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TEMA 6. LA
REPRODUCCION Y
LA NUTRICIÓN
CELULAR
4. FUNCIÓN DE
REPRODUCCIÓN
División celular: contenido célula madre se reparte a las células hijas, el
ADN se tiene antes que duplicar.
- División en procariotas: bipartición o división simple. Replica el ADN,
se une a la membrana, invagina la membrana y segmenta la célula.
- División en eucariotas: hay dos tipos:
a) División celular mitótica: ocurre en células somáticas:
1. Mitosis o cariocinesis: división del núcleo, finalidad que los
cromosomas se reparten equitativamente.
2. Citocinesis: división citoplasma.
b) Meiosis: ocurre en células germinales, da lugar a los gametos.
Su finalidad posibilitar la reproducción celular.
4.1 EL CICLO CELULAR
Es una secuencia regular y repetitiva
de crecimiento y división por la que
pasan las células eucariotas.
Periodos:
1. Interfase: se divide en:
a) G1: crece la célula en tamaño,
aumenta el número de
biomoléculas y orgánulos.
b) S: duplicación del ADN, síntesis
de proteínas y se inicia la
duplicación centriolos.
c) G2: finaliza duplicación
centriolos, inicia condensación
cromatina, sintetizan proteínas
esenciales para la división.
2. División celular: se divide en:
a) Mitosis: separan los juegos
cromosómicos.
b) Citocinesis: se divide el
citoplasma.
A. ESTRUCTURA Y PARTES DE UN CROMOSOMA METAFÁSICO
-Al comenzar la división, la cromatina se condensa, hasta alcanzar su máximo desarrollo en
metafase. En esta fase, el cromosoma adquiere su máximo grado de empaquetamiento.
- Partes de un cromosoma:
•
•
•
•
•
CENTRÓMERO
– Divide al cromosoma en brazos.
– Contiene heterocromatina.
– Cinetocoro: punto inserción microtúbulos
CROMÁTIDAS HERMANAS:
– División longitudinal.
– Genéticamente iguales.
– Permanecen unidas por el centrómero.
TELÓMEROS:
– Casco o parte final de los cromosomas.
– Protege información útil durante la
duplicación, le da estabilidad e integridad.
SATÉLITES:
– Redondeado.
– Unido al extremo del cromosoma.
CONSTRICCIONES SECUNDARIAS:
– Adelgazamientos en un brazo.
– Zonas NOR.
– Si está cerca del telómero, origina satélite.
B. NÚMERO DE CROMOSOMAS
• El número de cromosomas de una nueva especie
es constante, las células de un individuo pueden
ser:
– Diploides (2n). Dos juegos de cromosomas (en
parejas de homólogos, mismo tamaño, forma y
genes). En células somáticas. Ser humano 2n = 46.
– Haploides. Un solo juego de cromosomas. (n)
Diferentes entre sí, no hay homólogos. Gametos. Ser
humano n=23.
TIPOS DE CROMOSOMAS
Según la posición del centrómero:
C. CARIOTIPO
Ordenamiento de los cromosomas de una célula en metafase según su tamaño, número, posición
del centrómero, longitud de brazos…Es característico de cada especie. En organismos superiores
hay dos tipos:
AUTOSOMAS: Comunes a los dos sexos.
CROMOSOMAS SEXUALES: Determinan el sexo. Especie humana el X e Y.
- Cariotipo de mujeres: 44 autosomas + XX.
- Cariotipo de hombres: 44 autosomas + XY.
4.2 MITOSIS: ETAPAS E IMPORTANCIA BIOLÓGICA
Definición: proceso de división celular por el cual a partir de una
célula madre se obtienen 2 células hijas con el mismo número y tipo
de cromosomas.
Finalidad: obtener células hijas con idéntica información genética
que la célula madre.
Resultado: a partir de una célula diploide (2n) se obtengan dos
células diploides o que a partir de una haploide (n) se obtengan dos
haploides.
