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Iván Ferrer Rodríguez, Ph.D.
Catedrático
Meiosis y el ciclo de vida sexual
Capítulo 13
Reece, Urry, Cain, Wasserman, Minorsky,
Jackson, 2009
Campbell Biology 9th Edition
Objetivos
Semejanza entre familiares
 El propósito de esta
unidad es estudiar el
proceso de meiosis y el
ciclo de vida sexual.
2
Capítulo 12
Meiosis y el ciclo de vida sexual
• ¿Qué significa herencia?
3
Unidad 2
 ¿Qué significa genética?
Meiosis y el ciclo de vida sexual
• Herencia es la transmisión de una característica de una
generación a otra, de los padres a los hijos, pero nunca los
progenitores y la progenie son idénticos porque hay
variación genética.
• Genética es el estudio de la herencia y las variaciones
hereditarias.
• Tiene impacto en:
 Medicina
 Manufactura de alimentos
 Manipulación del DNA implica un problema ético y
social
4
Unidad 2
Meiosis y el ciclo de vida sexual
5
Unidad 2
Meiosis y el ciclo de vida sexual
http://www.esencialnatura.
com/?p=2458
6
Unidad 2
Terapia génetica
Manipulación genética
7
Unidad 2
Manipulación genética
8
Unidad 2
Manipulación genética
9
Unidad 2
!Tienes los ojos de tu padre!
• ¿Qué significa esta
expresión?
• ¿Será acaso que el padre
le donó los ojos?
• ¿El padre está ciego
porque no tiene ojos?
• ¿Qué es lo que el hijo
tiene del padre?
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Unidad 2
!Tienes los ojos de tu padre!
 ¿Qué es lo que el hijo tiene del padre? Lo que heredó.
 Heredamos miles de genes del padre y miles de genes de
la madre, éstos constituyen el genoma.
 Los genes son segmentos de DNA, secuencias específicas
de nucleótidos en el DNA.
 Repasar los siguientes términos: DNA, macromolécula,
polímero, monómero y la Figuras 5.26 y 5.27.
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Unidad 2
!Tienes los ojos de tu padre!
 La información heredada es pasada de los padres a los
hijos en forma de código.
12
Unidad 2
!Tienes los ojos de tu padre!
 La información heredada es pasada de los padres a los
hijos en forma de código
Trabajo de grupo #1
 Analice la siguiente palabra: carro
 ¿Qué le viene a la mente?
 Tienen un minuto
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Unidad 2
!Tienes los ojos de tu padre!
• La información heredada es pasada de los padres a los
hijos en forma de código
• Analice la siguiente palabra: carro
• ¿Qué le viene a la mente?
• ¿En que se parece un carro a la palabra carro?
• No se parecen en nada. Sin embargo, para usted una (la
palabra carro) significa la otra (la imagen del carro).
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Unidad 2
¿Cómo se hereda la información?
• La información contenida en los genes que se heredan del
padre codifican para:
•
•
•
•
•
El color de la piel u ojos
La forma de los ojos o nariz
La estatura
Forma de las orejas
Características similares a las del padre
• La transmisión de las características depende de que el
DNA (A, T, G, C) se pueda replicar (el padre no se puede
quedar sin sus genes).
• En los animales y las plantas, las células que pasan los
genes de una generación a otra son los gametos.
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Unidad 2
¿Cómo se hereda la información?
 Los gametos (óvulo y espermatozoide) son las células
sexuales que permiten que ocurra reproducción sexual.
 El DNA de la célula eucariota está dividido en
cromosomas en el núcleo.
 Los seres humanos tienen los siguientes cromosomas:
• 46 en las células somáticas (células del cuerpo).
• 23 en las células sexuales (óvulos y espermatozoides).
 Un cromosoma puede tener cientos o miles de genes.
 La región del cromosoma donde se localiza el gene se
conoce como el locus.
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Unidad 2
¿Cómo se hereda la información?
Locus genético
17
Locus Audi
Unidad 2
¿Cómo se hereda la información?
Locus genético
18
Cromosoma
Unidad 2
Reproducción asexual de la hidra
 Animal acuático multicelular
simple que se reproduce por
gemación (asexualmente).
 El nuevo individuo se
desprende del padre.
 Reproducción asexual
implica que un solo individuo
es el padre y pasa a la
progenie una copia de todos
sus genes.
 La progenie es idéntica al
20
Unidad 2
padre, no hay variación
entre padre e hijo, excepto si
hay mutaciones.
