Retroalimentación

A.2. a) Indique el significado biológico de la meiosis [0,8].

La meiosis es un tipo especial de división celular que se produce en las células germinales para originar los gametos (óvulos y espermatozoides en animales). Su significado biológico es doble:

• Por un lado, permite una reducción cromosómica, ya que a partir de una célula diploide (2n) se originan células haploides (n), con la mitad de cromosomas, lo que resulta imprescindible para mantener constante el número de cromosomas en cada especie generación tras generación durante la reproducción sexual.

• Por otro lado, la meiosis es una fuente de variabilidad genética, ya que gracias a los procesos de recombinación genética y segregación al azar de los cromosomas contribuye a la diversidad de combinaciones genéticas en los descendientes, lo que favorece la evolución de las especies al proporcionar material sobre el que actúa la selección natural.

b) Explique cómo los procesos de recombinación genética [0,6] y segregación cromosómica [0,6] influyen en la variabilidad genética.

Recombinación genética:
Durante la profase I de la meiosis, se produce un proceso denominado entrecruzamiento o crossing-over, en el que se intercambian fragmentos de material genético entre cromátidas homólogas de los cromosomas paternos y maternos. Este intercambio da lugar a nuevas combinaciones de genes en los cromosomas resultantes, aumentando así la variabilidad genética en los gametos formados.

Segregación cromosómica:
En la anafase I, los cromosomas homólogos se separan y se reparten al azar entre las células hijas. Como cada célula recibe una combinación aleatoria de cromosomas procedentes del padre y de la madre, se generan distintas combinaciones cromosómicas posibles, lo que constituye otra fuente importante de variabilidad genética.

Retroalimentación

a. Indique el nombre de la etapa B del ciclo celular. Justifique su respuesta.

La etapa B corresponde a la fase S (fase de síntesis) del ciclo celular.

Durante esta fase, que forma parte de la interfase, se produce la duplicación del ADN. Esto se refleja en la gráfica como un aumento progresivo de la cantidad de ADN de 60 pg a 120 pg, lo que indica que cada cromosoma ha duplicado su material genético para prepararse para una futura división. Esta duplicación es esencial para asegurar que cada célula hija reciba una copia completa del genoma.

b. ¿Qué proceso engloba las etapas D, E y F? Justifique la respuesta. ¿Qué tipos celulares lo llevan a cabo?

Las etapas D, E y F están englobadas en el proceso de la meiosis.

La clave está en que, al final del proceso (etapa F), la cantidad de ADN es de 30 pg, es decir, la mitad del ADN inicial, lo que solo ocurre en la meiosis. Este proceso incluye dos divisiones celulares sucesivas (meiosis I y meiosis II) y su finalidad es generar células haploides (n), con la mitad de la información genética de la célula original.

Tipos celulares que la llevan a cabo:
Este proceso lo realizan las células germinales, también llamadas células madre de los gametos, que se encuentran en las gónadas (ovarios y testículos). Es decir, la meiosis es propia de las células que originarán gametos: óvulos y espermatozoides en animales, y esporas en plantas.

c. ¿Qué suceso ocurre en el núcleo celular en la etapa D? Explique el significado biológico del proceso.

En la etapa D se produce el entrecruzamiento o crossing-over.

Este proceso ocurre durante la profase I de la meiosis, concretamente en la subfase paquiteno, cuando los cromosomas homólogos se aparean y las cromátidas no hermanas intercambian fragmentos de ADN.

El resultado es una recombinación genética, lo que implica una nueva combinación de alelos. Esta variabilidad genética es fundamental para la evolución, ya que proporciona diversidad entre los individuos de una población, sobre la que puede actuar la selección natural. En resumen, es un mecanismo clave para la biodiversidad y la adaptación evolutiva de las especies.

d. Describa la diferencia que existe entre los cromosomas de la etapa E y de la etapa F.

En la etapa E, cada cromosoma está compuesto por dos cromátidas hermanas unidas por el centrómero. Estos cromosomas son el resultado de la primera división meiótica (meiosis I), en la que se han separado los cromosomas homólogos, pero no las cromátidas.

En la etapa F, cada cromosoma está formado por una sola cromátida, ya que durante la segunda división meiótica (meiosis II) se produce la separación de las cromátidas hermanas, dando lugar a células hijas haploides y con la mitad del ADN original.

