Preguntas dentro del párrafo: ¿Qué papel juegan los gametos? ¿Qué las distingue de las células somáticas?
Los gametos son células sexuales involucradas en la reproducción sexual. Los gametos contienen un medio juego de cromosomas haploide, mientras que las células somáticas contienen un doble juego completo de cromosomas.
¿Qué cambios ocurren en una célula antes de la división? Antes de la división, ocurre la etapa de interfase. La interfase (del latín inter - entre del griego phasis - apariencia) es la parte del ciclo celular entre dos divisiones. En las células que han perdido la capacidad de dividirse, se considera interfase el período desde la última división hasta su muerte. Durante el período de interfase, la célula funciona activamente y en ella se producen intensamente procesos metabólicos, incluida la preparación para la división.
Página 70. Preguntas y tareas después del §
1. ¿Por qué la meiosis se llama división reductora?
La meiosis es una división celular en la que el número de cromosomas se reduce a la mitad. La reducción es una disminución, una desaparición, por eso la división meiótica se llama reducción. Como resultado, una célula diploide (2n2c) produce cuatro células haploides (nc).
2. ¿Qué cambios ocurren en los cromosomas homólogos antes de la primera división meiótica?
Antes de la primera división meiótica, el material genético de la célula se duplica. Como resultado de la autoduplicación de las moléculas de ADN, los cromosomas están formados por dos cromátidas. El material genético de dicha célula se denomina 2n4c.
3. ¿La formación de qué células se basa en la meiosis?
La meiosis es la base de la formación de células germinales, los gametos, que tienen la mitad del conjunto de cromosomas, a diferencia de las células somáticas.
4. Compara la meiosis con la mitosis. ¿Cuáles son las características de la meiosis?
A diferencia de la mitosis, como resultado de la primera división, no las cromátidas hermanas deben dispersarse hacia los polos, sino cromosomas completos, uno de cada par. Para una mayor divergencia, estos pares primero deben formarse: los cromosomas homólogos deben reconocerse entre sí, alinearse correctamente en el plano ecuatorial y luego separarse hacia los polos. Por lo tanto, durante la profase de la primera división, los cromosomas homólogos se acercan y luego se unen en toda su longitud; este es el proceso de conjugación cromosómica. En la metafase de la primera división, los cromosomas conjugados se ubican en el plano ecuatorial, formando una placa metafásica. Los filamentos del huso están unidos a los centrómeros de los cromosomas homólogos, y estos últimos divergen gradualmente hacia los polos de la célula (se produce la anafase de la primera división). Durante la telofase se forman los núcleos. Se completa la primera división meiótica. A partir de una célula diploide se forman dos células haploides. Pero, sin embargo, cada cromosoma homólogo consta de dos cromátidas y se denomina n2c. La segunda división sigue inmediatamente a la primera. La duplicación del ADN no se produce en la segunda división, por lo que no son los cromosomas los que se desplazan hacia los polos, sino las cromátidas. Por lo tanto, como resultado, las células haploides contienen una molécula de ADN y se denominan nc. Así, durante la reducción o división diminuta, se forman cuatro células haploides a partir de una célula diploide.
5. Explique el significado de los términos “cromosomas homólogos”, “conjugación”, “recombinación”.
Los cromosomas homólogos son iguales en forma, longitud, estructura, funciones y ubicación del centrómero, y portan los mismos genes. La conjugación es la unión de cromosomas homólogos en toda su longitud en el plano ecuatorial. La recombinación es la formación de nuevas combinaciones de genes que ocurren durante la conjugación de cromosomas homólogos.
Inicio > ConferenciaConferencia 15. Meiosis, gametogénesis.
Mitosis – un método especial para dividir las células eucariotas, como resultado del cual se forman células con un conjunto de cromosomas reducido a la mitad, las células resultantes tienen un conjunto diferente de alelos genéticos: son genéticamente diferentes, estas células se convierten en gametos (en animales) o esporas. (en plantas y hongos). La meiosis consta de dos divisiones sucesivas precedidas de una única replicación del ADN. Primera división meiótica (meiosis 1) llamado reduccionista, ya que es durante esta división que el número de cromosomas se reduce a la mitad: de una célula diploide (2 norte4 do) Se forman dos células haploides. (1 norte2 do). Interfase 1(al principio - 2 norte2 do, al final - 2 norte4 do) suele ocurrir y va acompañado de crecimiento, síntesis y acumulación de sustancias y energía necesarias para ambas divisiones, aumento del número de orgánulos, duplicación de centriolos y replicación del ADN, que finaliza en la profase 1. Profase 1(2 norte4 do). La fase más larga y compleja de la meiosis. Consta de una serie de etapas sucesivas. leptoteno, Etapa de filamento fino. Los cromosomas están débilmente condensados. Ya son bicromátidas (cada cromosoma consta de dos cromátidas hermanas), pero las cromátidas están tan juntas que los cromosomas parecen hilos largos y delgados. Los telómeros de los cromosomas todavía están unidos a la membrana nuclear mediante estructuras especiales: discos adjuntos.cigoteno, etapa de fusión de hilos. Los cromosomas homólogos comienzan a sentirse atraídos entre sí por áreas similares y conjugadas. Conjugación Se llama proceso de estrecha convergencia de cromosomas homólogos. (El proceso de conjugación también se llama sinapsis.). La membrana nuclear comienza a desintegrarse en fragmentos, los centríolos divergen hacia diferentes polos de la célula, continúa la formación de hilos del huso, la "desaparición" de los nucléolos y la condensación de los cromosomas bicromátidos. Ocurre un proceso que está ausente en la mitosis: conjugación, el proceso de proximidad de cromosomas homólogos. Un par de cromosomas homólogos conjugados se llama bivalente(este es un par de cromosomas), o computadora portátil(hay cuatro cromátidas en un bivalente). Se cree que cada gen entra en contacto con un gen homólogo en otro cromosoma; el número de bivalentes es igual al conjunto haploide de cromosomas. PAGArroz. . Cruzando
Achytena, etapa de filamento grueso. El proceso de espiralización de los cromosomas continúa y en los cromosomas homólogos ocurre de forma sincrónica. Se hace claramente visible que los cromosomas son bicromátidos. En el paquiteno se observa un contacto particularmente estrecho entre las cromátidas. El evento más importante del paquiteno es cruzando– intercambio de regiones entre cromátidas no hermanas de cromosomas homólogos. El cruce da como resultado la primera recombinación de genes durante la meiosis. diplotena. Los cromosomas de los bivalentes se retuercen y comienzan a repelerse entre sí. El proceso de repulsión comienza en el centrómero y se extiende a lo largo de toda la longitud de los bivalentes. Sin embargo, todavía permanecen conectados entre sí en algunos puntos. ellos son llamados quiasmas. Estos puntos aparecen en los puntos de cruce. Durante la gametogénesis, se pueden formar hasta 50 quiasmas en humanos. diacinesis. Los cromosomas se acortan y engrosan al máximo debido a la espiralización de las cromátidas, la envoltura nuclear se destruye casi por completo. Los quiasmas se deslizan hacia los extremos de las cromátidas. Metafase 1 (2 norte4 do) Los bivalentes están alineados en el plano ecuatorial de la célula, los microtúbulos del huso están unidos por un extremo a los centriolos y por el otro a los centrómeros de los cromosomas, y no a los centrómeros de las cromátidas, como era el caso durante la mitosis. Anafase 1 (2 norte4 do) – divergencia aleatoria independiente de los cromosomas bicromátidos hacia los polos opuestos de la célula (de cada par de cromosomas homólogos, un cromosoma va a un polo y el otro al otro). Se produce una segunda recombinación del material genético: cada polo tiene un conjunto haploide de cromosomas bicromátidos, algunos de ellos son paternos y otros maternos. Muchas cromátidas en los cromosomas se convirtieron mosaico, portan simultáneamente algunos genes del padre y de la madre. Telofase 1 (1 norte2 do en cada celda). Se forman membranas nucleares alrededor de los conjuntos haploides de cromosomas bicromátidos y se divide el citoplasma. A partir de una célula diploide (2n4c) se formaron dos células con un conjunto haploide de cromosomas (n2c), por lo que esta división se llama reducción. Y
Arroz. . Cambios en el conjunto de cromosomas y el ADN en la 1ª y 2ª división de la meiosis.