¿Cómo compran la reproducción
sexual y la asexual?
 Mutación es un cambio
en la secuencia de
nucleótidos de un gen
que genera diversidad
genética.
 La reproducción asexual
resulta en la formación de
un clono, un grupo de
individuos que son
idénticos genéticamente.
 La reproducción sexual
21
Unidad 2
resulta en mucha más
variedad que la
reproducción asexual.
Identifique los hijos de cada familia
Padres
Hijos
22
Unidad 2
En las dos familias:
 Esta variación genética
que se observa entre
padre e hijos se explicar a
través del ciclo de vida
sexual descrito en la
Figura 13.6.
 Ciclo de vida sexual es la
23
secuencia de etapas en
el historial reproductivo de
un organismo, desde la
concepción hasta la
producción de progenie,
o sea de una generación
a otra.
Unidad 2
El ciclo de vida humano
 Cada célula del cuerpo
contiene 23 pares de
cromosomas:
 22 pares de autosomas
 1 par de cromosomas
sexuales
 Estas células del cuerpo son
denominadas diploides.
 Diploide quiere decir que
tienen doble set de
cromosomas.
 El estado diploide se
representa como 2n (2n=46) en
células diploides humanas.
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Unidad 2
El ciclo de vida humano
 Las células sexuales (óvulos y
espermatozoides) se producen
en las gónadas (ovarios y
testículos) mediante meiosis.
 En meiosis se reduce a la mitad
el número de cromosomas.
 Cada célula sexual o gameto
tiene 22 autosomas y un
cromosoma del sexo X ó Y.
 En total, las células sexuales
tienen 23 cromosomas.
 Una célula con un solo set de
25
cromosomas se conoce como
haploide.
Unidad 2
El ciclo de vida humano
 El número de cromosomas en
estado haploide se representa
con la letra n (n=23 en células
haploides humanas).
 La unión de los gametos se
llama fecundación o singamia.
 La célula que resulta se llama
cigoto y es diploide (2n=46).
 El cigoto pasa por mitosis hasta
producir un organismo
multicelular.
 Los gametos NO se producen
26
por mitosis, lo hacen por
meiosis.
Unidad 2
Tres ciclos de reproducción sexual
27
Unidad 2
Tres ciclos de reproducción sexual
(a) Animales
 Meiosis da origen a los gametos.
 Los gametos son las únicas
células haploides.
 Los gametos se unen en
fecundación y dan origen a un
cigoto diploide.
 El cigoto se reproduce por mitosis
y se forma un organismo
multicelular diploide.
 En el organismo multicelular se
28
producen gametos mediante
meiosis.
Unidad 2
Tres ciclos de reproducción sexual
(b) Mayoría de los hongos y
algunas algas
 Los gametos se unen para
formar un cigoto diploide (2n).
 El cigoto pasa por meiosis y da
origen a células haploides.
 Las células haploides pasan por
mitosis y dan origen a un
organismo multicelular
haploide.
 El organismo multicelular
haploide produce gametos
mediante mitosis.
29
Unidad 2
Tres ciclos de reproducción sexual
(c) Plantas y algunas algas
 Incluye etapas multicelulares
haploides y diploides.
 La etapa diploide multicelular se
conoce como esporofito (2n).
 El esporofito pasa por meiosis y
produce células haploides
(esporas).
 Las esporas se reproducen por
mitosis y originan un organismo
multicelular haploide
(gametofito).
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Unidad 2
Tres ciclos de reproducción sexual
(c) Plantas y algunas algas
 El gametofito pasa por mitosis y
origina gametos.
 Los gametos se unen y se forma
un cigoto diploide.
 El cigoto diploide pasa por
mitosis y se convierte en un
organismo multicelular diploide
(esporofito).
31
Unidad 2
Ciclo de vida sexual en humanos
 Células somáticas tienen 46
cromosomas observables en
el microscopio de luz, desde
la profase hasta anafase.
 Los cromosomas difieren en
tamaño, forma, posición del
centrómero y patrón de
bandas en tinciones.
 Hay dos cromosomas de
cada tipo y un par de
cromosomas sexuales (X, Y).
 La representación visual se
conoce como cariotipo.
32
Unidad 2
Preparación de cariotipo humano
¿Cómo se hace un cariotipo?
