Información

11.1D: Comparación de la meiosis y la mitosis - Biología

11.1D: Comparación de la meiosis y la mitosis - Biología


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

La mitosis y la meiosis comparten algunas similitudes, pero también algunas diferencias, la mayoría de las cuales se observan durante la meiosis I.

Objetivos de aprendizaje

  • Comparar y contrastar la mitosis y la meiosis

Puntos clave

  • En su mayor parte, en la mitosis, las células diploides se dividen en dos nuevas células diploides, mientras que en la meiosis, las células diploides se dividen en cuatro nuevas células haploides.
  • En la mitosis, las células hijas tienen la misma cantidad de cromosomas que la célula madre, mientras que en la meiosis, las células hijas tienen la mitad del número de cromosomas que la madre.
  • Las células hijas producidas por la mitosis son idénticas, mientras que las células hijas producidas por la meiosis son diferentes porque se ha producido un cruce.
  • Los eventos que ocurren en la meiosis pero no en la mitosis incluyen cromosomas homólogos que se emparejan, cruzan y se alinean a lo largo de la placa de metafase en tétradas.
  • La meiosis II y la mitosis no son una división de reducción como la meiosis I porque el número de cromosomas sigue siendo el mismo; por lo tanto, la meiosis II se conoce como división ecuatorial.
  • Cuando los cromosomas homólogos se separan y se mueven a polos opuestos durante la meiosis I, el nivel de ploidía se reduce de dos a uno, lo que se conoce como división de reducción.

Términos clave

  • división de reducción: la primera de las dos divisiones de la meiosis, un tipo de división celular
  • ploidía: el número de conjuntos de cromosomas homólogos en una célula
  • división ecuatorial: un proceso de división nuclear en el que cada cromosoma se divide por igual de modo que el número de cromosomas sigue siendo el mismo de las células madre a las hijas

Comparación de la meiosis y la mitosis

La mitosis y la meiosis son formas de división del núcleo en las células eucariotas. Comparten algunas similitudes, pero también exhiben claras diferencias que conducen a resultados muy diferentes. El propósito de la mitosis es la regeneración celular, el crecimiento y la reproducción asexual, mientras que el propósito de la meiosis es la producción de gametos para la reproducción sexual. La mitosis es una división nuclear única que da como resultado dos núcleos que generalmente se dividen en dos nuevas células hijas. Los núcleos resultantes de una división mitótica son genéticamente idénticos al núcleo original. Tienen el mismo número de conjuntos de cromosomas, uno en el caso de las células haploides y dos conjuntos en el caso de las células diploides. En la mayoría de las plantas y todas las especies animales, son típicamente las células diploides las que sufren mitosis para formar nuevas células diploides. Por el contrario, la meiosis consta de dos divisiones nucleares que dan como resultado cuatro núcleos que generalmente se dividen en cuatro nuevas células hijas haploides. Los núcleos resultantes de la meiosis no son genéticamente idénticos y contienen solo un conjunto de cromosomas. Esto es la mitad del número de juegos de cromosomas en la célula original, que es diploide.

Las principales diferencias entre mitosis y meiosis ocurren en la meiosis I. En la meiosis I, los pares de cromosomas homólogos se asocian entre sí y se unen con el complejo sinaptonemal. Se desarrollan quiasmas y se produce un cruce entre cromosomas homólogos, que luego se alinean a lo largo de la placa de metafase en tétradas con fibras de cinetocoro de polos del huso opuestos unidos a cada cinetocoro de un homólogo en una tétrada. Todos estos eventos ocurren solo en la meiosis I.

Cuando la tétrada se rompe y los cromosomas homólogos se mueven a polos opuestos, el nivel de ploidía se reduce de dos a uno. Por esta razón, la meiosis I se denomina división de reducción. No existe tal reducción en el nivel de ploidía durante la mitosis.

La meiosis II es mucho más similar a una división mitótica. En este caso, los cromosomas duplicados (solo un conjunto, ya que los pares homólogos ahora se han separado en dos células diferentes) se alinean en la placa de metafase con cinetocoros divididos unidos a fibras de cinetocoro de polos opuestos. Durante la anafase II y la anafase mitótica, los cinetocoros se dividen y las cromátidas hermanas, ahora denominadas cromosomas, son empujadas hacia polos opuestos. Las dos células hijas de la mitosis, sin embargo, son idénticas, a diferencia de las células hijas producidas por la meiosis. Son diferentes porque ha habido al menos un cruce por cromosoma. La meiosis II no es una división de reducción porque, aunque hay menos copias del genoma en las células resultantes, todavía hay un conjunto de cromosomas, como había al final de la meiosis I. Por lo tanto, la meiosis II se denomina ecuatorial. división.


Comparación entre mitosis y meiosis | División celular

La mitosis implica una división nuclear. Es el principal proceso de reproducción en muchos organismos unicelulares. Cada división asegura la duplicación de cromosomas.

Como consecuencia de la mitosis, los núcleos hijos mantienen el mismo número de cromosomas y shysomas que antes de la división (conjunto de cromosomas diploides).

3. Ocurrencia en el cuerpo:

La mitosis es el modo general de división de las células corporales. Las celdas resultantes son similares.

4. Objeto de la división:

El propósito general de la división miymitótica es el aumento material del número de células.

5. Momento de la síntesis de ADN:

La síntesis de ADN ocurre estrictamente en la interfase. Además, la síntesis debe ocurrir en cada interfase.

La profase es la fase más larga. Los cromosomas se vuelven visibles y tímidos y, a su debido tiempo, cada uno de ellos aparece como pares de hilos de cromátidas. La membrana nuclear y la membrana tímida desaparecen y aparecen los husos. Por lo general, no se producen bivalentes, chi y shyasma y cruces, aunque se registran situaciones de cruzamiento somático y timidez con el emparejamiento de cromosomas y timmosomas. Pero falta la formación de quiasma en esos casos.

Los cromosomas se vuelven más distintos y toman la posición ecuatorial. Cada uno se adhiere a la fibra del huso en la región centromérica.

Centrómero se divide. Los cromosomas se tiran longitudinalmente a los polos opuestos y, dado que cada material cromosómico consta de dos cromátidas, una cromátida de cada cromosoma se mueve hacia un polo del huso.

