¿Qué es la meiosis y cómo funciona el proceso de división celular en los organismos con reproducción sexual?

La meiosis es un proceso especializado de división celular que se produce en las gónadas con el propósito fundamental de producir gametos, tales como los espermatozoides y los ovocitos, en los organismos que se reproducen de manera sexual. Durante este proceso, una célula diploide experimenta dos divisiones nucleares y citoplasmáticas sucesivas, generando finalmente cuatro células haploides que contienen la mitad del material genético original.

¿Cómo se descubrió y quiénes describieron por primera vez el proceso de la meiosis?

La meiosis fue observada y descrita inicialmente en 1876 por el biólogo alemán Oscar Hertwig al estudiar los huevos del erizo de mar. Posteriormente, en 1883, el zoólogo belga Edouard Van Beneden examinó el comportamiento de los cromosomas en los huevos de gusanos parásitos y notó que las células reducían su número cromosómico a la mitad antes de la formación de los huevos, acuñando el término meiosis. En 1890, el biólogo August Weismann determinó la necesidad de dos divisiones para transformar una célula diploide en cuatro haploides, mientras que en 1911 el genetista estadounidense Thomas Hunt Morgan identificó el sobrecruzamiento en la mosca de la fruta.

¿Qué eventos ocurren durante la interfase previa y la primera división meiótica o meiosis I?

Antes de que comience la meiosis, la célula atraviesa una interfase que incluye la fase G1 de crecimiento, la fase S donde se replica el material genético y la fase G2. Durante la meiosis I, también conocida como fase reductiva, los cromosomas homólogos se emparejan estrechamente en la profase I mediante el complejo sinaptonémico y experimentan el intercambio de material genético conocido como entrecruzamiento o crossing-over. Posteriormente, los bivalentes se alinean en la placa ecuatorial durante la metafase I y los cromosomas homólogos se separan hacia polos opuestos en la anafase I, reduciendo el número cromosómico a la mitad en las dos células hijas resultantes de la telofase I.

¿De qué manera se desarrolla la segunda división meiótica o meiosis II y en qué se diferencia de la mitosis?

La meiosis II es un proceso muy similar a la mitosis en el cual las cromátidas hermanas que componen cada cromosoma se separan y se distribuyen entre los nuevos núcleos sin que ocurra una replicación previa de ADN. Durante la profase II y la metafase II, los cromosomas se alinean de manera individual en el plano ecuatorial. En la anafase II, las cromátidas se separan de sus centrómeros y se desplazan hacia los polos opuestos. Como resultado de la telofase II y la citocinesis, se generan cuatro células hijas haploides únicas debido a la previa recombinación genética.

¿Cómo influye la meiosis en la variabilidad genética de los organismos con reproducción sexual?

La meiosis desempeña un papel crucial en la generación de diversidad genética dentro de las poblaciones gracias a dos mecanismos principales. El primero es la recombinación homóloga o entrecruzamiento que ocurre durante la profase I, el cual rompe y recombina segmentos de ADN entre cromátidas no hermanas. El segundo mecanismo es la segregación al azar de los cromosomas maternos y paternos durante la anafase I y la anafase II. Esta distribución independiente permite millones de combinaciones cromosómicas posibles en los gametos resultantes de un organismo.

¿Qué anomalías cromosómicas pueden surgir a raíz de fallas en la disyunción meiótica?

Cuando ocurre una falla en la separación correcta de las cromátidas o cromosomas durante la anafase de la meiosis, un fenómeno conocido como no disyunción, se producen alteraciones en el número cromosómico denominadas aneuploidías. Entre las anomalías viables en humanos destacan la monosomía del cromosoma X conocida como síndrome de Turner, y diversas trisomías como el síndrome de Down por trisomía del cromosoma 21, el síndrome de Patau asociado al cromosoma 13 y el síndrome de Edwards relacionado con el cromosoma 18, los cuales conllevan distintas afecciones clínicas y del desarrollo.

Sources & Further Reading

• Oliva, Rafael. Genética médica. Google Libros, 2004. Disponible en: Google Libros
• Barnes J.R., Curtis Helena, Curtis Rebecca. Invitación a la biología. Editorial Médica Panamericana.
• Pierce, Benjamin. Genética: Un enfoque conceptual. 2ª edición, Ed. Médica Panamericana.
• Dehapiot B., Clément R., Bourdais A., Carrière V., Huet S., Halet G. RhoA- and Cdc42-induced antagonistic forces underlie symmetry breaking and spindle rotation in mouse oocytes. PLoS Biol, 2021. DOI: 10.1371/journal.pbio.3001376