33
Unidad 2
Preparación de cariotipo humano
 Se toma una muestra de sangre, se centrifuga, se descarta
el sobrenadante, se añade una solución hipotónica y se
mezcal con las células.
 Las células rojas (RBC) explotan, las células blancas (WBC)
se hinchan y sus cromosomas se dispersan.
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Unidad 2
Preparación de cariotipo humano
 Se centrifuga la muestra para sedimentar las WBC, se
decanta el sobrenadante, se añade un fijador y se mezcla
con las WBC.
 Se toma una gota de esta mezcla, se esparce en una
laminilla, se seca y se observa en el microscopio.
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Unidad 2
Preparación de cariotipo humano
 Se observa la laminilla en el microscopio de luz compuesto
y se retratan los cromosomas.
 Los datos fotográficos se analizan en una computadora y
los cromosomas se arreglan en pares de acuerdo a su
tamaño y forma.
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Unidad 2
Cariotipo femenino humano
 La representación visual que uno obtiene es el cariotipo.
 Cada cromosoma se observa como dos cromátidas
hermanas, pegadas por el centrómero.
37
Unidad 2
Cariotipo masculino humano
 Cada cromosoma y su par se conocen como cromosomas
homólogos, ambos tienen genes que codifican para la
misma característica (e.i. color de ojos).
 Hay 22 pares de cromosomas conocidos como
autosomas.
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Cariotipo masculino humano
 En cada par, uno viene del
padre y otro viene de la
madre.
 Hay par de cromosomas
que NO son cromosomas
homólogos (excepción).
 Hay un par de cromosomas
del sexo (X, Y):
 Hembras: XX
 Machos: XY
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Unidad 2
Meiosis: reducción en el número de
cromosomas
 Se parece a mitosis en:
 Ocurre replicación de
los cromosomas.
 Tiene las mismas etapas:
profase, prometafase,
metafase, anafase y
telofase.
 Hay 2 divisiones celulares
consecutivas llamadas
meiosis I y meiosis II.
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Unidad 2
Meiosis: reducción en el número de
cromosomas
 Se producen 4 células
haploides.
 Cada célula hija tiene la
mitad de los cromosomas
de las células parentales.
41
Unidad 2
Meiosis: reducción en el número de
cromosomas
Interfase de meiosis I:
 El par de cromosomas
homólogos se replica y
cada uno aparece como
dos cromátidas hermanas.
Meiosis I:
 La célula se divide por
primera vez, separando
los cromosomas
homólogos.
42
Unidad 2
Meiosis: reducción en el número de
cromosomas
Meiosis II:
 La célula se divide por
segunda vez, separando
así las cromátidas
hermanas.
43
Unidad 2
Comparación entre mitosis y meiosis
44
Unidad 2
Comparación entre mitosis y meiosis
45
Unidad 2
Comparación entre mitosis y meiosis
46
Unidad 2
Comparación entre mitosis y meiosis
Meiosis I
Meiosis II
 ¿Cuántos cromosomas
 ¿Cuántos cromosomas
 ¿Cuántos cromosomas
 ¿Cuántos cromosomas
hay en la célula parental?
hay en las células hijas?
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Unidad 2
hay en la célula parental?
hay en las células hijas?
Comparación entre mitosis y meiosis
1) En meiosis hay dos divisiones
celulares:
48
•
Meiosis I: profase
(prometafase), metafase,
anafase, telofase.
•
Meiosis II: profase II,
metafase II, anafase II,
telofase II.
•
Nota: El proceso de Meiosis II
es prácticamente igual que
el mecanismo de división de
mitosis.
Unidad 2
 Comparación: En mitosis
ocurre una sola división
celular (profase,
prometafase, metafase,
anafase, telofase).
Comparación entre mitosis y meiosis
2) En Meiosis las células resultantes tienen la mitad del
número de los cromosomas de la célula parental.
• Comparación: En mitosis se producen células que tienen
el mismo número de cromosomas que la célula parental.
49
Unidad 2
Comparación entre mitosis y meiosis
3) En Meiosis se producen cuatro células que difieren entre
ellas y que son diferentes de la célula parental.
 Comparación: En mitosis se producen dos células
idénticas.
50
Unidad 2
Hay una serie de aspectos que son
características de meiosis
1) En profase I de meiosis, los cromosomas duplicados se
reúnen con sus cromosomas homólogos:
• Este proceso se llama sinapsis.
• Las 4 cromátidas hermanas son visibles al microscopio
de luz en forma de tétradas.
