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Tema 1. Reproducción
UNIDAD II GENÉTICA
Tema 1: Reproducción
Tema 1. Reproducción
REPRODUCCIÓN
Morfología cromosómica
Cada cromosoma, posee un centrómero en el que se insertan las fibras de huso y
dos telómeros que le proporcionan estabilidad.
Los cromosomas se clasifican en cuatro tipos básicos:

Metacéntrico: el centrómero se ubica aproximadamente en el medio, por lo
que el cromosoma posee dos brazos de la misma longitud.

Submetacéntrico: el centrómero está desplazado hacia un extremo, lo que
produce un brazo largo y un brazo corto. (En los cromosomas humanos, el
brazo corto se designa con la letra p y el brazo largo con la letra q).

Acrocéntrico: el centrómero está cerca de un extremo, lo que produce un
brazo largo y un botón o satélite en el otro extremo.

Telocéntrico: el centrómero está en el extremo del cromosoma o muy
cercano a él.
Se denomina cariotipo al juego completo de
cromosomas que posee un organismo, que suele
representarse como un diagrama de los
cromosomas metafásicos alineados en orden
descendente según su tamaño.
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Etapas del ciclo celular
Todos los seres vivos están formados por
células; desde una sola célula, como la
ameba, hasta varios millones de células,
como la ballena. Estas células, en un tiempo
determinado, envejecen y mueren, por lo
tanto, deben ser sustituidas por otras.
Además, sólo pueden aparecer nuevas
células por división de las preexistentes; esta
idea, producto del esfuerzo de muchos
biólogos, fue enunciada, por primera vez, por
el alemán Rudolf Virchouv, en 1855, y se
conoce como teoría celular.
Esta teoría incluye las ideas siguientes:
a) La célula es la unidad fundamental de la vida, tanto en función como en
estructura;
b) La célula es el fragmento más pequeño que posee todas las características de
los seres vivos y
c) Una célula se origina a partir de otra célula.
Pero, ¿cómo se lleva a cabo esta división celular?
Al dividirse, una célula madre transmite a sus dos células hijas la información
hereditaria para poder controlar los procesos
vitales. La información hereditaria de
cualquier célula viva, tal y como lo
estudiamos con anterioridad, se encuentra en
la molécula de ADN. Así, cada gen codifica la
información de la secuencia de aminoácidos.
Finalmente, el gen es un segmento de ADN
del cromosoma. Por lo tanto, cuando una
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célula madre se divide primero hace una copia de su material genético -ADN- y así
cada célula hija recibe una copia. Además, al dividirse la célula madre, su
citoplasma se divide por igual en las dos células hijas, proporcionándoles sus
organelas, nutrimentos, enzimas, etc., necesarios para conservarse vivas y volver
a repetir el ciclo que las originó.
La duración de los ciclos celulares varía según el tipo de célula. En las primitivas
células procariotas, el ciclo celular se realiza por fisión binaria. Los organismos
procariotas poseen un único cromosoma consistente en una molécula de ácido
nucleico (siempre ADN, excepto en algunos virus, en que puede ser ARN) que no
está asociada a proteínas.
Muchos ciclos celulares procariotas
se efectúan rápidamente si existen
condiciones favorables, por eso las
"bacterias
carnívoras"
pueden
invadir rápidamente el cuerpo de
sus pobres víctimas.
Otro tipo de ciclo celular es el que
se lleva a cabo en las células
eucariotas; aquellas células que tienen encerrado su material genético en un
núcleo rodeado por una membrana y contienen organelas.
El número de cromosomas es variable y siempre es superior a uno. Antes de
describir el ciclo celular de una célula eucariota es conveniente recordar cuál es la
estructura de un cromosoma eucariota.
Cada cromosoma eucariota está formado
por una molécula de ADN continua unida
con
proteínas
especiales
llamadas
histonas. Cuando el cromosoma está
condensado y acortado (pues si el
cromosoma está extendido es muy delgado
y casi invisible), consta de dos brazos o
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ramas que se extienden a partir del centrómero región central de un cromosoma.
Cuando una célula va a dividirse,
primero duplica sus cromosomas.
Ambas copias se mantienen unidas
a sus centrómeros y reciben el
nombre de cromátidas hermanas;
cada cromátida es una molécula de
ADN igual al ADN del cromosoma
que le dio su origen:
Las células de todos los individuos
de una especie presentan un
número constante de cromosomas,
con una forma, tamaño y patrón de
tinción característicos.
El conjunto de estas características en los cromosomas de una determinada
especie, animal o vegetal, se conoce con el nombre de cariotipo.
Cuando una célula -gameto o célula de reproducción- posee la mitad de
cromosomas característicos de la especie, se dice que la célula es haploide y
tiene n cromosomas, lo cual constituye el genoma.
El doble juego de cromosomas que se origina como consecuencia de la unión de
los gametos constituye la célula diploide, 2n cromosomas. Cada uno de nosotros
tiene, normalmente, dos copias de cada cromosoma.
Esta repetición de información constituye una medida de seguridad (si falta uno,
queda todavía el homólogo), es mayor en la mujer, lo que explica que ésta sea
resistente a varios males que afectan al hombre.
El ciclo celular de una célula eucariota consta de dos fases:
LA PRIMERA FASE, LLAM ADA INTERFASE, ES EL PERIODO ENTRE DIVISIONES
CELULARES, DURANTE EL CUAL LOS CROMOSOM AS SE DUPLICAN Y
OCURREN OTRAS FUNCIO NES CELULARES COMO CRECIMIENTO, MOVIMIENTO
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Y ADQUISICIÓN DE NUT RIMENTOS.
EL PERIODO DE INTERF ASE SE DIVIDE EN TRES SUB FASES CONOCIDAS, POR
SUS INICIALES EN ING LÉS, COMO G1, S Y G2; DONDE G SIGNIFICA
CRECIMIENTO (GROWTH) Y S SIGNIFICA SÍNTES IS (SYNTHESIS).
G1: Aquí ocurre el crecimiento celular y la diferenciación de las células.
Además, la célula adquiere nutrientes del medio, lleva a cabo funciones
especializadas y crece.
Los cromosomas no se han duplicado. Durante la fase G1 si las
condiciones son óptimas para la célula, ésta completará su ciclo
celular, duplicando el ADN y produciendo dos células hijas; si las
condiciones no son óptimas, la célula no se divide.
S: Fase de síntesis de ADN. Los cromosomas se duplican, ocurre una
copia exacta de cada cromosoma. Si se trata de una célula animal los
centriolos también se duplican.
G2: Periodo de preparación para la próxima división celular, fase de
estabilidad que precede a la mitosis. Se sintetizan las proteínas
necesarias para la división celular. Las células han duplicado sus
cromosomas y va a dar inicio la división mitótica.
Prácticamente en todas las células de los mamíferos la fase S dura de seis a ocho
horas y la fase G2 de
tres a cinco horas. La
fase G1 puede ser
muy
breve,
unas
pocas
horas
o
minutos,
o
durar
semanas.
Las
neuronas del cerebro
de los mamíferos y los
glóbulos rojos, entre
otros, no se dividen,
permanecen en la fase
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G1 durante toda su vida.
En la segunda fase, también llamada fase M (mitosis), ocurre la división celular,
donde una copia de cada cromosoma y la mitad del citoplasma pasa a cada una
de las dos células hijas. Durante este mecanismo de división celular, se conserva
el número de cromosomas de cada especie.
La división celular en una célula eucariota consta de la división nuclear, conocida
con el nombre de mitosis, por medio de la cual cada uno de los dos núcleos
reciben exactamente el mismo complemento de cromosomas que tenía el núcleo
progenitor; y de división citoplasmática, llamada citocinesis, en la que cada célula
hija recibe cantidades casi iguales de citoplasma. En general, estos dos procesos
suceden juntos aunque, en ciertas células, la mitosis puede ocurrir sin citocinesis.
Características de la fecundación interna y externa de los organismos
(Comparación de la reproducción sexual y la asexual).
Cuando una orquídea, un gusano plano o un áfido se reproducen por sí solos,
¿qué tipo de descendencia producen?
En el proceso de reproducción asexual, uno solo de los progenitores produce
descendencia, y cada hijo hereda el mismo número de tipos y genes que su
progenitor.
Los genes son pedazos específicos de cromosomas, es decir, de moléculas de
ADN. En conjunto, los genes de cada especie contienen todos los trozos de
información hereditaria necesarios para hacer nuevos individuos. Dejando a un
lado las mutaciones, esto significa que los individuos producidos asexualmente
son copias genéticamente idénticas de sus progenitores.
La herencia se hace mucho más interesante en la reproducción sexual. Este
proceso involucra la meiosis, la formación de gametos y la fertilización (unión de
los núcleos de dos gametos).
En la mayoría de los reproductores sexuales, como los humanos, la primera célula
de cada nuevo individuo contiene pares de genes en pares de cromosomas
homólogos. De manera típica, un miembro de cada par proviene de la madre y el
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otro del padre.
Si las instrucciones codificadas en cada par de genes fueran idénticas hasta el
último detalle, la reproducción sexual produciría también clones. Imagina:
Tú y todas las personas que conoces, y quizá toda la población humana sería de
clones, y todos serían iguales.
Pero existe la posibilidad de que ambos genes de un par no sean idénticos. ¿Por
qué? La estructura molecular del gen puede cambiar, esto es lo que se llama
mutación. Dependiendo de su estructura, dos genes que se encuentran apareados
en las células de una persona pueden "decir" cosas ligeramente distintas acerca
de algún carácter o rasgo. Cada forma molecular única del mismo gen es llamado
alelo.
Esas diminutas diferencias
afectan a miles de rasgos.
Por ejemplo, el hecho de
tener mentón o barba
partida depende de qué par
de
alelos
hayan
sido
heredados en determinada
localización
cromosomal.
Cierto tipo de alelo en esa
localización
codifica
la
"barba partida" y el otro el
"mentón normal". Esto nos
conduce
al
motivo
fundamental por el cual los
miembros de las especies
que se reproducen por vía
sexual no son todos iguales.
En la reproducción sexual, la progenie hereda nuevas combinaciones de alelos
que conducen a variaciones en los detalles de sus rasgos o caracteres.
En la reproducción asexual se producen copias genéticamente idénticas del
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progenitor. En la reproducción sexual se introducen variaciones en los detalles de
los rasgos o caracteres de la progenie.
La reproducción sexual predomina en los ciclos de vida de las especies
eucariontes.
La meiosis, la formación de gametos y la fertilización son los eventos
fundamentales de este proceso.