Meiosis y mitosis

Definición y características:

Mitosis: Se llama así al proceso de división celular en donde a partir de una célula madre se origina dos células hijas que presentan el mismo número de cromosomas y la misma información genética que la célula inicial.

La mitosis esta compuestas por una serie consecutivas de fases: Profase; Prometafase;  Metafase; Anafase; Telofase.

Meiosis: es la división celular que permite la reproducción sexual. Comprende dos divisiones sucesivas: una primera división meiótica, que es una división reduccional, ya que de una célula madre diploide (2n) se obtienen dos células hijas haploides (n); y una segunda división meiótica, que es una división ecuacional, ya que las células hijas tienen el mismo número de cromosomas que la célula madre (como la división mitótica). Así, dos células n de la primera división meiótica se obtiene cuatro células n. Igual que en la mitosis, antes de la primera división meiótica hay un período de interfase en el que se duplica el ADN. Sin embargo, en la interfase de la segunda división meiótica no hay duplicación del ADN.

 

Fases:

Mitosis:

Prometafase: es la transición entre la profase y la metafase. Se trata de un periodo muy corto, durante el cual se desintegra la envoltura nuclear y los cromosomas quedan en aparente desorden. Los centriolos comienzan a separarse y se ubican en los extremos opuestos de la célula. Entre ellos se forma el huso mitótico.

Metafase: en esta fase los cromosomas llegan a su máxima condensación, aparecen ordenados en el plano ecuatorial y se asocian a las fibras del huso a través de los centrómeros.

Anafase: en esta fase se produce la partición de los centrómeros, hecho que ocurre simultáneamente en todos los cromosomas. Las cromátidas (o cromosomas hijos) se separan y comienzan a migrar hacia los polos. Los cromosomas suelen adoptar la forma de una V: de brazos iguales los “metacéntricos y desiguales los “submetacéntricos” y “acrocéntricos”.

Telofase: en esta fase los cromosomas hijos llegan a los polos. La célula se alarga un poco más y los cromosomas se convierten en fibras de cromatina. Estas fibras son rodeadas por segmentos del retículo endoplasmático, los cuales se integran hasta formar las envolturas nucleares definitivas. También se forma la membrana nuclear alrededor del material genético y reaparecen los nucléolos.

La citocinesis es la partición del citoplasma y se inicia en la “anafase”. 

Meiosis:

A; DIVISIÓN MEIOTICA I: en esta fase se distinguen las siguientes etapas

PROFASE I: en esta etapa el ADN se empaqueta formando los cromosomas. Estos debido a la duplicación del material genético durante la interfase aparecen constituido por 2 brazos llamados cromatidas hermanas unidas por una estructura denominada centrómero

En esta etapa los cromosomas homólogos se juntan y se aparean intercambiando los fragmentos de ADN lo que permite la precombinación del material genético. Este proceso se denomina ENTRECRUZAMIENTO o CROSSING-OVER y corresponde a uno de los importantes mecanismos que producen diferencias genéticas entre las células resultantes. Terminado el entrecruzamiento desaparece la membrana nuclear y comienzan a formarse las fibras de HUSO.

METAFASE I: en esta etapa las fibras del huso ya están formadas y los cromosomas homólogos se ubican en forma aleatoria uno frente al otro en el plano ecuatorial de la célula

ANAFASE I: durante esta etapa cada cromosoma del par homologo es arrastrado hacia 1 u otro lado de la célula independientemente de los otros pares

TELOFASE I: con esta etapa finaliza la primera división meiotica las fibras del huso desaparecen y los cromosomas ubicados ya en los polos desaparecen por la descondensacion del ADN. Finalmente se reorganiza la membrana nuclear y se produce la citodieresis originándose 2 células cada una con un cromosoma duplicado de cada par homologo

DIVISIÓN MEIOTICA II

Es muy similar a la mitosis sin embargo ella no prescindía por la duplicación del ADN, este hecho es de gran importancia puesto que determina que las células resultantes sean haploide. Se distinguen las siguientes etapas:

PROFASE II: en esta etapa el ADN vuelve a empaquetarse reconstituyendo los cromosomas duplicados. Desaparece la membrana nuclear y se reinicia la formación de las fibras del huso.

