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EL NÚCLEO.
MITOSIS Y MEIOSIS
EL NÚCLEO: Centro de control de
la célula eucariótica.
Núcleo en interfase
Núcleo en división
IMPORTANCIA BIOLÓGICA DEL
NÚCLEO
a) Estabilidad génica: El ADN está más protegido.
b) Permite la regulación de la expresión génica, ya que la
envuelta nuclear puede impedir el paso o no a factores
de transcripción. Los factores de transcripción son
moléculas que regulan la expresión génica y son
sintetizados en el citoplasma. Para su acción deben ser
transportados al interior celular.
d) Separar la transcripción de la traducción aporta a la
célula una herramienta más para regular la información
que va desde el ADN hasta la proteína. Así, la
transcripción de un gen a ARNm no significa que se
produzca una proteína de forma inmediata. Impidiendo
la salida del ARNm del núcleo se evita la producción de
dicha proteína.
ESTRUCTURA
DEL NÚCLEO
EN INTERFASE
ESTRUCTURA DEL NÚCLEO
• El medio interno nuclear se denomina
nucleoplasma. En él se encuentran el ADN en
forma de cromatina, ARN y proteínas.
• La matriz nuclear, es un entramado de
proteínas, más o menos análogo al
citoesqueleto. De ella forma parte la lámina
nuclear, formada por filamentos intermedios y
responsable de la forma del núcleo.
• En el nucleolo se concentran los genes
ribosomales, es decir, los que codifican para el
ARNr.
EUCROMATINA Y
HETEROCROMATINA (ampliación)
• La eucromatina es
cromatina menos
condensada y la
mayoría de los
genes que
contienen se
transcriben. Lo
contrario ocurre con
la heterocromatina
ESTRUCTURA DEL NÚCLEO:
POROS NUCLEARES
Poseen una compleja estructura de
ojal:
•Están formados por unas
proteínas llamadas nuceloporinas.
• En la parte central tienen un
canal que permite la comunicación
con el citoplasma de forma
selectiva, ya que los componentes
del canal reconocen las moléculas
que pueden atravesarlo.
DE LA CROMATINA A
LOS CROMOSOMAS
• Cuando la célula va a
dividirse, la cromatina se
condensa para formar los
cromosomas. A lo largo de
todo este proceso, los
cromosomas se acortan y
engruesan, con lo que
finalmente se hacen visibles
al microscopio òptico
ESTRUCTURA DE
LOS CROMOSOMAS
• Las Cromátidas: cada
una de las dos moléculas
de ADN después de la
replicación.
• El Centrómero: divide al
cromosoma en dos
brazos.
• El Cinetocoro: permite la
unión de las cromátidas
con los microtúbulos del
huso acromático.
• Los Telómeros: son los
extremos del cromosoma
y están formados por
secuencias de ADN muy
repetitivas.
TOPOS DE CROMOSOMAS
CARIOTIPO
EL CICLO CELULAR
Después de la
división, la célula
puede de nuevo en la
fase G1 y volver a
dividirse o entrar en la
llamada fase G0, en la
que se producen una
serie de
transformaciones
celulares que
conducirán a la
diferenciación celular
LA DIVISIÓN CELULAR
PROFASE
• En el núcleo los
cromosomas, formados por
2 cromátidas hermanas
idénticas, continúan la
condensación que se inició
en G2. Además aparecen
los cinetocoros y el
nucleolo empieza a
descondensarse.
• En el citoplasma se forma
el huso mitótico: se divide
el centrosoma, y cada
centrosoma hijo se dirige a
un polo de la célula,
organizándose entre ellos
el huso mitótico
PROMETAFASE (o profase tardía)
• Se rompe la
envoltura nuclear
en pequeñas
vesículas.
• Los microtúbulos
del huso
interaccionan con
los cromosomas
a través del
cinetocoro
METAFASE
• Los cromosomas,
en su mayor
grado de
condensación, se
sitúan en el plano
ecuatorial
formando la placa
metafásica,
fijados gracias a
los microtúbulos
cinetocóricos.
ANAFASE
• Separación de las
cromátidas
hermanas de cada
cromosoma.
• Las cromátidas se
desplazan hacia
los polos debido al
desensamblaje de
los microtúbulos
cinetocóricos.
TELOFASE
• Se forman los
núcleos de las
células hijas:
– Se forma la
envuelta nuclear.
– Los cromosomas
se descondensan.
– Aparece el
nucleolo.
¿En qué fase se encuentran las siguientes
células?
SIGNIFICADO BIOLÓGICO DE LA
MITOSIS
• La mitosis garantiza que cada célula hija tenga
los mismos cromosomas que la célula madre y,
por tanto, la misma información genética y esto
tiene un significado doble:
– por un lado, en organismos de reproducción
asexual la mitosis supone el mecanismo de
reproducción; y
– por otro lado, en el resto de seres vivos, la mitosis
da lugar a la proliferación celular para la
diferenciación de los distintos tipos de células.
ANOMALÍAS EN LA DIVISIÓN
CELULAR (ampliación)
• Varias mitosis seguidas sin citocinesis
Células polinucleadas
• Varios ciclos de replicación sin la
subsiguiente división celular
Células poliploides
LA MEIOSIS
LA MEIOSIS
• La meiosis consiste en dos divisiones sucesivas
precedidas de una sola duplicación del ADN, por
ello se obtienen 4 células haploides a partir de
una célula diploide.
• Está relacionada con la reproducción sexual:
– Las células hijas resultantes actúan como gametos, o
– Las células hijas resultantes son esporas que dan
lugar a individuos haploides que después originarán
gametos
FASES DE LA MITOSIS
Primera división meiótica: PROFASE I
1º. Los cromosomas (formados por dos cromátidas hermanas) se condensan y
empieza a formarse el huso mitótico.
2º. Los cromosomas homólogos se aparean gen a gen (sinapsis). Cada par
cromosómico se denomina tétrada o bivalente.
3º.- Se produce el entrecruzamiento o sobrecruzamiento cromosómico
(crossing over): las cromátidas no hermanas de cada bivalente intercambian
fragmentos cromosómicos. Así, se produce una recombinación genética.
4º.- Comienza la separación de cromosomas homólogos de cada bivalente,
manteniéndose unidos por los puntos donde ha tenido lugar el entrecruzamiento, a
los que se denomina quiasmas. (esta fase puede ser muy larga: días o años)
5º.- Los cromosomas alcanzan el mayor grado de empaquetamiento, y los
quiasmas se desplazan hacia los extremos de los bivalentes. La membrana nuclear
y el nucleolo empiezan a desaparecer.
Primera división meiótica: METAFASE I
Como en el caso de la
mitosis, habría una
prometafase en la que se
completa la desaparición del
nucleolo y la envuelta
nuclear; así mismo los
bivalentes se unirían a los
microtúbulos cinetocóricos.
Los bivalentes o tétradas
se alinean en el plano
ecuatorial del huso,
constituyendo la placa
metafásica.
Primera división meiótica: ANAFASE I
Se separan los
cromosomas
homólogos de cada
bivalente,
desplazándose hacia
los polos opuestos de
la célula
Primera división meiótica: TELOFASE I
Reaparece el nucleolo y las membranas
nucleares alrededor de los núcleos hijos, cada
uno de los cuales contiene un juego de
cromosomas (n). A continuación se produce la
citocinesis.
Por tanto, al final de esta primera división se obtienen
dos células hijas haploides, aunque cada cromosoma
está constituído por dos cromátidas.
Una vez terminada la primera división, se produce
una breve interfase en la que no hay síntesis de ADN.
Los cromosomas se descondensan un poco, pero
pronte se vuelven a condensar y comienza la 2º
división.
Segunda división meiótica
• Similar a la mitosis:
Así, al final de la meiosis se obtienen 4 células haploides genéticamente
distintas, con mezcla de caracteres de origen materno y paterno.
IMPORTANCIA BIOLÓGICA DE LA
MEIOSIS
• Su función es la de conservar el nº cromosómico de
las especies de reproducción sexual, ya que las
células haploides resultantes de la meiosis se van a
convertir en las células sexuales reproductoras: los
gametos o en células asexuales reproductoras (las
esporas)
• Tanto el sobrecruzamiento como el reparto de las
cromosomas homólogos paternos y maternos
dependen del azar y dan lugar a que cada una de las
cuatro células resultantes tenga una colección de
genes diferentes. Estas colecciones de genes se verán
más adelante sometidas a las presiones de la selección
natural de tal forma que solamente sobrevivirán las
mejores. A nivel genético, la meiosis es una de las
fuentes de variabilidad de la información.
CICLOS VITALES
Según cuando tenga lugar la meiosis, se distinguen los siguientes
tipos de ciclos Biológicos:
– Haplonte: la meiosis ocurre después de la formación del cigoto.
Por ello, el organismo resultante es haploide, al igual que los
gamentos; formados por mitosis.
En
algas y
hongos
CICLOS VITALES
– Diplonte: la meiosis ocurre en las células que dan lugar a los
gametos, por lo que el individuo es diploide durante todo el ciclo
excepto en la fase gameto.
En
animales
CICLOS VITALES
– Diplohaplonte: un individuo adulto diploide origina por meiosis
esporas que por mitosis dan lugar a un individuo haploide. Este
produce gametos, que tras la fecundación darán lugar
nuevamente al individuo adulto diploide.
En
vegetales
superiores y
muchas
algas