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División celular
Biología
Metabolismo, herencia y genética molecular: División celular
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1.División celular: finalidad, duración y tipos
Importante
El proceso de división celular es necesario en todos los organismos, en él, a partir de una célula
madre se originan células hijas; lo que permite, en organismos unicelulares, reproducirse, y
en organismos pluricelulares, que se puedan reemplazar células muertas o que se formen
nuevas para poder crecer.
También por división celular se originan las células responsables de la formación del nuevo
individuo en aquellas especies que se reproducen sexualmente.
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¿Cuánto dura la división celular?
La duración de la división celular es variable.
En células de embriones tempranos, la división celular puede tardar de diez minutos a una hora.
Una bacteria, en condiciones óptimas, puede tardar en dividirse 15 ó 30 minutos.
Una célula eucariota puede dividirse una vez al día, aunque hay células que se dividen muy lentamente,
incluso algunas no lo hacen nunca.
Animación en creatupropiaweb bajo CC
Podemos clasificar, de manera sencilla, el proceso de división celular en dos grandes grupos:
Por el tamaño y número de las células hijas.
Según el tipo celular y el genoma resultante.
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1.1. Tipos de reproducción celular según el tamaño y
número de células hijas
Si clasificamos la división celular según el tamaño y el número de células hijas que se formen, podemos
encontrar los siguientes tipos; todos ellos característicos de seres unicelulares y, por lo tanto, conllevan la
reproducción (asexual) de los individuos:
Bipartición
Gemación
Esporulación
Imágenes en Proyecto Biosfera bajo CC
Importante
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Estos procesos son muy sencillos, variando, básicamente, en el tamaño y número de las
células hijas que se forman:
La bipartición también se llama fisión binaria y es una forma de reproducción que se da
en bacterias, levaduras, algas unicelulares y protozoos. La célula madre se divide en dos
células hijas de igual tamaño
Durante el proceso de gemación se forman en la célula madre unos abultamientos o
yemas que al crecer forma células de tamaños diferentes y que al desarrollarse originan
nuevos seres, que pueden separarse del organismo materno o quedar unidos a él, iniciando
así una colonia.
En la esporulación el núcleo de la célula madre se divide varias veces y se rodea de
citoplasma. La célula madre se rompe y se liberan numerosas esporas.
Pregunta Verdadero-Falso
Una vez que conoces estos tipos de división sabrás decir si son verdaderas o falsas estas
afirmaciones:
1. Todas las células hijas son genéticamente iguales al progenitor.
Verdadero Falso 2. La bipartición es un tipo de reproducción celular que forma dos células separadas con
aproximadamente el mismo tamaño.
Verdadero Falso 3. Son formas de reproducción características de organismos pluricelulares.
Verdadero 5 de 46
Falso 1.2. Tipos de reproducción celular según el tipo
celular y el genoma resultante
En un organismo pluricelular, como el nuestro, podemos hacer una clasificación de las células en función del
número de cromosomas que tengan:
Las células diploides (2n) son aquellas que tienen un número doble de cromosomas, es decir, poseen
dos series de cromosomas. Reciben el nombre de células somáticas; son todas las que forman nuestro
cuerpo menos las reproductoras (los óvulos y los espermatozoides).
Las células haploides, que las representamos con la letra n, son células que contienen la mitad del
número normal de cromosomas que hay en las células diploides (poseen una sola serie de cromosomas). Son
las células reproductoras.
Importante
Según el tipo celular y el genoma resultante podemos distinguir mitosis y meiosis.
Mediante mitosis se obtienen dos células hijas con la misma dotación cromosómica de la
madre. Para ello, antes de iniciar la división se duplica el ADN de la célula madre. Este tipo
de división se da en células somáticas.
La meiosis consiste en dos divisiones sucesivas. Al igual que en la mitosis, antes de
iniciar la primera división, se procede a duplicar el ADN (no ocurre lo mismo para la segunda
división). Como resultado se obtienen cuatro células hijas con la mitad de cromosomas que la
célula madre. Esta es exclusiva de células reproductoras (gametos).
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Imagina una célula de la piel. Cuando nos hacemos una herida
tenemos que regenerar el tejido dañado con células que sean
iguales a las que perdimos, conservando el número de
cromosomas. Para ello, las células sufrirán un proceso
llamado mitosis, formando células exactamente iguales a la
célula inicial.