METAFASE II: en los cromosomas duplicados se disponen en la placa ecuatorial de igual manera de igual manera que en una metafase mitótica

ANAFASE II: en esta etapa los cromatidas hermanos de cada cromosomas se separan obteniéndose cromosomas simples los que se desplazan hacia los polos opuestos

TELOFASE II: en esta última etapa desaparece las fibras del HUSO la membrana nuclear se reorganiza y los cromosomas desaparecen por descondensacion del ADN

Luego de ambas divisiones el material genético de la célula inicial se reduce a la mitad obteniéndose 4 núcleos haploide, la citocinesis ocurre posteriormente para generar 4 células haploide cada una portando una combinación genética diferente.

Diferencias

La diferencia por tanto entre la mitosis y la meiosis reside principalmente en que en la mitosis se comparte el mismo número de cromosomas, apareciendo células hijas iguales a las madres,  mientras que durante el proceso de meiosis, los cromosomas que pasan a la célula hija son la mitad, dejando para una posterior fecundación de una nueva célula o gameto que comparta la otra mitad.

Mitosis: da origen a 2 células hijas, se lleva a cabo en una sola división, las células hijas tienen el mismo número de cromosomas que la célula madre, hace posible el crecimiento y regeneración de los tejidos, el proceso es más corto, se presenta en la mayor parte de las células somáticas del organismo.
-Meiosis: da origen a 4 células hijas, se lleva a cabo en dos divisiones sucesivas y continuas, las células hijas tienen la mitad de cromosomas de la célula madre, hace posible la reproducción sexual, el proceso es más largo, se presente solo en algunas células.

transgenesis

Teoría:

La transgénesis se puede definir Conjunto de procesos que permiten la transferencia de un gen (que se convierte en transgén) a un organismo receptor (llamado transgénico), que generalmente puede transmitirlo a su descendencia. Esta técnica permite la asociación de genes que no existe en la naturaleza, saltándose las barreras entre especies y entre reinos.

Aplicaciones de la transgénesis:

La posibilidad de modificar el genoma a partir de la introducción, inactivación, retiro o reemplazo de genes en un animal, ofrece posibilidades sin precedente tanto a nivel de investigación como a nivel productivo.

Los animales transgénicos se han vuelto instrumentos muy útiles para estudiar el funcionamiento de los genes y los mecanismos que gobiernan o controlan las funciones biológicas. Los institutos de investigación hoy en día están siendo fuertemente requeridos por la industria farmacéutica para obtener modelos animales destinados a realizar estudios biomédicos, fabricar "proteínas recombinantes" para distintos usos, y a intentar modificar órganos de cerdo destinados para trasplantes o injertos en el hombre.

En la actualidad la investigación en transgénesis aplicada a la producción animal esta siendo abordada en tres temas principales: a) modificación de la calidad de la leche a través de incorporación de proteínas foráneas, b) mejoramiento de respuesta inmunitaria a ciertas enfermedades, y c) el mejoramiento de ciertas funciones biológicas de importancia (por ejemplo, la reproducción y el crecimiento muscular). Sin embargo, cabe señalar que muchas de éstas investigaciones están en su fase inicial, donde los resultados obtenidos se han probado esencialmente con animales en condiciones de laboratorio (ratones principalmente) .

 

Ejemplos:

Ratones transgénicos:

Un ejemplo serian los ratones transgénicos donde se utiliza la microinyección del ADN transgénico directamente en uno de los dos pronúcleos del embrión de una célula (cigoto). Normalmente el ADN se integra en el genoma del 5-30% de los cigotos inyectados.

