Las células se dividen y reproducen de dos maneras: mitosis y meiosis. Mitosis es el proceso de división que resulta en dos células hijas idénticas que se desarrollan de una célula madre. Meiosis es la divisón de células germinales que envuelve dos fisiones (divisiones) del núcleo y que resulta en cuatro gametos, o células sexuales, cada una con la mitad de las cromosomas de la célula original.
Mitosis se usa por organismos unicelulares para reproducir; también se usa para crecimiento orgánico de tejidos, fibras y membranas. Meiosis se encuentra en la reproducción sexual de organismos. La células sexuales masculinas y femeninas (espermatozoide y ova) se combinan para crear una cría nueva, genéticamente diferente.
Tabla de comparación
 | Meiosis | Mitosis |
|---|---|---|
| Definición | Tipo de reproducción celular en que el número de cromosomas se reduce a la mitad durante la separación de cromosomas homólogos, produciendo células haploides | Proceso de reproducción asexual en que la célula se divide produciendo una réplica, con un número igual de cromosomas, cada célula siendo diploide |
| Función | Diversidad genética por medio de reproducción sexual | Reproducción celular, crecimiento general y reparación del cuerpo |
| Tipo de reproducción | Sexual | Asexual |
| Ocurre en | Humanos, animales, plantas, hongos | Todos los organismos |
| Genéticamente | Diferentes | Iguales |
| Cruces genéticos | Sí, puede suceder | No, no se cruzan genes |
| Aparea homólogos | Sí | No |
| Número de divisiones | 2 | 1 |
| Número de células hijas creadas | 4 haploides | 2 diploides |
| Número de cromosomas | Se reduce a la mitad en cada célula hija | Se mantiene igual |
| Pasos | Meiosis 1: Profase 1, Metafase 1, Anafase 1, Telofase 1; en Meiosis 2: Profase 2, Metafase 2, Anafase 2, Telofase 2. | Profase, Metafase, Anafase, Telofase |
| Cariokinesis | Ocurre en Metafase 1 | Ocurre en la Interfase |
| Citoquinesis | Ocurre en Telofase 1 y Telofase 2 | Comienza en Metafase y se completa en Telofase |
| Separación de centrómeros | Los centrómeros no se separan en anafase 1, pero sí en anafase 2 | Se separan durante la anafase |
| Crea | Células sexuales (gametos) solamente: ova en género femenino y espermatozoides en género masculino | Todo tipo de células excepto los gametos (células sexuales) |
| Descubierto por | Oscar Hertwig | Walther Flemming |
Diferencias en propósitos
Aunque ambos tipos de división celular se encuentran en muchos animales, en plantas y en hongos, mitosis es más común que meiosis y tiene una variedad más amplia de funciones. Además de ser responsable por reproducción asexual, mitosis es lo que permite crecimiento celular y reparación de tejidos en organismos multicelulares, tales como los humanos. En mitosis, una célula hace una copia exacta de sí misma. Este proceso es lo que está detrás del crecimiento de niños a adultos, la sanación de heridas y la renovación de piel, pelo y hasta extremidades en animales como anfibios y reptiles.
Meiosis es un tipo más específico de división celular (de células germinales, en particular) que resulta en gametos, ya sea ova o espermatozoides, que contiene la mitad de los cromosomas que se encuentran en las células madres. A diferencia de mitosis, que tiene varios propósitos, meiosis tiene un propósito específico y vital: asistir en la reproducción sexual. Este es el proceso que permite que los hijos estén relacionados con sus padres, pero diferentes a la misma vez.
Meiosis y diversidad genética
Reproducción sexual usa el proceso de meiosis para aumentar la diversidad genética. Las crías generadas por medio de reproducción asexual (mitosis) son genéticamente idénticas a sus células madre, pero las células germinales generadas durante ml son diferentes a sus células madres. Mutaciones ocurren con más frecuencia durante meiosis. Además, células germinales tienen un sólo grupo de cromosomas, por lo tanto se requieren 2 células germinales para tener el material genético completo. De esta manera, la cría puede heredar genes de ambos padres y de ambos grupos de abuelos.
Diversidad genética hace que una población sea más resistente y adaptable a su medioambiente, que aumenta las posibilidades de sobrevivir y evolucionar en el tiempo.
Mitosis es la forma de reproducción para organismos unicelulares originada por la vida misma, hace unos 3.8 billones de años. Meiosis se cree que apareció hace alrededor de 1.4 billones de años.
Etapas de mitosis y meiosis
Las células pasan un 90% de su existencia en la etapa conocida como interfase. Ya que las células funcionan con mayor eficiencia y confiabilidad cuando son pequeñas, la mayoría de las células llevan a cabo tareas metabólicas regulares, se dividen o mueren en vez de simplemente crecer más durante interfase. Las células se "preparan" para dividir replicando su ADN (ácido deoxiribonucleico) y duplicando los centriolos (proteínas especializadas). Cuando comienza la división celular, las células entran en fases mitóticas o meióticas.
En mitosis, el producto final son dos células, una siendo la célula madre y la otra su hija genéticamente idéntica. Meiosis es más complejo y tiene fases adicionales para crear 4 células haploides genéticamente diferentes que tienen el potencial de combinar y formar una célula diploide, genéticamente diferente.
Etapas de mitosis
Hay 4 fases mitóticas: profase, metafase, anafase y telofase. Las células de plantas tiene una fase adicional, preprofase, que ocurre antes de la profase.