Interfase 2, o intercinesis (1 norte2 do) representa una ruptura entre la primera y la segunda división meiótica, la duración de este período varía entre los organismos; en algunos casos, ambas células hijas ingresan inmediatamente a la segunda división y, a veces, la segunda división comienza después de varios meses o años. Pero como los cromosomas son bicromáticos, no se produce replicación del ADN durante la interfase 2. Segunda división meiótica (meiosis 2) llamado ecuacional. Profase 2 (1 norte2 do). En resumen, la profase 1, la cromatina se condensa, no hay conjugación ni entrecruzamiento, ocurren los procesos habituales para la profase: la desintegración de las membranas nucleares en fragmentos, la divergencia de los centriolos a diferentes polos de la célula, la formación de filamentos del huso. Metafase 2 (1 norte2 do). Los cromosomas bicromátidos se alinean en el plano ecuatorial de la célula, se forma una placa de metafase. Se crean los requisitos previos para la tercera recombinación del material genético: muchas cromátidas son mosaicos y su ubicación en el ecuador determina a qué polo irán en el futuro. . Los filamentos del huso están unidos a los centrómeros de las cromátidas. Anafase 2 (2 norte2c). Se produce la división de los cromosomas de dos cromátidas en cromátidas y la divergencia de estas cromátidas hermanas hacia los polos opuestos de la célula (en este caso, las cromátidas se convierten en cromosomas monocromátidos independientes), y se produce una tercera recombinación del material genético. Telofase 2 (1 norte1 do en cada celda). Los cromosomas se descondensan, se forman membranas nucleares, se destruyen los filamentos del huso, aparecen nucléolos y el citoplasma se divide (citotomía) para finalmente formar cuatro células haploides. Importancia biológica de la meiosis.. La meiosis es el evento central de la gametogénesis en animales y de la esporogénesis en plantas. Con su ayuda, se mantiene la constancia del conjunto de cromosomas: después de la fusión de los gametos, no se duplica. Gracias a la meiosis se forman células genéticamente diferentes, porque Durante el proceso de meiosis, la recombinación del material genético ocurre tres veces: debido al entrecruzamiento (profase 1), debido a la divergencia aleatoria e independiente de cromosomas homólogos (anafase 1) y debido a la divergencia aleatoria de cromátidas (anafase 2). Amitosis– división directa del núcleo en interfase por constricción sin espiralización cromosómica, sin formación de huso de división. Las células hijas tienen material genético diferente. Puede limitarse únicamente a la división nuclear, que conduce a la formación de células binucleadas y multinucleadas. Descrito para células envejecidas, patológicamente alteradas y condenadas. Después de la amitosis, la célula no puede volver al ciclo mitótico normal. Normalmente, se observa en tejidos altamente especializados, en células que ya no tienen que dividirse: en el epitelio, el hígado. Gametogénesis. Los gametos se forman en las gónadas. góndolas. El proceso de desarrollo de los gametos se llama gametogénesis. El proceso de formación de espermatozoides se llama espermatogénesis, y la formación de ovocitos es oogénesis (oogénesis). Precursores de gametos - gametocitos se forman en las primeras etapas del desarrollo embrionario fuera de las gónadas y luego migran hacia ellas. En las gónadas hay tres áreas (o zonas) diferentes: la zona de reproducción, la zona de crecimiento y la zona de maduración de las células germinales. En estas zonas se producen las fases de reproducción, crecimiento y maduración de los gametocitos. Hay otra fase en la espermatogénesis: la fase de formación. Fase de reproducción. Las células diploides de esta zona de las gónadas (gónadas) se dividen repetidamente por mitosis. Aumenta el número de células en las gónadas. ellos son llamados oogonia Y espermatogonias.Fase de crecimiento. Durante esta fase, las espermatogonias y las ovogonias crecen y se produce la replicación del ADN. Las células resultantes se llaman Ovocitos de primer orden y espermatocitos de primer orden. con un conjunto de cromosomas y ADN 2n4s.Fase de maduración. La esencia de esta fase es la meiosis. Los gametocitos de primer orden entran en la primera división meiótica. Como resultado, se forman gametocitos de segundo orden (n2c), que ingresan a la segunda división meiótica, y se forman células con un conjunto haploide de cromosomas (nc): óvulos y espermátidas redondas. La espermatogénesis también incluye fase de formación, durante el cual las espermátidas se convierten en espermatozoides. espermatogénesis. Durante la pubertad, las células diploides de los túbulos seminíferos de los testículos se dividen mitóticamente, produciendo muchas células más pequeñas llamadas espermatogonias. Algunas de las células resultantes pueden sufrir divisiones mitóticas repetidas, lo que da como resultado la formación de las mismas células de espermatogonias. La otra parte deja de dividirse y aumenta de tamaño, entrando en la siguiente fase de la espermatogénesis: la fase de crecimiento, las células de Sertoli brindan protección mecánica, apoyo y nutrición a los gametos en desarrollo. Las espermatogonias que han aumentado de tamaño se llaman Espermatocitos de primer orden. La fase de crecimiento corresponde a la interfase 1 de la meiosis, es decir. Durante este proceso, las células se preparan para la meiosis. Los principales eventos de la fase de crecimiento son la replicación del ADN y la acumulación de nutrientes en los espermatocitos de primer orden. 2 norte4s) ingresan a la primera división (de reducción) de la meiosis, después de lo cual se forman los espermatocitos de segundo orden ( norte2 do). Los espermatocitos de segundo orden entran en la segunda división (ecuacional) de la meiosis y se forman espermátidas redondas ( Carolina del Norte). De un espermatocito de primer orden surgen cuatro espermátidas haploides. La fase de formación se caracteriza por el hecho de que las espermátidas inicialmente esféricas sufren una serie de transformaciones complejas, como resultado de las cuales se forman los espermatozoides. Ud.
