FICHA DE BIOLOGÍA Nº 9 Profesor Mauricio Hernández Fonseca Biología 3 Medio Nombre del Estudiante : Curso : Revisión MEIOSIS LOS CROMOSOMAS Y EL NÚMERO CROMOSÓMICO Cada estudiante en tu clase de biología tiene características que pasaron de sus padres. Cada característica, como el color del cabello, estatura o color de los ojos es un rasgo. Las instrucciones para cada rasgo están en los cromosomas, que se encuentran en el núcleo de las células. En los cromosomas, el ADN se organiza en segmentos llamados genes que controlan la producción de proteínas. Cada cromosoma consta de cientos de genes; cada gen juega un papel primordial en determinar las características y funciones de la célula. Cromosomas homólogos Las células del cuerpo humano tienen 46 cromosomas. Cada progenitor contribuye 23 cromosomas, lo cual resulta en 23 pares de cromosomas. Los cromosomas que forman un par (un cromosoma de cada progenitor), se llaman cromosomas homólogos. Como se muestra en la Figura, los cromosomas homólogos de las células corporales tienen la misma longitud y posición del centrómero y además contienen los genes que controlan los mismos rasgos heredados. Por ejemplo, el gen para el tipo de lóbulo de la oreja se sitúa en la misma posición en los dos cromosomas homólogos. Aún cuando cada uno de estos genes codifique un tipo de lóbulo, es posible que no lo hagan para el mismo tipo exacto de lóbulo. Células haploides y diploides A fin de mantener el mismo número de cromosomas de generación a generación, un organismo produce gametos, células sexuales con la mitad del número de cromosomas. A pesar de que el número de cromosomas varía de especie a especie, en los humanos cada gameto contiene 23 cromosomas. El símbolo n se puede usar para representar el número de cromosomas en un gameto. Una célula con un número n de cromosomas se llama célula haploide. Haploide proviene de la palabra griega haploos, que significa sencillo. El proceso por medio del cual un gameto haploide se combina con otro gameto haploide se llama fecundación. Como resultado de la fecundación, la célula ahora tiene un total de 2n cromosomas: n cromosomas de la madre más n cromosomas del padre. La célula que contiene 2n número de cromosomas se llama célula diploide. Nota que la n también describe el número de pares de cromosomas en un organismo. Cuando se combinan dos gametos humanos, se forman 23 pares de cromosomas homólogos. Meiosis I Los gametos se forman durante un proceso llamado meiosis, un tipo de división celular que reduce el número de cromosomas; por lo tanto, se le conoce como una división de reducción. La meiosis se presenta en las estructuras reproductoras de los organismos que se reproducen sexualmente. Mientras que la mitosis mantiene el
número de cromosomas, la meiosis lo reduce a la mitad por medio de la separación de los cromosomas homólogos. Una célula con 2n número de cromosomas tendrá gametos con un número n de cromosomas luego de la meiosis. La meiosis involucra dos divisiones celulares consecutivas llamadas meiosis I y meiosis II. Interfase Recuerda que el ciclo celular incluye la interfase antes de la mitosis. Las células que experimentan la meiosis también pasan a través de la interfase como parte del ciclo celular. Las células en la interfase llevan a cabo varios procesos metabólicos, que incluyen la replicación del ADN y la síntesis de las proteínas. Profase I A medida que las células entran en la profase I, los cromosomas replicados se hacen visibles. Como en la mitosis, los cromosomas replicados consisten de dos cromátides hermanas. Los cromosomas homólogos se condensan, y comienzan a formar pares en un proceso llamado sinapsis. Los cromosomas homólogos se sujetan fuertemente entre sí, como se ilustra en la Figura. Este intercambio ocurre durante la sinapsis. El entrecruzamiento es un proceso durante el cual segmentos cromosómicos se intercambian entre un par de cromosomas homólogos. A medida que continúa la profase I, los centríolos se desplazan hacia los polos opuestos de la célula. Se forman las fibras del huso y se unen a las cromátides hermanas en el centrómero. Metafase I En la siguiente fase de la meiosis, los pares de cromosomas homólogos se alinean en el ecuador de la célula. En la meiosis, las fibras del huso se adhieren al centrómero de cada cromosoma homólogo. Recuerda que durante la metafase en la mitosis, los cromosomas individuales, que consisten en dos cromátides hermanas, se alinean en el ecuador celular. Durante la metafase I de la meiosis, los cromosomas homólogos se alinean en pares en el ecuador celular. Esta es una diferencia importante entre la mitosis y la meiosis. Anafase I Durante la anafase I, los cromosomas homólogos se separan. Cada miembro del par se guía por las fibras del huso y se desplaza hacia los polos opuestos de la célula. El número cromosómico se reduce de 2n a n al separarse los cromosomas homólogos. Recuerda que en la mitosis, las cromátides hermanas se dividen durante la anafase. En cambio, durante la anafase I de la meiosis, cada cromosoma homólogo todavía consiste en dos cromátides hermanas. Telofase I Los cromosomas homólogos que constan de dos cromátides hermanas, alcanzan los polos opuestos de la célula. Cada polo tiene un sólo miembro del par original de cromosomas homólogos. Nota que cada cromosoma todavía consiste en dos cromátides hermanas unidas por el centrómero. Las cromátides hermanas