Download Pp. Reproducción celular

Diferenciación
División
Muerte
El ciclo celular
El ciclo celular es un conjunto
ordenado de sucesos que
culmina con el crecimiento de la
célula y la división en dos células
hijas.
Puede durar desde unas pocas
horas hasta varios años (depende
del tipo de célula)
Se divide en dos fases:
1. Interfase
2. Fase M (mitosis y citocinesis)
Interfase
•
•
•
•
Periodo de tiempo entre dos mitosis sucesivas
Ocupa la mayor parte del tiempo del ciclo celular.
La actividad metabólica es muy alta.
La célula aumenta de tamaño y duplica el material genético.
Periodos o fases de la interfase:
•
•
•
Fase G1 (Fase G0)
Fase S
Fase G2
Fase G1 :
•
•
•
•
•
•
•
Es la primera fase de crecimiento. Dura
hasta la entrada en la fase S.
Hay una intensa actividad biosintética.
Se sintetizan ARN y proteínas para que la
célula aumente de tamaño.
En las células que no entran en mitosis, esta
fase es permanente y se llama G0 (estado
de reposo o quiescencia).
G0 es un estado propio de células
diferenciadas, que entran en quiscencia o
que van a morir (apoptosis).
Las decisiones que se toman en G1 dependen de complejos moleculares
llamados puntos de control, basados en quinasas dependientes de
ciclinas (CdKs)
El principal punto de control se denomina punto de restricción y decide
si la célula entra en fase S o no.
Durante la fase G1 la célula comprueba las condiciones externas e internas
y decide si continuar con el ciclo celular o no. En metazoos, el avance del
ciclo celular está condicionado por:
•
Señales externas: adhesión, factores tróficos o mitógenos que
emiten otras células del organismo.
•
Señales internas: Son aquellas que informan del estado de salud
de la célula, como una correcta dotación de elementos celulares
tras la división, una segregación correcta de los cromosomas,
etcétera.
Si todas estas señales son propicias la célula crecerá en tamaño y se
preparará para entrar en la fase S.
Fase S :
•
•
•
•
Una vez doblado su tamaño se inicia la
duplicación del ADN, la síntesis de histonas y la
duplicación de los centrosomas (en células
animales)
Aparecen los cromosomas con dos cromátidas
cada uno, unidas por el centrómero.
Es importante tener en cuenta que no todo el
ADN se está replicando a la vez. Se estima que
en cualquier momento de la fase S se está
copiando entre un 10 y un 15 % del ADN total.
Si se detectan roturas del ADN, mediante los
sistemas de control, la copia del resto del ADN
se detiene.
Fase G2 :
•
•
•
•
•
Es la segunda fase de crecimiento, hay un ligero aumento de tamaño.
Se sintetizan proteínas necesarias para la inminente división celular.
Acaba con el inicio de la condensación de los cromosomas y la entrada
en mitosis.
Durante esta etapa, sin embargo, se comprueba si ha habido errores
durante la replicación del ADN y si se ha producido su duplicación
completa. Si éstos defectos son detectados la célula no entrará en fase
M y el ciclo celular se detendrá hasta que los daños sean reparados o el
ADN sea completamente copiado.
Por tanto, existe un punto de control en esta fase.
Fases del ciclo celular
Fase G1
Sub Fase G0
Actividad bioquímica intensa.
Activa síntesis de proteínas.
Esta etapa sólo se
genera en células que
permanecen latentes
durante un período de
tiempo determinado,
por ejemplo:
neuronas, glóbulos
rojos, etc.
La célula aumenta el tamaño
y número de sus enzimas,
ribosomas, etc.
Algunas estructuras son
sintetizadas desde cero
(microtúbulos y filamentos,
formados por proteínas).
Las estructuras membranosas
(lisosomas, vacuolas, etc.)
derivan del R.E., que se
renueva y aumenta su
tamaño por la síntesis de
lípidos y proteínas.
