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Reordenación genética en la meiosis

Cada gameto es genéticamente único gracias a dos características de la meiosis I: el entrecruzamiento y la distribución aleatoria de homólogos paternos y maternos (figura 1a).

La figura 1 a muestra las diferentes fases de la meiosis. La célula comienza el proceso en la interfase, donde se condensa el ADN, seguida de la profase uno, donde se forman los cromosomas duplicados. Después, pasa a la meiosis uno, que se compone de: la prometafase uno, en que los microtúbulos fibrosos del huso se unen al centro de los cromosomas; la metafase uno, en que los cromosomas se disponen en el centro de la célula; la anafase uno, en que los cromosomas se separan, y la telofase uno, en que los cromosomas llegan a los polos opuestos de la célula. La meiosis uno termina con la citocinesis, que da lugar a dos células haploides. En la meiosis dos, cada célula pasa por las mismas fases que en la meiosis uno, pero esta vez las cromátidas hermanas se separan en la anafase dos, y el proceso entero da como resultado la formación de cuatro células haploides únicas. La figura 1 b muestra ejemplos de posibles distribuciones de los cromosomas. El ejemplo uno muestra una distribución en que los cromosomas materno y paterno se separan de forma independiente, lo cual está representado por el color azul en una célula hija y el rojo en la otra. Esto conduce a dos distribuciones diferentes. El segundo ejemplo muestra una distribución en que se mezclan los cromosomas maternos y paternos, lo que lleva a otros dos tipos de distribuciones en las células hijas, representados por una mezcla de rojo y azul en ambos cromosomas. Así, esta ilustración muestra cuatro distribuciones diferentes.

Figura 1: a) Meiosis, incluido el entrecruzamiento (profase I) y la distribución aleatoria (metafase I); b) Segregación aleatoria de cromosomas en la meiosis.

Entrecruzamiento

En la meiosis 1 los cromosomas se replican, al igual que en la mitosis. A diferencia de la mitosis, la versión paterna y materna de cada cromosoma, el par homólogo, se empareja (figura 1a). Esta distribución permite que se produzca la recombinación genética. Durante este entrecruzamiento, se intercambian porciones equivalentes, pero no idénticas, de los cromosomas. Por ejemplo, el gen materno del color de ojos puede intercambiarse con el gen paterno del color de ojos. Como resultado, el cromosoma paterno contiene algunos genes del cromosoma materno y viceversa. Los nuevos cromosomas son genéticamente únicos. Observa que en la figura 1a se han intercambiado pequeñas porciones de los homólogos rojo y azul.

Combinación aleatoria

Hacia el final de la meiosis II, antes de la citocinesis, los pares homólogos se separan y un homólogo es arrastrado a cada célula hija. La distribución de los cromosomas es aleatoria, de modo que cada célula hija puede heredar un cromosoma paterno, pero heredar el homólogo materno de otro cromosoma. Observa que en la figura 1a cada célula hija contiene algunos cromosomas rojos y otros azules.

Dado que tanto el entrecruzamiento como la combinación aleatoria se aplican a los 23 pares de cromosomas, el número de variaciones posibles es enorme. Por lo tanto, los humanos y otros organismos que se reproducen sexualmente son todos genéticamente únicos entre sí. Utilicemos la siguiente imagen como ejemplo. Tiene dos cromosomas (n=2) sometidos a combinación independiente en la metafase I. En este caso, hay dos distribuciones posibles: los cromosomas paternos y maternos podrían separarse independientemente, como se ve en el panel superior de la figura 1b, o los cromosomas maternos y paternos podrían mezclarse, como se muestra en el panel inferior de la figura 1b. En definitiva, esto significa que hay cuatro distribuciones posibles. Cuantos más cromosomas hay, más drástico es el aumento de distribuciones posibles.