Importancia biológica: Todos los organismos vivos utilizan la división
celular, bien como mecanismo de reproducción, o como mecanismo
de crecimiento del individuo.
- Los seres unicelulares: para la reproducción y perpetuación de la
especie, manteniendo el número cromosómico y la identidad
genética de la especie. Reproducción asexual.
- En organismos pluricelulares: Para el crecimiento y desarrollo,
sustitución de células muertas, regeneración de partes perdidas o
destruidas y producir nuevas células germinales para la reproducción.
MITOSIS O CARIOCINESIS
-Condensación cromosomas: facilita el reparto.
-Forma huso mitótico o acromático: para el movimiento de los
cromosomas. Hay dos tipos de microtúbulos: polares (van de un
polo al otro del huso) y cinetocóricos ( van del cinetocoro a un
polo del huso).
a) En células animales hay una mitosis astral (hay centriolos y
material pericentriolar que organizan el huso).
b) En células vegetales hay una mitosis anastral ( no hay
centriolos y el centro organizador de microtúbulos es una zona
del citoplasma llamada clara.
ETAPAS
Comienza al hacerse
visibles los
cromosomas.
Acontecimientos:
• Se forma de huso
mitótico. Migración
de los centrosomas
hacia los polos. Se
forman las fibras
polares, en vegetales
se forma a partir de
la zona clara.
• Condensación de
cromosomas.
Formación de
cinetocoros y
filamentos
cinetocóricos.
• Desaparece la
membrana nuclear y
el nucleolo.
PROFASE
METAFASE
• Máximo grado de
condensación de
los cromosomas.
• Formación
completa de huso
acromático.
• Cromosomas en
plano ecuatorial
empujados por
microtúbulos
cinetocóricos.
• Centrómeros
perpendiculares a
los centríolos.
• (cariotipos)
ANAFASE
• Las cromátidas se
separan.
• Son arrastradas por
los microtúbulos
cinetocóricos, que
se acortan.
• Se alargan los
microtúbulos
polares, separando
más los
centrosomas hacia
los polos.
• Termina cuando
llegan las
cromátidas a los
polos.
TELOFASE
• Es como una profase
inversa.
• Los cromosomas se
descondensan.
• Reaparecen los nucleolos.
• Desaparecen los
microtúbulos.
• Reaparecen las
membranas nucleares.
FASES DE LA MITOSIS
4.3 CITOCINESIS
• Comienza en anafase y consiste en el reparto de los
componentes que se han duplicado en interfase en las dos
células hijas.
• Es la separación de citoplasmas para dar las dos células hijas.
• Diferente en:
– Células animales: por estrangulamiento.
• Anillo contráctil en placa ecuatorial: actina y miosina.
• Se forma surco de segmentación.
– Células vegetales: formación placa celular.
• El A. Golgi forma vesículas (polisacáridos), van a la zona ecuatorial.
• Se fusionan y dan lugar a una estructura, placa celular.
• Los extremos placa crecen, se fusionan con la membrana plasmática,
separación de las dos células hijas.
• La capa de polisacáridos (lámina media), después cada célula
depositará celulosa entre la lámina media y m. plasmática.
4.4 LA MEIOSIS: ETAPAS E
IMPORTANCIA BIOLÓGICA
Definición: es un proceso
divisional celular, en el cuál
una célula diploide (2n),
experimentará dos divisiones
celulares sucesivas, con la
capacidad de generar cuatro
células haploides (n).
Etapas: Consiste en dos
divisiones consecutivas:
-Interfase premeiótica: normal.
-Meiosis I (Reduccional).
-Interfase meiótica: corta y sin
duplicación del ADN.
-Meiosis II (Como una mitosis
normal pero con la mitad de
cromosomas) .
Durante la meiosis I los miembros de cada par homólogo de
cromosomas se unen primero y luego se separan y se distribuyen en
diferentes núcleos. En la Meiosis II, las cromátidas hermanas que
forman cada cromosoma se separan y se distribuyen en los núcleos
de las células hijas. Entre estas dos etapas sucesivas no existe la
etapa S.