Se replican mitocondrias y
cloroplastos.
Fase S
Ocurre la duplicación
del ADN y de las
histonas y proteínas
asociadas al mismo.
Es un proceso
anabólico.
Fase G2
Ocurren los preparativos
finales para la división
celular.
Los cromosomas recién
duplicados comienzan a
enrollarse y condensarse
en forma compacta.
La duplicación del par de
centríolos se completa.
La célula comienza a
ensamblar las estructuras
requeridas para la etapa
de división celular.
Las células controlan el momento de inicio de cada una de las fases para
evitar fallos en el ciclo vital. Para ello las células detienen el avance del
ciclo en determinados puntos de control de modo que no se pasa de
una fase a la siguiente hasta que las etapas procedentes se hayan
desarrollado con satisfacción.
Los puntos de control son:
•
•
•
•
Paso de G0 a G1: comienzo de la proliferación.
Transición de G1 a S: iniciación de la replicación.
Paso de G2 a M: iniciación de la mitosis.
Avance de metafase a anafase.
REGULACION DEL CICLO
CELULAR
CELULAS ANIMALES
Punto de restricción
FACTORES DE
CRECIMIENTO
13
PUNTOS DE CONTROL DEL CICLO CELULAR
CONTROL DE LA
METAFASE
Maquinaria de
replicación del DNA
¿Se ha producido daño en el
DNA?
Entorno
¿Se ha replicado todo el DNA?
¿Es el entorno favorable?
¿Tiene la célula el
tamaño adecuado?
Crecimiento
celular
Maquinaria de la
mitosis
CONTROL DE LA
FASE G2
¡COMENZAR
MITOSIS!
¿Están todos los cromosomas
alineados en el huso?
¿Se ha producido daño en el
DNA?
¡FINALIZAR
MITOSIS!
CONTROL DE LA
FASE G1
CONTROL DE LA
FASE S
¡CONTINUAR LA
SÍNTESIS DE
DNA!
¿Se ha producido daño en el
DNA?
¡ENTRAR EN
CICLO!
¿Tiene la célula el tamaño
adecuado?
¿Es el entorno favorable?
¿Se ha producido daño en el
DNA?
Crecimiento
celular
Entorno
El punto R: regula el paso de la fase G1 a la
fase S; este momento la célula decide si
entra o no en la siguiente fase tras evaluar si
hay algún daño en el ADN, si el tamaño
celular es el adecuado para dar lugar a dos
células hijas y, en conclusión, si tiene la
capacidad suficiente para completar el ciclo.
Si la evaluación es negativa la célula
determinara el proceso y entrara en la fase
Go. Las células especializadas se encuentran
indefinidamente en este estado ya que ha
perdido su capacidad mitótica; otros tipos de
células pueden retornar a la fase G1 si es
estimulado por algún agente mitógeno.
R
CONTROL CICLO CELULAR
PROTEÍNAS CLAVE:
- Quinasas dependientes de ciclina o
Cdk
- Ciclinas
Punto de control 1:
Cdk + Ciclina G1
Quinasa de inicio
Comienza fase S
Duplicación ADN
16
•
•
•
•
Punto de control G2 : regula el paso de la fase G2 a la mitosis : decide si se inicia o no
la mitosis tras comprobar que se ha replicado el ADN y que este no contiene ningún
fallo.
Punto de control M: este
punto supervisa que el huso
mitótico se forme
adecuadamente y que los
cromosomas estén alineados
correctamente en el huso
durante la metafase.
Se detendría la mitosis en
caso de que la alineación de
los cromosomas es incorrecta.
El control lo ejercen gracias a una serie de
proteínas entre las que destacan las
ciclinas y las quinasas dependientes de
ciclinas (CDK)
CONTROL CICLO CELULAR
Punto de control 2:
Cdk + ciclina mitótica
Factor promotor de Mitosis
Mitosis
PROTEÍNAS CLAVE:
- Quinasas dependientes de ciclina o
Cdk
- Ciclinas
PROFESOR JANO – Recursos culturales
18
Replicación del ADN
• Es el proceso necesario para que se realice la división
celular.
• Ocurre en la fase S del ciclo celular.
• El mecanismo de replicación se basa en la
complementariedad de bases.
• Inicialmente se plantearon tres posibles modelos de
replicación:
o Modelo conservativo
o Modelo dispersivo
o Modelo semiconservativo
Posibles modelos en la replicación del ADN
CONSERVATIVO
DISPERSIVO
SEMICONSERVATIVO
Experimento de Meselson y Stahl
CONTROL (Centrifugación del ADN
conocido)
ADN 14N y
14
15
ADN N ADN N
ADN 15N
RESULTADOS DEL EXPERIMENTO
1ª generación
Descarta el modelo
conservativo
INTERPRETACIÓN DEL EXPERIMENTO
Cultivo con 15N
Cultivo con 14N
1ª generación
2ª generación
2ª generación
3ª generación
Descarta el modelo
dispersivo
3ª generación
http://biologia.uab.es/genomica/swf/dna.htm
Replicación del ADN – Características generales
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Proceso de duplicación del ADN mediante un modelo semiconservativo.
Comienza en sitios específicos (orígenes de replicación)
El proceso de replicación es bidireccional
Las dos hebras nuevas se van alargando progresivamente, por adición
secuencial de nucleótidos
La replicación siempre se produce en sentido 5' → 3', siendo el extremo
3'-OH libre el punto a partir del cual se produce la elongación del DNA.
Como las dos hebras de ADN son antiparalelas, una de las hebras se
sintetiza de forma continua y otra de forma discontinua.
El proceso de duplicación está catalizado por las enzimas ADN
polimerasas (aunque intervienen muchas otras enzimas en el proceso)
Hay una corrección de errores para asegurar la fidelidad de las copias
Replicación en procariotas
•
El proceso de replicación de DNA es el mecanismo que permite al DNA
duplicarse (es decir, sintetizar una copia idéntica).
•
Esta duplicación se produce según el modelo semiconservativo, lo que
indica que las dos cadenas complementarias del DNA original, al
separarse, sirven de molde cada una para la síntesis de una nueva
cadena complementaria de la cadena molde.
•
•
El proceso se ha estudiado en la bacteria E. Coli
Consta de las siguientes fases:
1. Iniciación
2. Elongación
3. Terminación
•
Durante la elongación se da una corrección de errores
Fase de iniciación
La replicación comienza en sitios específicos del ADN conocidos como
“origen de replicación” o región oriC.
Los orígenes de replicación son los puntos fijos que están
a partir de los cuales se lleva cabo la replicación, que
avanza de forma secuencial formando estructuras con
forma de horquilla.
1.
2.
Procariontes: Un origen de replicación.
Eucariontes: Múltiples orígenes de replicación.
El DNA se replica desenrollando la hélice y
rompiendo los puentes de hidrógeno
entre las hebras complementarias.
El DNA se replica desenrollando la hélice
y rompiendo los puentes de hidrógeno
entre las hebras complementarias.
Se forma la burbuja de replicación, con
dos horquillas de replicación, que se van
extendiendo en las dos direcciones:
replicación bidireccional
Comienza la fase de elongación.
Fases de la replicación: iniciación
Consiste en el desenrollamiento y apertura de la doble hélice de ADN
Ori C
Evitan las tensiones debidas a un superenrrollamiento
Topoisomeras Girasa
a
Proteínas
específicas
Proteínas SSB
Impiden que el ADN se
vuelva a enrollar
Helicasa
Las proteínas
específicas se
unen al punto
de iniciación
La helicasa rompe los
enlaces de hidrógeno entre
las bases y abre la doble
hélice
Burbuja de
replicación
Resumen
1. Reconocimiento del OriC por proteínas especificas
2. Las helicasas rompen los puentes de H
3. Las girasas y topoisomerasas alivian las tensiones del
desenrrollamiento.