Esta diferencia refleja el paso de una célula con ADN duplicado a una célula con ADN reducido, característica esencial de la meiosis.

Retroalimentación

A) En la gráfica se indica la cantidad de ADN en distintas fases del proceso de ovogénesis. Indique, teniendo en cuenta la información de la tabla, en cuáles de las fases (A, B, C, D) las células son diploides. ¿En alguna de las fases se produce como consecuencia de una meiosis? Razone la respuesta.

Las fases diploides corresponden a A y C, porque en ellas las células conservan el número diploide (2n) de cromosomas característico de la especie humana, aunque la cantidad de ADN pueda duplicarse temporalmente en fases de replicación del ciclo celular (por ejemplo, en la interfase).

En la fase D, las células presentan la mitad del número de cromosomas (n), ya que han experimentado la meiosis, un proceso de división celular reduccional que convierte células diploides en células haploides (óvulos), preparadas para la fecundación. En este proceso se produce la llamada división reduccional durante la primera división meiótica, que separa los cromosomas homólogos, originando gametos con la mitad del número cromosómico original.

B) A lo largo de la vida fértil, los ovarios de una mujer liberarán unos 400 ovocitos, todos ellos con información genética diferente. Explique el papel de la meiosis en este hecho.

La meiosis es esencial para generar diversidad genética en los gametos (óvulos, en este caso). Esto se debe a varios fenómenos que ocurren durante la primera división meiótica:

• Entrecruzamiento (crossing-over), que sucede en la profase I, cuando cromátidas de cromosomas homólogos intercambian fragmentos de ADN, recombinando alelos maternos y paternos.

• Distribución independiente de cromosomas homólogos, que hace que los cromosomas se repartan al azar hacia las células hijas durante la anafase I.

Gracias a estos mecanismos, cada ovocito producido por meiosis presenta una combinación genética distinta, lo que contribuye a la variabilidad genética de la descendencia.

Retroalimentación

a) Fases principales del ciclo celular y qué ocurre en cada una de ellas (1 punto)

El ciclo celular es el conjunto ordenado de procesos que permiten a una célula crecer, duplicar su material genético y dividirse en dos células hijas. Se divide en dos grandes etapas:

1. Interfase

Es la fase más larga del ciclo, y en ella la célula no se divide, pero realiza actividades vitales y se prepara para la división celular. Se subdivide en:

• Fase G₁ (Gap 1): La célula crece, produce proteínas y orgánulos celulares.

• Fase S (Síntesis): Se duplica el ADN, de modo que cada cromosoma queda formado por dos cromátidas hermanas.

• Fase G₂ (Gap 2): Se comprueba la fidelidad de la replicación y se sintetizan las proteínas necesarias para la división.

2. Fase M (mitótica)

Incluye los procesos de mitosis (división del núcleo) y citocinesis (división del citoplasma), dando lugar a dos células hijas genéticamente idénticas. La mitosis se subdivide en profase, metafase, anafase y telofase.

b) Dos procesos que contribuyen a la variabilidad genética durante la meiosis y fases en que ocurren (0,5 puntos)

Durante la meiosis, se generan células sexuales (gametos) con la mitad de la dotación genética, y se introducen mecanismos que generan variabilidad genética en la descendencia. Dos de ellos son:

1. Entrecruzamiento o recombinación genética

• Fase: Ocurre en la profase I de la meiosis.

• Justificación: Durante la sinapsis, los cromosomas homólogos se aparean y pueden intercambiar fragmentos equivalentes de ADN entre cromátidas no hermanas, generando nuevas combinaciones de alelos.

2. Distribución independiente de los cromosomas homólogos

• Fase: Tiene lugar en la metafase I.

• Justificación: La forma en que los pares de cromosomas homólogos se alinean en el plano ecuatorial es aleatoria, lo que da lugar a múltiples combinaciones posibles en las células hijas tras la división.

Estos procesos son fundamentales para la diversidad genética en organismos con reproducción sexual.

c) Nombre de cada una de las fases representadas en la imagen, considerando un organismo 2n = 4 (0,5 puntos)

A partir de la imagen proporcionada, que representa una célula diploide (2n = 4) en distintas etapas de la meiosis, las fases son las siguientes: