Mitosis y meiosis

¿Qué cambia entre mitosis y meiosis?

La mitosis es la división del núcleo en la fase mitótica. Se parte en profase, prometafase, metafase, anafase y telofase, como un proceso continuo. En la profase la envoltura nuclear empieza a deshacerse, el nucléolo se dispersa, los centrosomas se van a polos opuestos y las cromátidas hermanas se enrollan hasta verse al microscopio óptico. En la prometafase cada cromátida arma un cinetocoro en el centrómero y los microtúbulos del huso se enganchan ahí, de polos opuestos. En la metafase todos los cromosomas quedan en un plano, la placa metafásica, a la mitad de la célula, todavía unidos por cohesina. Están en su máxima condensación. En la anafase la cohesina se degrada, las cromátidas hermanas se separan en el centrómero y cada una, ya como cromosoma, es jalada hacia su polo. La célula se alarga. En la telofase los cromosomas llegan a los polos, se descondensan y se forman envolturas nucleares. El huso se desarma. ¹

El orden de esos eventos, si te dan una lista, es: los cromosomas se condensan y la envoltura se desintegra; se alinean en el centro; las cromátidas hermanas se van a polos opuestos; se forma una envoltura alrededor de cada juego. Eso es profase, metafase, anafase y telofase. No separes las hermanas antes de alinearlas. ¹

La mitosis es una sola división nuclear. Los núcleos hijos suelen quedar en dos células nuevas y son genéticamente idénticos al núcleo original. El número de juegos de cromosomas no cambia: si la célula era diploide, las hijas son diploides. Las plantas también usan mitosis para crecer, tanto en células haploides como diploides. El orden de G1, S y G2 antes de esta división está en el ciclo celular. ^{1 2}

La reproducción sexual une dos gametos, cada uno con un juego de cromosomas, y forma un cigoto con dos juegos. Haploide significa un juego. Diploide significa dos. Si no hubiera una división que reduzca los juegos a la mitad, cada fecundación los duplicaría. Esa división es la meiosis. En la mayoría de animales, plantas y muchos unicelulares, cada célula somática (todas menos los gametos) tiene dos copias de cada cromosoma, los homólogos: los mismos genes en los mismos lugares. Un juego viene de cada progenitor. ²

La meiosis forma células haploides a partir de diploides. Hay una ronda de replicación y dos de división nuclear. Por eso las etapas llevan I o II. Antes va una interfase con G1, S y G2. En S cada cromosoma se copia en dos cromátidas hermanas unidas por cohesina hasta la anafase II. ²

En la profase I los homólogos se acercan. El complejo sinaptonémico, una red de proteínas, los alinea de punta a punta. Ese apareamiento estrecho es la sinapsis. Ahí hay entrecruzamiento: intercambio de segmentos entre cromátidas no hermanas. Se ve después como quiasmas. En humanos, X y Y no son del todo homólogos, pero una región pequeña de homología les permite aparearse. El entrecruzamiento es la primera fuente de variación. Una cromátida recombinante mezcla genes maternos y paternos que no estaban juntos. En la mitosis los homólogos no se aparean. Al final de la profase I cada par muestra cuatro cromátidas: una tétrada. ²

En la metafase I las tétradas se acomodan en la placa, al azar. Cada homólogo puede mirar a cualquiera de los dos polos, y la orientación de una tétrada no depende de las otras. En humanos hay 23 pares, así que solo por ese sorteo hay más de ocho millones de combinaciones (2 elevado a 23), sin contar el entrecruzamiento. En la anafase I se separan los homólogos. Las cromátidas hermanas siguen unidas en el centrómero. El resultado de la meiosis I son dos células haploides: en cada polo hay un solo miembro de cada par, aunque cada cromosoma todavía tiene dos cromátidas. Por eso a la meiosis I se le llama división reduccional. ²

