Download T4 Perpetuación de la vida

TEMA 4
“La perpetuación de la vida”
1. Ciclo vital o ciclo biológico
• Serían las diferentes etapas de la vida de un organismo
• Dependerá del organismo pero en general tiene las siguientes
etapas:
Fase inicial
-Unicelular
-Pluricelular
1 célula
Fase de
desarrollo
adulto
Puede reproducirse
La reproducción no es una función necesaria para la supervivencia del
individuo pero sí de la especie
4. La perpetuación de la vida
Concepto de ciclo biológico
Todos los organismos presentan diferentes etapas a lo largo de su vida, que constituyen su
ciclo vital o biológico:
Renacuajo
FASE INICIAL
6 días
En muchos organismos comienza con
una fase unicelular. En otros casos
se origina el nuevo individuo a partir
de un grupo de células del progenitor.
CICLO BIOLÓGICO
DE UNA RANA
2 semanas
DESARROLLO
Se producen cambios de tamaño y
forma, así como diferenciación de
estructuras internas. Finaliza al
alcanzar las características adultas.
Fase reproductora
Ranita
REPRODUCCIÓN
5-6
semanas
8 - 12 semanas
Los organismos producen unidades
reproductoras que darán lugar a
nuevos individuos.
Rhynchophorus ferrugineus
Rhynchophorus ferrugineus
Rhynchophorus ferrugineus
Ciclo biológico = Ciclo celular
Conjunto de fenómenos que se inicia
tras la división celular y finaliza al
inicio de la siguiente división.
Fase M
INTERFASE
Se divide en:
• G1: crecimiento y desarrollo de
orgánulos
• S: síntesis (replicación) de ADN
(solo si va a iniciar una división
celular, si no queda en fase G0)
• G2: crecimiento y preparación
para la división
2 horas
10 horas
FASE DE DIVISIÓN = Fase M
S (fase de síntesis)
En ella se produce la multiplicación celular.
Se divide en Mitosis y Citocinesis
Interfase
G0
Ciclo celular
Fase permanente en células que no entran
nunca en mitosis. Estado de quiescencia.
Típico de neuronas.
Fase G0
Síntesis de proteínas y aumento
del tamaño celular. Duración
variable según el tipo celular.
Fase G1
Replicación del ADN por lo
que los cromosomas tendrán
dos cromátidas. Síntesis de
histonas.
Citocinesis
Fase S
División del
citoplasma
Interfase
Fase de
mitosis
División celular
Transcripción y traducción de genes que
codifican proteínas necesarias para la
división. Duplicación de los centriolos.
Se condensan los cromosomas.
Fase G2
El ciclo celular
G0
3. La multiplicación (división) celular supone:
• En org. Unicelulares: una reproducción (con
desaparición de la célula madre)
• En org. Pluricelulares: un mecanismo para crecer,
sustituir a células muertas y ¡para la reproducción
asexual!
Para que ocurra se necesita:
• Duplicar su material genético (fase S)
• Repartirlo equitativamente (mitosis)
• Dividir su citoplasma (citocinesis)
PRIMERO RECORDEMOS LA MORFOLOGÍA DE LOS
CROMOSOMAS
3.1. División del núcleo: MITOSIS
• La división comienza al final del período G2 del ciclo celular.
• Consiste en la división del núcleo para formar dos con el mismo número y
tipo de cromosomas y con la misma información genética.
Centriolos
Huso acromático
Cromátidas
Centrómero
PROFASE
METAFASE
Cromátida
Cromosoma
hijo
Polo
ANAFASE
TELOFASE
PROFASE
La cromatina se condensa. Los
cromosomas se hacen visibles. La
membrana nuclear desaparece. Comienza
a formarse el huso acromático
ANAFASE
Los microtúbulos del huso se acortan y
las cromátidas hermanas se separan y se
dirigen a polos opuestos de la célula.
METAFASE
Los cromosomas muy condensados se disponen en
el ecuador de la célula. Se unen al huso acromático
por el cinetocoro. Se ordenan en el ecuador de la
célula formando la placa metafásica
TELOFASE
Los cromosomas hijos se rodean de una nueva
membrana nuclear y se forman nuevos núcleos.
Los cromosomas comienzan a descondensarse.
Desaparecen los microtúbulos del huso
3.2 División del citoplasma: Citocinesis
CITOCINESIS ANIMAL
Surco de segmentación
Irá estrechándose hasta
provocar la separación.
CITOCINESIS VEGETAL
Fragmoplasto
Tabique de separación
formado por fusión de
vesículas
Microtúbulos
Vesículas
Anillo contráctil
Formado por actina
y miosina.
Aparato de Golgi
Plasmodesmos
Aseguran la comunicación
entre las dos células hijas.
· Estrangulamiento que divide en 2 a la célula madre
· El anillo contráctil irá estrechándose
· Se forma el FRAGMOPLASTO: ves ap. Golgi+μtúbulos del huso
· PLASMODESMOS: comunicación entre células hijas
2. Tipos de reproducción
REPRODUCCIÓN ASEXUAL
• Los descendientes son copias genéticamente idénticas al progenitor.
• Las copias se producen por división del organismo en dos porciones de igual o
diferente tamaño.
• La utilizan generalmente organismos unicelulares
2. Tipos de reproducción
REPRODUCCIÓN SEXUAL
• Necesita de dos progenitores en la mayoría de los casos. O al menos 2 células
especiales (gametos) de diferente sexo
• Los descendientes presentan una nueva combinación de caracteres que los
hace genéticamente únicos
• La utilizan organismos pluricelulares.
4. Reproducción ASEXUAL
 A partir de 1 célula o unas pocas células se forma un individuo completo por MITOSIS
 Será idéntico al individuo “madre”.
BIPARTICIÓN
GEMACIÓN
• Se da en organismos unicelulares. • Se produce en organismos
unicelulares y pluricelulares.
• La unidad reproductora es la
célula.
• Tras la división del núcleo el
citoplasma se divide
• La célula se divide en dos partes
desigualmente.
de similar tamaño previa división
del núcleo por mitosis.
• Las dos células hijas difieren
notablemente de tamaño.
ESPORULACIÓN
• Se producen divisiones
(mitosis) sucesivas del núcleo
de una célula materna.
• Cada núcleo se rodea de una
pequeña porción de citoplasma.
• Al romperse la membrana de la
célula madre, se liberan las
esporas.
En vegetales es muy común la gemación: Hay varias
modalidades y en general se denomina “reproducción mediante
propágulos”, que son zonas del vegetal con células meristemáticas
(yemas) que dan lugar a un organismo nuevo.
• En tallos: estolones, rizomas, bulbo, …
• En raíces: tubérculos, que tienen yemas que forman tallos aéreos
• En hojas: a partir de yemas que hay en el borde de las hojas
REGENERACIÓN
• Formación de las partes perdidas como
consecuencia de una lesión.
• En ocasiones un pequeño fragmento
permite regenerar el organismo completo.
Fragmento
regenerado
ESCISIÓN O FRAGMENTACIÓN
• Rotura espontánea del organismo
progenitor en dos o más fragmentos
cada uno de los cuales dará un
individuo completo.
Escisión
Regeneración en VEGETALES: Reproducción por ESQUEJES
5. Reproducción sexual

OBJETIVO: formar descendientes diferentes de los progenitores
CONSTA DE LOS SIGUIENTES PROCESOS :
FORMACIÓN DE GAMETOS
• Los gametos son células especializadas que transportan la
información genética de los progenitores
• Son haploides (n)  tienen la mitad de cromosomas que las
células originales
• La reducción a la mitad del nº de cromosomas se produce
en una división celular especial llamada…
M E I O S I S
 Según la forma de los gametos se distinguen:
• REPRODUCCIÓN ISOGÁMICA: Los dos tipos de gametos son iguales aunque de
comportamiento distinto (algas, hongos)
• REPRODUCCIÓN ANISOGÁMICA:
Los dos tipos de gametos son distintos (animales, vegetales)
REPRODUCCIÓN ANISOGÁMICA
Los gametos son distintos
FEMENINO:
MASCULINO:
- Inmóvil
- Gran tamaño
- Móvil
- Menor tamaño
CÉLULAS ANIMALES
CÉLULAS VEGETALES
EN ORGANISMOS PLURICELULARES
Los gametos se forman en órganos especializados
GÓNADAS
GAMETANGIOS
ANIMALES
VEGETALES
Musgo de Java
FORMACIÓN DEL CIGOTO
• Los gametos, originados por meiosis, tienen la mitad
de cromosomas (haploides).
• Tras la unión de los gametos (fecundación) y la unión
de los núcleos (cariogamia) se forma una célula con el
número de cromosomas característico de la especie.
DESARROLLO DEL
CIGOTO
• El cigoto se divide por mitosis de acuerdo
con las nuevas instrucciones genéticas y se
formará el embrión.
INDIVIDUOS UNISEXUALES o DIOICOS
 Los sexos están separados:
- Gónadas/Gametangios masculinos  MACHOS
♂
- Gónadas/Gametangios femeninos  HEMBRAS
♀
 Es frecuente el DIMORFISMO SEXUAL:
diferencia morfológica entre individuos de uno u otro sexo
Merops apiaster
(Abejaruco)
Pavo cristatus
(Pavo real)
Megasoma nogueirai
(escarabajo elefante)
INDIVIDUOS HERMAFRODITAS o MONOICOS
 Los individuos son portadores de ambos tipos de gónadas y producen ambos
tipos de gametos
 Es frecuente en organismos que viven fijos o son de movimiento lento
(mayoría de vegetales, anélidos, gasterópodos)
- AUTOFECUNDACIÓN: sobretodo se da en parásitos y organismos aislados
- FECUNDACIÓN CRUZADA: dos individuos hermafroditas se aparean y
fecundan mutuamente
- La autofecundación se evita siempre que es posible -
Tipo especial de reproducción SEXUAL
Partenogénesis: en algunas especies se pueden desarrollar individuos
de óvulos sin fecundar y que dan lugar a adultos normales
CICLO PARTENOGENÉTICO DE LOS PULGONES
4. Fecundación: fusión
de gametos haploides
5. Reproducción
ovípara
Huevos
3. Partenogénesis
meiótica
Óvulos 2n
Hembras con
alas (2n)
Hembras sin
alas (2n)
INVIERNO
OTOÑO
2. Última generación
al final del verano
PRIMAVERA
VERANO
Óvulos n
Varias generaciones de
hembras vivíparas
1. Partenogénesis
ameiótica
6. Meiosis
• La meiosis es un tipo especial de división celular que reduce a la mitad el número
de cromosomas de las células hijas, pero no una mitad cualquiera sino 1 cromosoma
de cada pareja de homólogos.
• Las células hijas tendrán información para realizar todas las funciones
En la meiosis tienen lugar dos divisiones sucesivas:
Célula
diploide
la primera división meiótica
1ª división
meiótica
2ª división
meiótica
la segunda división meiótica
Se forman cuatro células haploides (n) por cada célula
materna diploide (2n) reduciéndose a la mitad el
número de cromosomas del núcleo original diploide
La meiosis puede originar dos tipos de células:
4 células haploides
-Gametos, que se unirán entre sí para formar un
cigoto.
-Esporas, que pueden originar por mitosis
individuos haploides.
La profase I de la meiosis
Etapa de larga duración, en la que los cromosomas homólogos se emparejan e
intercambian material hereditario.
