El entrecruzamiento y la clasificación aleatoria de cromosomas en la meiosis, da lugar a nuevas combinaciones de caracteres en los descendientes. Junto con las nuevas combinaciones de cromosomas que tienen lugar durante la fertilización, los eventos de la profase I y la anafase I, contribuyen a la variación de combinaciones de caracteres entre los descendientes de especies que se reproducen sexualmente.
- Entrecruzamiento en la profase I
- Segregación de cromosomas en gametos
- Resumen
Entrecruzamiento en la profase I
Todos los cromosomas de una célula germinal se condensan, y al hacerlo, cada uno queda cercano a su homólogo. Las cromátidas de un cromosoma homólogo quedan unidas con las cromátidas del otro punto por punto en toda su extensión, dejando poco espacio entre ellas. Esa orientación paralela tan cercana favorece el entrecruzamiento.
- Entrecruzamiento
- Proceso por el cual un cromosoma y su homólogo intercambian los segmentos correspondientes.
Cada evento de entrecruzamiento es una oportunidad de que los cromosomas homólogos intercambien información hereditaria. Dicho intercambio no tendría sentido si los genes no variaran, pero como sabemos, muchos genes presentan formas ligeramente distintas (alelos). De manera típica, el número de genes de un cromosoma no es idéntico al de su homólogo. De manera esquemática:
- Dos cromosomas homólogos, uno materno y otro paterno, se encuentran en su forma duplicada: cada uno está formado por dos cromátidas hermanas unidas por el centrómero. Los cromosomas homólogos se alinean y asocian de manera cercana durante la profase I.
- Ahora sólo nos concentraremos en dos genes. Un gen tiene los alelos A y a, y el otro tiene los alelos B y b.
- Contacto cercano entre cromosomas homólogos que promueve entrecruzamiento entre cromátidas no hermanas, de modo que las cromátidas paterna y materna intercambian segmentos.
- El entrecruzamiento mezcla los alelos paternos y maternos de cromosomas homólogos.
Segregación de cromosomas en gametos
El proceso de segregación cromosomal se inicia en la profase I. Para poder estructurar mejor el ejemplo, llamaremos a los 23 cromosomas heredados por la madre de una célula como maternos y a los 23 heredados por el padre a la misma célula paternos.
En la metafase I los microtúbulos que surgen de ambos polos del huso mitótico alinean todos los cromosomas duplicados en el ecuador del huso. Sin embargo, no todos los cromosomas maternos se irán al mismo polo, tampoco en el caso de los paternos. Los microtúbulos del huso mitótico se unen con los cinetocoros del primer cromosoma con el que entran en contacto, sin importar si es materno o paterno. Por lo tanto, cualquier cromosoma homólogo puede terminar en cualquiera de los polos.
Después, durante la anafase I, cada cromosoma duplicado se separa de su homólogo y es jalado hacia el polo por el cual está unido.
En la telofase II, cada uno de los núcleos haploides se divide. Si las cromátidas hermanas fueran idénticas, se producirían núcleos idénticos, pero, como en la realidad ocurre el entrecruzamiento, y las cromátidas hermanas dejan de ser idénticas, no se producen núcleos idénticos al final.
Las células que dan lugar a los gametos humanos tienen 23 pares de cromosomas homólogos, por lo que cada vez que una célula germinal humana experimenta meiosis, los cuatro gametos que se forman terminan con una de \(2^{23} = 8388608\) combinaciones posibles de cromosomas homólogos.
Resumen
- El entrecruzamiento es la recombinación entre cromátidas no hermanas de cromosomas homólogos durante la profase I. Da lugar a nuevas combinaciones de alelos de los padres.
- Los cromosomas homólogos pueden estar unidos a cualquiera de los polos del huso mitótico en la profase I, de modo que cada homólogo puede estar empacado en cualquiera de los dos nuevos núcleos. Así el ordenamiento aleatorio de cromosomas homólogos aumenta el número de combinaciones de alelos maternos y paternos en los gametos.