the SYCP1 gene is on 1p13; the SYCP2 gene is on 20q13.33; and the gene for SYCP3 is on chromosome 12q.

12 Cigotene Complejo sinaptonémico

13 Paquitene Se completa el apareamiento Máximo grosor del bivalente Recombinación genética Complejos de recombinación

14 Complejo sinaptonémico Paquitene

15 Complejo sinaptonémico cohesina

16 Separación de cromosomas apareados Aparición de los quiasmas (estabilizan los bivalentes) Diplotene quiasma centrómeros bivalente cromosomas homólogos paternos cromosomas homólogos maternos cromátides hermanas Tres entrecruzamientos separados dan lugar a tres quiasmas

17 Diplotene Figure 5-63 Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008) La recombinación genética se inicia con la rotura de la doble hebra inducida por Spo11. Esa rotura debe ser reparada antes de metafase I. Esta vía es la misma que la de la reparación del ADN.

18 Diacinesis Los cromosomas alcanzan su máximo grado de condensación y comienzan los movimientos que los llevaran al ecuador de la célula Siguen separándose los cromosomas apareados Los quiasmas se desplazan hacia los extremos de los cromosomas (terminalización) El nucleolo desaparece. La envoltura nuclear se desintegra

19 Prometafase I La envoltura nuclear desaparece. Los microtúbulos se unen a los quinetócoros Los cromosomas se dirigen al ecuador Metafase I Los dos quinetocoros de un cromosoma se dirigen hacia un mismo polo. Por tanto, los microtúbulos quinetocóricos que parten de un cromosoma se dirigen solo hacia uno de los dos polos del huso La orientación de los homólogos en el plano ecuatorial es al azar. Por lo tanto, la separación de los homólogos en la anafase también será al azar

20 Anafase I Los quiasmas desaparecen. Los cromosomas, cada uno con dos cromátides se dirigen a los polos. Los brazos de las cromátidas hermanas se separan, finalizando los quiasmas y permitiendo la separación de los homólogos en toda su longitud, pero las cromátides hermanas se mantienen unidas en la región de los centrómeros hasta la anafase II. Telofase I La envoltura nuclear se forma de nuevo. Los cromosomas se descondensan. Citoquinesis I Es una fase análoga a la de la mitosis. Cada célula hija es haploide (23 cromosomas ) pero cada cromosoma tiene dos cromátides. En las células femeninas es excéntrica. Las células inician la segunda división meiótica.

21 Anafase I Separación de los cromosomas homólogos en la primera división de la meiosis shugoshinas

22 Separación de los cromosomas en la segunda división de la meiosis Se reorganizan los cinetócoros. Los cinetócoros señalan direcciones opuestas Anafase II

23 Separación de los cromosomas en la primera y segunda división de la meiosis

24 Origen de la variabilidad genética en la meiosis

25 Origen de la variabilidad genética en la meiosis En cada par de homólogos humanos se producen por término medio dos o tres entrecruzamientos

26 Comparación MITOSIS-MEIOSIS Semejanzas: - aparecen cromosomas - el huso dirige sus movimientos - se divide núcleo y citoplasma Diferencias: Mitosis: Células somáticas Meiosis: Células germinales Mitosis: una duplicación del DNA, una división celular Meiosis: una duplicación del DNA, dos divisiones celulares Mitosis: duración corta Meiosis: puede durar años Mitosis: cromosomas homólogos independientes Meiosis: los homólogos guardan una estrecha relación al inicio de la división Mitosis: se transmite una copia exacta del genoma a las células hijas Meiosis: existen variaciones en el genoma de las células hijas Mitosis: Los centrómeros se separan en la anafase Meiosis: Los centrómeros no se separan en anafase I

27 Comparación MITOSIS-MEIOSIS

28 Evolución del número de cromosomas y la cantidad de DNA durante la meiosis 2C N C 4C N 2C 4C 4C 2C N C MITOSIS MEIOSIS

29 Consecuencias genéticas de la meiosis 1. Reducción del número de cromosomas a la mitad 2. Generación de diversidad genética en los gametos Reparto al azar de cromosomas de origen paterno y materno durante la metafase de la primera división Recombinación entre cromátides homólogas durante la profase de la primera división 3. Las células generadas por meiosis son genéticamente diferentes unas de otras y de la célula progenitora 4. Si hay errores se producen patologías importantes

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