4. Las proteínas SSB evitan
que se vuelvan a unir las
cadenas sencillas y se
enrollen de nuevo
5. Formación de la burbuja
de replicación
Fase de elongación
Se sintetiza la nueva hebra de ADN sobre la hebra original.
Se debe a la actuación de las ADN polimerasas. En procariotas hay tres y su
función es doble:
1.
Actividad polimerasa. Va uniendo los desorribonucleotridos trifosfatos
complementarios a la cadena original.
2.
Actividad exonucleasa. Elimina nucleótidos mal emparejados y trozos
de ARN cebador
Actividad de las ADN polimerasas
Junto a las enzimas que participan en la iniciación, en esta fase actúan
las ADN polimerasas.
POLIMERASA
EXONUCLEASA
INICIACIÓN
dirección
función
5’ 3’
elimina
cebador
3’ 5’
reparación
II
3’ 5’
III
3’ 5’
I
POLIMERIZACIÓN
dirección
función
5’ 3’
síntesis
no
reparación
5’ 3’
síntesis
no
reparación
5’ 3’
síntesis
no
La ADN polimerasa no puede actuar desde un principio, necesita un pequeño
fragmento sobre el que empezar a añadir nucleótidos.
Este primer fragmento es un trozo de unos 10 nucleótidos de ARN llamado
cebador o primer, que presenta el extremo 3’ libre
El primer es sintetizado por una ARN polimerasa o primasa, que actúa en la zona
donde comienza la replicación.
A partir de este fragmento, la ADN
polimerasa comienza la adición de
nucleótidos sobre el extremo 3’
libre.
Este enzima recorre la cadena molde
en sentido 5’3’ y sintetiza la nueva
cadena en sentido 3’5’ (las
cadenas de ADN son antiparalelas)
El mecanismo de elongación es distinto en las dos cadenas:
1. En una de las cadenas, la hebra conductora, la síntesis es continua.
2. En la otra cadena, la hebra retardada, se produce una síntesis a base
de pequeños fragmentos de ADN (fragmentos de Okazaki).
3. La síntesis de cada uno de los fragmentos de Okazaki necesita de su
cebador correspondiente (sintetizado por la primasa).
4. Los cebadores serán posteriormente eliminados por la ADN polimerasa
I que rellena el hueco con desoxirribonucleotidos.
5. Finalmente una ligasa une los fragmentos sueltos.
El mecanismo de elongación
La ADN polimerasa recorre las hebras molde en el sentido 3’-5’ uniendo
los nuevos nucleótidos en el extremo 3’.
3’
5’
5’
3’
5’
3’
3’
Fragmentos de
Okazaki
5’
La ADN polimerasa necesita un
fragmento de ARN (cebador o
primer) con el extremo 3’ libre
para iniciar la síntesis.
Una de las hebras se sintetiza
de modo contínuo. Es la
conductora o lider.
3’
3’
5’
La otra hebra se sintetiza de modo
discontinuo formándose fragmentos que se
unirán más tarde. Es la retardada.
El mecanismo de elongación
1
La primasa sintetiza un cebador en cada hebra
conductora de la burbuja de replicación.
2
Las ADN polimerasa comienzan la síntesis de la
hebra conductora por el extremo 3’ de cada
cebador.
4
La ADN polimerasa comienza a sintetizar un
fragmento de ADN a partir del nuevo cebador.
6
La ligasa une los fragmentos de ADN.
Cebador
Primasas
Cebador
3
La primasa sintetiza un nuevo cebador sobre cada
hebra retardada.
Hebra retardada
Hebra retardada
5
Cuando la ADN polimerasa llega al cebador de ARN,
lo elimina y lo reemplaza por ADN.
Nuevo cebador
Ligasas
Nuevo cebador
Terminación del
proceso
La replicación termina cuando
se unen todos los fragmentos
de Okazaki de la hebra
retardada
Corrección de errores
1.
Durante la replicación se puede producir un error en el
apareamiento de bases con una tasa de 1/100.000 bases.
2.
Parte de estos errores se corrigen durante la replicación. La ADN
polimerasa actúa como exonucleasa y elimina los nucleótidos mal
apareados y rellena el hueco con los nucleótidos correctos.
3.
La ADN ligasa une los fragmentos resultantes.
4.
A pesar de todo, siempre quedan algunos errores (mutaciones)
Enzima
Acción
Función en la célula.
DNA Polimerasa I
Añade nucleótidos a la
molécula de DNA en
formación. Remueve
cebadores de RNA.
Llena huecos en el DNA, para
reparación. Remueve los
cebadores de RNA.
Añade nucleótidos a la
Replica DNA.
molécula de DNA en
DNA Polimerasa III
formación. Revisa y corrige
la secuencia.
Existen cinco tipos de ADN polimerasas (, , ,
, y  ).
Promueve el
Mantiene la compactación
superenrrollamiento.
del DNA.
DNA girasa (topoisomerasa II)
DNA helicasa
Se une al DNA cerca de la
horquilla de replicación.
Promueve la separación de
las hebras de DNA.
Topoisomerasa I
Relaja el DNA
superenrrollado.
Mantiene el nivel adecuado
de enrollamiento.
Primasa
Hace cadenas pequeñas de
RNA usando DNA como
molde.
Necesaria para que la DNA
polimerasa replique la hebra
“retrasada”.
Replicación en los eucariontes
Es muy parecida a la de los procariontes, salvo en algunas diferencias debidos a
las propias diferencias en el material genético de procariotas y eucariotas:
 El material genético de eucariotas esta dividido en varios cromosomas,
mucho mas largos que el cromosoma procariota.
 La replicación se origina simultáneamente en muchos puntos: los
replicones (puede haber mas de6000 en un solo cromosoma).
 Existen cinco tipos de ADN polimerasas (, , , , y  ).
 El ADN eucariota está asociado a histonas, que se tienen que duplicar
durante la duplicación para formar los nucleosomas.
 Los nuevos nucleosomas se incorporan a la hebra retardada y los viejos se
quedan en la conductora
Replicación en los eucariontes
Debido a esto el extremo del
cromosoma (telómero) se va
acortando cada vez que la
célula se divide.
3’
5’
3’
5’
5’
Cebador
5’
Telómero
Cuando se elimina el último cebador, la ADN polimerasa no podrá rellenar el
hueco, al no poder sintetizar en dirección 3’ - 5’.
Último cebador
Esto se asocia al envejecimiento
y muerte celular.
5’
3’
5’
La ADN polimerasa polimeriza desde
el extremo 3’ libre
Eliminación de
cebadores
3’
5’
Hebra más corta
5’
MUERTE CELULAR
Se puede dar de dos formas: Necrosis y apoptosis
Necrosis:
•
•
•
Se produce cuando la célula sufre un daño grave.
Comprende un estado irreversible de la célula. No se
puede mantener la integridad de la membrana
plasmática y hay un escape de elementos
citoplasmáticos, desnaturalización de las proteínas por
autólisis o proveniente de enzimas líticas de leucocitos
vecinos, ya que la necrosis atrae los componentes de la
inflamación.
Todos estos cambios condenan a la célula a perder su
función específica, y quedan restos celulares que serán
fagocitados por los macrófagos.
MUERTE CELULAR
La apoptosis es una forma de muerte celular,
que está regulada genéticamente.
Es parte integral del desarrollo de los tejidos tanto de
plantas como de animales pluricelulares.
Cuando una célula muere por apoptosis, empaqueta su
contenido citoplasmático, lo que evita que se produzca la
respuesta inflamatoria característica de la muerte
accidental o necrosis.
