Meiosis
La meiosis es la división celular de dos etapas que produce cuatro células sexuales, cada una con la mitad del número de cromosomas y una combinación única de genes.
Definition
La meiosis es un tipo especial de división celular que produce células sexuales, espermatozoides en los machos y óvulos en las hembras, con solo la mitad del número usual de cromosomas, de manera que cuando un espermatozoide y un óvulo se unen, el bebé recibe un juego completo. Una célula diploide se divide dos veces para producir cuatro gametos haploides: en la meiosis I, los cromosomas homólogos se emparejan, intercambian segmentos por entrecruzamiento y se separan, y en la meiosis II las cromátidas hermanas se separan, así que la distribución independiente y el entrecruzamiento le dan a cada gameto una combinación diferente de alelos, la fuente de variación en la reproducción sexual. Una ronda de replicación de ADN precede a las dos divisiones. En la profase I, los homólogos se sinapsan a lo largo del complejo sinaptonémico y sufren recombinación recíproca en los quiasmas, lo cual crea nuevas combinaciones de alelos y a la vez une físicamente a los homólogos para que se orienten correctamente en el huso de la metafase I. La meiosis I es reduccional (los homólogos se separan mientras las cromátidas hermanas permanecen unidas por cohesina centromérica protegida por shugoshin) y la meiosis II es ecuacional (las cromátidas se separan); los errores de segregación, llamados no disyunción, producen gametos aneuploides, y la tasa de no disyunción materna aumenta con la edad.
Example
Una célula corporal humana tiene $46$ cromosomas; la meiosis produce espermatozoides y óvulos con $23$ cada uno, y cuando se combinan, $23 + 23 = 46$ de nuevo. Como cada uno de los $23$ pares de cromosomas puede alinearse de dos maneras, la distribución independiente por sí sola puede producir $2^{23}$, unas $8.4$ millones, combinaciones diferentes de cromosomas en los gametos de una persona, y el entrecruzamiento multiplica eso aún más. Los machos humanos producen cuatro espermatozoides funcionales por cada meiosis, mientras que las hembras producen un óvulo más cuerpos polares, y el óvulo queda detenido en la profase I desde antes de nacer hasta la ovulación, a veces por $40$ años o más; la trisomía 21 (síndrome de Down) resulta de la no disyunción del cromosoma 21, generalmente en la meiosis I del óvulo.
Key Insight
La meiosis mezcla los genes, así que no hay dos espermatozoides u óvulos exactamente iguales, razón por la cual hermanos y hermanas se parecen pero no son idénticos. La mitosis mantiene igual el número de cromosomas y la meiosis lo reduce a la mitad; sin la meiosis, el número de cromosomas se duplicaría cada generación. La meiosis es la razón por la que la reproducción sexual genera variación sin cambiar la secuencia de ADN en sí: la recombinación y la distribución independiente reorganizan los alelos existentes, dándole a la selección natural nuevas combinaciones que poner a prueba en cada generación.