Imagen de elaboración propia
¿Por qué las células reproductoras deben dividirse de otra
manera?
La especie humana se caracteriza por presentar en sus
células 46 cromosomas. Si todas las células presentasen esa
dotación, incluso los óvulos y los espermatozoides, ocurriría
que al unirse estos formarían una célula de 92 cromosomas,
lo que se aleja mucho de la dotación de cromosomas que
caracteriza a la especie humana.
Para que se mantenga el número de cromosomas de una
especie, las células reproductoras se formarán mediante un
proceso de división llamado meiosis, que generará células
con la mitad de cromosomas; tendrán entonces, ovulo y
espermatozoides, 23 cromosomas. Al unirse generaran una
nueva célula de 46, manteniéndose el número de cromosomas
de la especie humana.
Animación en INTEF bajo CC
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Caso de estudio
Defina el término meiosis. Indique en qué células de un organismo pluricelular se realiza la
meiosis y destaque la importancia biológica de este proceso. Establezca cuatro diferencias entre
mitosis y meiosis.
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1.3. Tipos de reproducción en los seres vivos
Importante
En los seres vivos se llevan a cabo dos tipos de reproducción:
La reproducción asexual, en la que interviene un único individuo y como las divisiones
celulares se producen exclusivamente por mitosis, la descendencia es genéticamente
idéntica al progenitor.
La reproducción sexual, en la que intervienen dos progenitores, uno de cada sexo, cada
uno de los cuales aporta un gameto formado por meiosis (célula haploide, con la mitad de
cromosomas que una célula no reproductora), que al fusionarse entre sí darán lugar a un
zigoto (diploide) que, por sucesivas mitosis formará un individuo adulto. Este nuevo individuo
poseerá una información genética que será una mezcla de la de ambos progenitores. Por
tanto, para que se pueda llevar a cabo la reproducción sexual se tienen que producir:
Gametos (células reproductoras especializadas).
La fecundación (fusión de los mismos).
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Tipo de reproducción
Asexual
Ventajas
Inconvenientes
Rapidez
Simplicidad
Ahorro de energía en Ausencia
de
operaciones previas a la variabilidad genética
fecundación
Imagen en Flickr de PROYECTO AGUA bajo CC
Sexual
Producción de gran número
de descendientes
Es más lenta
Es más compleja
Produce
variabilidad
genética en los individuos, Consume más
lo que les proporciona energía en todos sus
ventajas ante la selección procesos
natural
Imagen en Flickr de brian.gratwicke bajo CC
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Produce un número
menor
de
descendientes
2. Ciclo celular: interfase y división celular
Se considera vida de una célula al periodo que va desde que nace de otra célula hasta que vuelve a dividirse o
muere.
Actividad
Imagen de Lourdes Luengo bajo CC
Se llama ciclo celular a la secuencia cíclica de procesos en la vida de una célula que conserva
la capacidad de dividirse.
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El ciclo celular es como un reloj que marca las distintas fases por las que pasa una célula a lo largo de su vida
aunque, como ahora veremos, no todas las células lo realizan.
Podemos dividir el ciclo celular en dos grandes fases:
Periodo de interfase, que se subdivide en fase G1, fase S y fase G2). Es un período de tiempo que
transcurre entre dos divisiones sucesivas, en el que existe una gran actividad metabólica
Fase M, en la que ocurren la mitosis (división del núcleo) y citocinesis (división del citoplasma).
Recuerda; para que se produzca cada una de esta etapas hace falta que se complete la anterior.
De las cuatro fases que aparecen en el ciclo, dos son las más importantes, la fase S, en la que se duplica el
ADN, con el fin de crear una copia para cada célula hija, y la fase M, en la que se distribuye de manera equitativa
el material genético y el contenido del citoplasma entre las células hijas.
En la siguiente animación puedes apreciar un ciclo celular con sus diferentes etapas. Observa que el tiempo que
dura la interfase es mucho mayor que el que dura la fase M. Animación en Hipertextos del área de la Biología bajo CC
Caso de estudio
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El tiempo que dura el ciclo celular depende del tipo de célula, pero además existen factores,
como el tamaño, la presencia de nutrientes, la temperatura, el pH o lesiones en el material
genético, que no permiten que el ciclo celular continúe.
¿Qué ocurre si este ciclo se realiza sin control?
