Download DIVISIÓN CELULAR Y MITOSIS

LA CONTINUIDAD DE LA VIDA: REPRODUCCION CELULAR
La continuidad de la vida depende de la reproducción. Toda célula procede de una célula
preexistente. Los progenitores producen una nueva generación de células o individuos
multicelulares iguales a ellos.
Las células madre deben suministrar a sus células hijas: las
instrucciones hereditarias específicas, codificadas en el ADN y suficientes mecanismos
metabólicos para iniciar su propio funcionamiento
ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DEL ADN
El ADN o Acido desoxirribonucleico es la molécula que contiene toda la información hereditaria
de los seres vivos.
Está formada por subunidades llamadas nucleótidos,
cada uno de los cuales está constituido por:
una base nitrogenada (Adenina,Guanina, Citosina o Timina),
un azúcar de cinco carbonos llamada desoxirribosa y
un grupo fosfato.
Según la descripción realizada en 1953 por Watson y Crick
el ADN consiste en dos cadenas de polinucleótidos en doble
hélice. Estas cadenas se unen entre sí por enlaces de
hidrógeno entre las bases nitrogenadas. Se ha encontrado
que en el ADN, el promedio de Adenina es siempre igual al
promedio de Timina y el promedio de Guanina es igual
al de Citosina , de manera que las bases nitrogenadas
se asocian en forma complementaria, la Adenina de una cadena con la Timina de la otra y la
Guanina de una cadena con la Citosina de la otra por esto se dice que las dos cadenas de
nucleótidos en el ADN son COMPLEMENTARIAS
Meiosis
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En cada cadena la estructura primaria de
azúcar-fosfato, el cual se encuentra en el carbono 5’, se
orienta en posición opuesta a la otra cadena, por esto se dice
que las dos cadenas son ANTIPARALELAS es decir que las
cadenas corren en direcciones opuestas
Conociendo la estructura del ADN, la información genética
en un cromosoma debe codificarse en la secuencia de
nucleótidos de la molécula
Un aspecto esencial de la reproducción y la herencia, es que
un juego completo de instrucciones genéticas pasa de una
generación a otra. Para que esto ocurra, deben existir medios
para copiar las instrucciones
DUPLICACIÓN DEL ADN
La duplicación del ADN comienza en lugares específicos en
la doble hélice
 Enzimas específicas se enlazan al ADN y separan
las cadenas rompiendo los enlaces de hidrógeno
entre ellas.
 Cada cadena original sirve como molde para la
síntesis de una nueva cadena complementaria.
 La ADN POLIMERASA une nucleótidos libres a
la porción desarrollada de la cadena patrón.
 La replicación procede entonces en ambas
direcciones, creando burbujas de replicación
 Pueden haber muchas burbujas de replicación en una
molécula de ADN, acortando el tiempo de
replicación
 Las ADN LIGASAS llenan las diminutas brechas
entre los nuevos tramos cortos para formar una
cadena continua
 Otras enzimas enrollan la cadena patrón y la
complementaria para formar la doble hélice
 Cada nueva molécula de ADN es la mitad “vieja” y
la otra mitad “nueva” por eso el proceso se dice que
es una REPLICACIÓN SEMICONSERVATIVA
Meiosis
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Reparación del ADN: Durante la replicación pueden ocurrir algunos errores, si esto se da la
ADN polimerasa puede leer y corregir esta secuencia en la cadena complementaria y junto con la
ADN ligasa, pueden reparar los errores en la banda incorrecta.
Inicio de la replicación; las dos cadenas
de la doble hélice se desenrollan y se
separan en un sitio específico de la
molécula
Cada cadena “vieja” se utiliza como
molde para la unión de nuevas bases,
de acuerdo a las reglas del apareamiento
Se forman dos moléculas de ADN cada una con
una hebra “vieja” y una hebra recién formada.
CROMOSOMA EUCARIONTE
Cada cromosoma en las células
eucariontes es lineal y está formado
por la doble hélice de ADN asociado
a proteínas histonas las cuales le dan
estabilidad. Cada sección formada
por proteína histona y secciones de
ADN se le denomina nucleosoma,
Se denomina genoma a la suma total de los cromosomas en las células de los individuos de una
especie. Es propia de cada especie.
Usualmente las células somáticas tienen un número de cromosomas es diploide, representado por
(2N). Estas células tiene dos juegos de cromosomas, es decir dos cromosomas de cada tipo.
En la mayoría de los organismos, las células sexuales o gametos poseen un número de
cromosomas haploide (N), lo que indica que la célula tiene un cromosoma de cada tipo.
En el caso de los humanos, todas las células somáticas del cuerpo tienen el número diploide de
cromosomas (2N) = 46 de los cuales 44 son autosomas y 2 cromosomas sexuales “X” o “Y”.
Un juego de 23 cromosomas es de origen paterno y un juego de 23 cromosomas es de origen
materno.
Meiosis
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El huso acromático, consta de dos conjuntos de microtúbulos. Cada conjunto se extiende a partir
de uno de los polos del huso. Los dos conjuntos se encuentran en el ecuador del huso. Es el
encargado de mover a los cromosomas durante la mitosis lo que permite que se mantenga el
número de cromosomas.
En el caso de las células animales, el huso acromático se forma a partir de los centriolos que son
unas estructuras citoplasmáticas que se encuentran cerca del núcleo.
En células vegetales no hay centriolo y el huso acromático se origina por reordenamiento de
microtúbulos proteicos del citoplasma.
CICLO CELULAR
Representa la secuencia de
acontecimientos en la ida de una
célula desde la división de una
célula a la siguiente
INTERFASE
Usualmente es la parte más larga del ciclo. Consta de tres subfases G1, S y G2
G1
Período de crecimiento y diferenciación celular antes de que se duplique el ADN, hay
duplicación de componentes citoplasmáticos.
S
Síntesis : es un período en el cual los cromosomas se duplican
G2
La célula continúa creciendo, organizando compuestos, síntesis de proteínas, antes de
dividir el núcleo
Cromosoma simple
Cromosoma duplicado
La reproducción asexual se caracteriza pues un sólo progenitor produce descendencia y toda la
descendencia es genéticamente idéntica entre sí y con el progenitor. Aparte de que es un proceso
más fácil y rápido.
La reproducción sexual puede ser una adaptación alternativa en ambientes inestables. Para que
se de este tipo de reproducción, se da la formación de gametos. La división celular por la cual se
forman las células sexuales o gametos es la MEIOSIS, proceso que implica:
.- Los cromosomas se duplican en las células germinales durante la INTERFASE.
.- Las células germinales sufren dos divisiones consecutivas y división citoplasmática
.- Las células descendientes se convierten en gametos los cuales se cruzan durante la fecundación
.- Se forman cuatro células hijas diferentes entre sí, es decir se produce variación genética en los
gametos lo que conlleva a variación genética en la descendencia producto de la unión de esos
gametos.
Meiosis
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Cromosomas Homólogos
Son cromosomas que portan información para las mismas características aunque no necesariamente la misma información.
En cada par de cromosomas homólogos, uno proviene de la madre, y el otro del padre. Los
cromosomas paternos y maternos pueden llevar alelos diferentes o alelos iguales
La Reproducción Sexual Mezcla los Alelos
Por medio de la reproducción sexual, la descendencia hereda nuevas combinaciones de alelos, lo
cual produce variaciones en las características, esto es la base de la evolución
Número Cromosómico
Se denomina genoma es el número de cromosomas propio de cada especie
Las células germinales son diploides (2n) es decir tienen dos juegos de cromosomas de cada tipo.
Por la división celular Meiosis, se reduce a la mitad el número cromosómico diploide de una
especie. Los gametos son haploides (n) tienen un cromosoma de cada tipo.
Eventos en el proceso de MEIOSIS
INTERFASE es una fase previa a la división celular, durante la cual se da la duplicación de los
cromosomas. La meiosis propiamente dicha implica dos divisiones nucleares consecutivas
denominadas Meiosis I y Meiosis II. Es importante destacar que el ADN no se duplica entre
divisiones razón por la cual producto de esta división se forman cuatro núcleos haploides.
MEIOSIS
Estadíos
PROFASE I
.- Cada cromosoma duplicado se une a su homólogo (sinapsis)
.- Los cromosomas homólogos intercambian segmentos entre cromátidas no hermanas del par
(quiasmas) o entrecruzamiento, esto implica variabilidad entre las células que resultarán del
proceso. Cada cromosoma se une al huso
ENTRECRUZAMIENTO :En realidad, en Profase I cada par de cromosomas homólogos están
estrechamente alineados, incluso enroscándose. Este contacto tan cercano provoca el
entrecruzamiento en varios puntos a lo largo de las cromátidas no-hermanas, intercambiando
segmentos en los sitios de entrecruzamiento. La condensación de los cromosomas continúan. El
entrecruzamiento rompe las viejas combinaciones de alelos y reúne nuevas combinaciones en los
pares de cromosomas homólogos. Después del entrecruzamiento, cada cromosoma contiene tanto
segmentos paternos como maternos. Produce nuevas combinaciones de alelos en la descendencia
Alineación Aleatoria: Durante la transición entre profase I y metafase I, los microtúbulos de los
polos del huso se unen a los cromosomas. Los contactos iniciales entre los microtúbulos y los
cromosomas son aleatorios. Cualquier cromosoma, el materno o el paterno, puede quedar en
cualquiera de los polos del huso, pues su distribución no sigue un patrón específico. Los
cromosomas en un gameto son una mezcla de los cromosomas de ambos padres
METAFASE I: Los pares de cromosomas homólogos duplicados uno a la par del otro se
ubican en el centro de la célula.