- Durante profase, la membrana nuclear se disuelve. La cromatina de la interfase (dispersada en la célula) se condensa y forma espirales hasta convertirse en cromosomas. Cada uno de estos cromosomas se componen de 2 cromátidas idénticas unidos por un centrómero. Los centrosomas (cuerpos centrales de los cromosomas) se alejan del núcleo en direcciones opuestas, dejando una red de fibras (llamado huso mitótico).
- En la metafase, proteínas de motor que se encuentran a cada lado de los centrómeros ayudan a mover los cromosomas hasta que forma una línea vertical en el medio de la célula. Esto se conoce como el plano metafásico o el huso ecuatorial.
- Las fibras del huso ecuatorial se acortan durante la anafase, halando las cromátidas por sus centrómeros. Esto divide los cromosomas con la mitad a un lado de la célula y la otra mitad en el lado opuesto. Durante este movimiento, las cromátidas aparecen en forma de "V". Las dos porciones de las células se conocen como "hijas" en este punto del ciclo.
- Telofase es la parte final de mitosis. Durante telofase, las células hijas se van separando de lo que era la célula madre. Las fases previas ocurren en reversa: se disuelve el huso mitótico y se forman nuevas membranas nucleares alrededor de los cromosomas. Dentro de estos núcleos nuevos, los cromosomas pierden su espiral hasta convertirse en cromatina nuevamente.
- Un proceso final, llamado citoquinesis, es necesario para que los cromosomas de las hijas se conviertan en células individuales. En citoquinesis, un proceso aparte de mitosis, se divide el protoplasma de la célula, incluyendo sus cuerpos de función metabólica (por ejemplo, mitocondrios). Este proceso ocurre dentro de las fases mitóticas, pero se completa luego de la división y la creación de la membrana nuclear. Al final de citoquinesis, ambas células hijas entran en interfase y llevan a cabo sus funciones.
Etapas de meiosis
Hay dos procesos de meiosis, llamados meiosis 1 y meiosis 2. Cada uno tiene las mismas 4 fases, y se designan como anafase 1 ó anafase 2, y así para las otras fases. Citoquinesis ocurre también durante meiosis, pero entra en el proceso en otra parte de la división celular.
Meiosis 1 vs. Meiosis 2
En meiosis 1, una célula germinal se divide en 2 células diploides que luego en meiosis 2 se dividen de nuevo para formar 4 células haploides (cada una con la mitad de los cromosomas de la célula diploide.) El enfoque del proceso es dividir material genético similar.
Fases de meiosis 1
- La primera fase meiótica es profase 1. Igual que en mitosis, se disuelve la membrana nuclear, los cromosomas se forman de la cromatina y los centrosomas se van separando, creando el huso meiótico. Genes homólogos (similares) de ambos padres se emparejan e intercambian ADN (ácido deoxiribonucleico) en un proceso que se conoce como "cruce." Esto crea diversidad genética, Los cromosomas emparejados--dos de cada padre--se llaman "tétradas."
- En metafase 1, algunos del las fibras del huso se pegan a los centrómeros de los cromosomas. Las fibras halan las tétradas para formar una línea en el centro de la célula.
- Anafase 1 sucede cuando las tétradas se separan, dividiendo los pares por mitades en lados opuestos de la célula. Es importante saber que en esta fase de meiosis son cromosomas enteros los que se separan y no cromátidas como en mitosis.
- Entre anafase 1 y telofase 1, comienza la citoquinesis (división de protoplasma), que en mitosis comienza con la profase. Esto divide la célula en 2 células hijas. Se disuelve el huso ecuatorial (el que separó las tétradas) y se forman membranas nucleares nuevas en las células.
Fases de meiosis 2
- En profase 2, se forman los centrosomas y se separan. Se disuelve la membrana nuclear y se forma un huso meiótico.
- Las fibras del huso conectan a los centrómeros de los cromosomas en metafase 2 y alinean los cromosomas en el centro de la célula.
- Durante anafase 2, se separan los centrómeros y el huso ecuatorial hala los cromosomas a polos opuestos de la célula madre. En este punto, se le conoce a las 2 células formadas como "células hermanas."
- Al igual que en telofase 1, telofase 2 de meiosis inicia citoquinesis, que culmina el proceso de división en células haploides. Se disuelve el huso y se forman membranas nucleares. Ahora las células haploides se llaman "gametos." De la célula original diploide (material genético duplicado), se han generado 4 células haploides, cada una con la mitad del material genético de la original.
Biología celular
Mitosis y meiosis se estudia bajo microscopio para identificar y clasificar los patrones de cromosomas y las relaciones orgánicas entre las estructuras de las células. El entender la manera en que las células sintetizan cromosomas para reproducción tiene aplicaciones en biomecánica y nanotecnología. El trasplantar genes y cromosomas por medio de inyecciones e implantaciones se usa en experimentos de bioingeniería y clonación. Una esperanza que mueve la ciencia es que al entender el proceso en que las células se replican llevará a desarrollar técnicas y tecnologías médicas que puedan aliviar o hasta curar enfermedades y condiciones severas.
Referencias
- Mitosis - Encyclopædia Britannica
- Meiosis - Encyclopædia Britannica
- Cómo se dividen las células - PBS
- Ciclo celular y tutorial de mitosis - Hartnell College Biology
- División celular, mitosis y meiosis - Biology at the University of Illinois-Chicago
- Mitosis y Meiosis - The Biology Web
- Wikipedia: Cell division
- Wikipedia: Meiosis
- Wikipedia: Mitosis
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