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3. Interfase
La interfase es la etapa más larga del ciclo celular, en la que se da el crecimiento de la célula y una amplia
actividad metabólica y como ya sabes se divide en tres fases. Esta gráfica muestran una imagen sencilla de como
se podría representar un periodo de interfase durante el ciclo celular.
Imagen en Proyecto Biosfera bajo CC
Actividad
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En la interfase se diferencian las etapas G1, S y G2. En estas etapas no hay reposo, por el
contrario tiene lugar una intensa actividad metabólica.
Fase G1
Suele ser la etapa más larga de todo el ciclo celular. Empieza inmediatamente después de que ha
terminado la mitosis y va a continuarse con la fase S, en ella se replican orgánulos y
estructuras del citoplama y como consecuencia la célula crece y vuelve a tener el volumen
celular normal, ya que este se había reducido al dividirse la célula a la mitad durante la mitosis.
Se produce una intensa actividad metabólica, ya que se sintetizan ARN y proteínas
esenciales para la replicación del DNA.
Las células en G1 pueden detener su progresión en el ciclo y entrar en un estado de reposo
especial llamada fase G0, que puede durar días, semanas o años. Algunas células —como las
fibras musculares esqueléticas— no abandonan nunca esta fase; mientras que otras, como las de
la médula ósea, que deben dividirse muy rápidamente, ni siquiera entran en ella.
Imagen en MOGEA bajo CC
Fase S
También se llama fase de síntesis. Es un periodo corto durante el cual se replica el ADN y que
se completa poco antes de que comience la mitosis, con el único fin de que las células hijas
tengan cada una copia idéntica del genoma. Antes de esta fase, las células autosómicas
(somáticas) contienen la cantidad diploide (2n) del ADN; durante la fase S la cantidad de ADN
se duplica (4n) como preparación para la división celular. Por tanto, en esta fase, cada
cromosoma se duplica, y los cromosomas idénticos resultantes (cromátidas) permanecen unidos
entre sí por los centrómeros.
Fase G2
Ocurre justo antes de la mitosis y en ella las células se preparan para la actividad mitótica: se
produce una segunda fase de crecimiento, se acumula energía y se crean las proteínas
esenciales para la división celular.
En esta etapa, los cromosomas formados por dos cromátidas empiezan a condensarse.
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Pregunta Verdadero-Falso
Con los conocimientos que has adquirido sobre ciclo celular. ¿Puedes decir si son verdaderas o
falsas estas afirmaciones?
1. La interfase es el proceso más corto del ciclo celular.
Verdadero Falso 2. El orden en el que ocurren las etapas de la interfase es S, G1 y G2.
Verdadero Falso 3. Es necesario que se produzcan controles antes de pasar de una etapa a otra dentro de la
mitosis.
Verdadero Falso Caso de estudio
Durante todo este proceso de interfase, el más largo del ciclo celular, se destaca la importante
actividad metabólica que ocurre en la célula con el fin de prepararla para entrar en la fase M,
donde se dividirá el núcleo y el citoplasma celular.
Si representamos en una gráfica como va variando el ADN que aparece en el núcleo de la célula
durante la fase de interfase, obtenemos una representación como la que aquí aparece.
Imagen en MOGEA bajo CC
¿Puedes interpretarla?
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Pregunta de Elección Múltiple
¿Cuál es la etapa del ciclo celular al final de la cual cada cromosoma está ya compuesto de dos
cromátidas?
G1.
S.
G2.
En la fase G0 o fase de reposo del ciclo celular:
La célula se prepara para dividirse.
Puede incluirse en el final de la fase G1 y hay células que se encontrarán en esta etapa
toda la vida.
Representa el punto en el que algunas células detienen su ciclo y, como ya sabes, puede
incluirse en fase G1.
En la fase G2:
Se dan los últimos preparativos para la división celular.
La célula duplica su ADN.
Se encuentran células como las del músculo esquelético, que no se dividen.
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4. División celular. Fase M
Importante
La división celular o fase M del ciclo celular es el proceso mediante el cual a partir de una célula
madre se forman dos células hijas con la misma dotación cromosómica que la progenitora.
La siguiente fórmula resume lo que acabas de leer:
La fase M comprende dos etapas, la división del núcleo o mitosis, también denominada cariocinesis (carion
significa núcleo) y la división del citoplasma o citocinesis.