Arroz. . Espermatogénesis en túbulos seminíferos. Estructura de los espermatozoides:
1 – cabeza; 2 – cuello; 3 – tramo intermedio; 4 – flagelo; 5 – acrosoma; 6 – núcleo; 7 – centríolos; 8 – mitocondrias.
La espermatogénesis humana comienza durante la pubertad, el período de formación de espermatozoides es de tres meses, es decir. los espermatozoides se renuevan cada tres meses. La espermatogénesis ocurre de forma continua y sincrónica en millones de células. La estructura de los espermatozoides. El esperma de los mamíferos tiene la forma de un hilo largo. La longitud del esperma humano es de 50 a 60 micrones. La estructura del espermatozoide se puede dividir en una “cabeza”, un “cuello”, una sección intermedia y una cola. La cabeza contiene el núcleo y acrosoma. El núcleo contiene un conjunto haploide de cromosomas. El acrosoma (complejo de Golgi modificado) es un orgánulo que contiene enzimas que se utilizan para disolver las membranas del óvulo. Hay dos centríolos en el cuello y mitocondrias en la sección intermedia. La cola está representada por uno, en algunas especies dos o más flagelos. El flagelo es un orgánulo de movimiento y tiene una estructura similar a los flagelos y cilios de los protozoos. Para el movimiento de los flagelos se utiliza la energía de los enlaces macroérgicos de ATP; la síntesis de ATP se produce en las mitocondrias. El espermatozoide fue descubierto en 1677 por A. Leeuwenhoek. Oogénesis. A diferencia de la formación de espermatozoides, que ocurre solo después de alcanzar la pubertad, el proceso de formación de óvulos en humanos comienza en el período embrionario y avanza de manera intermitente. En el embrión se realizan plenamente las fases de reproducción y crecimiento, y comienza la fase de maduración. Cuando nace una niña, sus ovarios contienen cientos de miles de ovocitos de primer orden, detenidos, “congelados” en la etapa diplotena de la profase 1 de la meiosis. Durante la pubertad, la meiosis se reanuda: aproximadamente cada mes, bajo la influencia del sexo. hormonas, uno de los ovocitos de primer orden (raramente dos) alcanzará metafase 2 de la meiosis y ovulan en esta etapa. La meiosis puede completarse sólo bajo la condición de fertilización, la penetración de los espermatozoides; si no se produce la fertilización, el ovocito de segundo orden muere y se excreta del cuerpo. La ovogénesis se produce en los ovarios y se divide en tres fases: reproducción, crecimiento y. maduración. Durante la fase de reproducción, las ovogonías diploides se dividen repetidamente por mitosis. La fase de crecimiento corresponde a la interfase 1 de la meiosis, es decir. Durante la misma, las células se preparan para la meiosis; las células aumentan significativamente de tamaño debido a la acumulación de nutrientes. El evento principal de la fase de crecimiento es la replicación del ADN. Durante la fase de maduración, las células se dividen por meiosis. Durante la primera división meiótica, se denominan ovocitos de primer orden. Como resultado de la primera división meiótica surgen dos células hijas: pequeñas, llamadas primer cuerpo polar, y más grande – ovocito de segundo orden.
Arroz. . Fertilización:
1 – citoplasma del ovocito de segundo orden; 2 – placa en metafase; 3 – polares (cuerpos reductores); 4 – zona pelúcida; 5 – fertilización; 6 – esperma; 7 – células foliculares; 8 – pronúcleo femenino; 9 – formación del pronúcleo masculino; 10 – fusión de pronúcleos.
EN
Arroz. . Ovogénesis y espermatogénesis:
1 – ovocito de primer orden; 2 – primer cuerpo polar; 3 – ovocito de segundo orden; 4 – división del primer cuerpo polar; 5 – formación del segundo cuerpo polar; 6 – tres cuerpos polares; 7 – el núcleo del óvulo, fusionándose con el núcleo del espermatozoide; 8 – cigoto; 9 – espermatocitos de primer orden; 10 – espermatocitos de segundo orden; 11 – espermátidas; 12 – esperma.
La segunda división de la meiosis alcanza la metafase 2, en esta etapa ocurre la ovulación: el ovocito sale del ovario y ingresa a las trompas de Falopio. Si un espermatozoide penetra en el ovocito, se completa la segunda división meiótica con la formación del óvulo y el segundo cuerpo polar, y la del primer cuerpo polar con la formación del tercer y cuarto cuerpo polar. Así, como resultado de la meiosis, a partir de un ovocito de primer orden se forman un ovocito y tres cuerpos polares. La estructura de los huevos. La forma de los huevos suele ser redonda. Los tamaños de los huevos varían ampliamente, desde varias decenas de micrómetros hasta varios centímetros (un óvulo humano mide aproximadamente 120 micrones). Las características estructurales de los huevos incluyen: la presencia de membranas ubicadas encima de la membrana plasmática; y la presencia en el citoplasma de más
o menos grandes cantidades de nutrientes de reserva. En la mayoría de los animales, los huevos tienen membranas adicionales ubicadas encima de la membrana citoplasmática. Según el origen existen: capas primarias, secundarias y terciarias. Las membranas primarias se forman a partir de sustancias secretadas por el ovocito y, posiblemente, por las células foliculares. Se forma una capa en contacto con la membrana citoplasmática del huevo. Realiza una función protectora, garantiza la especificidad de la penetración de los espermatozoides, es decir, no permite que los espermatozoides de otras especies penetren en el óvulo. En los mamíferos esta membrana se llama brillante. Las membranas secundarias están formadas por secreciones de las células foliculares del ovario. No todos los huevos los tienen. La cáscara secundaria de los huevos de insectos contiene un canal, el micropilo, a través del cual los espermatozoides penetran en el óvulo. Las conchas terciarias se forman debido a la actividad de glándulas especiales de los oviductos. Por ejemplo, a partir de las secreciones de glándulas especiales, en aves y reptiles se forman las membranas proteicas, de pergamino de subcapa, de caparazón y de supracapa.
Las membranas secundarias y terciarias, por regla general, se forman en huevos de animales, cuyos embriones se desarrollan en el ambiente externo. Dado que los mamíferos se desarrollan intrauterinamente, sus óvulos sólo tienen propiedades primarias, brillante caparazón, encima del cual se encuentra corona radiante- una capa de células foliculares que suministran nutrientes al óvulo.
Huevo de mamífero:
1 – ovocito de segundo orden en metafase etapa 2; 2 – zona pelúcida; 3 – corona radiante; 4 – primer cuerpo polar.
Tipos de huevos de cordados:
1 – alecital; 2 – isolecital; 3 – moderadamente telolecital; 4 – marcadamente telolecital.
En los huevos se acumula un aporte de nutrientes, que se llama yema. Contiene grasas, carbohidratos, ARN, minerales, proteínas, siendo la mayor parte lipoproteínas y glicoproteínas. La yema está contenida en el citoplasma normalmente en forma de gránulos de yema. La cantidad de nutrientes acumulados en el óvulo depende de las condiciones en las que se desarrolla el embrión. Entonces, si el desarrollo del huevo ocurre fuera del cuerpo de la madre y conduce a la formación de animales grandes, entonces la yema puede representar más del 95% del volumen del huevo. Los huevos de mamíferos que se desarrollan dentro del cuerpo de la madre contienen una pequeña cantidad de yema, menos del 5%, ya que los embriones reciben de la madre los nutrientes necesarios para el desarrollo. Dependiendo de la cantidad de yema contenida, se distinguen los siguientes tipos de huevos: alecital(no contiene yema ni tiene una pequeña cantidad de inclusiones de yema - mamíferos, platelmintos); isolecitol(con yema distribuida uniformemente – lanceleta, erizo de mar); moderadamente telolecital(con yema distribuida desigualmente – peces, anfibios); marcadamente telolecital(La yema ocupa la mayor parte y solo una pequeña área del citoplasma en el polo animal está libre de ella: las aves. Debido a la acumulación de nutrientes, aparece polaridad en los huevos). Los polos opuestos se llaman vegetativo Y animalista. La polarización se manifiesta en el hecho de que hay un cambio en la ubicación del núcleo en la célula (se desplaza hacia el polo animal), así como en las peculiaridades de la distribución de las inclusiones citoplasmáticas (en muchos huevos aumenta la cantidad de yema del animal al polo vegetativo). El óvulo humano fue descubierto en 1827 por K M. Baer. Fertilización. La fertilización es el proceso de fusión de células germinales que conduce a la formación de un cigoto. El proceso de fertilización en sí comienza en el momento del contacto entre el espermatozoide y el óvulo. En el momento de tal contacto, la membrana plasmática del crecimiento acrosómico y la parte adyacente de la membrana de la vesícula acrosómica se disuelven, la enzima hialuronidasa y otras sustancias biológicamente activas contenidas en el acrosoma se liberan y disuelven la porción de la membrana del óvulo. . En la mayoría de los casos, el espermatozoide se retrae completamente dentro del óvulo; a veces el flagelo permanece afuera y se descarta; Desde el momento en que el espermatozoide penetra en el óvulo, los gametos dejan de existir, ya que forman una sola célula: el cigoto. El núcleo del espermatozoide se hincha, su cromatina se afloja, la membrana nuclear se disuelve y se convierte en el pronúcleo masculino. Esto ocurre simultáneamente con la finalización de la segunda división meiótica del núcleo del óvulo, que se reanudó debido a la fertilización. Poco a poco, el núcleo del óvulo se convierte en el pronúcleo femenino. Los pronúcleos se mueven hacia el centro del óvulo, se produce la replicación del ADN y, después de su fusión, el conjunto de cromosomas y ADN del cigoto se convierte en 2n4c. La unión de los pronúcleos representa la fecundación misma. Así, la fecundación finaliza con la formación de un cigoto con núcleo diploide. Dependiendo del número de individuos que participan en la reproducción sexual, se distinguen: fecundación cruzada, fecundación en la que participan gametos formados por diferentes organismos; autofertilización: fertilización en la que se fusionan gametos formados por el mismo organismo (tenias). Partenogénesis– reproducción virgen, una de las formas de reproducción sexual, en la que no se produce la fertilización y se desarrolla un nuevo organismo a partir de un óvulo no fertilizado. Se encuentra en numerosas especies de plantas, invertebrados y vertebrados, excepto mamíferos, en los que los embriones partenogenéticos mueren en las primeras etapas de la embriogénesis. La partenogénesis puede ser artificial y natural. La partenogénesis artificial es causada por una persona activando el óvulo exponiéndolo a diversas sustancias, irritación mecánica, aumento de temperatura, etc. Con la partenogénesis natural, el óvulo comienza a fragmentarse y convertirse en un embrión sin la participación de. un espermatozoide, sólo bajo la influencia de razones internas o externas. En permanente (obligar) en la partenogénesis, los huevos se desarrollan sólo partenogenéticamente, por ejemplo, en los lagartos de roca caucásicos. Todos los animales de esta especie son sólo hembras. opcional En la partenogénesis, los embriones se desarrollan tanto partenogenética como sexualmente. Un ejemplo clásico es que en las abejas, la espermateca de la reina está diseñada para que pueda poner huevos fertilizados y no fertilizados, y los zánganos se desarrollan a partir de los no fertilizados. Los huevos fertilizados se convierten en larvas de abejas obreras (hembras subdesarrolladas o reinas) dependiendo de la naturaleza de la nutrición de las larvas. En cíclico La partenogénesis ocurre cuando la partenogénesis se alterna con la reproducción sexual normal: durante todo el verano, las dafnias y los pulgones se reproducen partenogenéticamente y solo nacen hembras, y en el otoño aparecen tanto machos como hembras y se produce la reproducción sexual. Las larvas de algunos animales también pueden reproducirse partenogenéticamente. esto se llama partenogénesis pedogénesis. Por ejemplo, las duelas exhiben reproducción partenogenética en la etapa larvaria. Términos y conceptos clave 1. Meiosis. 2. Reducción, división ecuacional. 3. Bivalente, tétrada. 4. Conjugación. 5. Cruzando. 6. Amitosis. 7. Espermatogonias, espermatocitos de 1º y 2º orden, espermátidas. 8. Acrosoma. 9. Oogonias, ovocitos de 1º y 2º orden. 10. Concha brillante, corona radiante. 11. Polos animales y vegetativos del huevo. 12. La partenogénesis es obligada, facultativa, cíclica. 13. Pedogénesis. Preguntas básicas de repaso
Características de la profase y metafase de la primera división de la meiosis.
Mitosis (del griego mitosis- reducción) es un tipo especial de división de las células eucariotas, en la que, después de una sola duplicación del ADN, la célula dividido dos veces , y de una célula diploide se forman 4 haploides. Consta de 2 divisiones consecutivas (designadas I y II); cada una de ellas, al igual que la mitosis, incluye 4 fases (profase, metafase, anafase, telofase) y citocinesis.
Fases de la meiosis:
Profase I , es complejo, dividido en 5 etapas:
1. leptomema (del griego leptos- delgado, nemá– hilo) – los cromosomas giran en espiral y se vuelven visibles como hilos finos. Cada cromosoma homólogo ya se ha replicado en un 99,9% y consta de dos cromátidas hermanas unidas entre sí en el centrómero. Contenido de material genético – 2 norte 2 XP 4 do. Cromosomas con la ayuda de grupos de proteínas ( discos adjuntos ) están unidos en ambos extremos a la membrana interna de la envoltura nuclear. La envoltura nuclear se conserva, el nucléolo es visible.
2. cigonema (del griego zigón – emparejado): los cromosomas diploides homólogos se apresuran entre sí y se conectan primero en la región del centrómero y luego a lo largo de toda su longitud ( conjugación ). se forman bivalentes (del lat. bi - doble, valen– fuerte), o tétradas cromátida. El número de bivalentes corresponde al conjunto haploide de cromosomas; el contenido de material genético se puede escribir como; 1 norte 4 XP 8 do. Cada cromosoma de un bivalente proviene del padre o de la madre. Cromosomas sexuales Ubicado cerca de la membrana nuclear interna. Esta zona se llama vesícula genital.
