Las 11 fases de la meiosis (y qué sucede en cada una)

La meiosis es la división celular propia de las células germinales que tiene el objetivo de generar gametos sexuales genéticamente únicos, permitiendo así la reproducción sexual.
Fases meiosis

La aparición de la reproducción sexual, es decir, poder dar descendencia genéticamente única a través de la combinación de genes de dos organismos distintos es, sin lugar a dudas, uno de los mayores hitos de la evolución de los seres vivos.

Sin ella, básicamente, nosotros no estaríamos aquí. Y pesar de que detrás de ella hay grandes adaptaciones y cambios tanto morfológicos como fisiológicos a lo largo de millones de años de evolución, su pilar está muy claro: la meiosis.

La meiosis es la división celular que no busca generar copias exactas de una misma célula, sino células no solo con la mitad de cromosomas, también genéticamente únicas. Estamos hablando de los gametos sexuales, los cuales hacen posible la fecundación.

Sin esta meiosis, los organismos pluricelulares no existiríamos. En el artículo de hoy, pues, además de entender qué es la meiosis y cuál es su objetivo, veremos en qué fases se divide y cuáles son los sucesos más importantes que tienen lugar en cada una de ellas.

¿Qué es la meiosis?

La meiosis es, junto a la mitosis, uno de los dos grandes tipos de división celular. A diferencia de la división mitótica, que tiene lugar en todas las células de nuestro cuerpo (para entenderlo mejor, nos centraremos a partir de ahora en el ser humano, pero sucede en todos los organismos con reproducción sexual), la meiosis solo sucede en las células germinales.

Pero, ¿qué son las células germinales? Pues, básicamente, aquellas células que, situadas en los órganos sexuales femeninos y masculinos (ovarios y testículos), tienen la capacidad de realizar esta división mitótica, la cual tiene como resultado la generación de gametos sexuales tanto femeninos como masculinos, es decir, óvulos y espermatozoides, respectivamente.

Se trata de un proceso biológico complejo en el que, partiendo de una célula germinal diploide (2n, con 23 pares de cromosomas en el ser humano, dando lugar a un total de 46), esta pasa por distintos ciclos de división que culmina con la obtención de cuatro células haploides (n, con un total de 23 cromosomas) que no solo han visto reducido a la mitad su número de cromosomas, sino que cada una de ellas es genéticamente única.

Meiosis imagen

A diferencia de la mitosis, cuyo objetivo es generar dos células hijas genéticamente idénticas a la madre, la meiosis quiere generar cuatro células haploides totalmente únicas. Cada una de estas células haploides es un gameto, el cual, al tener la mitad de cromosomas (n), al juntarse con el gameto del otro sexo, generarán un cigoto diploide (n + n = 2n) que empezará a dividirse por mitosis hasta dar lugar a un ser humano.

Pero, ¿cómo se consigue que cada gameto sea único? Bueno, aunque lo veremos en más profundidad cuando analicemos las fases, la clave es que durante la meiosis tiene lugar lo que se conoce como entrecruzamiento cromosómico, un proceso de intercambio de fragmentos de ADN entre cromosomas homólogos. Pero ya llegaremos a ello.

Lo importante es quedarnos con la idea general. La meiosis es una división celular que solo tiene lugar en los órganos sexuales y en la que, partiendo de una célula germinal diploide, se obtienen cuatro gametos sexuales haploides genéticamente únicos que, al realizar la fecundación y unirse con los del otro sexo, generarán un cigoto también único. Cada humano es único gracias a esta meiosis.

¿En qué fases se divide la meiosis?

Biológicamente hablando, la meiosis es más compleja que la mitosis. Más que nada porque, si bien la división mitótica consistía en una sola división (con un total de 7 fases), la meiosis requiere de dos divisiones consecutivas con sus particularidades.

En este sentido, la meiosis se divide, en primer lugar, en meiosis I y meiosis II. A continuación veremos qué sucede en cada una de ellas, pero es importante no perder la perspectiva: empezamos con una célula germinal diploide y queremos obtener cuatro gametos sexuales haploides. Con esto siempre en la mente, empecemos.