Aunque se trata de un proceso continuo, para su estudio la mitosis se divide en cuatro fases:
Profase
Metafase
Anafase
Telofase
Por lo que respecta a la división del citoplasma, se da de distinta en forma en células animales y
vegetales, ya que las vegetales tienen pared celular. Así, tenemos que distinguir entre:
Citocinesis en células animales
Citocinesis en células vegetales
AV - Pregunta Verdadero-Falso
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Reflexiona sobre la siguiente afirmación. ¿Te parece correcta?
Se han estudiado las células del hígado de un mamífero desconocido y se ha determinado que el
número de cromosomas que posee es de 50. De esta observación podemos deducir que (n) = 50
y por tanto, (2n) = 100
Verdadero 19 de 46
Falso 4.1. Mitosis o división del núcleo
Importante
En la mitosis, también llamada cariocinesis, se realiza un reparto ordenado del material genético.
Este proceso se realiza de forma continua, pero para su estudio se divide en 4 fases:
Profase
Metafase
Anafase
Telofase
Más abajo vamos a describir con más detalle lo que ocurre en cada una de las etapas que hemos
mencionado.
PROFASE
La profase se inicia cuando los cromosomas
comienzan a hacerse visibles, es decir, cuando la
cromatina comienza a condensarse, a enrollarse sobre
sí misma.
A medida que transcurre la fase se harán visibles las
dos cromátidas unidas por el centrómero (recuerda que
en fase S de la interfase el ADN se duplicó).
Los centriolos, que se habían duplicado en la fase G ,
2
se alejan progresivamente hacia los polos opuestos de
la célula. A medida que se alejan, se forma entre ellos
un conjunto de microtúbulos que constituyen el huso
mitótico o huso acromático.
Desaparece el nucleolo a medida que se va
condensando la cromatina.
Desaparece la membrana nuclear; los cromosomas
quedan dispersos en el citoplasma.
Imagen en Wikimedia Commons de
LadyofHats bajo Dominio Público
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METAFASE
En esta fase los cromosomas alcanzan el grado
máximo de condensación.
El huso mitótico está completamente formado y se
extiende entre los dos extremos de la célula.
Los cromosomas se disponen en la mitad del
huso mitótico, formando la placa ecuatorial o
metafásica.
Imagen en Wikimedia Commons de
LadyofHats bajo Dominio Público
ANAFASE
Es la fase más corta de la mitosis.
Se produce la separación de las cromátidas de
cada uno de los cromosomas, que son arrastradas
por los microtúbulos del huso hasta los polos
opuestos de la célula.
Las cromátidas se convierten en cromosomas
independientes.
La anafase concluye cuando los cromosomas llegan
a los polos.
Imagen en Wikimedia Commons de
LadyofHats bajo Dominio Público
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TELOFASE
Comienza la desaparición de los cromosomas,
que paulatinamente pasan a convertirse de nuevo en
cromatina.
Los nucleolos comienzan a hacerse visibles (te
recordamos que han de ser dos, uno en cada polo de
la célula).
Se forma de nuevo la membrana plasmática, a
partir de vesículas del retículo endoplasmático. La
célula en este momento tiene dos núcleos, uno en
cada extremo.
Imagen en Wikimedia Commons de
LadyofHats bajo Dominio Público
Ya que has estudiado con detalle todas las fases de la mitosis, observa con detenimiento la animación
siguiente. Con ello, podrás hacerte una idea global de todos los acontecimientos que tienen lugar durante ella. Imagen en Proyecto Biosfera bajo CC AV - Pregunta Verdadero-Falso
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Indica si la frase que vas a leer a continuación te parece correcta.
La mitosis es un proceso de división que llevan a cabo las bacterias, las células de organismos
animales y las células de organismos vegetales.
Verdadero Falso Caso de estudio
Defina mitosis y explique su importancia biológica. Describa la metafase y la anafase de la
mitosis, acompañando la descripción con un dibujo de cada una de ellas.
Caso de estudio
Defina qué es la mitosis y explique su significado biológico. Describa sus fases.
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4.2. Citocinesis o división del citoplasma
Hasta aquí hemos visto el desarrollo de la mitosis y como se ha producido el reparto del material genético entre
las dos células hijas, pero con la mitosis no acaba la división celular.
Importante
Una vez que ha concluido la telofase, llega el momento de proceder al reparto del citoplasma y
sus orgánulos entre las dos células hijas. Este reparto se lleva a cabo durante la citocinesis y
ha de ser lo más equitativo posible. Este proceso se realiza de forma distinta según se trate de células vegetales o animales, pues
éstas últimas carecen de pared de celulosa.