La meiosis II separa cromátidas hermanas. Antes puede haber una intercinesis breve, sin fase S: no hay otra copia del ADN. En la anafase II las hermanas se van a polos opuestos, como en la anafase mitótica. Si la célula de origen era diploide, al final hay cuatro células haploides distintas, por el sorteo de homólogos y por la recombinación. En el ejemplo del libro, un animal con 2n = 4 termina en cuatro células haploides. En humanos, un juego tiene 23 cromosomas. El óvulo aporta un juego de 23, a menudo llamado materno, y el espermatozoide otro juego de 23, paterno. Una célula humana diploide tiene, por tanto, 46. Al completar la meiosis quedan cuatro células haploides, cada una con 23, y no son copias genéticas unas de otras. No salen dos diploides de 46, ni cuatro células de 46. ²

Dos hermanos con los mismos padres no son iguales, en buena parte, por ese entrecruzamiento de la profase I. No lo explica la separación de hermanas en la anafase de la mitosis, ni la copia del ADN en S (esa copia es de cromátidas idénticas, salvo el entrecruzamiento posterior), ni la citocinesis. La teoría de que los genes viajan en cromosomas se retoma en la teoría cromosómica. Cómo se usan estas divisiones en la formación de gametos va en gametogénesis.

Ideas clave

• Mitosis. Una división del núcleo. Dos núcleos idénticos, con el mismo número de juegos. Las cromátidas hermanas se separan en la anafase. ^{1 2}
• Meiosis. Una copia del ADN y dos divisiones. Cuatro núcleos haploides, genéticamente distintos. ²
• Profase I. Sinapsis de homólogos y entrecruzamiento entre cromátidas no hermanas. Eso no ocurre en la mitosis. ²
• Meiosis I. Se separan homólogos. Es la división que reduce de dos juegos a uno. ²
• Meiosis II. Se separan cromátidas hermanas. No hay una fase S nueva en la intercinesis. ²

Ejemplos resueltos

Una célula humana termina la meiosis

Parte de una célula diploide humana, 46 cromosomas. La meiosis deja cuatro células. Cada una es haploide, con 23 cromosomas, y el entrecruzamiento más el sorteo de la metafase I las hacen distintas. Dos células de 46 sería el resultado de una mitosis, no de esta división. ²

Por qué dos hermanos no salen iguales

La diferencia se explica en buena parte por el intercambio entre homólogos en la profase I. La anafase de la mitosis separa copias hermanas en una división que conserva el número de juegos y produce núcleos idénticos. ²

El orden de la mitosis

Primero los cromosomas se condensan y la envoltura nuclear se desintegra. Luego se alinean en el centro. Después las cromátidas hermanas se separan hacia polos opuestos. Al final se forma una envoltura alrededor de cada juego y los cromosomas empiezan a descondensarse. ¹

Errores comunes

No digas que la mitosis reduce el número de cromosomas a la mitad. Esa reducción es la meiosis I. ²

No pongas el entrecruzamiento en la mitosis ni en la meiosis II. El libro lo sitúa en la profase I, entre cromátidas no hermanas. ²

No llames anafase I a la separación de cromátidas hermanas. En la anafase I se van los homólogos y las hermanas siguen juntas. Las hermanas se separan en la anafase de la mitosis y en la anafase II. ^{1 2}

Cómo lo pregunta el examen

Si una célula humana con 46 cromosomas completa la meiosis, espera cuatro células haploides de 23, distintas entre sí. ²

Si preguntan qué evento explica que dos hermanos sean distintos, marca el entrecruzamiento de homólogos en la profase I. ²

La fase de la mitosis en la que las hermanas se van a polos opuestos es la anafase. La envoltura nueva alrededor de cada juego es la telofase. ¹

De una lista de rasgos de la meiosis, quédate con cuatro células hijas, entrecruzamiento entre homólogos y reducción a la mitad. Descarta "mantiene el número de la célula madre" y "ocurre en las células del cuerpo para el crecimiento": eso es mitosis. ²

El orden de la mitosis es condensar y romper la envoltura, alinear, separar hermanas y rearma envolturas. ¹

Resumen

• La mitosis da dos núcleos idénticos y no cambia el número de juegos de cromosomas.
• En la mitosis las hermanas se separan en la anafase y la envoltura se rearma en la telofase.
• La meiosis tiene una replicación y dos divisiones, y produce cuatro células haploides distintas.
• El entrecruzamiento ocurre en la profase I. En la anafase I se separan homólogos.
• En humanos un juego tiene 23 cromosomas. La célula diploide tiene 46.