Entrecruzamiento
ETAPAS DE LA
PROFASE
Centriolos
Cromátidas
hermanas
Cromosomas homólogos
apareados en sinapsis
Quiasmas
Los
entrecruzamientos
originan la
recombinación
genética del material
hereditario
aumentando la
variabilidad genética.
Los filamentos de
ADN comienzan a
condensarse. Los
cromosomas se
hacen visibles.
Cada cromosoma se aparea
longitudinalmente, gen a
gen, con su homólogo
formándose sinapsis.
Las cromátidas homólogas se unen
íntimamente en algunos puntos, donde
tienen lugar roturas y entrecruzamientos
de fragmentos de cromátidas.
La división meiótica
1ª DIVISIÓN MEIÓTICA
Profase I
Placa metafásica
doble
Metafase I
Anafase I
Telofase I
2ª DIVISIÓN MEIÓTICA
Placa metafásica
sencilla
Metafase II
Anafase II
Telofase II
DIVISIÓN MEIÓTICA I
DIVISIÓN MEIÓTICA II
División celular II
Cromosoma
homólogo
materno
Replicación del ADN
Cromosoma
homólogo
paterno
División celular I
Apareamiento
de cromosomas
homólogos y
recombinación
génica
Separación de
cromosomas
Separación de
cromátidas
4 gametos
haploides
¿¿Resultado de la meiosis??
A partir de 1 célula madre se obtienen 4 células
haploides (con 1 cromosoma de cada pareja de
homólogos) diferentes entre sí (tienen diferente
información pero con información para “todo”)
ACTIVIDAD:
Una célula con 8 cromosomas empieza una meiosis
a) ¿Cuántas cromátidas tiene cada cromosoma al empezar la división?
b) ¿Cuántas células hay al terminar la 1ª división? ¿con cuántos cromosomas y de
cuantas cromátidas?
c) ¿Qué diferencia hay entre anafase I y II?
d) ¿Cuántas células hay al terminar la 2ª división? ¿con cuántos cromosomas y de
cuantas cromátidas?
e) ¿Son iguales las células finales entre sí? ¿por qué?
ACTIVIDAD RESUMEN
FASE
Profase I
MEIOSIS
DIBUJO
PRINCIPALES SUCESOS
Metafase I
Anafase I
Telofase I
Profase II
Metafase II
Anafase II
Telofase II
FASE
Profase
MITOSIS
Metafase
Anafase
Telofase
DIBUJO
PRINCIPALES SUCESOS
7. Clones y clonación
 CLON de células:
Conjunto de células que se originan por mitosis a partir de una única célula
 Organismo CLÓNICO:
Organismos con idéntica información genética
 CLONACIÓN:
Método que permite desarrollar un animal/planta a partir de una célula somática
diferenciada o de su núcleo
CÉLULAS
a lo largo del desarrollo del embrión
TOTIPOTENTES
DIFERENCIADAS
Capaces dar origen a cualquier tipo de célula
(células iniciales del desarrollo del embrión)
Diferentes tipos de células que forman el organimo
(se originan a partir de totipotentes)
¿Cómo se obtienen animales clónicos?
1- Extracción células somáticas del individuo
a clonar
2- Obtención de un óvulo de hembra de esa
especie
3- Extracción del núcleo del óvulo
4- Fusión célula somática + óvulo sin núcleo
5- Estimulación de la división
6- Implantación en hembras receptoras
¿Aplicaciones de la clonación?
 CLONACIÓN DE PLANTAS:
 Se realiza de manera rutinaria desde hace
tiempo
 Para obtener copias de ejemplares con
interés
 CLONACIÓN DE ANIMALES:
 Para obtener copias de ejemplares con
algún valor
(crecimiento más rápido, mayor
producción de leche, carne…)
 Para investigar enfermedades
 CLONACIÓN HUMANA:
 Clonación terapéutica: obtener células
totipotentes  tejidos para trasplantes
 Clonación reproductiva: dilema ético
(atentado contra la dignidad humana)