Los cromosomas comienzan a recuperar el estado filiforme mediante el proceso gradual de desenrollamiento. Los husillos se desintegran. Resultan núcleos hijos (y células después de la citocinesis).

Las células pasan por el estado inter y shifásico hasta que se produce una mayor distorsión de la misma manera. La duración de la división mitótica en & shytire varía de 30 minutos a varias horas.

Comparación # Mitosis:

1. División nuclear y duplicación cromosómica:

La división nuclear ocurre dos veces en sucesión cercana, pero los cromosomas se duplican una sola vez.

La división meiótica da como resultado cuatro células hijas. El número de cromosomas tímidos en cada una de estas células se reduce a la mitad (conjunto de cromosomas haploides).

3. Ocurrencia en el cuerpo

La meiosis ocurre en los tejidos especializados como los testículos y los ovarios, lo que da como resultado espermatozoides y óvulos (células reproductoras), respectivamente, en organismos reproductores y productores de timidez sexual. Las células resultantes pueden ser diferentes (como en el caso de la ovogénesis).

4. Objeto de la división:

La meiosis es una condición importante para la reproducción sexual. El conjunto haploide de cromosomas en los gametos se fusiona para formar el cigoto diploide y, por lo tanto, se mantiene el número de cromosomas habitual de la especie.

5. Momento de la síntesis de ADN:

La síntesis puede extenderse incluso hasta la profase temprana (I).

La interfase transitoria después de la primera división meiótica carece de fase sintética.

Esta es también la fase más larga como en la mitosis, pero es mucho más complicada.

Toda la fase se ha subdividido en lo siguiente:

(iii) Pachytene o Pachynema,

(iv) Diploteno o Diplonema y

Los eventos característicos son:

Los cromosomas se vuelven discretos, visibles y orientados de forma polarizada. Los cromosomas homólogos se entrelazan. Estos cromosomas emparejados ahora se denominan bivalentes. Ahora, cada cromosoma del bivalente se divide en dos cromátidas. A esto le sigue la ruptura y la unión de los segmentos de cromátida, lo que da como resultado el intercambio de material genético entre los cromosomas homólogos y tímidos (entrecruzamiento).

Esto va acompañado de quiasma y timidez. El quiasma es el equivalente citológico del cruzamiento. Los biva & shylents ahora comienzan a orientarse sobre el eje. Cada uno tiene dos centro y shymeres. El intercambio de material cromosómico que implica el intercambio genético da como resultado la evolución en su dinamismo.

Los centrómeros se adhieren con fibras del huso. Los bivalentes se orientan en el ecuador de tal manera que cada uno de los cromosomas homólogos puede moverse hacia el polo inverso.

El rasgo característico de la anafase meiótica (I) es que da como resultado la segregación de cromosomas homólogos a los polos opuestos.

Cada uno de estos miembros que se separan del conjunto homólogo (con su nueva estructura genética resultante del cruce) puede eventualmente participar en la constitución genética de dos individuos de la próxima generación a través de la fertilización de las células sexuales resultantes. El fenómeno tiene una importancia definida desde el punto de vista de la evolución.

Dos núcleos hijos (y eventualmente células) se forman de la misma manera o los dos conjuntos de cromosomas pueden entrar directamente en la segunda división meiótica.

La duración de toda la división meiótica suele ser mucho más prolongada en comparación con la de la mitosis. La segunda división meiótica involucra dos núcleos o células hijas y más tímidos.

Las caracteristicas son:

(i) El centrómero se divide de modo que en ana & shifase (II) las cromátidas pueden moverse a los dos polos.

(ii) En la telofase (II) la membrana nuclear se forma alrededor de cada masa de materiales cromosómicos. Se obtienen cuatro núcleos (y células después de citocinas y shisis), cada uno de los cuales contiene solo un conjunto de cromo y shisomas homólogos.


Interfase

La meiosis está precedida por una interfase que consta de G1, S y G2 fases, que son casi idénticas a las fases que preceden a la mitosis. El g1 La fase es la primera fase de la interfase y se centra en el crecimiento celular. En la fase S, se replica el ADN de los cromosomas. Finalmente, en el G2 fase, la célula se somete a los preparativos finales para la meiosis.

Durante la duplicación del ADN de la fase S, cada cromosoma se compone de dos copias idénticas (llamadas cromátidas hermanas) que se mantienen juntas en el centrómero hasta que se separan durante la meiosis II. En una célula animal, los centrosomas que organizan los microtúbulos del huso meiótico también se replican. Esto prepara a la célula para la primera fase meiótica.


11.1 El proceso de la meiosis

Al final de esta sección, podrá hacer lo siguiente:

  • Describir el comportamiento de los cromosomas durante la meiosis y las diferencias entre la primera y la segunda división meiótica.
  • Describir los eventos celulares que tienen lugar durante la meiosis.
  • Explica las diferencias entre meiosis y mitosis.
  • Explicar los mecanismos dentro del proceso meiótico que producen variación genética entre los gametos haploides.

La reproducción sexual requiere la unión de dos células especializadas, llamadas gametos, cada una de las cuales contiene un conjunto de cromosomas. Cuando los gametos se unen, forman una cigoto, o huevo fertilizado que contiene dos juegos de cromosomas. (Nota: las células que contienen un conjunto de cromosomas se denominan células haploides que contienen dos conjuntos de cromosomas se denominan diploides). Si el ciclo reproductivo va a continuar para cualquier especie que se reproduce sexualmente, entonces la célula diploide debe reducir de alguna manera su número de conjuntos de cromosomas a producir gametos haploides de lo contrario, el número de conjuntos de cromosomas se duplicará con cada ronda futura de fertilización. Por lo tanto, la reproducción sexual requiere una división nuclear que reduzca a la mitad el número de juegos de cromosomas.

La mayoría de los animales y plantas y muchos organismos unicelulares son diploides y, por lo tanto, tienen dos juegos de cromosomas. En cada célula somática del organismo (todas las células de un organismo multicelular excepto los gametos o células reproductoras), el núcleo contiene dos copias de cada cromosoma, llamado cromosomas homólogos. Los cromosomas homólogos son pares emparejados que contienen los mismos genes en ubicaciones idénticas a lo largo de su longitud. Los organismos diploides heredan una copia de cada cromosoma homólogo de cada padre.

La meiosis es la división nuclear que forma células haploides a partir de células diploides y emplea muchos de los mismos mecanismos celulares que la mitosis. Sin embargo, como ha aprendido, mitosis produce células hijas cuyos núcleos son genéticamente idénticos al núcleo parental original. En la mitosis, tanto el núcleo padre como el hijo están en el mismo "nivel de ploidía", diploide en el caso de la mayoría de los animales multicelulares. Las plantas usan la mitosis para crecer como esporofitos y para crecer y producir óvulos y espermatozoides como gametofitos, por lo que usan la mitosis tanto para las células haploides como para las diploides (así como para todas las demás ploidías). En la meiosis, el núcleo inicial es siempre diploide y los núcleos hijos que resultan son haploides. Para lograr esta reducción en el número de cromosomas, la meiosis consiste en una ronda de replicación cromosómica seguida de dos rondas de división nuclear. Debido a que los eventos que ocurren durante cada una de las etapas de la división son análogos a los eventos de la mitosis, se asignan los mismos nombres de las etapas. Sin embargo, debido a que hay dos rondas de división, el proceso principal y las etapas se designan con una "I" o una "II". Por lo tanto, la meiosis I es la primera ronda de división meiótica y consta de profase I, prometafase I, etc. Asimismo, la meiosis II (durante la cual tiene lugar la segunda ronda de división meiótica) incluye la profase II, la prometafase II, etc.

Meiosis I

La meiosis está precedida por una interfase que consta de G1, S y G2 fases, que son casi idénticas a las fases que preceden a la mitosis. El g1 La fase (la "primera fase de brecha") se centra en el crecimiento celular. Durante la fase S, la segunda fase de la interfase, la célula copia o replica el ADN de los cromosomas. Finalmente, en el G2 fase (la "segunda fase de brecha") la célula se somete a los preparativos finales para la meiosis.

Durante la duplicación del ADN en la fase S, cada cromosoma se replica para producir dos copias idénticas:cromátidas hermanas que se mantienen unidas en el centrómero por las proteínas cohesinas, que mantienen unidas las cromátidas hasta la anafase II.

Profase I

Al principio de la profase I, antes de que los cromosomas puedan verse claramente con un microscopio, los cromosomas homólogos se unen en sus puntas a la envoltura nuclear mediante proteínas. A medida que la envoltura nuclear comienza a descomponerse, las proteínas asociadas con los cromosomas homólogos acercan al par. Recuerde que en la mitosis, los cromosomas homólogos no se emparejan. El complejo sinaptonémico, una red de proteínas entre los cromosomas homólogos, se forma primero en ubicaciones específicas y luego se extiende hacia afuera para cubrir toda la longitud de los cromosomas. El emparejamiento estrecho de los cromosomas homólogos se llama sinapsis. En la sinapsis, los genes de las cromátidas de los cromosomas homólogos se alinean con precisión entre sí. El complejo sinaptonemal apoya el intercambio de segmentos cromosómicos entre cromátidas homólogas no hermanas, un proceso llamado cruzamiento. El cruce se puede observar visualmente después del intercambio como quiasmata (singular = quiasma) (Figura 11.2).

En los seres humanos, aunque los cromosomas sexuales X e Y no son completamente homólogos (es decir, la mayoría de sus genes difieren), existe una pequeña región de homología que permite que los cromosomas X e Y se emparejen durante la profase I.Un sinaptonemal parcial El complejo se desarrolla solo entre las regiones de homología.

A intervalos a lo largo del complejo sinaptonemal se encuentran grandes conjuntos de proteínas llamados nódulos de recombinación. Estos ensamblajes marcan los puntos de los quiasmas posteriores y median el proceso de múltiples pasos de cruce —o recombinación genética— entre las cromátidas no hermanas. Cerca del nódulo de recombinación, se escinde el ADN bicatenario de cada cromátida, se modifican los extremos cortados y se establece una nueva conexión entre las cromátidas no hermanas. A medida que avanza la profase I, el complejo sinaptonémico comienza a descomponerse y los cromosomas comienzan a condensarse. Cuando el complejo sinaptonemal desaparece, los cromosomas homólogos permanecen unidos entre sí en el centrómero y en los quiasmas. Los quiasmas permanecen hasta la anafase I. El número de quiasmas varía según la especie y la longitud del cromosoma. Debe haber al menos un quiasma por cromosoma para la separación adecuada de cromosomas homólogos durante la meiosis I, pero puede haber hasta 25. Después del cruce, el complejo sinaptonemal se rompe y se elimina la conexión de cohesina entre pares homólogos. Al final de la profase I, los pares se mantienen unidos solo en el quiasma (Figura 11.3). Estos pares se denominan tétradas porque ahora son visibles las cuatro cromátidas hermanas de cada par de cromosomas homólogos.

Los eventos cruzados son la primera fuente de variación genética en los núcleos producidos por la meiosis. Un solo evento de cruce entre cromátidas homólogas no hermanas conduce a un intercambio recíproco de ADN equivalente entre un cromosoma materno y un cromosoma paterno. Cuando una cromátida hermana recombinante se mueve a una célula de gameto, llevará algo de ADN de uno de los padres y algo de ADN del otro padre. La cromátida recombinante tiene una combinación de genes maternos y paternos que no existían antes del cruce. Los eventos cruzados pueden ocurrir en casi cualquier lugar a lo largo de la longitud de los cromosomas sinápticos. Por lo tanto, diferentes células que experimentan meiosis producirán diferentes cromátidas recombinantes, con diferentes combinaciones de genes maternos y parentales. Múltiples cruces en un brazo del cromosoma tienen el mismo efecto, intercambiando segmentos de ADN para producir cromosomas recombinados genéticamente.

Prometafase I

El evento clave en la prometafase I es la unión de los microtúbulos de las fibras del huso a las proteínas del cinetocoro en los centrómeros. Las proteínas cinetocoros son complejos multiproteicos que unen los centrómeros de un cromosoma a los microtúbulos del huso mitótico. Los microtúbulos crecen a partir de los centros de organización de microtúbulos (MTOC). En las células animales, los MTOC son centrosomas ubicados en polos opuestos de la célula. Los microtúbulos de cada polo se mueven hacia el centro de la célula y se unen a uno de los cinetocoros de los dos cromosomas homólogos fusionados. Cada miembro del par homólogo se une a un microtúbulo que se extiende desde los polos opuestos de la célula de modo que en la siguiente fase, los microtúbulos pueden separar el par homólogo. Una fibra del huso que se ha adherido a un cinetocoro se llama microtúbulo cinetocoro. Al final de la prometafase I, cada tétrada se une a los microtúbulos de ambos polos, con un cromosoma homólogo frente a cada polo. Los cromosomas homólogos todavía se mantienen juntos en el quiasma. Además, la membrana nuclear se ha roto por completo.

Metafase I

Durante la metafase I, los cromosomas homólogos están dispuestos en la placa de metafase—En la línea media de la celda, con los cinetocoros enfrentados a polos opuestos. Los pares homólogos se orientan al azar en el ecuador. Por ejemplo, si los dos miembros homólogos del cromosoma 1 están etiquetados a y B, entonces los cromosomas podrían alinearse a-b o b-a. Esto es importante para determinar los genes transportados por un gameto, ya que cada uno solo recibirá uno de los dos cromosomas homólogos. (Recuerde que después de que se produce el cruzamiento, los cromosomas homólogos no son idénticos. Contienen ligeras diferencias en su información genética, lo que hace que cada gameto tenga una composición genética única).

La aleatoriedad en la alineación de los cromosomas recombinados en la placa de metafase, junto con los eventos de cruzamiento entre cromátidas no hermanas, son responsables de gran parte de la variación genética en la descendencia. Para aclarar esto aún más, recuerde que los cromosomas homólogos de un organismo que se reproduce sexualmente se heredan originalmente como dos conjuntos separados, uno de cada padre. Utilizando a los humanos como ejemplo, un conjunto de 23 cromosomas está presente en el óvulo donado por la madre. El padre proporciona el otro conjunto de 23 cromosomas en el esperma que fertiliza el óvulo. Cada célula de la descendencia multicelular tiene copias de los dos juegos originales de cromosomas homólogos. En la profase I de la meiosis, los cromosomas homólogos forman las tétradas. En la metafase I, estos pares se alinean en el punto medio entre los dos polos de la célula para formar la placa de la metafase. Debido a que existe la misma posibilidad de que una fibra de microtúbulos encuentre un cromosoma heredado de la madre o del padre, la disposición de las tétradas en la placa de metafase es aleatoria. Por lo tanto, cualquier cromosoma heredado de la madre puede enfrentarse a cualquiera de los polos. Asimismo, cualquier cromosoma heredado por el padre también puede enfrentarse a cualquiera de los polos. La orientación de cada tétrada es independiente de la orientación de las otras 22 tétradas.

Este evento, el aleatorio (o independiente) surtido de cromosomas homólogos en la placa de metafase: es el segundo mecanismo que introduce variación en los gametos o esporas. En cada célula que sufre meiosis, la disposición de las tétradas es diferente. El número de variaciones depende del número de cromosomas que componen un conjunto. Hay dos posibilidades de orientación en la placa de metafase, el número posible de alineaciones, por lo tanto, es igual a 2 norte en una celda diploide, donde norte es el número de cromosomas por conjunto haploide. Los seres humanos tienen 23 pares de cromosomas, lo que da como resultado más de ocho millones (2 23) posibles gametos genéticamente distintos solo por la alineación aleatoria de los cromosomas en la placa de metafase. Este número no incluye la variabilidad que se produjo anteriormente al cruzar entre las cromátidas no hermanas. Dados estos dos mecanismos, es muy poco probable que dos células haploides que resulten de la meiosis tengan la misma composición genética (figura 11.4).

En resumen, la meiosis I crea gametos genéticamente diversos de dos formas. Primero, durante la profase I, los eventos de cruce entre las cromátidas no hermanas de cada par de cromosomas homólogos generan cromátidas recombinantes con nuevas combinaciones de genes maternos y paternos. En segundo lugar, el surtido aleatorio de tétradas en la placa de metafase produce combinaciones únicas de cromosomas maternos y paternos que se abrirán camino hacia los gametos.

Anafase I

En la anafase I, los microtúbulos separan los cromosomas enlazados. Las cromátidas hermanas permanecen fuertemente unidas en el centrómero. Los quiasmas se rompen en la anafase I cuando los microtúbulos unidos a los cinetocoros fusionados separan los cromosomas homólogos (figura 11.5).

Telofase I y citocinesis

En la telofase, los cromosomas separados llegan a polos opuestos. El resto de los eventos típicos de la telofase pueden ocurrir o no, dependiendo de la especie. En algunos organismos, los cromosomas se "descondensan" y las envolturas nucleares se forman alrededor de los conjuntos separados de cromátidas producidas durante la telofase I. En otros organismos, citocinesis—La separación física de los componentes citoplasmáticos en dos células hijas— ocurre sin reformar los núcleos. En casi todas las especies de animales y algunos hongos, la citocinesis separa el contenido celular a través de un surco de hendidura (constricción del anillo de actina que conduce a la división citoplásmica). En las plantas, un placa celular se forma durante la citocinesis celular por la fusión de las vesículas de Golgi en la placa de metafase. Esta placa celular finalmente conducirá a la formación de paredes celulares que separan las dos células hijas.

Dos células haploides son el resultado de la primera división meiótica de una célula diploide. Las células son haploides porque en cada polo hay solo uno de cada par de cromosomas homólogos. Por lo tanto, solo está presente un juego completo de cromosomas. Esta es la razón por la que las células se consideran haploides: solo hay un conjunto de cromosomas, aunque cada cromosoma todavía consta de dos cromátidas hermanas. Recuerde que las cromátidas hermanas son simplemente duplicados de uno de los dos cromosomas homólogos (excepto por los cambios que ocurrieron durante el cruzamiento). En la meiosis II, estas dos cromátidas hermanas se separarán, creando cuatro células hijas haploides.

Enlace al aprendizaje

Revise el proceso de la meiosis, observando cómo los cromosomas se alinean y migran, en Meiosis: An Interactive Animation.