Los modelos transgénicos han sido ampliamente utilizados para la identificación y el estudio de secuencias reguladoras de la expresión génica en construcciones transgénicas en que estas secuencias se fusionan a una molécula fácil de detectar dirigiendo su expresión. La sobre-expresión de un gen o la expresión de mutaciones dominantes mediante transgénesis es también una herramienta muy útil para el estudio de la función génica en el contexto del animal completo y para la generación de modelos de enfermedades genéticas causadas por dichas mutaciones.

Modificación de la leche para consumo humano.

La posibilidad de modificar el genoma a partir de la introducción, inactivación, retiro o reemplazo de genes en un animal, ofrece posibilidades sin precedente tanto a nivel de investigación como a nivel productivo.

Los animales transgénicos se han vuelto instrumentos muy útiles para estudiar el funcionamiento de los genes y los mecanismos que gobiernan o controlan las funciones biológicas. Los institutos de investigación hoy en día están siendo fuertemente requeridos por la industria farmacéutica para obtener modelos animales destinados a realizar estudios biomédicos, fabricar "proteínas recombinantes" para distintos usos, y a intentar modificar órganos de cerdo destinados para trasplantes o injertos en el hombre.

En la actualidad la investigación en transgénesis aplicada a la producción animal esta siendo abordada en tres temas principales: a) modificación de la calidad de la leche a través de incorporación de proteínas foráneas, b) mejoramiento de respuesta inmunitaria a ciertas enfermedades, y c) el mejoramiento de ciertas funciones biológicas de importancia (por ejemplo, la reproducción y el crecimiento muscular). Sin embargo, cabe señalar que muchas de éstas investigaciones están en su fase inicial, donde los resultados obtenidos se han probado esencialmente con animales en condiciones de laboratorio (ratones principalmente) .

La leche aporta cerca del 30% de las proteínas consumidas en los países desarrollados. Por esta razón, la lactancia ha sido desde largo tiempo objeto de diversos estudio en el campo de genética, fisiología, nutrición y aspectos de patología, que en su conjunto tienden a aumentar la producción y calidad de la leche.

En los últimos años el perfeccionamiento de las técnicas de ingeniería genética han permitido aislar los genes de las principales proteínas de la leche de animales domésticos, lo que abre perspectivas importantes en producción de leche. El conocimiento detallado de los genes de las proteínas lácteas permitirán de hoy en adelante una selección precisa y relativamente simple de los alelos que sean más interesantes. La posibilidad de reproducir una proteína foránea en la leche ha conducido ya a la generación de proyectos que están en marcha en temas tales como la modificación de los compuestos naturales de la leche, adición de nuevos compuestos en la leche destinada a consumo humano o animal, y producción de proteínas de interés farmacéutico.

La supresión de la síntesis de lactosa de la leche es de gran interés para un segmento importante de la población que es intolerante a este monosacárido, sin embargo, hasta la fecha sólo se ha logrado en ratones. Un aumento en la secreción de proteínas del tipo de las caseínas sería una condición deseable en la leche para mejorar la elaboración y rendimiento de quesos a nivel industrial. En este sentido, ya ha sido posible aumentar su producción en leche de conejo y reproducir las caseínas de vaca y cabras en ratones.

La producción de proteínas de interés farmacéutico a partir de individuos transgénicos, es una alternativa tremendamente interesante para esta industria, ya que se requieren sólo unos pocos animales para tales efectos y cuyo costo de producción se estima es cerca de cincuenta veces menor que los métodos clásicos de producción de tales compuestos. Cerca de 50 proteínas foráneas para uso humano, tales como del tipo caseína, lactoalbúminas y de proteínas que participan en la coagulación sanguínea, entre otras, se han producido a partir de la leche de conejos, cerdas y cabras transgénicas. Sin embargo, aun no han sido comercializadas porque no son completamente funcionales y se espera que el mayor perfeccionamiento de las técnicas de transgénesis aplicadas a distintas especies permitan que esta estrategia de producción sea una realidad para la industria farmacéutica.