La apoptosis se puede producir en dos momentos:
Durante el desarrollo embrionario: en este
momento su función es eliminar las células
innecesarias (como el tejido interdigital en la
formación de los dedos)
En un individuo adulto: para el recambio y
renovación de tejidos, o la destrucción de
la células que pueden presentar una
amenaza para el organismo.
La apoptosis implica varios cambios en la célula:
La célula se arruga por la
deshidratación.
El núcleo se fragmenta y la
célula queda reducida a
cuerpos apoptóticos.
Los cuerpos apoptóticos son
ingeridos por otras células
o por los macrófagos.
Cuando las células reciben la señal del inicio de apoptosis se suicidan
fabricando una serie de proteínas letales como pueden ser:
- Endonucleasas; que fragmentan el ADN
- Hidrolasas y proteasas: que atacan al entramado celular.
NECROSIS
APOPTOSIS
Características morfológicas
• Pérdida de la integridad de membrana
• Floculación de la cromatina
• Dilatación de la célula y lísis
•No hay formación de vesículas, lisis completa
• Desintegración (dilatación) de orgánulos
•Deformación de la membrana, sin pérdida de integridad
•Agregación de la cromatina en la membrana nuclear
interna
•Condensación y/o reducción celular
•Formación de vesículas limitadas por membrana (cuerpos
apoptóticos)
•No hay desintegración de orgánulos y permanecen intactos
Características bioquímicas
•Pérdida de la regulación de la homeostasis iónica
•No requiere energía (proceso pasivo, también sucede a
4ºC)
•Digestión del DNA al azar (patrón en mancha del DNA
después de electroforesis en gel de agarosa)
•Fragmentación postlítica del DNA (último evento de
muerte celular)
• Proceso muy regulado, que implica pasos enzimáticos y de
activación
• Requiere energía (ATP) (proceso activo, no sucede a 4ºC)
•Fragmentación del DNA en mono- y oligonucleosomas, no
al azar (patrón en escalera después de electroforesis en gel
de agarosa)
• Fragmentación prelítica del DNA (primer evento de
muerte celular)
Significado fisiológico
•Muerte de grupos de células
•Originada por estímulos no fisiológicos
•Fagocitosis por macrófagos
•Respuesta inflamatoria significativa
• Muerte de células individuales
•Inducida por estímulos fisiológicos
•Fagocitosis por células adyacentes o macrófagos
•Respuesta no inflamatoria
Mitosis




Es la división del núcleo celular (fase M del ciclo celular).
Proceso exclusivo de eucariotas.
Se obtienen 2 células hijas, idénticas entre ellas y a la
célula madre
Significado biológico:
o
o

Se mantiene el número de cromosomas.
Se mantiene la información genética.
Fases:
o
o
o
o
Profase y prometafase (profase tardía)
Metafase
Anafase
Telofase
Profase
• Condensación de la cromatina (se
hacen visibles los cromosomas(1).
• Desaparece la membrana nuclear y
el nucléolo (2).
• El centrosoma ya esta duplicado (3).
• Migración de centriolos hacia los
polos (en células animales) (4).
• Se forma de huso mitótico (5).
• Formación de cinetocoros a ambos
lados del centómero (6)
48
Metafase
• Máximo grado de condensación
en los cromosomas
• Formación completa de huso
acromático.
• Cromosomas en plano ecuatorial
empujados por microtúbulos
cinetocóricos (1)
• Centrómeros perpendiculares a
los centriolos.
• Las cromátidas se orientan hacia
los polos de la célula
49
Anafase
• Las cromátidas se separan.
• Son arrastradas por los microtúbulos
cinetocóricos (despolimerización).
• Se alargan los microtúbulos polares
por polimerización (se separan más
los polos del huso acromático)
• Anafase termina cuando llegan las
cromátidas a los polos.