Meiosis II

En algunas especies, las células entran en una breve interfase, o interquinesis, antes de entrar en la meiosis II. La interquinesis carece de una fase S, por lo que los cromosomas no están duplicados. Las dos células producidas en la meiosis atraviesan los eventos de la meiosis II en sincronía. Durante la meiosis II, las cromátidas hermanas dentro de las dos células hijas se separan, formando cuatro nuevos gametos haploides. La mecánica de la meiosis II es similar a la mitosis, excepto que cada célula en división tiene solo un conjunto de cromosomas homólogos, cada uno con dos cromátidas. Por lo tanto, cada célula tiene la mitad del número de cromátidas hermanas para separarse como una célula diploide que experimenta mitosis. En términos de contenido cromosómico, las células al comienzo de la meiosis II son similares a las células haploides en G2, preparándose para sufrir mitosis.

Profase II

Si los cromosomas se descondensaron en la telofase I, se volverán a condensar. Si se formaron envolturas nucleares, se fragmentan en vesículas. Los MTOC que se duplicaron durante la interquinesis se alejan entre sí hacia polos opuestos y se forman nuevos husos.

Prometafase II

Las envolturas nucleares están completamente descompuestas y el huso está completamente formado. Cada cromátida hermana forma un cinetocoro individual que se adhiere a los microtúbulos de los polos opuestos.

Metafase II

Las cromátidas hermanas están máximamente condensadas y alineadas en el ecuador de la célula.

Anafase II

Las cromátidas hermanas son separadas por los microtúbulos del cinetocoro y se mueven hacia los polos opuestos. Los microtúbulos no cinetocoros alargan la célula.

Telofase II y citocinesis

Los cromosomas llegan a los polos opuestos y comienzan a descondensarse. Se forman envolturas nucleares alrededor de los cromosomas. Si la célula madre era diploide, como es el caso más común, la citocinesis ahora separa las dos células en cuatro células haploides únicas. Las células producidas son genéticamente únicas debido a la variedad aleatoria de homólogos paternos y maternos y debido a la recombinación de segmentos de cromosomas maternos y paternos (con sus conjuntos de genes) que se produce durante el cruzamiento. Todo el proceso de meiosis se describe en la Figura 11.6.

Comparación de la meiosis y la mitosis

La mitosis y la meiosis son formas de división del núcleo en las células eucariotas. Comparten algunas similitudes, pero también exhiben una serie de diferencias importantes y distintas que conducen a resultados muy diferentes (Figura 11.7). La mitosis es una división nuclear única que da como resultado dos núcleos que generalmente se dividen en dos nuevas células. Los núcleos resultantes de una división mitótica son genéticamente idénticos al núcleo original. Tienen el mismo número de juegos de cromosomas: un juego en el caso de células haploides y dos juegos en el caso de células diploides. Por el contrario, la meiosis consta de dos divisiones nucleares que dan como resultado cuatro núcleos que generalmente se dividen en cuatro células nuevas genéticamente distintas. Los cuatro núcleos producidos durante la meiosis no son genéticamente idénticos y contienen solo un conjunto de cromosomas. Esto es la mitad del número de juegos de cromosomas en la célula original, que es diploide.

Las principales diferencias entre la mitosis y la meiosis ocurren en la meiosis I, que es una división nuclear muy diferente a la mitosis. En la meiosis I, los pares de cromosomas homólogos se encuentran físicamente y se unen con el complejo sinaptonémico. Después de esto, los cromosomas desarrollan quiasmas y se cruzan entre cromátidas no hermanas. Al final, los cromosomas se alinean a lo largo de la placa de la metafase como tétradas, con fibras de cinetocoro de polos del huso opuestos unidas a cada cinetocoro de un homólogo para formar una tétrada. Todos estos eventos ocurren solo en la meiosis I.

Cuando los quiasmas se resuelven y la tétrada se rompe con los homólogos moviéndose a un polo u otro, el nivel de ploidía —el número de conjuntos de cromosomas en cada núcleo futuro— se ha reducido de dos a uno. Por esta razón, la meiosis I se denomina división reduccional. No existe tal reducción en el nivel de ploidía durante la mitosis.

La meiosis II es análoga a una división mitótica. En este caso, los cromosomas duplicados (solo un conjunto de ellos) se alinean en la placa de metafase con cinetocoros divididos unidos a fibras de cinetocoro de polos opuestos. Durante la anafase II, como en la anafase mitótica, los cinetocoros se dividen y una cromátida hermana, ahora denominada cromosoma, se tira hacia un polo mientras que la otra cromátida hermana se tira hacia el otro polo. Si no fuera por el hecho de que hubo un cruce, los dos productos de cada división individual de la meiosis II serían idénticos (como en la mitosis). En cambio, son diferentes porque siempre ha habido al menos un cruce por cromosoma. La meiosis II no es una división de reducción porque aunque hay menos copias del genoma en las células resultantes, todavía hay un conjunto de cromosomas, como había al final de la meiosis I.

Conexión Evolution

El misterio de la evolución de la meiosis

Algunas características de los organismos están tan extendidas y son tan fundamentales que a veces es difícil recordar que evolucionaron como otros rasgos simples. La meiosis es una serie de eventos celulares tan extraordinariamente compleja que los biólogos han tenido problemas para probar hipótesis sobre cómo pudo haber evolucionado. Aunque la meiosis está indisolublemente ligada a la reproducción sexual y sus ventajas y desventajas, es importante separar las cuestiones de la evolución de la meiosis y la evolución del sexo, porque la meiosis temprana puede haber sido ventajosa por diferentes razones que ahora. Pensar fuera de la caja e imaginar cuáles podrían haber sido los primeros beneficios de la meiosis es un enfoque para descubrir cómo pudo haber evolucionado.

La meiosis y la mitosis comparten procesos celulares obvios, y tiene sentido que la meiosis haya evolucionado a partir de la mitosis. La dificultad radica en las claras diferencias entre la meiosis I y la mitosis. Adam Wilkins y Robin Holliday 1 resumieron los eventos únicos que debían ocurrir para la evolución de la meiosis a partir de la mitosis. Estos pasos son emparejamiento y sinapsis de cromosomas homólogos, intercambios cruzados, cromátidas hermanas que permanecen unidas durante la anafase y supresión de la replicación del ADN en interfase. Argumentan que el primer paso es el más difícil e importante y que comprender cómo evolucionó aclararía el proceso evolutivo. Sugieren experimentos genéticos que podrían arrojar luz sobre la evolución de la sinapsis.

