¿Qué es un gameto?

Los gametos, también llamados células sexuales o células germinales, son únicos entre los muchos tipos de células en su cuerpo por tener solo 23 cromosomas, la mitad del número que tienen las otras células. las células cotidianas en los tejidos de todo el cuerpo tienen dos copias de cada cromosoma, una de cada uno de tus padres. Los cromosomas humanos están numerados del 1 al 22, y el cromosoma restante, un cromosoma sexual, se asigna una letra en lugar de un número: "x" o "y". Las copias emparejadas de los cromosomas, es decir, los cromosomas con el mismo número asignado, como el cromosoma 11 o el cromosoma 18, se denominan cromosomas homólogos y se ven iguales bajo el microscopio, incluso si difieren al nivel de su composición de ADN precisa. es decir, la copia del cromosoma 9 que recibió de su madre se parece a la copia del cromosoma 9 que recibió de su padre,

Como puede haber adivinado o aprendido de investigaciones anteriores, sus células cotidianas tienen una copia completa del ADN suministrado por los cromosomas de cada uno de sus padres porque, aproximadamente nueve meses antes de su nacimiento, una célula de su madre y una célula de su padre. se unieron para crear la celda que finalmente se convirtió en la persona que eres ahora. pero si cada una de esas células de sus padres hubiera tenido 46 cromosomas, como la mayoría de las células humanas, sus células tendrían 92. el proceso único de formación de gametos en la meiosis es lo que preserva el número de cromosomas a través de las generaciones y asegura la diversidad genética, un rasgo que Es vital para la supervivencia de cualquier especie.

El ácido desoxirribonucleico (ADN) sirve como material material genético en todos los seres vivos. ("material genético" en este contexto se refiere a un conjunto completo de información codificada químicamente que se puede pasar a la descendencia, es decir, es heredable). En procariotas, un grupo para todos los efectos y sinónimos de bacterias, esta información genética generalmente existe en la forma de un anillo, lo que significa que las bacterias poseen un solo cromosoma circular (pronto más sobre estas estructuras). Este ADN no forma parte de un núcleo, ya que los procariotas no tienen orgánulos internos encerrados por membranas de plasma dobles.

Los organismos eucariotas (plantas, animales y hongos) tienen ADN encerrado en una membrana doble, formando el núcleo que es exclusivo de las células eucarióticas. El ADN de los eucariotas se divide en fragmentos discretos llamados cromosomas, que también están empaquetados con proteínas estructurales distintas. Como se mencionó anteriormente, las células humanas, excepto los gametos, tienen 46 cromosomas. Los organismos eucariotas también poseen mitocondrias, orgánulos con forma de cigarro que se cree que funcionaron hace más de mil millones de años como bacterias independientes por derecho propio; Estos están involucrados en la respiración aeróbica, pero también poseen su propio ADN.

El ADN, además de ser la presentación característica de los cromosomas, se divide funcionalmente en genes , que son longitudes de ADN que llevan el código de un producto proteico específico. en un proceso llamado transcripción , el ADN se usa como plantilla para sintetizar una molécula similar llamada mensajero rna (mrna). esta molécula luego migra fuera del núcleo (en los eucariotas) hacia los ribosomas que se encuentran en el citoplasma celular. En este caso, mrna se utiliza para fabricar proteínas a partir de aminoácidos en un proceso llamado traducción .

más al punto si esta discusión, el ADN también se replica, lo que simplemente significa que hace una copia de sí mismo. el ADN de cada célula hace esto en su totalidad exactamente una vez como un precursor de la división celular. es decir, en los seres humanos, los 46 cromosomas humanos, cada uno de los cuales contiene una única molécula de ADN muy larga, se replican antes de que se produzca la división celular.

La división celular bacteriana a menudo se denomina fisión binaria e involucra al organismo unicelular simplemente dividiéndose en dos para hacer un par de copias idénticas al organismo padre. La fisión binaria es una forma de reproducción asexual, lo que significa que no se produce una mezcla de material genético entre diferentes bacterias como parte del proceso reproductivo normal. La división de células eucariotas, por otro lado, toma dos formas. En la mitosis , el proceso es muy parecido al de la fisión bacteriana, aunque es más complicado debido a la mayor complejidad de las células eucariotas. En la meiosis , sin embargo, el mecanismo es sutil pero poderosamente diferente.

Los gametos se producen en las gónadas de los animales, los testículos en los hombres y los ovarios en las mujeres. También llamadas células sexuales o células germinales, estos gametos tienen diferentes nombres en diferentes organismos. en los machos, los gametos se llaman espermatocitos, mientras que en las hembras se les conoce como ovocitos.

Los gametos, como se señaló, tienen una copia de cada cromosoma numerado y un cromosoma sexual. cada uno de estos cromosomas es un mosaico, o mosaico, del material en los cromosomas correspondientes de la madre y el padre del organismo. es decir, la copia del cromosoma 14 que se encuentra en cualquiera de los gametos que produce su propio cuerpo representa una mezcla del material de la copia del cromosoma 14 que heredó de su padre y el material de la copia del cromosoma 14 que heredó de su madre , y lo mismo para el resto de tus cromosomas. además, cada gameto que producen sus gónadas es una combinación única de sus cromosomas maternos y paternos. si este no fuera el caso, todos los niños resultantes de la unión de una pareja dada se verían exactamente iguales porque cada niño resultaría de la fusión de gametos genéticamente indistinguibles.La gametogénesis , incluye uno o más pasos que operan con cierto grado de aleatoriedad. de hecho, hay dos pasos distintos, explorados en una sección posterior.