PROFASE I
Los cromosomas homólogos se aparean y hay intercambio de material genético. Periodos:
LEPTOTENO
• Los cromosomas se hacen visibles.
• Cada cromosoma contiene 2 cromátidas (pero aún no se distinguen).
CIGOTENO
• Emparejamientos de cromosomas homólogos por el complejo sinaptonémico.
• La estructura de dos cromosomas con un total de cuatro cromátidas: TÉTRADA o
BIVALENTE.
• Sinapsis, puntos donde se entrecruzan.
PAQUITENO
• Se produce el sobrecruzamiento.
• Intercambio de material genético entre cromosomas homólogos.
• Consecuencia: recombinación génica. Se observan las tétradas o bivalentes.
• Las cromátidas que han intercambiado fragmentos permanecen unidas por los quiasmas.
DIPLOTENO
• Comienza la separación de los cromosomas homólogos.
• Permanecen unidos por puntos denominados QUIASMAS.
DIACINESIS
• Se forma el huso acromático.
• Desaparece la membrana nuclear y nucleolo.
• Cromosomas se condensan más.
PERIODOS DE LA PROFASE I
METAFASE I
ANAFASE I
TELOFASE I
ETAPAS DE LA MEIOSIS
IMPORTANCIA DE LA MEIOSIS
Es imprescindible en la reproducción sexual; gametos haploides (por
meiosis), unión de los gametos (forman el zigoto), desarrollo del
individuo.
-Mantenimiento del número de cromosomas de la especie: los
gametos la mitad de cromosomas, al unirse se restaura el número de
cromosomas de la especie.
-Aumenta la variabilidad genética: debido al entrecruzamiento y
recombinación genética. Segregación y distribución al azar de los
cromosomas en los gametos. Unión al azar de un gameto masculino y
femenino.
En la reproducción asexual, la mitosis, los descendientes iguales, su
fuente de variación son las mutaciones.
En la reproducción sexual, la variabilidad genética son las mutaciones,
entrecruzamiento y recombinación genética y la segregación al azar. Por
eso el significado biológico de la reproducción sexual es aumentar la
variabilidad genética que es la base de la evolución.
MITOSIS Y MEIOSIS
Profase I
Metafase I
Anafase I
Recombinación
cromosomas homólogos
Metafase II
Anafase II
5. FUNCIÓN DE
NUTRICIÓN
5.1 CONCEPTO DE NUTRICIÓN.NUTRICIÓN AUTÓTROFA
Y HETERÓTROFA
Concepto: proceso por el que la célula toma materia y energía del exterior y
las transforma para renovar estructuras celulares y obtener energía para
realizar los diferentes trabajos celulares.
Tipos: Según la fuente de carbono, hay dos tipos:
-Heterótrofa: necesitan materia orgánica, por lo que se nutren de moléculas
inorgánicas y orgánicas (glúcidos, lípidos y proteínas). Se da en animales,
hongos y algunas bacterias.
-Autótrofa: se nutren de materia inorgánica sin contenido energético (CO2, O2,
agua y sales), porque sintetizan su propia materia orgánica a partir de la
inorgánica. Según la fuente de energía hay dos tipos:
a) Fotosintéticas: obtienen la energía de la luz solar, transformándola en
energía química(ATP). Son los fotosintéticos o fototrofos. Se da en
vegetales y bacterias fotosintéticas.
b) Quimiosintéticas: obtienen energía de las reacciones de oxidorreducción.
Son los quimiosintéticos o quimiotrofos. Se da en bacterias.
5.2 INGESTIÓN
Procesos de incorporación de sustancias a la célula a través de la membrana
plasmática.