Hay otros enfoques para comprender la evolución de la meiosis en curso. Existen diferentes formas de meiosis en los protistas unicelulares. Algunas parecen ser formas de meiosis más simples o más "primitivas". La comparación de las divisiones meióticas de diferentes protistas puede arrojar luz sobre la evolución de la meiosis. Marilee Ramesh y sus colegas 2 compararon los genes implicados en la meiosis en protistas para comprender cuándo y dónde podría haber evolucionado la meiosis. Aunque la investigación aún está en curso, estudios recientes sobre la meiosis en protistas sugieren que algunos aspectos de la meiosis pueden haber evolucionado más tarde que otros. Este tipo de comparación genética puede decirnos qué aspectos de la meiosis son los más antiguos y qué procesos celulares pueden haber tomado prestados en células anteriores.

Enlace al aprendizaje

Haga clic en los pasos de esta animación interactiva para comparar el proceso meiótico de la división celular con el de la mitosis en Cómo se dividen las células.


Mitosis Vs Meiosis

# 1. Definición: Mitosis Vs Meiosis

La mitosis es parte de la división celular, donde los cromosomas dentro del núcleo se dividen en 2 juegos de cromosomas idénticos, y cada uno tiene un núcleo.

Mientras que la meiosis es una división celular que reduce la cantidad de cromosomas a la mitad. Este proceso ocurre en toda reproducción sexual.

# 2. Inventores: Mitosis Vs Meiosis

La mitosis fue descubierta por Walther Flemming, que es anatomista, mientras que la meiosis fue descubierta por Oscar Hertwig, biólogo, ambos de Alemania.

# 3. Etapas de la división celular: mitosis versus meiosis

La mitosis consta de etapas de profase, metafase, anafase, telofase y citocinesis. Mientras que la meiosis consta de las etapas más largas, a saber, profase I, metafase I, anafase I, telofase I, profase II, metafase II, anafase II y telofase.

# 4. División celular

En la mitosis, las células somáticas solo se dividen una vez en la etapa de citocinesis, mientras que en la meiosis las células genitales se dividen dos veces en las etapas de telofase I y II.

# 5. Dónde se produjo la escisión de la mitosis y la meiosis

La escisión de la mitosis en animales ocurre en células del cuerpo (somático) y si en las plantas donde ocurre en el tejido meristemático (los tejidos siempre activos mantienen la división celular). Por ejemplo, al final del tallo, la raíz y en el cambium.

Mientras que la división de la meiosis en animales ocurre en los órganos reproductores de las células genitales (gónadas) y si la meiosis en plantas ocurre en estambres y pistilos.

# 6. Cariocinesis y citocinesis

La carioquinesis es la división de la materia del núcleo celular que se produce durante la división celular. En la mitosis, la carioquinesis ocurre durante la interfase. Mientras que en la meiosis ocurre durante la interfase I.

La citocinesis es la división del citoplasma que ocurre durante la división celular. En la mitosis, la citocinesis ocurre al final de la telofase escenario. Luego, en la meiosis ocurre dos veces, es decir, al final de la telofase I y la telofase II.

# 7. Función

La mitosis generalmente ocurre para la reproducción celular y también para el crecimiento y reparación de células en el cuerpo de un organismo o ser vivo.

Mientras tanto, la meiosis misma ocurre para distinguir la genética de un organismo a través de la reproducción sexual.

# 8. Tipo de reproducción

Durante la división celular o la reproducción en la mitosis, el tipo de reproducción es ase ** xual.

Mientras tanto, la respuesta de la división celular o reproducción en la meiosis es la división de células con tipo de reproducción sexual.

# 9. Genético

La reproducción sexual utilizada en el proceso de meiosis hace que la genética sea ligeramente diferente entre sí. En contraste con la reproducción ase ** xual que las células del niño son idénticas a Células madre.

Algunos mutaciones ocurren en el proceso de meiosis. Las diferencias genéticas de unos a otros hacen que los seres vivos sean más resistentes y se adapten al medio, lo que aumenta las posibilidades de que el organismo sobreviva a su descendencia.

# 10. Organismo

Todos los tipos de organismos, tanto micro como macro, experimentarán o pasarán por el proceso de división celular por mitosis. Si bien la meiosis tiende a ser experimentada por algunos seres vivos como humanos, animales, plantas y también hongos.

# 11. Resultados de la mitosis y la meiosis

La escisión de la mitosis dará como resultado dos células hijas que tienen el mismo número de cromosomas que su madre (2n) llamadas diploides.

Mientras que en la meiosis, la escisión producirá cuatro células hijas que tienen la mitad del número de cromosomas de células madre (n) llamados haploides.


Diferencia básica: mitosis frente a meiosis

La mitosis es el proceso por el cual las células de un organismo se reponen continuamente después de que mueren como resultado de un trauma físico externo o del envejecimiento natural interno. Por lo tanto, ocurre en todas las células eucariotas, aunque las tasas de recambio difieren notablemente entre los tipos de tejido (p. Ej., El recambio de células musculares y de células cutáneas suele ser muy alto, mientras que el recambio de células cardíacas no lo es).

La meiosis, por otro lado, ocurre solo en glándulas especializadas llamadas góndolas (testículos en hombres, ovarios en mujeres).

Además, como se señaló, la mitosis tiene una ronda de fases que da lugar a dos células hijas, mientras que la meiosis tiene dos fases y da lugar a cuatro células hijas. Es útil organizar estos esquemas si tiene en cuenta que la meiosis II es simplemente una división mitótica. Also, neither phase of meiosis involves the replication of any new genetic material. DNA replication is a result of the one-two punch recombination of and independent assortment.

