Profase I
Definición
La profase I de la meiosis I es un proceso que involucra cinco etapas diferentes durante las cuales el material genético en forma de alelos se cruza y se recombina para formar cromátidas haploides no idénticas. La profase I es la primera etapa de la meiosis I, seguida de la profase II, anafase I, anafase II, metafase I y metafase II.
Glosario de términos de la profase I
Para comprender la Profase I de la meiosis I, uno debe estar familiarizado con los términos asociados con este proceso. La meiosis solo ocurre en células eucariotas. Todas las células eucariotas contienen material genético en forma de hebras de ADN dentro del núcleo. Estas hebras de ADN se enrollan en cromatina que cambia de forma para formar cromosomas durante la división celular.
Meiosis produce cuatro haploides células hijas de un diploide madre de línea germinal de células.
Las células diploides contienen dos juegos de cromosomas homólogos (iguales). Las células diploides pueden producir copias exactas de sí mismas a través de la mitosis o producir células hijas con la mitad del material genético bajo el proceso de meiosis.
En los dos juegos de cromosomas homólogos (u homólogos) de células diploides, uno proviene del padre y el otro de la madre. Matemáticamente, esto se conoce como 2n, o dos conjuntos de cromosomas homólogos. Los textos científicos a menudo extienden esto a 2n = 46. Esto se refiere a los 23 conjuntos de cromosomas humanos. En los diagramas en los que no caben todos los cromosomas, pueden indicar 2n = 4 o 2n = 8. Esto simplemente se refiere al número de cromosomas en esa imagen en particular.
Como nuestras células han recibido información de ambos padres, tenemos la información genética completa de ambos dentro de nuestro ADN nuclear. Esto significa que todas nuestras células diploides tienen 23 pares de cromosomas. D iploide = D ouble.
Cada cromosoma está formado por dos cromátidas unidas en el medio por un centrómero. Cada cromátida es idéntica. En la imagen de abajo, el número 1 representa una sola cromátida, el 2 muestra el centrómero que une ambas cromátidas, el 3 es el brazo corto (o ‘p’) y el 4 el brazo largo (‘q’) del cromosoma.
Haploide se refiere a un gameto o célula sexual: los espermatozoides en los machos y los óvulos en las hembras. Las células haploides solo contienen la mitad de la información genética de la célula madre, o ‘n’. Esto permite que el material genético se fusione tras la fertilización de un óvulo con esperma, creando una célula que contiene el ADN de ambos padres en una célula diploide. HA ploide = HA si.
También es importante mencionar que los cromosomas son una formación temporal. En ausencia de división celular, el ADN se empaqueta en el núcleo y se mantiene unido uniendo proteínas de una manera mucho menos organizada que las fibras de cromatina. Por lo tanto, la forma de X de los cromosomas solo se puede ver en etapas particulares de la división celular.
Las cinco etapas de la profase I (meiosis)
Con una mejor comprensión de la terminología, el complicado proceso de la meiosis es mucho más fácil de entender. Como ya se mencionó, la meiosis I tiene cinco etapas separadas.
Etapa 1: Leptoteno
En esta primera etapa de la profase I de la meiosis, los cromosomas son visibles bajo microscopía electrónica y se ven como ‘una cadena de cuentas’, donde las cuentas se denominan nucleosomas. Si está completamente estirado, algo de ADN puede tener casi un centímetro de largo, demasiado grande para un nucleolo celular. Por lo tanto, se envasa con proteínas especiales. Las histonas centrales son el equivalente a carretes de hilo de coser alrededor de los cuales se enrolla la hebra de ADN. Cuando el ADN se ha envuelto dos veces alrededor de la histona central, forma una estructura conocida como nucleosoma. Esto le da el efecto de cadena de cuentas, con el ADN desenrollado dando la apariencia de la cadena, y los nucleosomas enrollados las cuentas.
Cada cromátida está extremadamente cerca de la otra y esto a menudo da el efecto de un solo cromosoma. También se entiende que en la etapa de leptoteno, se producen roturas de doble hebra en el ADN, preparándose para la recombinación. La recombinación es el resultado de un proceso en el que el ADN de una cromátida se rompe y se mezcla con otra cromátida no hermana para producir una mayor variedad de alelos en la descendencia. La recombinación es el resultado del » cruce «. El leptoteno a menudo se denomina al unísono con la siguiente etapa como la transición leptoteno-cigoteno, ya que la primera etapa es en sí misma un proceso muy corto.
La siguiente imagen muestra las cinco etapas de la profase I, comenzando con el leptoteno en la parte superior. Notarás el efecto de cadena de cuentas.
Etapa 2: Cigoteno
Una tétrada, o dos cromosomas homólogos que constan de cuatro cromátidas, se conecta para producir un par de cromosomas durante la meiosis. Para unirse como un par, se forma una sinapsis. Los filamentos en forma de escalera unen y unen el par de cromosomas en un punto central. Estos filamentos forman el complejo sinaptonemal. Solo una vez que el par se ha conectado, se puede llamar tétrada o bivalente. El cruce puede ocurrir sobre el complejo sinaptonémico una vez que se ha formado, pero en algunos organismos este complejo no es obligatorio para la recombinación.
Etapa 3: Paquiteno
Una vez que se ha formado una tétrada, el proceso de cruce y la recombinación resultante puede continuar, donde un poco del material genético de las secuencias de ADN parental se intercambia para aumentar la variación genética. En este punto, las hermanas cromátidas (las dos hebras de cromátidas que forman un solo cromosoma) comienzan a separarse entre sí, aunque los cromosomas permanecen unidos como un par. Esto los hace mucho más distintivos bajo un microscopio electrónico. La siguiente imagen muestra el cruce de material genético entre dos cromátidas no hermanas dentro de un solo par de cromosomas homólogos. El quiasma es el punto de conexión entre dos cromátidas no hermanas que permite el intercambio de alelos. Los quiasmas solo pueden formarse si las cromátidas hermanas están separadas entre sí.
Etapa 4: Diploteno
Cuando el complejo sinaptonémico comienza a descomponerse, como ocurre durante la etapa de diploteno, los pares de cromosomas comienzan a separarse. Sin embargo, no pueden alejarse unos de otros ya que permanecen unidos por los quiasmas. La característica repelente de los dos cromosomas crea un cambio preliminar hacia los polos opuestos del aparato del huso de la meiosis I, aún incompleto, que se completará durante la prometafase 1 inmediatamente después de la profase I.
Etapa 5: Diaquinesis
En la diaquinesis, las conexiones de los quiasmas llegan a los extremos de los brazos cromátidos del cromosoma. Esta llegada se llama terminalización. En este punto, los cromosomas están muy condensados y todavía conectados por quiasmas; no pueden avanzar más hacia los polos de la estructura del huso aún incompleta.
Para prepararse para la siguiente fase en la meiosis I, ocurren otros cambios estructurales. El nucleolo y la envoltura nuclear se disuelven. Esto permite que los centriolos ( microtúbulos formadores de centrosomas ) que contribuyen a la formación del huso migren libremente, junto con los restos de los husos formados durante la división de las células mitóticas. Los microtúbulos en el citoplasma celular son los bloques de construcción predominantes en la construcción del huso.
En la imagen de abajo, las cinco etapas de la Profase I pueden verse una vez más, esta vez con los otros procesos de la meiosis I. La representación de la diaquinesis muestra claramente las uniones de los quiasmas y el cambio de los pares de cromosomas aún unidos a los polos opuestos.