no son necesariamente idénticas, debido a que pudo haber ocurrido el entrecruzamiento durante la sinapsis en la profase I. Durante la telofase I, generalmente ocurre la citoquinesis, con la formación del surco que constriñe las células animales y de una placa en las células vegetales. Luego de la citoquinesis, las células pueden ir nuevamente a interfase antes de la segunda serie de divisiones. Sin embargo, el ADN no se replica nuevamente durante esta interfase. En algunas especies, durante la telofase I los cromosomas se desenrollan, reaparece la membrana nuclear y se vuelven a formar los núcleos. Meiosis II La meiosis sólo ha recorrido la mitad del proceso al llegar al final de la meiosis I. Durante la profase II, comienza una segunda serie de fases mientras se forma el huso mitótico y se condensan los cromosomas. Durante la metafase II, las fibras del huso ubican a los cromosomas en el ecuador. Durante la metafase de la mitosis, se alinea un número diploide de cromosomas en el ecuador. Sin embargo, durante la metafase II de la meiosis, un número haploide de cromosomas se alinea en el ecuador. Durante la anafase II, las fibras del huso separan las cromátides hermanas por el centrómero y se desplazan hacia los polos opuestos de la célula. Los cromosomas llegan a los polos durante la telofase II y se reforman la membrana nuclear y los nucléolos. Al final de la meiosis II, ocurre la citoquinesis, la cual resulta en cuatro células haploides, cada una con n número de cromosomas. 2
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La importancia de la meiosis La Tabla muestra una comparación entre la mitosis y la meiosis. Recuerda que la mitosis consta de un solo conjunto de fases de división y produce dos células hija diploides idénticas. En cambio, la meiosis consiste en dos conjuntos de divisiones y produce cuatro células hijas haploides que no son idénticas. La meiosis es importante ya que da como resultado la variación genética. 4
La meiosis proporciona variación Recuerda que los pares de cromosomas homólogos se alinean en el ecuador durante la profase I. La forma en que los cromosomas se alinean en el ecuador es un proceso aleatorio del que resultan gametos con diferentes combinaciones de cromosomas, como los de la Figura. Según la forma como los cromosomas se alineen en el ecuador, saldrán cuatro gametos con diferentes combinaciones de cromosomas. Nota que la primera posibilidad muestra qué cromosomas estaban en el mismo lado del ecuador y por lo tanto viajaron juntos. Se alinearon diferentes combinaciones de cromosomas en el mismo lado del ecuador para producir los gametos de la segunda posibilidad. La variación genética se produce durante la combinación aleatoria de gametos durante el entrecruzamiento y la fecundación. Reproducción sexual contra reproducción asexual Algunos organismos se reproducen asexualmente y otros sexualmente. Los ciclos de vida de otros organismos podrían incluir tanto reproducción asexual como sexual. En la reproducción asexual, el organismo hereda todos los cromosomas de un solo progenitor. Así, el nuevo individuo es genéticamente idéntico a su progenitor. Las bacterias se reproducen asexualmente, mientras que los protistas se reproducen sexual o asexualmente, según las condiciones ambientales. La mayoría de las plantas y de los animales más simples se pueden reproducir tanto sexual como asexualmente, en comparación con los animales más avanzados que sólo se reproducen sexualmente. Por qué algunas especies se reproducen sexualmente y otras asexualmente? Estudios recientes con moscas de la fruta demostraron que es más rápido el índice de acumulación de mutaciones beneficiosas cuando las especies se reproducen sexualmente, que al hacerlo asexualmente. Es decir que cuando la reproducción es sexual, los genes beneficiosos se multiplican más rápido que cuando ocurre la reproducción asexual. Actividad Examina la tabla y luego contesta las preguntas. Número de cromosomas de algunos organismos comunes 1. Cuál es el número diploide de cromosomas del maíz? 2. Cuál es el número haploide de cromosomas del maíz? 3. Está relacionado el número de cromosomas con la complejidad del organismo? 4. Cuántos pares de cromosomas tienen los seres humanos? 5. Cuál proceso mantiene un número constante de cromosomas para cada especie? 5
Rotula las siguientes fases de la meiosis. Usa estas opciones: Metafase I, Metafase II, Interfase, Telofase I, Telofase II, Anafase I, Anafase II, Profase I y Profase II. Los siguientes enunciados describen la interfase y la meiosis I. Identifica cada fase. Después, enuméralas del 1 al 5 según el orden en que ocurren. Usa 1 para la primera fase y 5 para la última fase. Indica si cada enunciado es verdadero o falso. 20. Puede ocurrir un reordenamiento de los cromosomas durante la meiosis debido al entrecruzamiento o debido a la distribución independiente de los cromosomas homólogos. 21. La recombinación genética es una de las fuentes más importantes de variabilidad entre los organismos. 22. La segregación aleatoria de los cromosomas durante la meiosis explica la observación de Mendel de que los genes para diferentes rasgos se heredan de manera independiente. 23. La falta de disyunción siempre produce un cigoto con un cromosoma extra. 24. El síndrome de Down es resultado de un tipo de euploidía. 25. Los errores que ocurren durante la meiosis son ocasionalmente beneficiosos. 6