Las cromátidas se separan y se desplazan
hacia los centriolos, al tiempo que van
desapareciendo las fibras del huso. En
este momento ya se ha repartido el
material hereditario (las cadenas de ADN)
de forma idéntica en dos partes.
50
Telofase
• Los cromosomas se
desespiralizan y se
transforman en cromatina
(2)
• Los nucleolos reaparecen
• Aparece la membrana
nuclear (1), quedando una
célula con dos núcleos.
• Las membranas se forman a
partir del retículo
endoplásmico
51
Citocinesis
•
•
•
•
•
Es la separación del citoplasma para dar las dos células hijas.
Se reparten los orgánulos de forma equitativa.
Es la última etapa de la división celular.
En las células animales se debe a un anillo contráctil en placa
ecuatorial: actina y miosina
Se forma surco de segmentación (estrangulación de la
célula)
Citocinesis en células vegetales:
•
No puede haber estrangulamiento de la célula (pared celular)
•
Formación de Fragmoplasto
•
Unión de vesículas del aparato de Golgi.
•
Quedan uniones entre los citoplasmas vecinos (plasmodesmos)
Comparación citocinesis animal y vegetal
Otros procesos de división celular
• GEMACIÓN:
– Reparto asimétrico de
citoplasma.
– La célula pequeña se llama
yema (puede quedar unida a
la madre.
– Típica de levaduras
• ESPORULACIÓN:
– Variamos mitosis sucesivas
sin citocinesis.
– Se forman células
multinucleadas.
– Posteriormente cada núcleo
se rodea de citoplasma,
– Cada células resultante es
una espora.
– Típica de hongos y protozoos
Bipartición
Gemación
Esporulación
LA MEIOSIS
•
•
•
Produce células haploides (gametos).
A partir de una célula diploide (meiocito)
se forman:
• 4 células
• Células haploides
• Células con recombinación genética
(diferentes entre sí)
Dos partes:
• Meiosis I (fase reduccional)
• Meiosis II (similar a una mitosis
convencional)
FASES DE LA MEIOSIS
DIVISIÓN MEIÓTICA I
1.
Profase I
•
•
•
•
•
2.
3.
4.
Leptoteno
Cigoteno
Paquiteno
Diploteno
Diacinesis
Metafase I
Anafase I
Telofase I
DIVISIÓN MEIÓTICA II
1.
2.
3.
4.
Profase II
Metafase II
Anafase II
Telofase II
LEPTOTENO
• Los cromosomas individuales comienzan a condensar
se en filamentos largos dentro del núcleo. Se hacen
visibles.
• Hay 2n cromosomas y cada cromosoma contiene 2
cromátidas (pero no se distinguen hasta el final de la
profase.
• Cromosomas unidos a la membrana nuclear interna
(placas de unión) por un armazón proteico que los
recorre a lo largo del cromosoma.
• A lo largo de los cromosomas van apareciendo unos
pequeños engrosamientos denominados cromómeros
CIGOTENO
• Los cromosomas homólogos
comienzan a acercarse hasta
quedar apareados en toda su
longitud.
• Esto se conoce como sinapsis
(unión) y el complejo
resultante se conoce como
bivalente o tétrada.
• Los cromosomas homólogos (paterno y materno) se aparean,
asociándose así cromátidas homologas (no hermanas).
• Se forma una estructura observable solo con el microscopio
electrónico, llamada complejo sinaptonémico
Paquiteno
• Se produce el
sobrecruzamiento.
• Intercambio de material
genético entre cromátidas
de cromosomas homólogos.
• Consecuencia:
recombinación génica.
Diploteno
• Comienza la separación de los cromosomas
homólogos.
• Permanecen unidos por puntos denominados
QUIASMAS.
Diacinesis
• Máxima condensación de cromosomas.
• Las cromátidas se hacen visibles.
• Las cromátidas hermanas están unidas
por el centrómero.