Entre cromosomas homólogos en cada bivalente, especializado. complejos sinaptonémicos (del griego sinapsis– enlace, conexión), que son estructuras proteicas. A gran aumento, en el complejo se ven dos hilos de proteínas paralelos, cada uno de 10 nm de espesor, conectados por finas franjas transversales de aproximadamente 7 nm de tamaño, a cada lado de las cuales se encuentran cromosomas en forma de muchos bucles.
En el centro del complejo hay elemento axial espesor 20 – 40 nm. El complejo sinaptonémico se compara con escalera de cuerda , cuyos lados están formados por cromosomas homólogos. Una comparación más precisa cierre de cremallera .
Al final del cigonema, cada par de cromosomas homólogos está conectado entre sí mediante complejos sinaptonémicos. Sólo los cromosomas sexuales X e Y no se conjugan completamente, ya que no son completamente homólogos.
3.B paquinema (del griego pahys– grueso) los bivalentes se acortan y espesan. Entre las cromátidas de origen materno y paterno, se producen conexiones en varios lugares: quiasmas (del griego.c hiazma- cruz). En la zona de cada quiasma, un complejo de proteínas implicadas en recombinación (d~ 90 nm), y se produce el intercambio de secciones correspondientes de cromosomas homólogos, de paterno a materno y viceversa. Este proceso se llama cruce (del ingles Conrossing- encima– cruce de caminos). En cada bivalente humano, por ejemplo, el cruce se produce en dos o tres áreas.
4.B diplonema (del griego diploos– doble) los complejos sinaptonémicos se desintegran y los cromosomas homólogos de cada bivalente alejarse el uno del otro, pero la conexión entre ellos permanece en las zonas de quiasmas.
5. diacinesis (del griego diakineína– pasar). En la diacinesis se completa la condensación de los cromosomas, se separan de la membrana nuclear, pero los cromosomas homólogos continúan conectados entre sí por secciones terminales, y las cromátidas hermanas de cada cromosoma por centrómeros. Los bivalentes adquieren una forma extraña anillos, cruces, ochos etc. En este momento, la membrana nuclear y los nucléolos se destruyen. Los centríolos replicados se dirigen a los polos y las hebras del huso están unidas a los centrómeros de los cromosomas.
En general, la profase meiótica es muy larga. Cuando se desarrollan los espermatozoides, pueden durar varios días y cuando se desarrollan los óvulos, pueden durar muchos años.
metafase I Se parece a una etapa similar de la mitosis. Los cromosomas se instalan en el plano ecuatorial formando la placa metafásica. A diferencia de la mitosis, los microtúbulos del huso están unidos al centrómero de cada cromosoma en un solo lado (el lado polar), y los centrómeros de los cromosomas homólogos se encuentran a ambos lados del ecuador. La conexión entre los cromosomas con la ayuda de los quiasmas continúa conservándose.
EN anafase I Los quiasmas se desintegran, los cromosomas homólogos se separan entre sí y divergen hacia los polos. centrómeros de estos cromosomas, sin embargo, a diferencia de la anafase de la mitosis, no son replicados, lo que significa que las cromátidas hermanas no se separan. La divergencia cromosómica es naturaleza aleatoria. El contenido de la información genética se vuelve 1 norte 2 XP 4 do en cada polo de la célula, y en la célula en su conjunto - 2(1 norte 2 XP 4 do) .
EN telofase I , como en la mitosis, se forman, forman y profundizan membranas nucleares y nucléolos. surco de escisión. Entonces sucede citocinesis . A diferencia de la mitosis, no se produce el desenrollamiento de los cromosomas.
Como resultado de la meiosis I, se forman 2 células hijas que contienen un conjunto haploide de cromosomas; cada cromosoma tiene 2 cromátidas genéticamente distintas (recombinantes): 1 norte 2 XP 4 do. Por lo tanto, como resultado de la meiosis I ocurre reducción (reducir a la mitad) el número de cromosomas, de ahí el nombre de la primera división - reducción .
Después del final de la meiosis I hay un breve período: intercinesis , durante el cual no se produce la replicación del ADN ni la duplicación de cromátidas.
Profase II no dura mucho y no se produce la conjugación cromosómica.
EN metafase II Los cromosomas se alinean en el plano ecuatorial.
EN anafase II El ADN en la región del centrómero se replica, como ocurre en la anafase de la mitosis, las cromátidas se mueven hacia los polos.
Después telofases II Y citocinesis II Se forman células hijas que contienen material genético en cada una. 1 norte 1 XP 2 do. En general, la segunda división se llama ecuacional (igualar).
Entonces, como resultado de dos divisiones meióticas sucesivas, se forman 4 células, cada una de las cuales porta un conjunto haploide de cromosomas.
Profase 2 (1n2c). En resumen, en la profase 1, la cromatina se condensa, no hay conjugación ni entrecruzamiento, se producen procesos normales para la profase. desintegración de las membranas nucleares en fragmentos, divergencia de centríolos hacia diferentes polos de la célula, formación de filamentos del huso.
Metafase 2 (1n2c). Los cromosomas bicromátidos se alinean en el plano ecuatorial de la célula y se forma la placa metafásica.
Se crean los requisitos previos para la tercera recombinación del material genético: muchas cromátidas son mosaicos y su ubicación en el ecuador determina a qué polo se moverán en el futuro. Los filamentos del huso están unidos a los centrómeros de las cromátidas.
Anafase 2 (2n2с). Se produce la división de los cromosomas de dos cromátidas en cromátidas y la divergencia de estas cromátidas hermanas hacia los polos opuestos de la célula (en este caso, las cromátidas se convierten en cromosomas monocromátidos independientes), se produce una tercera recombinación del material genético.
Telofase 2 (1n1c en cada celda). Los cromosomas se descondensan, se forman membranas nucleares, se destruyen los filamentos del huso, aparecen los nucléolos y el citoplasma se divide (citotomía). dando como resultado la formación de cuatro células haploides.
5. Diferencia entre meiosis I y meiosis II
1. La primera división está precedida por una interfase con reduplicación de cromos; durante la segunda división no hay replicación del material genético, es decir, no hay etapa sintética.
2. La profase de la primera división es larga.
3. En la primera división, se produce la conjugación de cromosomas y
cruzando.
4. En la primera división, los cromosomas homólogos (bivalentes que constan de un par de cromátidas) divergen hacia los polos, y en la segunda división, las cromátidas divergen.
Mitosis: 1 - leptoteno; 2 - cigoteno; 3 - paquiteno; 4 - diploteno; 5 - diacinesis; 6 - metafase 1; 7 - anafase 1; 8 - telofase 1; 9 - profase 2; 10 - metafase 2; 11 - anafase 2; 12 - telofase 2.