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CITOCINESIS EN CÉLULAS ANIMALES
Por la acción de un anillo formado de
proteínas contráctiles, se produce un
estrangulamiento en el plano ecuatorial de la
célula, denominado surco de división, que
acaba dividiendo la célula en dos.
El resultado final del proceso de citocinesis
son dos células hijas que son iguales
genéticamente; su ADN es el mismo.
Imagen en Wikimedia Commons de
LadyofHats bajo dominio público
En la siguiente secuencia de imágenes se puede comprobar cómo se desarrolla todo el proceso de la citocinesis
en células animales.
Imagen en Wikimeda Commons de Robinson et al. bajo CC
CITOCINESIS EN CÉLULAS VEGETALES
En células vegetales, tras la telofase,
a partir de vesículas procedentes
del aparato de Golgi, se forma un
tabique a la altura del plano ecuatorial
que separa los dos núcleos.
Estas vesículas contienen todos los
componentes necesarios para formar
la pared celular, celulosa
fundamentalmente, aunque también
proteínas y otros polisacáridos.
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Imagen en Wikimedia Commons de Tameeria bajo CC
AV - Pregunta de Elección Múltiple
¿Cuál es el origen de los materiales que van a constituir el tabique de celulosa que separa las dos
células hijas durante la citocinesis vegetal?
Los cloroplastos.
Las mitocondrias.
Aparato de Golgi.
Centriolos.
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5. Meiosis
Importante
La meiosis es un mecanismo de división que se realiza exclusivamente en células
reproductoras, en el cual, a partir de una célula diploide (2n), con dos juegos cromosómicos,
se forman cuatro células haploides, con un único juego cromosómico, (n).
Los hechos más significativos de la meiosis tienen lugar durante la profase de la primera división.
Como hemos comentado en apartados anteriores de este tema, durante la reproducción sexual se produce un
fenómeno que conocemos como fecundación, que consiste en la unión de dos células llamadas gametos para
dar lugar a una única célula llamada huevo o zigoto. En este proceso se produce la suma de los cromosomas de
cada uno de los gametos, por lo que el zigoto resultante tendrá el doble de cromosomas que los gametos que lo
originaron. Por ejemplo, si cada uno de los gametos tiene 14 cromosomas, el zigoto resultante tendrá 28.
Como la fusión de gametos implica duplicar el
número de cromosomas del zigoto, si no fuera por
la existencia de un mecanismo como la meiosis,
que reduce el número de cromosomas de una
célula a la mitad, a lo largo de las sucesivas
generaciones se iría duplicando el número de
cromosomas de la especie.
La meiosis es un mecanismo de división que se
realiza exclusivamente en células reproductoras,
en el cual, a partir de una célula diploide (2n), con
dos juegos cromosómicos, se forman cuatro
células haploides, con un único juego
cromosómico, (n).
La meiosis, por tanto, tiene lugar en todos los
seres vivos que presentan reproducción sexual,
aunque no siempre tiene lugar en el mismo
momento de su ciclo vital. En animales tiene lugar antes de la fecundación, para dar lugar a la formación de los
gametos: óvulo (gameto femenino) y espermatozoide (gameto masculino).
Imagen en Wikimedia Commons de Fir0002 bajo CC
Este proceso comparte muchas de sus características con la mitosis. Las dos divisiones meióticas pasan por las
mismas fases que en la mitosis, es decir, profase, metafase, anafase y telofase.
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Pregunta de Elección Múltiple
Si la especie humana posee 46 cromosomas en cada una de sus células, los gametos, formados
tras sufrir una meiosis, ¿cuántos cromosomas tendrán?
46
23
92
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5.1. Fases de la meiosis.
Importante
En la meiosis se producen dos divisiones consecutivas, meiosis I y meiosis II que, para su
estudio, se dividen en las mismas etapas que la mitosis.
Leptoteno
Zigoteno
Profase I
Paquiteno
Diploteno
MEIOSIS I
Diacinesis
Metafase I
Anafase I
Telofase I
Profase II
MEIOSIS II
Metafase II
Anafase II
Telofase II
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MEIOSIS I
En esta primera división se produce un fenómeno que resulta de vital importancia; el apareamiento de
cromosomas homólogos y el intercambio de material entre los mismos.
Para su estudio se divide en las mismas fases que la mitosis.
