La mitosis y la meiosis son las dos formas de división celular que se dan en células eucariotas. Ambas comparten muchas etapas y características similares pero también diferencias muy importantes que han sido clave en la evolución de organismos complejos.
La mitosis es un método de clonación, de una célula progenitora se obtienen dos células descendientes con la misma información genética e igual a la información genética de la célula progenitora. En la meiosis, sin embargo, se obtienen cuatro células hijas genéticamente diferentes entre sí, y diferentes a la célula progenitora, que son la base de la reproducción sexual.
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Descripción general
La mitosis parte de una célula progenitora que se divide en dos células hijas genéticamente iguales e iguales a la célula progenitora. El material genético se duplica, el núcleo se divide en dos (cariocinesis) y cada núcleo se queda con una copia de los genes. Después la célula se divide en dos células hijas (citocinesis) y cada una se queda con uno de los núcleos. Cada célula hija recibe una copia igual y completa del material genético de la célula progenitora.
La mitosis ocurre en células somáticas. Estas son la mayoría de células que conforman un organismo pluricelular y lo hacen crecer y desarrollarse. Cada célula somática cuenta con dos juegos de genes homólogos, es decir, son células diploides. En la mitosis, estas células se multiplican generando células hijas que mantienen la misma información genética. Las células hijas en la mitosis siguen siendo diploides.
La meiosis, por su parte, es la división celular que da lugar a cuatro células hijas cada una con un sólo juego de genes. Las células hijas en la meiosis son haploides. El material genético de la célula progenitora se duplica una vez, igual que en la mitosis, pero el núcleo se divide en cuatro y cada uno recibe un sólo juego de genes.
La meiosis ocurre en las células germinativas, que son las células precursoras de los gametos o células sexuales. En el humano son gametos los óvulos y los espermatozoides.
Por tanto, mitosis y meiosis parten de una célula diploide que duplica su material genético para formar cuatro juegos de genes. En la mitosis la mitad pasa a cada una de las dos células hijas, por lo que siguen siendo diploides, pero en la meiosis se forman cuatro células hijas haploides con la mitad de información genética que la célula progenitora.
Objetivos diferentes: reproducción y crecimiento
Los objetivos de cada tipo de división celular son la principal diferencia entre mitosis y meiosis desde un punto de vista biológico, especialmente en lo que respecta a la reproducción y crecimiento de los organismos.
La función de la mitosis es la multiplicación celular no reproductiva, es decir, que no da lugar a un nuevo individuo. La multiplicación celular por mitosis genera un clon de la célula progenitoria y es la base del crecimiento general del organismo y de la reparación de tejidos.
Algunos autores consideran que la fisión múltiple de algunos organismos eucariotas unicelulares es en realidad una mitosis. Aquí la mitosis tendría fines reproductivos como método de reproducción asexual.
Por el contrario, la meiosis sólo tiene fines reproductivos y se da sólo en reproducción sexual. La reproducción sexual consisten en la formación de un nuevo individuo diploide mediante la unión de dos gametos de diferente sexo, el femenino y el masculino, y la recombinación de su material genético. El material genético del nuevo individuo proviene al 50% de cada uno de los progenitores.
Comparación de las fases de la mitosis y de la meiosis
La interfase es la fase del ciclo celular que ocupa la mayor parte del tiempo de la vida de cualquier célula. Durante esta etapa la célula realiza sus funciones y tareas metabólicas y al final se divide o muere dependiendo de numerosos factores.
Si va a entrar en división, la célula replica su ADN y los centriolos, unas proteínas del núcleo celular que forman los centrosomas. Esta fase de replicación del ADN se conoce como interfase S. A partir de aquí, dependiendo de si es una célula somática o una célula germinativa, entrará en mitosis o en meiosis.
Tanto la mitosis como la meiosis se comparten las mismas fases generales:
- Profase (en las células de plantas hay una fase anterior adicional, la preprofase)
- Prometafase
- Metafase
- Anafase
- Telofase
- Citocinesis o divisón celular
En la mitosis hay una replicación del ADN y un ciclo de las fases de división. En la meiosis hay una replicación de ADN y dos ciclos de división, meiosis I y mesiosis II, cada uno con su profase, prometafase, metafase, anafase, telofase y citocinesis. Al ocurrir una sola replicación del ADN pero dos ciclos de división, se originan cuatro células hijas con la mitad de información genética.