• También se ve al microscopio de luz una región llamada
quiasma.
• Éstas son regiones de entrecruzamiento de cromátidas NO
hermanas de dos cromosomas homólogos.
51
Unidad 2
Hay una serie de aspectos que son
características de meiosis
2) En metafase I de meiosis, el par de cromosomas
homólogos (no los cromosomas individuales) se alinean
en el plato de metafase.
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Unidad 2
Hay una serie de aspectos que son
características de meiosis
3) En anafase I de meiosis, las cromátidas hermanas NO se
separan como en mitosis:
• Éstas permanecen unidas y se van a la misma célula.
• Los que se separan son los cromosomas homólogos, no
las cromátidas hermanas.
53
Unidad 2
Comparación entre mitosis y meiosis:
resumen
54
Unidad 2
¿Cómo se puede explicar la variación
que observamos?
55
Unidad 2
¿Cómo se puede explicar la variación
que observamos?
Hay tres mecanismos que contribuyen a la variación
genética:
1) Sorteo independiente de cromosomas
2) Entrecruzamiento
3) Fertilización al azar
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Unidad 2
1) Sorteo independiente de
cromosomas
 En este ejemplo hay dos
pares de cromosomas
homólogos (2n=4; n=2).
 Hay un par de cromosomas
grande.
 Hay un par de cromosomas
pequeño.
 El color azul representa los
cromosomas parentales.
 El color rojo representa los
cromosomas maternales.
57
Unidad 2
1) Sorteo independiente de
cromosomas
 ¿Cuántas combinaciones
son posibles en los
gametos?
58
Unidad 2
1) Sorteo independiente de
cromosomas
 Hay 4 combinaciones
posibles en los gametos,
dependiendo del arreglo
de los cromosomas en el
plato de metafase.
hay gametos con 2
combinaciones:
• Combinación 1: 2
cromosomas paternales
• Combinación 2: 2
 Este arreglo de los
cromosomas en el plato de
metafase ocurre al azar.
Posibilidad 1:
 Los 2 cromosomas
parentales quedan de un
lado y los 2 maternales
quedan del otro lado.
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• En la 2da división meiótica,
Unidad 2
cromosomas maternales
1) Sorteo independiente de
cromosomas
• Combinación 3: tiene un
Posibilidad 2:
 El cromosomas grande
parental y el cromosoma
pequeño maternal quedan
de un lado y el cromosoma
grande maternal y el
cromosoma pequeño
paternal quedan del otro
lado.
 En la segunda división
meiótica, se producen
gametos con dos
combinaciones de
cromosomas.
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Unidad 2
cromosoma paternal
grande y un cromosoma
maternal pequeño.
• Combinación 4: tiene un
cromosoma maternal
grande y un cromosoma
paternal pequeño.
1) Sorteo independiente de
cromosomas
 El # de combinaciones
posibles en los gametos se
puede calcular con la
fórmula 2n.
 n es el # de cromosomas
de un organismo en el
estado haploide.
 En el ejemplo, 2n=4 y n=2.
 Combinaciones: 2n (22=4).
 En humanos: 2n=46 y
n=23 (223 = ~8,000,000).
61
Unidad 2
 Ocho millones de
combinaciones posible
para cada gameto.
2) Entrecruzamiento
 En el sorteo independiente, cada
gameto recibe el cromosoma del
padre o de la madre.
 En realidad, un gameto puede
recibir genes de ambos padre si
ocurre
entrecruzamiento
en
profase I.
 Los
cromosomas homólogos se
alinean en el plato de metafase
lado a lado en un proceso
conocido como sinapsis y se
observan las cuatro cromátidas
hermanas juntas, a las que se les
denomina tétradas.
62
Unidad 2
2) Entrecruzamiento
 La sinapsis permite que haya
entrecruzamiento entre regiones
homólogas de cromátidas NO
hermanas.
 Esto es un mecanismo de
intercambio de material genético
entre los cromosomas parentales y
maternales.
 Las regiones donde se intercambia
el material genético se conocen
como quiasma.
 El resultado final de este proceso es
cromosomas recombinantes.
63
Unidad 2
3) Fertilización al azar
 Hay ocho millones de
combinaciones posible en
el óvulo (223).
 Hay ocho millones de
combinaciones posible en
el espermatozoide (223).
 Cada cigoto es uno de 64
trillones de posibilidades
(223 x 223).
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Unidad 2
Resumen
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Unidad 2