¿Qué relación hay entre la meiosis y la fertilidad?

La meiosis es el tipo de división celular que se lleva a cabo para producir las células sexuales correctamente. Esta división ocurre principalmente en dos fases, la meiosis I y la meiosis II, y ambas son fundamentales en la gametogénesis (formación de gametos). Dependiendo de si se trata de la formación de óvulos o de espermatozoides, distinguimos entre ovogénesis (u oogénesis) y espermatogénesis.

A continuación tienes un índice con todos los puntos que vamos a tratar en este artículo.

¿En qué consiste la división celular?

La división celular es el proceso mediante el cual, a partir de una célula madre, se obtienen dos células hijas con la misma información genética. Gracias a ella, a partir de una sola célula (el cigoto), se puede formar un ser humano completo, con millones de células diferentes y especializadas en diversas funciones.

A pesar de esa especialización, es importante remarcar que todas las células del cuerpo tienen la misma información genética. La única excepción son los óvulos y los espermatozoides, que solamente tienen la mitad, como veremos más adelante.

Esta información se encuentra en los cromosomas, que se localizan en el núcleo de las células. El motivo por el cual una célula de la piel es distinta a una del hígado es que, de toda esa información común, una parte se utiliza y otra no. Es decir, los genes expresados en cada célula son diferentes y eso es lo que hace que no sean iguales entre ellas.

Diploidía

Las células somáticas (es decir, todas las de nuestro cuerpo, excepto las sexuales), tienen toda la información duplicada: son células diploides. El número de pares de cromosomas es característico de cada especie. En el caso de los humanos, todas las células somáticas tienen 23 pares de cromosomas, uno de los cuales es el par de cromosomas sexuales (XX en la mujer, XY en los hombres).

Cada cromosoma es estructuralmente igual a su pareja: su cromosoma homólogo. No obstante, a pesar de tener la misma estructura y de que la información que contiene codifique para unas mismas características o funciones, su información genética es distinta, ya que uno proviene del espermatozoide del padre y el otro, del óvulo de la madre. Por tanto, un embrión tendrá un cromosoma número 1 y un cromosoma número 1’ (uno prima) y éstos tienen la misma forma pero distinto contenido.

Por ejemplo, un cromosoma puede tener un gen implicado en determinar un rasgo físico concreto, como el color de los ojos. Su cromosoma par u homólogo también tendrá información relativa a esa característica. Sin embargo, esta información no tiene por qué ser coincidente: uno puede tener el gen para los ojos azules y el otro, para los ojos verdes. Que finalmente se tenga un color u otro dependerá, entre otras cosas, de cuál de los dos sea el dominante, que en este caso sería el color verde.

Importancia de la meiosis

Como ya hemos comentado, las células sexuales (óvulos y espermatozoides) son las únicas distintas al resto de células del cuerpo en lo que se refiere a carga cromosómica, ya que tienen la mitad de información genética. El proceso por el que se produce la reducción de la información en los gametos se denomina meiosis.

Esta división ocurre principalmente en dos fases: la meiosis I y la meiosis II. La primera de éstas es muy similar a la mitosis, que es el tipo de división que ocurre en todas las células somáticas de nuestro cuerpo. Cada una de estas fases, a su vez, tiene cuatro etapas diferentes (profase, metafase, anafase y telofase) y, entre la meiosis I y II, ocurre una breve interfase.

En la formación de un embrión, se fusiona la información de dos gametos. Esto hace que sea necesario que, para la creación de estas células, se reduzca a la mitad la información genética, ya que si no, los embriones irían aumentando exponencialmente su número de cromosomas.

Por tanto, la función biológica de la meiosis es que los gametos femeninos y masculinos contengan la mitad de cromosomas que el resto de las células del cuerpo (células somáticas) para que, cuando se dé la fecundación, el embrión resultante tenga la carga genética correcta y sea viable.

Mediante esta reducción a la mitad se consigue que, si se da correctamente, todos los descendientes tengan la misma cantidad de cromosomas: una mitad procedente de su padre y, la otra, de su madre.

Ovogénesis

En la ovogénesis, los óvulos se originan a partir de una célula madre diploide, con 22 parejas de cromosomas y un par XX. Cuando acaba la división celular, de cada célula madre (ovogonia), surgen cuatro células distintas que tienen la mitad de información que la célula madre inicial. Por tanto, en los óvulos ya no habrá dos cromosomas que regulen cada característica, sino solo uno, sin contenido duplicado.

Espermatogénesis

En la formación de los espermatozoides ocurre lo mismo que en el caso anterior. Así, si una célula somática de un varón tiene este contenido cromosómico: 1,1’,2,2’,3,3’,4,4’,5,5’,6,6’,7,7’,8,8’…, los espermatozoides que de ella se derivan pueden ser, por ejemplo, 1,2’,3’,4,5,6’…

Es decir, el contenido genético de los gametos se forma al azar, con un miembro de cada pareja original de cromosomas. Al unirse con la información reducida del ovocito, formarán un nuevo grupo de 23 parejas, formadas cada par por un cromosoma del padre y otro de la madre.

Puedes obtener más información sobre el proceso de formación de espermatozoides en el siguiente enlace: ¿En qué consiste la espermatogénesis?