Mitosis Mitosis
Definición Diploid parent/mother cell divides into two identical diploid daughter cells Diploid parent/mother cell undergoes two separate
division events to create 4 haploid daughter cells
with increased genetic variation
Función Growth, repair, and maintenance of organism/cells For creation of cells used in sexual reproduction
Number of Parent Cells Uno Uno
Number of Division Events Uno Two (Meiosis I and Meiosis II)
Chromosome Number in Parent/Mother Cell Diploide Diploide
Daughter Cells Produced Two diploid cells 4 haploid cells (chromosome number halved).
Males: 4 haploid sperm cells
Females: 1 haploid egg cell, 3 polar bodies
Crossover Events Do not occur Do occur
Type of Reproduction Asexual Sexual
Steps of the Process Interphase, Prophase, Metaphase, Anaphase, Telophase/Cytokinesis Interphase, Meiosis I (Prophase I, Metaphase I, Anaphase I, Telophase I),
Meiosis II (Prophase II, Metaphase II, Anaphase II, Telophase II)
Homologous Pairs Present No
Where It Occurs All somatic cells In gonads only

ACENTROSOMAL SPINDLE FORMATION

A spindle in oocytes differs from a mitotic spindle in some key aspects. Remarkably, a spindle forms without centrosomes in the oocytes of many animals, including humans, mouse, Xenopus, Drosophila, y C. elegans (McKim and Hawley 1995). This is specific to the oocyte not meiosis in general, as spermatocytes still contain centrosomes that drive spindle formation. Centrosomes must be eliminated or inactivated during oogenesis, but the mechanism of this is not understood. Lack of centrosomes in oocytes raises a question as to how spindle microtubules are assembled. An in vitro spindle-assembly system in Xenopus extract played critical roles in solving the problem. It was shown that beads coated with random DNA can assemble a bipolar spindle in Xenopus extract (Heald et al. 1996). This indicates any DNA can recruit proteins that induce microtubule assembly. It revealed the central role of the Ran system in chromatin-mediated assembly of spindle microtubules (Gruss et al. 2001 Wiese et al. 2001). The Ran system was originally identified for nuclear transport, but, subsequently, identified for spindle assembly and nuclear envelope reassembly (Hetzer et al. 2002). Ran is a small G protein that can be switched between GTP- and GDP-binding forms ( Fig. 4 ). A chromosome-associated protein, Rcc1, acts as a guanine nucleotide-exchanging factor (GEF), which converts Ran-GDP to Ran-GTP to generate the Ran-GTP gradient. Ran-GTP binds to importin by removing it from other binding proteins, including some “spindle-assembly factors,” which promote spindle assembly. Away from the chromosomes in which the Ran-GDP form is dominating, these spindle-assembly factors are kept inactive by binding to importin. Near the chromosomes in which Ran-GTP concentration is high, the spindle-assembly factors are released from importin to become active. These spindle-assembly factors include TPX2, NuMA, NuSAP, and HURP, and these collectively promote microtubule stabilization and bipolar spindle formation (Gruss et al. 2001 Wiese et al. 2001 Koffa et al. 2006 Ribbeck et al. 2006 Sillje et al. 2006).

Chromosome-mediated spindle assembly through Ran. Ran-GDP is converted into Ran-GTP by chromosome-associated RCC1 to generate a Ran-GTP gradient. Near chromosomes, Ran-GTP activates spindle-assembly factors by removing importin from them. Microtubules and the spindle can be assembled only in proximity to the chromosomes.

The requirement of the Ran-GTP gradient-based mechanisms in chromosome-mediated acentrosomal spindle assembly is very clear in Xenopus extract, but it is less clear in living oocytes. Disrupting the Ran gradient by either expression of dominant negative or hyperactive forms of Ran did not prevent a spindle from forming around the chromosomes in mouse oocytes (Dumont et al. 2007). Similar observations have been made in Drosophila oocytes, although the gradient was not directly monitored (Cesario and McKim 2011). This indicates that chromosomes have alternative pathways or signals that induce microtubule assembly independently from Ran. The CPC-containing Aurora B kinase may act as an alternative pathway. First, in Xenopus egg extract, the CPC is essential for centrosome-independent spindle microtubule assembly (Sampath et al. 2004). Also, in Drosophila oocytes, it was shown that CPC is essential for spindle microtubule assembly (Colombie et al. 2008 Radford et al. 2012). Chromosomes activate Aurora B kinase independently of Ran and the activated kinase is then targeted to microtubules to promote spindle assembly (Tseng et al. 2010). The targets of the kinase activity include two microtubule-depolymerizing proteins, MCAK and Op18/stathmin (Andrews et al. 2004 Ohi et al. 2004 Gadea and Ruderman 2006).

Although it was known that the mitotic spindle forms without centrosomes in plants, it was, relatively, recently realized that the spindle can form in mitotic animal cells without centrosomes when they are artificially removed. In human cultured cells, when centrosomes were ablated using a laser, the spindle morphology and function were unaffected (Khodjakov et al. 2000). En Drosophila, inactivating essential centrosome components eliminated centrosomes from cells, but spindle formation and function is not disrupted (Basto et al. 2006). Furthermore, the flies lacking centrosomes develop with only a slight increase in the frequency of aneuploids.

As a mitotic spindle can form without centrosomes, a critical question is whether a meiotic spindle is simply the same as a mitotic spindle without centrosomes, or a spindle that is modified to cope with a lack of centrosomes? This is an unexplored question, but some evidence suggests the existence of oocyte-specific mechanisms to compensate for a lack of centrosomes. Por ejemplo, en Drosophila mitosis, the γ-tubulin recruiting complex augmin is responsible for assembling most centrosome-independent spindle microtubules (Goshima et al. 2008). Therefore, a loss of the augmin complex, in conjunction with inactivation of centrosomes, results in a dramatic loss of spindle microtubules (Goshima et al. 2008 Wainman et al. 2009). In contrast, oocytes lacking the augmin complex (and centrosomes) still form robust spindles (Meireles et al. 2009). This suggests a meiosis-specific microtubule assembly pathway independent of centrosomes and augmin. Moreover, augmin shows meiosis-specific stable localization to acentrosomal spindle poles, suggesting that the meiosis-specific regulation of augmin may, in part, compensate for a lack of centrosomes in oocytes (Colombie et al. 2013).


Stages of Mitosis and Meiosis

There are four stages of mitosis and eight stages in meiosis. Since meiosis undergoes two rounds of splitting, it is divided into meiosis I and meiosis II. Each stage of mitosis and meiosis has many changes going on in the cell, but very similar, if not identical, important events mark that stage. Comparing mitosis and meiosis is fairly easy if these important events are taken into account:

Prophase: Nucleus Gets Ready to Divide

The first stage is called prophase in mitosis and prophase I or prophase II in meiosis I and meiosis II. During prophase, the nucleus is getting ready to divide. This means the nuclear envelope has to disappear and the chromosomes start to condense. Also, the spindle starts to form within the centriole of the cell that will help with the division of chromosomes during a later stage. These things all happen in mitotic prophase, prophase I and usually in prophase II. Sometimes there is no nuclear envelope at the beginning of prophase II and most of the time the chromosomes are already condensed from meiosis I.