6. Diferencias entre meiosis y mitosis
1. En la mitosis hay una división y en la meiosis hay dos (de ahí que se obtengan 4 células).
2. En la profase de la primera división de la meiosis, se produce la conjugación (proximidad de cromosomas homólogos) y el cruce (intercambio de secciones de cromosomas homólogos), lo que conduce a la recombinación (recombinación) de información hereditaria.
3. En la anafase de la primera división de la meiosis, se produce una divergencia independiente de los cromosomas homólogos (los cromosomas bicromátidos divergen hacia los polos de la célula). Esto conduce a la recombinación y la reducción.
4. En la interfaz entre dos divisiones de la meiosis no se produce la duplicación de los cromosomas, ya que ya son dobles.
5. Después de la mitosis se obtienen dos células y después de la meiosis se obtienen cuatro células.
6. Después de la mitosis, se obtienen células somáticas (células del cuerpo), y después de la meiosis, se obtienen células germinales (gametos, espermatozoides y óvulos; en las plantas, después de la meiosis, se obtienen esporas).
7. Después de la mitosis se obtienen células idénticas (copias), y después de la meiosis, se obtienen células diferentes (se produce recombinación de información hereditaria).
8. Después de la mitosis, la cantidad de cromosomas en las células hijas sigue siendo la misma que en la madre, y después de la meiosis disminuye 2 veces (la cantidad de cromosomas se reduce; si no estuviera allí, después de cada fertilización, número de cromosomas se duplicaría; la alternancia, la reducción y la fertilización aseguran la constancia del número de cromosomas).
7. Importancia biológica de la meiosis.
La meiosis es el evento central de la gametogénesis en animales y de la esporogénesis en plantas. Con su ayuda, se mantiene la constancia del conjunto de cromosomas: después de la fusión de los gametos, no se duplica. Gracias a la meiosis se forman células genéticamente diferentes, porque Durante el proceso de meiosis, la recombinación del material genético ocurre tres veces: debido al entrecruzamiento (profase 1), debido a la divergencia aleatoria e independiente de cromosomas homólogos (anafase 1) y debido a la divergencia aleatoria de cromátidas (anafase 2).
8. Métodos de reproducción de organismos.
9. La diferencia entre reproducción sexual y asexual.
10. Las principales formas de reproducción asexual: división en dos (mitosis), división múltiple (esquizogonia), gemación, fragmentación, esporulación, reproducción vegetativa, poliembrionía).
La reproducción asexual es el proceso de aparición de individuos hijos a partir de una o un grupo de células somáticas del cuerpo de la madre. Este método de reproducción es más antiguo. Se basa en la división celular mitótica. La importancia de la reproducción asexual radica en el rápido aumento del número de individuos, que son casi indistinguibles entre sí. Se distinguen las siguientes formas de reproducción asexual:
1. División en dos– conduce al surgimiento de dos organismos hijos de un organismo padre. Es la forma predominante de división en procariotas y protozoos. Los diferentes animales unicelulares se dividen de diferentes maneras. Así, los flagelados se dividen longitudinalmente y los ciliados se dividen transversalmente. Esta división también se encuentra en animales multicelulares: celentéreos (división longitudinal en medusas) y gusanos (división transversal en anélidos).
3.en ciernes– aparece un grupo de células en el cuerpo del cuerpo de la madre, que crece y gradualmente adquiere un parecido con el individuo de la madre. Entonces la hija se separa y comienza a llevar una existencia independiente. Esta reproducción es común entre los organismos multicelulares inferiores (esponjas, celentéreos, briozoos, algunos gusanos y tunicados). A veces, los individuos hijos no se separan completamente de los padres, lo que conduce a la formación de colonias.
4.Fragmentación– el cuerpo de un organismo multicelular se desintegra en partes, que luego se convierten en individuos independientes (gusanos planos, equinodermos).
5. Disputas– el organismo hijo se desarrolla a partir de una célula de espora especializada.
Hay dos formas principales de reproducción asexual de plantas: propagación vegetativa y esporulación. La propagación vegetativa de plantas unicelulares se lleva a cabo simplemente dividiendo una célula en dos. En los hongos, sus formas son más diversas: esporulación (moho, hongos del sombrero) y gemación (levadura). En las angiospermas, la reproducción vegetativa se produce debido a órganos vegetativos (no sexuales): raíces, tallos y hojas.
En algunas especies animales existe poliembrionía- reproducción asexual de un embrión formado mediante reproducción sexual. Por ejemplo, en los armadillos en la etapa de blástula, el material celular de inicialmente un embrión se divide entre 4 a 8 embriones, a partir de los cuales posteriormente se desarrollan individuos de pleno derecho. Como resultado de la poliembrionía, nacen gemelos idénticos en los humanos.
11. Las principales formas de reproducción sexual en organismos unicelulares (conjugación, cópula) y en organismos multicelulares (sin fecundación (partenogénesis) y con fecundación).
La reproducción sexual se observa en los ciclos de vida de todos los grupos principales de organismos. La prevalencia de la reproducción sexual se explica por el hecho de que proporciona una importante diversidad genética y, en consecuencia, una variabilidad fenotípica de la descendencia.
La base de la reproducción sexual es el proceso sexual, cuya esencia se reduce a la combinación en el material hereditario para el desarrollo del descendiente de información genética de dos fuentes diferentes: los padres.
Una de las formas del proceso sexual es conjugación. En este caso, se produce una conexión temporal de dos individuos con el fin de intercambiar (recombinación) material hereditario, por ejemplo, en los ciliados. Como resultado, los individuos aparecen genéticamente diferentes de los organismos progenitores, que posteriormente llevan a cabo la reproducción asexual. El número de ciliados no cambia después de la conjugación, por lo que en este caso es imposible hablar literalmente de reproducción.
En los más simples, el proceso sexual también puede tener lugar en la forma cópula – fusión de dos individuos en uno, asociación y recombinación de material hereditario. Este individuo luego se reproduce por división.
Para participar en la reproducción sexual, los organismos padres producen gametos, células especializadas para garantizar la función generativa. La fusión de los gametos maternos y paternos conduce a la aparición de un cigoto, una célula que es un individuo hijo en la primera y más temprana etapa del desarrollo individual.
En algunos organismos, se forma un cigoto como resultado de la unión de gametos que no difieren en estructura, un fenómeno isogamia. En la mayoría de las especies, las células reproductivas se dividen según sus características estructurales y funcionales en maternas (óvulos) y paternas (espermatozoides).
A veces, el desarrollo de un organismo hijo se produce a partir de un óvulo no fertilizado. Este fenómeno se llama desarrollo virgen o partenogénesis. En este caso, la fuente de material hereditario para el desarrollo de la descendencia suele ser el ADN del óvulo, un fenómeno ginogénesis. Observado con menos frecuencia androgénesis– desarrollo de un descendiente a partir de una célula con el citoplasma del ovocito y el núcleo del espermatozoide. En el caso de la androgénesis, el núcleo del gameto femenino muere.