Meiosis
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ANAFASE I: Los cromosomas homólogos (duplicados) son separados. Cada cromosoma con sus
dos cromátidas migra a uno de los polos opuestos de la célula
TELOFASE I:Los cromosomas se ubican en polos opuestos. Se va formando una nueva
membrana alrededor de cada grupo de material genético. El genoma en cada núcleo de las dos
células hijas es dipoloide (2N).Se da la división del citoplasma.
PROFASE II : Los microtúbulos de uso acromático se unen a los centrómeros de los
cromosomas duplicados en cada una de las células hijas. Membrana nuclear se desorganizan al
igual que los nucléolos.
METAFASE II: Los cromosomas duplicados se alinean en el ecuador de la célula
ANAFASE II: Las cromátidas hermanas se separan a nivel del centrómero para convertirse en
cromosomas independientes y son conducidas a polos opuestos de la célula
TELOFASE II: Los cromosomas ubicados en extremos opuestos de la célula
Una envoltura nuclear se forma alrededor de cada set de cromosomas
Se obtienen cuatro células haploides diferentes entre sí y diferentes de la célula progenitora
Meiosis
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Este proceso de meiosis es fundamental para que se lleve a cabo la gametogénesis es decir el
proceso de formación de gametos. Se denomina ovogénesis el proceso de formación de los
gametos femeninos o sea los óvulos. La espermatogénesis es el proceso de formación de los
gametos masculinos es decir los espermatozoides.
OVOGENESIS
El oogonio (2N) es la célula germinal a partir de la cual se van a formar los óvulos. Esta célula
crece previo a la división, y se le denomina entonces un ovocito primario en el cual los
cromosomas se duplican (4N).
 El ovocito primario sufre la I división meiótica . Por repartición desigual del citoplasma
se forman dos células: una pequeña (cuerpo polar) y la más grande llamada ovocito
secundario. Ambas 2N
 II división meiótica: el cuerpo polar forma 2 cuerpos polares los cuales degeneran. El
ovocito secundario origina 1 cuerpo polar (degenera) y una célula de mayor tamaño que
corresponde a 1 OVULO con genoma haploide.
Meiosis
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ESPERMATOGENESIS
Espermatogonias (2N) es la célula germinal, esta crece y da origen a los espermatocitos primarios
donde se duplica el ADN (4N).
 Cada espermatocito primario durante la I división meiótica origina 2 espermatocitos
secundarios. (2N)
 Espermatocitos secundarios durante la II división meiótica forman 4 espermátidas que se
transforman en 4 espermatozoides. (haploides)
Meiosis
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FERTILIZACIÓN: Los gametos masculino y femenino se unen y los núcleos se fusionan
La fusión de dos núcleos haploides produce un núcleo diploide en el cigoto
La unión de los gametos es aleatoria lo cual agrega variación a la descendencia
Factores que contribuyen a la variación en la descendencia
1.- Entrecruzamiento durante profase I.
2.- Alineación aleatoria de los cromosomas en metafase I.
3.- Combinación aleatoria de los gametos en la fertilización.
Comparación entre la mitosis y la meiosis
MITOSIS
Función: Reproducción asexual en organismos
unicelulares eucariotas, cicatrización,
crecimiento, reparación y regeneración
de tejidos
Ocurre en células somáticas
Se forman dos células hijas
Células hijas con igual dotación genética que la
célula madre
MEIOSIS
Función: Es un tipo de división celular que
permite la formación de gametos océlulas
sexuales (óvulos o espermatozoides )
Ocurre en células germinales
Se forman cuatro células hijas
Células hijas diferentes entre sí y diferentes a la
célula madre ( descendencia variable
Comparación de algunas fases de la mitosis y meiosis
Profase vs. Profase I
Profase I (Meiosis) : Pares homólogos sufren sinapsis y forman quiasmas.
Profase (Mitosis) :Pares homólogos no interactúan.
Anafase, Anafase I, y Anafase II
Anafase I (Meiosis): Los cromosomas homólogos se separan uno del otro cada uno con sus dos
cromátidas
Anafase (mitosis) /Anafase II (Meiosis) :Las cromátidas hermanas de un cromosoma se separan
Meiosis
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