Meiose: cromosomas, cromátides e cantidade de ADN

Duplicar o ADN non duplica automaticamente a ploidía

Nun exercicio sobre meiose, contar cromosomas e medir cantidade de ADN son tarefas distintas. Antes de replicarse, un cromosoma ten unha cromátide; despois da replicación segue contándose como un cromosoma, pero ten dúas cromátides irmás. A ploidía describe xogos de cromosomas homólogos, non cantas copias de ADN hai nun cromosoma.

Imos traballar cunha especie hipotética con 2n = 8. Os datos son orixinais e non corresponden a unha especie identificada. A referencia académica é o capítulo de OpenStax sobre o proceso da meiose.

O exercicio emprega unha convención explícita: C representa a cantidade de ADN dun xogo haploide non replicado. Non é o símbolo dun cromosoma nin unha medida universal en gramos. Os recontos finais refírense a cada núcleo ou célula indicado, non á suma de todos os produtos.

Datos antes da fase S

Unha célula diploide desta especie ten oito cromosomas organizados en catro pares de homólogos. Antes da replicación, cada cromosoma ten unha cromátide. Hai oito cromátides e unha cantidade de ADN de 2C.

O número haploide é n = 4. Isto non significa que a célula inicial teña só catro cromosomas: ten dous xogos de catro. Escribir primeiro n e 2n axuda a evitar que a notación substitúa o reconto real.

Un alumno propón que 2n = 8 implica oito pares. Non: implica oito cromosomas en total, distribuídos en catro pares. O número de pares coincide con n neste suposto diploide.

Tampouco podemos calcular unha masa de ADN en picogramos a partir de n. Necesitariamos saber a cantidade de ADN dun xogo. O número de cromosomas e o tamaño total do xenoma non son a mesma información.

Primeiro exercicio: que cambia tras replicarse o ADN?

Ao rematar a fase S, sen división celular, cantos cromosomas, cromátides e xogos hai? E que cantidade de ADN corresponde á célula?

O reconto é oito cromosomas, dezaseis cromátides, ploidía 2n e cantidade de ADN 4C. Cada cromosoma replicouse, pero as cromátides irmás continúan asociadas. Non apareceron dous xogos novos de homólogos.

A explicación «hai dezaseis cromosomas porque se duplicou o ADN» confunde a replicación cunha separación das cromátides. O criterio de reconto do exercicio mantén un cromosoma por unidade cromosómica antes desa separación.

A explicación contraria, «como seguen sendo oito cromosomas, o ADN non aumentou», tamén é incorrecta. Un mesmo número cromosómico pode corresponder a cantidades de ADN diferentes segundo o momento do ciclo.

Unha táboa con columnas separadas evita empregar unha cifra correcta como proba dunha afirmación errónea. Escribe 8, 16, 2n e 4C nas súas columnas, sen intercambialas.

Segundo exercicio: ao rematar a primeira división

Supón unha segregación normal, sen non disxunción. Despois da meiose I e da citocinese, que recibe cada célula?

Cada produto ten catro cromosomas aínda duplicados, oito cromátides, ploidía n e cantidade de ADN 2C. Separáronse os homólogos; as cromátides irmás permanecen asociadas.

Por iso a primeira división reduce a ploidía. A célula resultante xa non contén os dous membros de cada par de homólogos. Non é diploide só porque cada cromosoma conserve dúas cromátides.

Tamén debes distinguir o reconto por célula da suma de ambas. En conxunto, os dous produtos reúnen oito cromosomas duplicados e 4C de ADN. Esa suma non converte cada produto nunha célula diploide.

O proceso non inclúe unha nova fase S entre as dúas divisións meióticas. Se introduces outra duplicación nese intervalo, os recontos da segunda división deixarán de corresponder ao modelo dado.

Terceiro exercicio: ao rematar a segunda división

Durante a meiose II sepáranse as cromátides irmás. Ao rematar a división e a citocinese, cada produto ten catro cromosomas non duplicados, catro cromátides, ploidía n e ADN C.

No modelo de división simétrica aquí utilizado, aparecen catro produtos. Non identificamos automaticamente eses produtos como catro gametos funcionais en calquera organismo: os ciclos e a formación de gametos varían, e algunhas divisións teñen repartición citoplasmática desigual.

O que se mantén nesta táboa é o resultado nuclear dunha meiose normal para a dotación indicada. Non podemos concluír a partir dela o tamaño das células, o seu destino ou a viabilidade de cada produto.

Durante a anafase II, cando as cromátides se separan e pasan a ser cromosomas independentes, o reconto dentro dunha célula aínda non dividida require indicar ese momento. Por iso non trasladamos sen máis as cifras finais a unha célula en plena anafase.

Cuarto exercicio: comprobar a conservación do ADN

Suma o ADN de todos os produtos finais: catro células con C cada unha reúnen 4C. É a cantidade que había tras a replicación inicial.

Non desapareceu a metade do ADN do conxunto polo feito de reducirse a ploidía de cada célula. O material repartiuse en máis produtos. Esta comprobación de conservación é unha forma útil de detectar unha fase S inventada ou unha división omitida.

A recombinación pode intercambiar segmentos entre cromátides non irmás de homólogos e modificar as combinacións de alelos. Nun intercambio recíproco equilibrado non altera por si mesma os recontos de cromosomas e ADN da táboa. Variación xenética e cantidade total son preguntas diferentes.

Relaciona esta práctica coa preparación de Bioloxía en Galicia. Na libreta de erros escribe sempre se a cifra se refire a un núcleo, unha célula ou todos os produtos.

Preguntas frecuentes

Unha célula con cromosomas duplicados é necesariamente diploide?

Non. A ploidía depende dos xogos de homólogos. Tras a meiose I, cada célula é haploide aínda que os cromosomas teñan dúas cromátides.

Hai outra replicación entre a meiose I e a II?

Non no proceso normal do modelo descrito. Unha replicación inicial precede as dúas divisións meióticas.

Reducir a ploidía elimina ADN do conxunto dos produtos?

Non neste exercicio. O ADN replicado repártese: catro produtos con C reúnen os 4C presentes antes das divisións.

Continúa co reconto celular

Refai a táboa indicando fase, cromosomas, cromátides, ploidía e ADN por célula. O curso de Bioloxía para Galicia permite continuar coa xenética e o ciclo celular; consulta os contidos e as condicións na ficha.