12. Importancia biológica de la reproducción sexual.
En una determinada etapa de la evolución en los organismos multicelulares, el proceso sexual, como forma de intercambio de información genética entre individuos dentro de una especie, resultó estar asociado con la reproducción. Durante la reproducción sexual, los nuevos individuos resultantes normalmente se diferencian de sus padres y entre sí por una combinación de alelos genéticos. Nuevas combinaciones de cromosomas y genes aparecen en descendientes con una nueva combinación de características. El resultado es una amplia variedad de individuos dentro de una sola especie. Así, el significado biológico de la reproducción sexual radica no sólo en la autorreproducción, sino también en asegurar el desarrollo histórico de la especie, es decir, la vida como tal. Esto nos permite considerar la reproducción sexual biológicamente más progresiva que la reproducción asexual.
13. espermatogénesis
El proceso de formación de células germinales masculinas es la espermatogénesis. Como resultado, se forman los espermatozoides.
En la espermatogénesis se distinguen 4 periodos: reproducción, crecimiento, maduración (meiosis) y formación (Fig. 3).
Durante la temporada de reproducción células germinales originales indiferenciadas espermatogonias , o gonia se divide por mitosis normal. Habiendo hecho varias divisiones de este tipo, entran durante el período de crecimiento. En esta etapa se les llama espermatocitos de primer orden (o citos de primer orden)). Asimilan intensamente nutrientes, aumentan de tamaño, sufren una profunda reestructuración física y química, como resultado de lo cual se preparan para la tercera período - maduración o meiosis .
En la meiosis, los espermatocitos I sufren dos procesos de división celular. En la primera división (reducción), el número de cromosomas disminuye (reducción). Como resultado, de una celda I surgen dos celdas de igual tamaño: espermatocitos de segundo orden, o citos II. Luego viene la segunda división de la maduración. Procede como la mitosis somática ordinaria, pero con un número haploide de cromosomas. Tal división se llama ecuacional ("equatio" - igualdad), ya que se forman dos divisiones idénticas, es decir células completamente equivalentes, que se llaman espermátidas.
En el cuarto período - formación. – una espermátida redonda toma la forma de una célula reproductora masculina madura: crece un flagelo, el núcleo se vuelve más denso y se forma una cáscara. Como resultado de todo el proceso de espermatogénesis, de cada espermatogonía inicial indiferenciada se obtienen 4 células germinales maduras, cada una de las cuales contiene un conjunto de cromosomas haploides.
En la figura. La Figura 4 muestra un diagrama de los procesos de espermatogénesis y espermiogénesis en humanos. La espermatogénesis ocurre en los túbulos seminíferos contorneados de los testículos. El desarrollo de los espermatozoides comienza durante el período de desarrollo prenatal durante la colocación de los tejidos generativos, luego se reanuda durante el inicio de la pubertad y continúa hasta la vejez.
Las células germinales masculinas no se desarrollan individualmente; crecen en clones y están interconectadas por puentes citoplasmáticos. Existen puentes citoplasmáticos entre espermatogonias, espermatocitos y espermátidas. Al final de la fase de formación, los espermatozoides se liberan de los puentes citoplasmáticos. En los humanos, la productividad máxima diaria de espermatozoides es 108, la duración de la existencia de espermatozoides en la vagina es de hasta 2,5 horas y en el cuello uterino de hasta 48 horas.
14. Oogénesis. Concepto del ciclo menstrual.
El proceso de desarrollo de las células germinales femeninas se llama ovogénesis (oogénesis).
Hay 3 períodos en la ovogénesis: reproducción, crecimiento y maduración.
Células germinales femeninas indiferenciadas - Oogonia - se reproducen de la misma forma que las espermatogonias, mediante mitosis normal.
Después de la división se convierten ovocitos de primer orden y entrar en un período de crecimiento. El crecimiento de los ovocitos dura mucho tiempo: semanas, meses e incluso años.
Luego, el ovocito de primer orden entra en el período de maduración o meiosis. Aquí también se producen reducciones y divisiones ecuacionales. Los procesos de división en el núcleo proceden de la misma manera que durante la meiosis de los espermatocitos, pero el destino del citoplasma es completamente diferente. Durante la división reductora, un núcleo transporta consigo la mayor parte del citoplasma., y sólo una pequeña parte queda para la parte del otro. Por lo tanto, solo se forma una célula completa: un ovocito de segundo orden y una segunda pequeña, un cuerpo direccional o reductor, que se puede dividir en dos cuerpos reductores.
Durante la segunda división ecuacional, se repite la distribución asimétrica del citoplasma y nuevamente se forma una célula grande: la ovotida y el tercer cuerpo polar. La ovotida, en cuanto a su composición nuclear y funcionalidad, es una célula germinal completamente madura.
El período de formación, a diferencia de la espermatogénesis, está ausente en la ovogénesis.
Así, en la ovogénesis, sólo un óvulo maduro surge de una oogonia. Los cuerpos polares permanecen subdesarrollados y pronto mueren y son fagocitados por otras células. Los gametos femeninos maduros se denominan óvulos o huevos, y los depositados en el agua se denominan caviar.
El desarrollo de las células germinales femeninas se produce en los ovarios. El período de reproducción comienza en las oogonias cuando aún se encuentra en el embrión y se detiene cuando nace la niña.
El período de crecimiento durante la ovogénesis es más largo, porque Además de la preparación para la meiosis, se acumula un aporte de nutrientes que serán necesarios en el futuro para las primeras divisiones del cigoto. Durante la pequeña fase de crecimiento, se forma una gran cantidad de tipos diferentes de ARN.
Durante el período de gran crecimiento, las células foliculares del ovario forman varias capas alrededor del ovocito de primer orden, que promueve la transferencia de nutrientes sintetizados en otros lugares al citoplasma del ovocito.
En los seres humanos, el período de crecimiento de los ovocitos puede ser de 12 a 50 años. Una vez completado el período de crecimiento, el ovocito de primer orden entra en el período de maduración.
Como resultado, durante la ovogénesis se obtienen 4 células, de las cuales solo una se convertirá posteriormente en óvulo, y las 3 restantes (cuerpos polares) se reducen. El significado biológico de esta etapa de la ovogénesis es preservar todas las sustancias acumuladas en el citoplasma alrededor de un núcleo haploide para garantizar la nutrición y el desarrollo normales del óvulo fertilizado.
Durante la ovogénesis en las mujeres, en la etapa de la segunda metafase, se forma un bloque que se elimina durante la fertilización, y la fase de maduración termina solo después de que los espermatozoides penetran en el óvulo.
El proceso de ovogénesis en la mujer es un proceso cíclico que se repite aproximadamente cada 28 días. (a partir del período de crecimiento y terminando solo después de la fertilización). Este ciclo se llama menstrual.
Las características distintivas de la espermatogénesis y la ovogénesis en humanos se presentan en la Tabla 3.
Mitosis es un método especial para dividir células eucariotas, en el que el número original de cromosomas se reduce a la mitad (del griego antiguo "meion" - menos - y de "meiosis" - disminuir).
La característica principal de la meiosis es la conjugación (emparejamiento) de cromosomas homólogos con su posterior separación en diferentes células. Por lo tanto, en la primera división de la meiosis, debido a la formación de bivalentes, no los cromosomas de una cromátida, sino de dos cromátidas, divergen hacia los polos de la célula. Como resultado, la cantidad de cromosomas se reduce a la mitad y se forman células haploides a partir de una célula diploide.