• Los cromosomas homólogos están
unidos por los quiasmas (entre
cromatidas no hermanas)
• Desaparece la membrana nuclear y el
nucléolo.
• Se comienza a formar el huso
acromático.
• Se forman las fibras cinetocóricas
Metafase I
En la placa ecuatorial se sitúan las
tétradas unidas por los quiasmas.
Los cinetocoros de las cromátidas
hermanas del mismo cromosoma
se orientan hacia el mismo polo
de la célula
Anafase I
Se separan los cromosomas homólogos.
No se separan cromátidas, sino
cromosomas completos.
Los cromosomas están recombinados
Al final de la anafase I tenemos dos juegos
de cromosomas separados en los polos
opuestos de la célula, uno de cada par, por
lo que es en esta fase cuando se reduce a la
mitad el número de cromosomas.
Telofase I
Reaparece la membrana nuclear y el
nucléolo.
Los cromosomas sufren una pequeña
descondensación
Con la citocinesis, se obtienen dos
células hijas con la mitad de
cromosomas de la célula madre.
Meiosis II
1.
2.
3.
4.
Similar a una mitosis
Ocurre simultáneamente en las dos células hijas
La interfase es muy breve, no hay duplicación del ADN
Surgen 4 células haploides, con n cromosomas cada una y
genéticamente diferentes
Importancia biológica de la meiosis
1.
A nivel genético: Se produce la recombinación de genes durante el
sobrecruzamiento. Las células hijas son haploides, y sus cromátidas no
son iguales entre sí. Todo ello aumenta la variabilidad de la información
genética que lleva la célula.
2.
A nivel celular: Pasamos de células diploides a haploides
3.
A nivel orgánico: Las células resultantes son los gametos o esporas. La
fusión de gametos con la mitad de cromosomas garantiza que se
mantenga el número cromosómico del organismo.
Ciclo diploide: mayoría animales
Animal adulto: hembra
Animal adulto: macho
2n
2n
Meiosis
n
Meiosis
Gametos
2n
Cigotos
n
Mitosis vs Meiosis:
Mitosis
Meiosis
•Conservativa (2n)  (2n)
•Reductiva (2n)  (n)
•Una división (2 células hijas)
•Dos divisiones (4 células hijas)
•No suele haber apareamiento
cromosomas homólogos (y no quiasma)
• Apareamiento cromosomas homólogos (y
quiasma -> entrecruzamiento)
•Células no gaméticas
•Interviene en el crecimiento y la
reproducción asexual
•Células gaméticas
•Imprescindible en la reproducción sexual
Reproducción asexual
•
•
•
•
•
•
•
•
Interviene un solo organismo
Se obtienen copias idénticas
Es propio de seres unicelulares pero también se da en otros grupos
Se hace por mitosis
No se genera variabilidad genética
Es un proceso sencillo y rápido.
Muy útil para la colonización de nuevos medios.
La falta de variabilidad puede originar la extinción por falta de
adaptación en caso de cambio del medio
Reproducción sexual
• Intervienen dos organismos
• Se obtienen individuos con mezcla de las características de los dos
progenitores.
• Se hace por meiosis
• Se forma un cigoto tras la fecundación
• Si se genera variabilidad genética:
a. Por la recombinación en la meiosis
b. Por la distribución al azar de los cromosomas
c. Por diferencias entre los genes de los gametos
• Es un proceso más lento y complicado que la reproducción asexual
• Permite adaptarse al medio en condiciones adversas.
Ciclo haplonte
Fase haploide
(Mitosis)
n
n
Meiosis
n
Gametos
Fecundación
Cigoto
(2n)
Ciclo diplonte
2n
Meiosis
Fase diploide
(Mitosis)
n
n
Gametos
Fecundación
Cigoto
(2n)
Ciclo diplohaplonte
Fase haploide
(Gametofito)
Espora
(n)
Meiosis
n
n
Gametos
Fase diploide
(Esporofito)
Cigoto
(2n)
Fecundación