Profase I
Al igual que en la mitosis, en esta fase se comienzan a observar los cromosomas, al espiralizarse el ADN.
Se duplican los centriolos y desaparecen el nucléolo y la membrana nuclear. Pero a diferencia de la
profase mitótica, los cromosomas homólogos se juntan y entre ellos tiene lugar un intercambio de fragmentos de
ADN.
La profase I es la etapa más compleja de toda la meiosis, y para su estudio se puede dividir en las cinco fases
llamadas, como antes vimos, leptoteno, zigoteno, paquiteno, diploteno y diacinesis:
Los cromosomas individuales se condensan en largos filamentos y se empiezan hacer
Leptoteno visibles. Cada uno de ellos está formado por un armazón proteico unido a la envoltura
nuclear. En ellos se observan las dos cromátidas estrechamente unidas, que no se
distinguen hasta el final de la profase I.
En esta etapa los dos cromosomas homólogos de cada pareja se aparean
longitudinalmente gen a gen. A este proceso se le denomina sinapsis y se realiza
mediante una estructura proteica denominada complejo sinaptonémico. A cada pareja
de cromosomas homólogos apareados se les denomina bivalentes o tétradas (contiene
4 cromátidas).
Zigoteno
Imagen en Proyecto Biosfera bajo CC Paquiteno
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En este período se produce el sobrecruzamiento, entrecruzamiento o crossing-over
entre cromátidas homólogas, es decir cromátidas no hermanas pertenecientes a la
misma pareja de cromosomas homólogos. Durante el entrecruzamiento, un fragmento de
una cromátida puede separarse e intercambiarse por otro fragmento de su
correspondiente homólogo y, como consecuencia, se produce un intercambio de genes o
recombinación genética, con ello aumenta la variabilidad. En esta animación las
cromatidas de los cromosomas amarillos y verdes intercambian fragmentos.
Importante
Tras producirse la citocinesis, se han obtenido cuatro células hijas con un único juego de
cromosomas, es decir, la mitad de cromosomas que la célula madre. Decimos que las células
son haploides.
La siguiente animación te puede servir para que repases paso a paso, hacia adelante y hacia atrás, cada una de
las fases de la meiosis que hemos estudiado anteriormente:
Animación modificada de Proyecto Biosfera bajo CC
Pregunta de Elección Múltiple
Uno de los fenómenos más interesantes que tienen lugar durante la meiosis es el intercambio de
fragmentos que se produce entre cromátidas de cromosomas homólogos. ¿Sabrías indicar en qué
fase de la meiosis se produce este fenómeno?
Profase I.
Profase II.
Anafase I.
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AV - Pregunta Verdadero-Falso
Lee detenidamente el texto que viene a continuación. Indica si estás de acuerdo con lo que en él
se dice.
Durante la interfase que tiene lugar entre las dos divisiones meióticas, se produce una nueva
duplicación del ADN. Este proceso es fundamental para que se produzcan células haploides.
Verdadero Falso AV - Pregunta de Elección Múltiple
La separación y migración de cromosomas homólogos hacia polos opuestos de la célula tiene
lugar durante:
Metafase I.
Anafase I.
Anafase II.
AV - Pregunta de Elección Múltiple
Durante una parte de la meiosis, los cromosomas aparecen formados por dos cromátidas, pero
llega un momento en que sólamente poseen una única cromátida. ¿Sabrías indicar en qué fase
los cromosomas aparecer formados por una única cromátida?
Anafase I.
Anafase II.
Profase I.
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5.2. Significado biológico
En el apartado anterior hemos visto cómo se desarrolla la meiosis pero, ¿por qué es tan importante?
Las razones de esta importancia son dos:
En primer lugar,
MANTIENE CONSTANTE EL NÚMERO DE
CROMOSOMAS DE LA ESPECIE
¿Qué significa esto?
Sabemos que durante la reproducción sexual
se produce un proceso denominado
fecundación. Durante la misma tiene lugar la
fusión de dos gametos para dar lugar a un
zigoto, que tiene un número de cromosomas
que es igual a la suma de los que poseían
ambos gametos (si los gametos tienen 20
cromosomas cada uno, el zigoto tendrá 40).
Estas cifras se han de mantener a lo largo de
las sucesivas generaciones, por lo que a lo
largo del ciclo vital de una especie ha de haber
un proceso que reduzca a la mitad el número
de cromosomas que compense la duplicación
que se produce durante la fecundación. Esta
función la lleva a cabo la meiosis.