Fecundación

Gracias al mecanismo explicado, en la fecundación, un óvulo con la mitad de información se fusiona con un espermatozoide que también ha reducido su información genética a la mitad. Así, el embrión resultante de esa fecundación tendrá un cromosoma del padre (2 o 2′) y un cromosoma de la madre (2 o 2′). Por esta razón, cada característica estará regulada por dos cromosomas de nuevo, con estructura similar pero con información distinta.

Relación de la meiosis con la fertilidad

Como hemos visto, la meiosis es imprescindible para la reproducción, ya que gracias a ella se asegura un número correcto de cromosomas en la descendencia, compatible con la vida. No obstante, en ocasiones este proceso no se realiza correctamente y estas alteraciones pueden comprometer la viabilidad de estos individuos.

Si la división de los cromosomas no se realiza equitativamente entre las dos células hijas, pueden surgir problemas, ya que una de ellas tendrá cromosomas de más y la otra, de menos. Esto supone que los genes que contengan esos cromosomas también estarán descompensados y, por tanto, habrá funciones que no se podrán realizar correctamente.

Por ejemplo, puede haber proteínas implicadas en el desarrollo que no se produzcan en una cantidad suficiente o en exceso, siendo ambas situaciones perjudiciales.

Si la meiosis está alterada, puede comprometer gravemente la fertilidad. Por ese motivo, es recomendable analizar el cariotipo a las parejas que vayan a someterse a tratamientos de reproducción asistida. De esta manera, se puede diagnosticar si la esterilidad es por causa cromosómica e indicar el mejor tratamiento.

Aneuploidías

Cuando hablamos de células aneuploides nos referimos a aquellas que tienen uno o varios cromosomas de más. Se producen por errores en la división celular, ya sea en la mitosis o en la meiosis.

En el caso de que ocurran durante la meiosis, los embriones resultantes de la fecundación de estos gametos también serán aneuploides. No obstante, también pueden producirse aneuploidías en las divisiones del desarrollo embrionario.

Morfológicamente, algunos de estos embriones son de buena calidad. Esto hace que, en los tratamientos de fecundación in vitro (FIV), no puedan ser detectados sin métodos invasivos de diagnóstico genético preimplantacional (DGP).

Las aneuploidías son una de las principales causas de aborto, especialmente de los que ocurren en el primer trimestre del embarazo. Por eso, en las pacientes con abortos recurrentes, está indicado realizar DGP para aumentar las probabilidades de éxito.

A pesar de que la mayoría de los embarazos con fetos aneuploides no llegan a término, existen algunas trisomías (es decir, con un cromosoma de más) que sí que son compatibles con la vida:

  • Síndrome de Patau: trisomía del cromosoma 13.
  • Síndrome de Edwards: trisomía del cromosoma 18.
  • Síndrome de Down: trisomía del cromosoma 21.

Si las aneuplodías afectan a los cromosomas sexuales (XXY, XXX, XYY…), también pueden ser compatibles con la vida. No obstante, los individuos resultantes tendrán su fertilidad comprometida, ya que las probabilidades de que produzcan gametos con la carga genética correcta son más reducidas.

Ploidía embrionaria

También puede ocurrir que el error en la gametogénesis ocurra a la hora de repartir un juego cromosómico entero, quedando un gameto diploide y otro sin cromosomas. En estos casos, si se produce la fecundación, los embriones resultantes también tendrán un juego de cromosomas de más o de menos.

Estos embriones no serán viables y muchos de ellos detendrán su desarrollo precozmente. No obstante, algunos embriones triploides (con tres juegos de cromosomas) son capaces de seguir evolucionando e incluso de dar lugar a embarazo, pero no son compatibles con la vida.

Por eso, es muy importante que, en los tratamientos de FIV, se evalúe si se ha dado correctamente la fecundación el día 1 de desarrollo, ya que es en el único momento en el que se pueden detectar estas alteraciones. Los embriones que no sean diploides deben ser descartados.

Preguntas de los usuarios

¿Cómo puedo saber si tengo problemas al realizar la meiosis?

Si eres un hombre, mediante el análisis cromosómico de una muestra seminal es posible evaluar si existe algún problema en este proceso.

La prueba más común es el FISH de espermatozoides. Puedes obtener más información sobre la misma en el siguiente enlace: ¿En qué consiste el FISH de espermatozoides?

En el caso de las mujeres, es más difícil evaluarlo, ya que obtener los óvulos es un proceso más costoso. Si se sospecha que la meiosis pueda estar alterada y se realiza un tratamiento de FIV, se puede realizar un DGP para mejorar las tasas de éxito.

Si tengo síndrome de Down, ¿puedo tener hijos?

Las probabilidades de que una persona con síndrome de Down tenga descendencia son más reducidas, pero puede darse el caso. Además, el riesgo de que los hijos también padezcan este síndrome es alto.

¿La gametogénesis es lo mismo que la meiosis?

Son procesos diferentes pero estrechamente relacionados, ya que no es posible que haya gametogénesis sin meiosis. La gametogénesis es el proceso mediante el cual se forman nuevos gametos y, como ya hemos comentado, es necesario que tengan la mitad de la carga cromosómica que las células somáticas. Esta reducción de información se lleva a cabo gracias a la meiosis, que es un tipo de división celular.

No obstante, en la gametogénesis también hay etapas en las que no ocurre la meiosis, sino la mitosis, que consiste en que una célula madre somática da otras dos células hijas somáticas.

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