Meiosis I

La meiosis I es, a grandes rasgos, la etapa de la división mitótica en la que partimos de una célula germinal diploide y terminamos teniendo dos células hijas también diploides pero que han pasado por el entrecruzamiento cromosómico. El objetivo de la primera división mitótica es dar diversidad genética.

Pero, entonces, ¿ya tenemos los gametos? No. En la meiosis I obtenemos lo que se conoce como gametocitos secundarios. Estos deberán entrar, cuando llegue su momento, en la meiosis II. Pero ya llegaremos a ello. De momento, veamos en qué fases se divide esta.

Meiosis I

Interfase

La interfase abarca todo el tiempo de vida de la célula germinal antes de la entrada a meiosis. Cuando es el momento de realizar la división meiótica, la célula, que, recordemos, es diploide (2n), duplica su material genético. En este momento, pasamos a tener dos cromosomas homólogos de cada. Cuando la duplicación cromosómica ha tenido lugar, se entra en la meiosis propiamente dicha.

Profase I

En la profase I, que es la primera etapa de la meiosis, se forman las tétradas, que ahora veremos qué son. Tras la duplicación del material genético sucedida en la interfase, los cromosomas homólogos se juntan. Y el contacto tiene lugar de tal manera que, estando cada cromosoma formado por dos cromátides (cada una de las dos unidades longitudinales de un cromosoma), se forma una estructura de cuatro cromátides.

Al ser de cuatro, este complejo, que se ha formado por un proceso denominado sinapsis, recibe el nombre de tétrada. Y esto es imprescindible para que tenga lugar el tan ansiado y necesario entrecruzamiento cromosómico, el cual sucede en esta profase.

A grandes rasgos, las cromátides que pertenecen a cromosomas homólogos se recombinan. Es decir, cada cromátide intercambia fragmentos de DNA con otra cromátide, pero no con su hermana (la que está en el mismo cromosoma), sino con la del cromosoma homólogo.

Este proceso de intercambio de fragmentos de ADN entre cromosomas homólogos sucede totalmente al azar, por lo que, al terminar, se han generado combinaciones de genes totalmente únicas y una información genética distinta a la de la célula germinal inicial.

En este momento, tras completarse el entrecruzamiento cromosómico, en los lugares donde ha habido esta recombinación, se forman los conocidos como quiasmas. Paralelamente, las cromátides hermanas (las del mismo cromosoma) siguen unidas a través del centrómero (una estructura que las limita), se forma el huso mitótico (un conjunto de microtúbulos que dirigirán el movimiento de cromosomas más adelante) y las tétradas se alinean en el ecuador vertical de la célula. Cuando se han alineado, entramos en la siguiente fase.

Metafase I

La metafase I es la etapa de la primera división mitótica en el que el huso mitótico forma dos unidades conocidas como centrosomas, dos orgánulos que se desplazan, cada uno de ellos, a polos opuestos de la célula. De estos centrosomas nacen unos microtúbulos que se desplazan hacia el plano ecuatorial, uniéndose a los centrómeros de las cromátides hermanas.

Llegados a este punto, las tétradas forman una placa metafásica alineada en el centro y los centrómeros de cada uno de los polos se “anclan” a las cromátides hermanas. Por lo tanto, del conjunto de cromosomas homólogos, uno de ellos está unido al centrosoma de uno de los polos y, el otro, al del polo opuesto. Cuando esto se consigue, se pasa automáticamente a la siguiente fase.

Anafase I

En la anafase I, los cromosomas homólogos se separan. Como ya hemos comentado, cada uno de ellos está anclado a un polo opuesto de la célula, por lo que, cuando los microtúbulos estiran del centrómero, cada cromosoma migra a un polo diferente e inevitablemente se separan.

Por lo tanto, a cada polo llega un cromosoma de cada par, pues se han roto los quiasmas, que eran los sitios de unión entre cromosomas homólogos donde había tenido lugar la recombinación. En este sentido, pese a que las cromátides hermanas siguen juntas, cada polo ha recibido un cromosoma fruto del entrecruzamiento.