Imagen en Wikimedia Commons
de Stannered bajo CC
En segundo lugar,
GENERA UNA ENORME VARIABILIDAD
GENÉTICA
¿Cómo se produce?
Debido al entrecruzamiento entre
cromátidas no hermanas de cromosomas
homólogos que se produce durante la
profase I.
Gracias a la separación de
cromosomas homólogos (anafase I) y
separación de cromátidas (anafase II). Imagen en Wikimedia Commons de
John Gould bajo Dominio Público
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Importante
La variabilidad genética que se produce durante la meiosis es debida a:
El entrecruzamiento o intercambio de segmentos de ADN durante la profase I.
La segregación al azar de cromosomas homólogos durante la anafase I y de cromátidas
durante la anafase II.
Caso de estudio
Exponga el concepto de meiosis y la importancia biológica de la misma. Describa la profase de la
primera división meiótica.
Caso de estudio
Explique de qué forma contribuyen a la aparición de la variabilidad genética las mutaciones y la
recombinación genética. ¿Qué importancia tiene la variabilidad genética para la evolución?
AV - Actividad de Espacios en Blanco
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Lee detenidamente el siguiente texto y rellena los espacios en blanco.
Un submarino científico ha capturado en el fondo del mar un extraño organismo que parece un
animal. Se ha realizado un estudio del mismo y se han encontrado células con 36 cromosomas y
otras con 18 cromosomas. Los científicos han llegado a la conclusión que las células con cromosomas son las células con Enviar 35 de 46
y corresponden a células somáticas, mientras que
cromosomas son haploides y corresponden a .
6. Apéndice
Ya has estudiado lo fundamental sobre este tema, pero aún quedan cosas que se pueden aprender. ¿Sigues
teniendo curiosidad por saber más?
Imagen en Flikr de Endorphinejunkie bajo CC
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6.1. Curiosidades
Pre-conocimiento
¿Sabes qué ocurriría si se localiza un daño en el ADN?, ¿Crees que se realizará el ciclo celular?
En el momento que se detecta que existe un daño en el ADN, el punto de control envía una señal
que detiene el ciclo celular hasta que el ADN es reparado. Si no es posible repararlo, la célula
queda marcada para entrar en apoptosis o muerte celular. Como verás en el vídeo, esta
capacidad de suicidio celular está perdida en muchas células cancerígenas que tienen dañado el
ADN, por lo que continúan, aún presentando daños, dividiéndose. 37 de 46
Pre-conocimiento
La fase S es el único momento en el que la célula duplica su material genético, formándose dos
copias idénticas del ADN que existía en la fase G1. ¿Cómo se dispone este ADN duplicado en la
célula?
Una vez ha terminado la fase S, la célula entrará en fase G2, para terminar entrando en la fase
M.
En la fase M el ADN se organiza formando cromosomas, los cuales quedan formado por dos
filamentos cromosómicos idénticos llamados cromátidas, unidos por una zona llamada
centrómero.
Curiosidad
Un cariotipo consiste en una
fotografía o dibujo de todos los
cromosomas de una célula.
Para realizarlo se eligen células que
están en metafase. La razón es muy
simple, en esta fase los cromosomas
alcanzan su grado máximo de
condensación y por tanto se pueden
observar mucho mejor.
En humanos, la obtención del
cariotipo permite detectar
alteraciones cromosómicas graves,
como el síndrome de Down, en fases
muy tempranas del desarrollo
embrionario.
Imagen en Wikimedia Commons
de Paquete bajo CC
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Curiosidad
¿Has oído hablar de la amniocentesis o
punción amniótica?
Esta es una técnica médica en la que se
extrae una muestra de líquido amniótico (el
líquido que baña al embrión).
En esta muestra es muy probable que
existan células procedentes del feto, ya
que se están dividiendo continuamente y,
por tanto, contar los cromosomas que
tiene. Es una forma sencilla de comprobar
si existe alguna alteración en el número de
cromosomas.
En la imagen te mostramos un embrión
humano de pocas semanas bañado por el
líquido amniótico.
Imagen en Wikimedia Commons
de Euthman bajo Dominio Público Curiosidad
Aunque el proceso de división celular está muy controlado, a veces pueden darse fallos,
especialmente durante las primeras divisiones celulares del cigoto. Este hecho puede ser muy
peligroso, ya que todas las células que se formen de la célula madre defectuosa heredaran la
anomalía.