Antes de realizar una descripción de la formación de gametos, es útil explorar los cromosomas con más detalle, ya que estos son los que finalmente se desarman, se transportan y se vuelven a montar durante la reproducción celular.

Los cromosomas consisten en segmentos distintos de cromatina , que en los eucariotas es un material que consiste en una mezcla de ADN y proteínas llamadas histonas . las histonas se agrupan en grupos de ocho subunidades llamadas octámeros , y el ADN en la cromatina asociada se enrolla alrededor de cada octámero de forma de histona que envuelve su camino alrededor de un carrete, haciendo aproximadamente dos revoluciones por octámero. esto condensa la cromatina desde su forma lineal hasta cierto punto, pero es el apilamiento sucesivo de estos complejos de ADN-octámero, llamados nucleosomas , lo que realmente permite que la cromatina esté súper condensada. una copia completa de sus sitios de ADN en cada una de sus células, pero estirada en línea recta, este ADN alcanzaría hasta 6 pies de largo.

sus 23 pares de cromosomas no contienen cantidades iguales de cromatina, y varían considerablemente de tamaño. cuando el ADN se replica, cada cromosoma permanece unido en una posición fija a la copia recién hecha. este punto se llama centrómero y las dos copias idénticas de cada cromosoma se denominan cromátidas hermanas . El centrómero, a pesar de su nombre, no suele estar en el medio de las cromátidas que une, sino hacia un extremo, lo que facilita la distinción de los cromosomas numerados individuales entre sí bajo un microscopio. las porciones de cromátidas más cortas en un extremo del centrómero se llaman los brazos p, mientras que los brazos más largos se llaman los brazos q.

mitosis es el término para la división celular que produce un ADN de células hijas idéntico al padre y al otro. la meiosis, por otro lado, da como resultado células hijas que son genéticamente únicas y distintas entre sí.

poco antes de la mitosis, que se divide por conveniencia en cuatro fases (profase, metafase, anafase y telofase), los cromosomas celulares, que generalmente se sientan en un grupo suelto como un hilo descuidado, se replican (hasta este punto, cada uno existe como una sola cromátida lineal) y comienzan a condensarse en sus formas características. luego migran hacia la mitad de la célula y se ensamblan en una línea de 46, con los extremos de un conjunto de cromátidas adyacentes a los extremos de los del siguiente cromosoma. Los microtúbulos que se extienden perpendicularmente desde la línea formada por los cromosomas se adhieren a los lados de los cromosomas y los separan, de modo que cada célula hija recién formada reciba una cromátida hermana de cada uno de los 46 cromosomas.

en la meiosis, el proceso comienza con una replicación completa del ADN de los 46 cromosomas, como en la mitosis. Sin embargo, en las células testiculares y ováricas destinadas a la producción de gametos, la forma en que los cromosomas se alinean a lo largo del eje de división es muy diferente. en la meiosis i, los cromosomas homólogos se "encuentran" y se unen para producir una estructura con dos cromosomas de lado a lado, uno de la madre y otro del padre, llamado bivalente . Con los cromosomas homólogos tocándose, intercambian partes de su ADN entre sí. por ejemplo, una cantidad determinada de ADN en el brazo largo de la copia del cromosoma 6 de la madre (etiquetada q6) podría encontrar su lugar en el lugar correspondiente en el cromosoma del padre, y aceptar la sección de q6 del padre en su lugar. esto se llama cruzar sobrey es uno de los dos factores principales que impulsan la diversidad genética que resulta de la meiosis.

también, cuando los bivalentes se alinean a lo largo de la línea de división celular, el cromosoma duplicado de la madre está en un lado, mientras que el padre está en el otro. sin embargo, cuál aterriza en qué lado es completamente aleatorio con respecto a todos los otros 22 cromosomas. esto se conoce como surtido independiente y también contribuye poderosamente a la diversidad genética en organismos que se reproducen sexualmente. de hecho, el número de posibles arreglos bivalentes es de 2 a la 23ª potencia, aproximadamente 8.4 millones de combinaciones diferentes.

cuando esta célula se divide, completando la meiosis i, el resultado son dos células no idénticas que contienen 23 pares de cromátidas unidas en sus centrómeros. estas cromátidas, sin embargo, aunque son muy similares, no son cromátidas hermanas, debido al fenómeno del cruce en la meiosis que se detalla más arriba. estas dos células hijas experimentan inmediatamente otra división celular, esta se asemeja a la mitosis en el sentido de que las cromátidas se separan en los centrómeros y se separan. recuerde, sin embargo, que esta línea de cromosomas en división es solo de 23, no de 46, debido a la forma en que los cromosomas se aparean en la meiosis i. esto significa que cada una de las cuatro células hijas resultantes de la meiosis tiene 23 cromosomas, el número haploide humano. 46 se considera el número diploide.

Los espermatozoides, los espermatozoides portadores de flagelos y "nadadores" que transportan espermatocitos, son claramente diferentes de las células de los óvulos. en consecuencia, la formación de gametos en los machos (espermatogénesis) es diferente de la de las hembras (ovogénesis). por ejemplo, cada meiosis en las mujeres da como resultado una célula hija, no cuatro como en la espermatogénesis. la meiosis en las hembras se inicia solo una vez en el curso de la vida de una mujer, y los ooctios resultantes alcanzan la maduración aproximadamente una vez cada 28 días a lo largo de la vida fértil de la mujer. En contraste, los espermatocitos se someten repetidamente a las divisiones similares a la mitosis de la meiosis ii para producir una abundancia mucho mayor de gametos totales durante la vida de un hombre.