Telofase I

En la telofase I, en cada polo de la célula tenemos una combinación al azar de cromosomas, pues estos se han separado de sus homólogos. Ya hemos conseguido lo que queríamos, que era separar los cromosomas anteriormente recombinados. En cada uno de los polos vuelve a formarse la membrana nuclear, rodeando estos cromosomas en dos núcleos opuestos.

Pero no nos interesa una célula binucleada. Lo que queremos es que se divida. En este sentido, en la línea ecuatorial donde se habían alineado las tétradas, se forma, a nivel de membrana plasmática celular, lo que se conoce como hendidura, un conjunto de proteínas (básicamente actina y miosina) que acabará formando una especie de anillo alrededor de la célula.

Citocinesis I

En la citocinesis I, este anillo de proteínas empieza a comprimir la célula binucleada. Se contrae como si de una anaconda abrazando a su presa se tratara, por lo que llega un momento en el que este anillo termina por cortar la célula en dos.

Y como cada núcleo estaba en un polo y el anillo ha cortado justo por el centro, obtenemos dos células hijas uninucleadas. Aquí termina la meiosis I. ¿El resultado? La obtención de dos células con la mitad de cromosomas pero en la que cada cromosoma hay dos cromátides hermanas. Estas células diploides se conocen como gametocitos secundarios.

Por lo tanto, la primera división meiótica ha consistido en una recombinación genética entre cromosomas homólogos y una posterior separación de los mismos, obteniendo así, a partir de una célula germinal diploide, dos gametocitos secundarios diploides.

Intercinesis

La intercinesis es una etapa intermedia entre la meiosis I y la meiosis II. Es algo así como una pausa entre ambas divisiones meióticas, aunque en algunos organismos no se observa esta etapa, sino que pasan directamente a la segunda meiosis sin detenerse. Por ello, no se considera una etapa meiótica como tal. Ahora bien, es interesante saber que, en algunas especies, existe este corto periodo de tiempo que las separa.

Meiosis II

En la segunda división meiótica, lo que queremos es obtener cuatro gametos sexuales haploides. Es decir, es en esta etapa cuando se forman los espermatozoides o los óvulos propiamente dichos, dependiendo, claro, del sexo. El objetivo de la segunda división meiótica es formar los gametos.

Para conseguirlo, lo que haremos en esta fase es separar las cromátides hermanas, pues, recordemos, estas han permanecido unidas tras la separación de los cromosomas homólogos. Veamos, pues, cómo se consigue esto y cuál es la importancia dentro de nuestro objetivo. Estas son las fases en las que se divide la meiosis II.

Meiosis II

Profase II

La profase II es muy similar a la de la mitosis, aunque más sencilla, pues no tiene lugar la duplicación cromosómica. Queremos que la célula pase a ser haploide, por lo que no tendría sentido duplicar los cromosomas.

Lo que ocurre es que los cromosomas vuelven a condensarse, haciendo visibles las dos cromátides hermanas para cada uno de ellos. Entonces, al igual que en la profase I, pero sin entrecruzamiento ni unión de cromosomas homólogos (básicamente porque ya no hay homólogos), se forma el huso mitótico.

Los dos centrosomas se forman en los polos de esta nueva célula y prolongan los microtúbulos hacia los centrómeros, las estructuras que, recordemos, mantenían unidas las cromátides hermanas de un cromosoma.

En esta etapa, las cromátides desarrollan lo que se conoce como cinetocoros. Cada una de ellas desarrolla un cinetocoro y cada uno está en dirección opuesta al otro, por lo que la cromátide A comunica con un polo determinado y la cromátide B, con el polo opuesto.

La profase II termina con los cromosomas alineándose en el ecuador de la célula, igual que pasaba en la primera división meiótica. Cada cromátide está unida a los microtúbulos de un polo. Y su hermana, al polo opuesto.

Metafase II

La metafase II es, en esencia, lo mismo que la metafase I, pues consiste en, simplemente, una alineación de los cromosomas en el plano ecuatorial de la célula. Ahora bien, evidentemente hay diferencias.

Y es que a diferencia de la metafase de la primera división meiótica, en la metafase II no hay tétradas (los cromosomas homólogos hace ya tiempo que se han separado para formar dos células diferentes), sino que en la placa metafásica solo hay una línea de cromosomas (antes había dos) en la que cada uno de ellos está formado por dos cromátides hermanas.

