La etapa de leptoteno , también conocida como leptonema, es la primera de cinco subetapas de la profase I durante la meiosis , la división celular especializada que reduce el número de cromosomas a la mitad para producir gametos haploides en organismos que se reproducen sexualmente.
El término "leptonema" deriva de palabras griegas que significan "hilos delgados". [1] : 27 Una célula destinada a convertirse en un gameto entra en la etapa de leptoteno después de que sus cromosomas se duplican durante la interfase.
Durante la etapa de leptoteno, los cromosomas duplicados (cada uno de ellos formado por dos cromátidas hermanas) se condensan a partir de la cromatina difusa en hebras largas y delgadas que son más visibles dentro del nucleoplasma (contenido del núcleo). Los cromosomas se hacen visibles como estructuras delgadas similares a filamentos conocidas como leptonema bajo un microscopio óptico. [1] : 27 [2] : 353
Cada cromosoma está formado por dos cromátidas hermanas idénticas unidas por proteínas cohesivas a lo largo de toda su longitud y conectadas en la región del centrómero. A medida que los cromosomas se condensan, la envoltura nuclear comienza a fragmentarse y el nucléolo se dispersa mientras la célula se prepara para la división.
Durante esta etapa, los cromosomas se unen por sus extremos (telómeros) a la membrana interna de la envoltura nuclear. En la transición a la etapa de cigoteno , los telómeros suelen agruparse en un sector de la envoltura nuclear, formando así una disposición en "ramo meiótico". [3]
Un evento clave es el inicio de la sinapsis entre cromosomas homólogos, que llevan la misma información genética pero pueden tener diferentes variaciones alélicas. Los cromosomas homólogos comienzan a aparearse y asociarse a lo largo de su longitud, facilitados por elementos laterales (axiales) de la estructura proteica del complejo sinaptonémico que se forma entre los homólogos. [4]
El complejo sinaptonémico consta de dos elementos laterales asociados a cada homólogo y una región central donde se mantienen unidos. A medida que comienza la sinapsis, los cromosomas adoptan una configuración más extendida para exponer el ADN para el apareamiento.
En la etapa de leptoteno también se inicia la recombinación genética entre homólogos, que implica la programación de roturas de doble cadena de ADN y su reparación para generar entrecruzamientos entre cromátidas no hermanas de pares homólogos.
Las proteínas como SPO11 generan las rupturas, mientras que las proteínas de intercambio de cadenas como RAD51 y DMC1 facilitan la reparación y el intercambio de material genético. La recombinación continúa a través del cigoteno a medida que se completa la sinapsis, lo que genera nueva diversidad genética. [5]
Los estudios en la meiosis del ratón macho han demostrado que después de tratamientos que dañan el ADN, como la irradiación gamma, se producen dos tipos de respuestas de reparación según la etapa meiótica: [5]
Al leptoteno le sigue la etapa de cigoteno , donde la sinapsis entre cromosomas homólogos progresa aún más y los cromosomas continúan condensándose. [6]