El efecto de estas anormalidades genéticas depende de la naturaleza específica del error. Pueden
ir desde una anomalía imperceptible a la muerte del organismo.
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Curiosidad
La meiosis fue
descubierta
y
descrita por primera
vez en los huevos
del erizo de mar en
1876, observándose
este proceso a nivel
de cromosomas en
1883, en los huevos
de gusanos parásitos
del género Áscaris.
Imagen en Wikimedia Commons de
Imagen en Wikimedia Commons de
Marco Busdraghi bajo CC
Taragui bajo Dominio Público
Curiosidad
En estado embrionario, el número de oocitos que se presentan antes de nacer es de unos 5
millones. Las mujeres nacen con un número finito —aproximadamente, un millón— de oocitos que
aparecen rodeados por una pequeña cantidad de fluido y otras células que lo nutren formando un
folículo.
La mujer en la pubertad tiene en sus ovarios unos 400.000 óvulos, de los cuales maduran a lo
largo de su vida reproductiva unos 400, el resto, debido a que no se utilizan, se pierden.
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6.2. Para saber más
Para saber más
Observa la descripción de la mitosis que hace este vídeo:
Objetivos
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No todas las células realizan el ciclo celular a la misma velocidad; entre las células del organismo
adulto encontramos algunas que se dividen rápidamente y otras, como las células hepáticas,
conservan aunque no la utilizan, su capacidad de división.
Algunos tipos celulares están diferenciados de forma terminal y no pueden volver a proliferar a lo
largo de toda la vida del individuo: es el caso de las células del músculo esquelético y cardiaco y
las neuronas. ¡Pero también tenemos células que no paran de dividirse, por ejemplo las células
encargadas de la formación de la sangre y las células del intestino!
Para saber más
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El ciclo celular está cuidadosamente regulado y son las células las que controlan el comienzo de
cada una de las cuatro fases para evitar que se den fallos.
Existen, en el reloj del ciclo celular, tres puntos de control (check point) que aseguran la
fidelidad del proceso. Estos puntos están regulados por proteínas llamadas ciclinas y proteínas
quinasas dependientes de ciclinas (CdK), que permiten el progreso a la siguiente fase siempre
que la anterior haya sido completada con precisión.
El primer punto se llama Punto R de restricción y es el encargado de regular el paso de la fase
G1 a la fase S. En este punto la célula analiza si debe seguir o no en el ciclo celular; se evalúa si
el tamaño celular es correcto y si hay daño en el ADN.
Si la evaluación es negativa, la célula se para en este momento y entran en un estado de
reposo denominado G0. Hay células que permanecen indefinidamente en este estado, mientras
que otras, cuando son estimuladas, pueden abandonar la fase G0 y pasar de nuevo a G1,
continuando el ciclo.
El segundo check point se llama punto de control G2 y controla el paso de la fase G2 a la fase
M; así se garantiza que sólo entren en mitosis las células que han pasado por la fase S y en ella
hayan duplicado su material genético.
El tercero es el punto de control M, y controla que se formen las estructuras necesarias para
que la célula se divida con precisión.
Si quieres ver una animación interactiva, muy interesante, de los puntos del control del ciclo
celular, haz clic en este enlace.
Imagen en Recursos INTEF bajo CC
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Para saber más
Observa esta interesante animación de Lourdes Luengo en la que se representa cómo se llevan a
cabo la formación de quiasmas y la recombinación genética en la Profase I de la Meiosis.
Animación de Lourdes Luengo bajo CC
Para saber más
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Un cromosoma consta de dos cromátidas
hermanas, que son exactamente iguales
desde un punto de vista genético ya que los
genes que se encuentran en una cromátida
serán los mismos que se hallen en la otra.
Como ya has estudiado en esta misma
unidad, una cromátida procede de la
replicación de la otra, por eso son iguales.
Puedes practicar un poco visitando el
siguiente enlace.
Imagen en Wikimedia Commons
de Mychael bajo CC
Para saber más
Puedes repasar y hacer ejercicios de todo lo que has aprendido sobre la mitosis en estas páginas:
Educastur.
Proyecto Biosfera.
Manual de Biología celular.
Ejercicios.
El proyecto biológico.
Ejercicios resueltos.
Ejercicios sobre imágenes reales.
Ejercicios de rellenar huecos.
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