Anafase II

En la anafase II, los microtúbulos empiezan a estirar de las cromátides. Y como cada una de ellas tiene un cinetocoro propio y opuesto al de su hermana, al recibir fuerzas en sentidos diferentes, las cromátides hermanas se separarán.

Por lo tanto, en la segunda anafase las cromátides hermanas son, por fin, separadas, pues cada una de ellas migra a polos opuestos de la célula. En el momento en el que el centrómero desaparece y las cromátides hermanas dejan de estar juntas, cada una de ellas pasa a considerarse un cromosoma individual. Estamos ya muy cerca del final del viaje.

Telofase II

En la telofase II, como las cromátides hermanas ya se han separado, el cinetocoro puede desintegrarse, pues simplemente servía para que los microtúbulos se anclaran y pudieran separarlas. De hecho, los propios microtúbulos empiezan a desaparecer, pues la meiosis está a punto de terminar y ya no se les necesita.

En este momento, tenemos dos conjuntos de cromosomas (que antes eran cada una de las cromátides) en polos opuestos de la célula (no olvidemos que esto está pasando simultáneamente en dos células, pues la meiosis I terminaba con la obtención de dos gametocitos), por lo que empieza a formarse, una vez más, la membrana nuclear a su alrededor.

Los cromosomas empiezan a descondensarse para dar lugar a la cromatina. Cuando se ha formado la membrana nuclear al completo, tenemos un gametocito secundario binucleado. Pero no queremos eso. Lo que buscamos, de nuevo, es que esta célula se divida.

En este sentido, igual que pasaba en la telofase I, se empieza a formar el anillo que permitirá entrar en lo que, por fin, es la última fase de la meiosis.

Citocinesis II

En la segunda citocinesis, el anillo de proteínas formado alrededor de la placa ecuatorial empieza a contraerse hasta que provoca el corte del gametocito en dos. Cada una de estas dos células obtenidas es un gameto sexual. Cuando la célula, por fin, se ha dividido en dos, termina la segunda división meiótica y, por tanto, la meiosis en sí.

¿El resultado? La división de cada uno de los dos gametocitos secundarios en dos gametos sexuales haploides que, tras la maduración, podrán juntarse con los del sexo contrario para dar lugar a la fecundación y, por lo tanto, la formación de una nueva persona.

La meiosis resumida

Como vemos, hemos partido de una célula germinal diploide en la que sus cromosomas homólogos se han juntado para realizar un entrecruzamiento cromosómico en el que se ha generado diversidad genética. Posteriormente, en la meiosis I, estos cromosomas homólogos se han separado y migrado a polos opuestos de la célula.

Tras esta migración y una división de la membrana, hemos obtenido dos gametocitos secundarios diploides cuyos cromosomas siguen estando formados por dos cromátides hermanas. Y aquí es donde terminaba la primera división meiótica.

En la segunda, lo que sucedía es que se separaban estas cromátides hermanas, cosa que, tras la división de la membrana, permitía la obtención de, por cada gametocito, dos gametos sexuales haploides. De una célula germinal pasamos a dos gametocitos diploides. Y de dos gametocitos, a cuatro gametos sexuales también haploides.

Dado lo complejo del proceso, resulta asombroso tener en cuenta que un hombre sano es capaz de producir más de 100 millones de espermatozoides (el gameto sexual masculino) al día. La meiosis sucede constantemente.

Referencias bibliográficas

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  • Toteja, R. (2011) “Cell Cycle and Cell Cycle Regulation”. Cell and molecular Biology.
  • Khalife, D., Khalil, A., Ghazeeri, G. (2019) “The Developmental Process of Spermatogenesis”. Journal of Andrology & Gynaecology.
TÓPICOS
Biología
Pol Bertran Prieto

Pol Bertran Prieto

Microbiólogo y divulgador

Pol Bertran (Barcelona, 1996) es Graduado en Microbiología por la Universidad Autónoma de Barcelona. Máster en Comunicación Especializada con mención en Comunicación Científica por la Universidad de Barcelona. Apasionado por la divulgación de la salud y la medicina y aficionado del deporte y el cine.