There are a couple of differences between mitotic prophase and prophase I. During prophase I, homologous chromosomes come together. Every chromosome has a matching chromosome that carries the same genes and is usually the same size and shape. Those pairs are called homologous pairs of chromosomes. One homologous chromosome came from the individual's father and the other came from the individual's mother. During prophase I, these homologous chromosomes pair up and sometimes intertwine.

A process called crossing over can happen during prophase I. This is when homologous chromosomes overlap and exchange genetic material. Actual pieces of one of the sister chromatids break off and reattach to the other homolog. The purpose of crossing over is to further increase genetic diversity, since alleles for those genes are now on different chromosomes and can be placed into different gametes at the end of meiosis II.

Metaphase: Chromosomes Line Up at Cell's Equator

In metaphase, the chromosomes line up at the equator, or middle, of the cell, and the newly formed spindle attaches to those chromosomes to prepare for pulling them apart. In mitotic metaphase and metaphase II, the spindles attach to each side of the centromeres holding the sister chromatids together. However, in metaphase I, the spindle attaches to the different homologous chromosomes at the centromere. Therefore, in mitotic metaphase and metaphase II, the spindles from each side of the cell are connected to the same chromosome.

In metaphase, I, only one spindle from one side of the cell is connected to a whole chromosome. The spindles from opposite sides of the cell are attached to different homologous chromosomes. This attachment and setup is essential for the next stage. There is a checkpoint at that time to make sure it was done correctly.

Anaphase: Physical Splitting Occurs

Anaphase is the stage in which the physical splitting occurs. In mitotic anaphase and anaphase II, the sister chromatids are pulled apart and moved to opposite sides of the cell by the retraction and shortening of the spindle. Since the spindles attached at the centromere on both sides of the same chromosome during metaphase, it essentially rips apart the chromosome into two individual chromatids. Mitotic anaphase pulls apart the identical sister chromatids, so identical genetics will be in each cell.

In anaphase I, the sister chromatids are most likely not identical copies since they probably underwent crossing over during prophase I. In anaphase I, the sister chromatids stay together, but the homologous pairs of chromosomes are pulled apart and taken to opposite sides of the cell.

Telophase: Undoing Most of What Was Done

The final stage is called telophase. In mitotic telophase and telophase II, most of what was done during prophase will be undone. The spindle begins to break down and disappear, a nuclear envelope begins to reappear, chromosomes start to unravel, and the cell prepares to split during cytokinesis. At this point, mitotic telophase will go into cytokinesis that will create two identical diploid cells. Telophase II has already gone one division at the end of meiosis I, so it will go into cytokinesis to make a total of four haploid cells.

Telophase I may or may not see these same sorts of things happening, depending on the cell type. The spindle will break down, but the nuclear envelope may not reappear and the chromosomes may stay tightly wound. Also, some cells will go straight into prophase II instead of splitting into two cells during a round of cytokinesis.


Comparación de la meiosis y la mitosis

La mitosis y la meiosis, que son formas de división del núcleo en las células eucariotas, comparten algunas similitudes, pero también exhiben diferencias claras que conducen a resultados muy diferentes. La mitosis es una división nuclear única que da como resultado dos núcleos, generalmente divididos en dos nuevas células. Los núcleos resultantes de una división mitótica son genéticamente idénticos al original. Tienen el mismo número de juegos de cromosomas: uno en el caso de las células haploides y dos en el caso de las células diploides. Por otro lado, la meiosis son dos divisiones nucleares que dan como resultado cuatro núcleos, generalmente divididos en cuatro nuevas células. The nuclei resulting from meiosis are never genetically identical, and they contain one chromosome set only—this is half the number of the original cell, which was diploid.

Las diferencias en los resultados de la meiosis y la mitosis se deben a diferencias en el comportamiento de los cromosomas durante cada proceso. La mayoría de estas diferencias en los procesos ocurren en la meiosis I, que es una división nuclear muy diferente a la mitosis. En la meiosis I, los pares de cromosomas homólogos se asocian entre sí, se unen, experimentan quiasmas y cruces entre cromátidas hermanas, y se alinean a lo largo de la placa de metafase en tétradas con fibras de huso de polos de huso opuestos unidos a cada cinetocoro de un homólogo en una tétrada. Todos estos eventos ocurren solo en la meiosis I, nunca en la mitosis.

Los cromosomas homólogos se mueven a polos opuestos durante la meiosis I, por lo que el número de conjuntos de cromosomas en cada núcleo futuro se reduce de dos a uno. For this reason, meiosis I is referred to as a reduction division. No existe tal reducción en el nivel de ploidía en la mitosis.

La meiosis II es mucho más análoga a una división mitótica. En este caso, los cromosomas duplicados (solo un conjunto de ellos) se alinean en el centro de la célula con cinetocoros divididos unidos a las fibras del huso desde polos opuestos. Durante la anafase II, como en la anafase mitótica, los cinetocoros se dividen y una cromátida hermana se tira hacia un polo y la otra cromátida hermana se tira hacia el otro polo. Si no fuera por el hecho de que hubo cruces, los dos productos de cada división de la meiosis II serían idénticos como en la mitosis, son diferentes porque siempre ha habido al menos un cruzamiento por cromosoma. La meiosis II no es una división de reducción porque, aunque hay menos copias del genoma en las células resultantes, todavía hay un conjunto de cromosomas, como había al final de la meiosis I.

Las células producidas por la mitosis funcionarán en diferentes partes del cuerpo como parte del crecimiento o reemplazando las células muertas o dañadas. Incluso pueden estar involucrados en la reproducción asexual en algunos organismos. Las células producidas por meiosis en un organismo diploide dominante, como un animal, solo participarán en la reproducción sexual.

Figure 1 Meiosis and mitosis are both preceded by one round of DNA replication however, meiosis includes two nuclear divisions. The four daughter cells resulting from meiosis are haploid and genetically distinct. The daughter cells resulting from mitosis are diploid and identical to the parent cell.