5.2.1 INTERCAMBIO DE MOLÉCULAS PEQUEÑAS. PERMEABILIDAD
CELULAR: DIFUSIÓN Y TRANSPORTE
A. Transporte pasivo: Sin gasto de energía y a favor de concentración.
Hay dos tipos:
- Difusión simple: paso de moléculas a través de la membrana sin intervención de proteínas. Ejemplos:
O2, CO2, urea y etanol. En el caso del agua es la ósmosis.
- Difusión facilitada: la membrana es impermeable a sustancias hidrosolubles (iones, glucosa, aas,…),
su transporte es facilitado por proteínas de transporte, que forman canales. Tipos:
a) Proteínas canal: forman canales acuosos siempre abiertos. Pasan los iones positivos para mantener
el potencial de membrana (negativo en el interior respecto al exterior).
b) Proteínas transportadoras específicas o permeasas: se unen a la molécula que es transportada.
Pasan los nucleótidos, aas, glucosa, monosacáridos… Tienen estas proteínas dos conformaciones:
pong (centros de unión libres hacia el exterior) y ping (hacia el interior).
B. Transporte activo: con gasto energético (ATP) y en contra de gradiente
electroquímico.
Lo realizan proteínas (bombas) cuyo cambio de conformación necesita ATP. Un ejemplo
es la bomba de Na-K, por cada ATP bombea 3 Na+ al exterior y 2 K+ al interior, así se
crea una diferencia de potencial eléctrico en la membrana, el interior – con respecto al
exterior.
TIPOS DE TRANSPORTE
5.2.2 INTERCAMBIO DE
MOLÉCULAS GRANDES.
ENDOCITOSIS Y EXOCITOSIS
A. ENDOCITOSIS
Proceso por el cuál la célula incorpora
moléculas de gran tamaño y partículas sólidas.
Consiste en que una porción de la membrana
plasmática envuelve al material que queda
encerrado en una vesícula o vacuola endocítica,
que puede ser de dos tipos:
- Fagocitosis: ingestión de partículas sólidas
de gran tamaño (bacterias, restos celulares), la
vacuola se llama fagosoma, se une al lisosoma
primario. En organismos pluricelulares, lo
hacen los macrófagos y en protozoos su forma
habitual de alimentación.
- Pinocitosis: ingestión de líquido extracelular
y pequeñas partículas por invaginaciones de la
membrana. La vacuola se llama vacuola
pinocítica, se une al lisosoma primario.
B. EXOCITOSIS
Procesos por los cuales la célula elimina al exterior moléculas de gran tamaño. Se
engloban en vesículas que van a la superficie celular, se unen a la membrana
plasmática y el contenido de la vesícula va al espacio extracelular. Se eliminan
residuos de la digestión intracelular, restos de orgánulos degradados,…
5.3 DIGESTIÓN CELULAR. ORGÁNULOS IMPLICADOS
Es llevada acabo por los lisosomas (vesículas membranosas con enzimas
hidrolíticas capaces de digerir macromoléculas), son los basureros del mundo
celular, tipos:
- Lisosomas primarios: son los recién fabricados en el Aparato de Golgi, sólo tienen
enzimas.
-Lisosomas secundarios: tienen enzimas y sustancias en vías de digestión.
Tipos de digestión celular:
1. Extracelular: por exocitosis. Se liberan enzimas al medio y la digestión ocurre
fuera de la célula.
2. Intracelular:
a) Material exógeno: nutrición y defensa frente a microorganismos. Al
proceso se llama heterofagia: entra a la célula partículas sólidas por
endocitosis. Fusión con un lisosoma primario (vacuola heterofágica). Digestión;
los productos los aprovecha la célula, el resto los expulsa o forman un cuerpo
residual.
b) Material endógeno: recambio de componentes celulares y nutrición en
ayunas. Al proceso se llama autofagia: los orgánulos viejos se rodean de
membrana del REL. Se fusiona con un lisosoma primario, vacuola autofágica.
Digestión.
5.4 EXOCITOSIS Y SECRECIÓN CELULAR (Ya visto)