El número inicial de cromosomas en una célula que entra en meiosis se llama diploide (2n). La cantidad de cromosomas en las células formadas durante la meiosis se llama haploide (n).
La meiosis consta de dos divisiones celulares sucesivas, denominadas respectivamente meiosis I y meiosis II. En la primera división el número de cromosomas disminuye a la mitad, por eso se llama reducción. En la segunda división, la cantidad de cromosomas no cambia; por eso se llama ecuacional (igualador).
La interfase premeiótica se diferencia de la interfase normal en que el proceso de replicación del ADN no se completa: aproximadamente entre el 0,2 y el 0,4% del ADN permanece sin duplicar. Sin embargo, en general podemos suponer que en una célula diploide (2n) el contenido de ADN es 4c. Si hay centriolos presentes, se duplican. Por tanto, la célula tiene dos diplosomas, cada uno de los cuales contiene un par de centríolos.
La primera división de la meiosis (reducción o meiosis I)
La esencia de la división reductora es reducir el número de cromosomas a la mitad: a partir de la célula diploide original se forman dos células haploides con cromosomas bicromátidos (cada cromosoma incluye 2 cromátidas).
Profase I (profase de la primera división) incluye una serie de etapas.
Leptoteno (etapa de filamento fino). Los cromosomas son visibles al microscopio óptico en forma de una bola de hilos finos.
Cigoteno (etapa de fusión de hilos). Se produce la conjugación de cromosomas homólogos (del latín conjugatio - conexión, emparejamiento, fusión temporal). Los cromosomas homólogos (u homólogos) son cromosomas emparejados que son morfológica y genéticamente similares entre sí. Como resultado de la conjugación, se forman bivalentes. Un bivalente es un complejo relativamente estable de dos cromosomas homólogos. Los homólogos se mantienen cerca unos de otros mediante complejos proteicos sinaptonémicos. El número de bivalentes es igual al número haploide de cromosomas. De lo contrario, los bivalentes se denominan tétradas, ya que cada bivalente incluye 4 cromátidas.
Paquiteno (etapa de filamento grueso). Los cromosomas están en espiral y su heterogeneidad longitudinal es claramente visible. Se completa la replicación del ADN. Se completa el cruce: el cruce de cromosomas, como resultado de lo cual intercambian secciones de cromátidas.
Diploteno (etapa de doble filamento). Los cromosomas homólogos en los bivalentes se repelen entre sí. Están conectados en puntos separados, que se llaman quiasmas (de la antigua letra griega χ - "chi").
Diacinesis (etapa de divergencia de bivalentes). Los quiasmas se mueven a las regiones teloméricas de los cromosomas. Los bivalentes se encuentran en la periferia del núcleo. Al final de la profase I, la envoltura nuclear se destruye y se liberan bivalentes al citoplasma.
Metafase I (metafase de la primera división). Se forma el huso de fisión. Los bivalentes se desplazan hacia el plano ecuatorial de la célula. Se forma una placa metafásica de bivalentes.
Anafase I (anafase de la primera división). Los cromosomas homólogos que componen cada bivalente se separan y cada cromosoma se desplaza hacia el polo más cercano de la célula. No se produce la separación de los cromosomas en cromátidas.
Telofase I (telofase de la primera división). Los cromosomas bicromátidos homólogos divergen completamente hacia los polos celulares. Normalmente, cada célula hija recibe un cromosoma homólogo de cada par de homólogos. Se forman dos núcleos haploides, que contienen la mitad de cromosomas que el núcleo de la célula diploide original. Cada núcleo haploide contiene solo un conjunto de cromosomas, es decir, cada cromosoma está representado por un solo homólogo. El contenido de ADN en las células hijas es 2c.
En la mayoría de los casos (pero no siempre), la telofase I va acompañada de citocinesis.
Después de la primera división meiótica, se produce la intercinesis, un breve intervalo entre dos divisiones meióticas. La intercinesis se diferencia de la interfase en que la replicación del ADN, la duplicación de cromosomas y la duplicación de centríolos no ocurren: estos procesos ocurrieron en la interfase premeiótica y, parcialmente, en la profase I.
Segunda división de la meiosis (ecuacional o meiosis II)
Durante la segunda división de la meiosis, el número de cromosomas no disminuye. La esencia de la división ecuacional es la formación de cuatro células haploides con cromosomas de una sola cromátida (cada cromosoma contiene una cromátida).
Profase II (profase de la segunda división). No difiere significativamente de la profase de la mitosis. Los cromosomas son visibles al microscopio óptico como hilos finos. En cada una de las células hijas se forma un huso de división.
Metafase II (metafase de la segunda división). Los cromosomas están ubicados en los planos ecuatoriales de las células haploides, independientemente unos de otros. Estos planos ecuatoriales pueden ser paralelos entre sí o mutuamente perpendiculares.
Anafase II (anafase de la segunda división). Los cromosomas se separan en cromátidas (como en la mitosis). Los cromosomas de una sola cromátida resultantes, como parte de grupos de anafase, se mueven hacia los polos de las células.
Telofase II (telofase de la segunda división). Los cromosomas de una sola cromátida se han movido completamente hacia los polos de la célula y se forman los núcleos. El contenido de ADN en cada célula se vuelve mínimo y asciende a 1c.
Así, como resultado del esquema de meiosis descrito, se forman cuatro células haploides a partir de una célula diploide. El futuro destino de estas células depende de la afiliación taxonómica de los organismos, el sexo del individuo y varios otros factores.
Tipos de meiosis. Durante la meiosis cigótica y de esporas, las células haploides resultantes dan lugar a esporas (zoosporas). Estos tipos de meiosis son característicos de eucariotas inferiores, hongos y plantas. La meiosis cigótica y de esporas está estrechamente relacionada con la esporogénesis. Durante la meiosis gamética, los gametos se forman a partir de las células haploides resultantes. Este tipo de meiosis es característico de los animales. La meiosis gamética está estrechamente relacionada con la gametogénesis y la fertilización. Por tanto, la meiosis es la base citológica de la reproducción sexual y asexual (esporas).
Importancia biológica de la meiosis. El biólogo alemán August Weissmann (1887) fundamentó teóricamente la necesidad de la meiosis como mecanismo para mantener un número constante de cromosomas. Dado que durante la fertilización los núcleos de las células germinales se fusionan (y, por lo tanto, los cromosomas de estos núcleos se unen en un núcleo), y dado que el número de cromosomas en las células somáticas permanece constante, se debe contrarrestar la duplicación constante del número de cromosomas durante las sucesivas fertilizaciones. mediante un proceso que conduce a una reducción de su número en los gametos exactamente al doble. Por tanto, la importancia biológica de la meiosis es mantener un número constante de cromosomas en presencia del proceso sexual. La meiosis también proporciona variabilidad combinativa: la aparición de nuevas combinaciones de inclinaciones hereditarias durante una fertilización adicional.