Etapas de la mitosis
- Profase: durante la interfase el ADN se encuentra en forma de cromatina. Al entrar en la profase el ADN, que fue duplicado en la interfase S, condensa para formar los comosomas (dos cromátidas unidas por la estructura llamada centrómero). Los dos centrosomas, también formados en la interfase S, migran hacia extremos opuestos de la célula. Al final de la profase la membrana nuclear pierde su organización y deja entrar microtúbulos para pasar a la prometafase.
- Prometafase: el espacio nuclear se llena de microtúbulos que interaccionan con los centrómeros de los cromosomas.
- Metafase: las proteínas motoras del centrómero (cinetocoros) mueven los cromosomas a través de los microtúbulos hasta que los cromosomas quedan alineados en perpendicular a los centrosomas y se forma la placa metafásica.
- Anafase: las fibras de la placa metafásica tiran de cada una de las cromátidas que forman los cromosomas en dirección opuesta hasta que las separan de los centrómeros. Cada cromátida migra hacia centrosomas opuestos.
- Telofase: es la fase final de la división nuclear mitótica. La placa metafásica se disuelve y se desarrolla membrana nuclear alrededor de las cromátidas ya separadas. Ya en los dos nuevos núcleos, las cromátidas vuelven a forma de cromatina.
- Citocinesis: es un profeso independiente a la mitosis en si misma y es la fase que marca el fin del ciclo de vida de la célula progrenitora. Comienza junto a la telofase y consiste en la formación de un anillo contráctil de actina que estrangula el citoplasma celular en el lugar dónde estuvo la placa metafásica. Los dos núcleos quedan aislados en dos células hijas que comienzan de nuevo la Interfase.
Etapas de la meiosis
La meiosis se desarrolla en dos ciclos de división, la meiosis I y la meiosis II. En cada ciclo transcurren las mismas fases que en la mitosis. En la meiosis I una célula germinativa se divide en dos células hijas diploides. En la meiosis II las células hijas se vuelven a dividir en dos pero sin replicación previa del ADN lo que resulta en cuatro células hijas haploides.
Las fases de la meiosis I y de la meiosis II son ligeramente diferentes entre sí y de la mitosis. Una de las diferencias mas importantes en el entrecruzamiento cromosómico que ocurre en la profase 1. En esta fase la cromatina condensa para formar los cromosomas y la membrana nuclear se desorganiza, al igual que en la mitosis, pero cromosomas homólogos se aparean formando las llamadas tétradas e intercambian ADN.
En la anafase 1 las tétradas se separan en sus respectivos cromosomas y se mueven hacia centrosomas opuestos. Se desarrolla la telofase 1 que separa los núcleos y una primera citocinesis formándose dos células hijas diploides. Debido al entrecruzamiento cromosómico, y a diferencia de las células hijas de la mitosis, las dos células hijas diploides de la meiosis 1 no son genéticamente iguales entre sí ni a la célula progenitora.
Cada una de las células hijas entra en un nuevo ciclo de división, la meiosis II, pero sin que haya replicación del ADN. En la anafase 2 los centrómeros de los cromosomas se rompen y dejan libre a cada una de las dos cromátidas que forman el cromosoma. Cada cromátida se mueve hacia centrosomas opuestos llevando un solo juego de genes.
En la telofase 2, cuándo se forman las membranas nucleares alrededor de las cromátidas separadas, comienza simultáneamente otra citocinesis que dará lugar a otras dos células hijas haploides ya que cuentan con un solo juego de genes. Como partíamos de dos células hijas de la meiosis 1, el resultado final son cuatro células hijas haploides formadas a partir de una sola célula germinativa.
Estas células haploides son los gametos o células reproductoras. La unión de dos gametos y la recombinación de su ADN para formar una nueva célula diploide, el cigoto, a partir de la cuál se desarrollará un nuevo individuo, es lo que define la reproduccón sexual.
Variabilidad genética y meiosis
El entrecruzamiento cromosómico que se da en la meiosis y la recombinación de la información genética procedente de dos células progenitoras a través de los gametos, característica de la reproducción sexual, introduce dos de de los factores más importantes de variabilidad genética que se conocen.
Cada célula hija generada por mitosis es idéntica a la célula progenitora pero los gametos producidos por meiosis son diferentes entre sí y diferentes a la célula progenitora. Y además para obtener un individuo completo es necesario la unión de dos gametos. Esto que permite formar individuos que heredan genes entrecruzados de dos progenitores y de sus cuatro «abuelos» aumentando enormemente la variabilidad genética dentro de la misma especie, pilar fundamental de la evolución.