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La perpetuación de la vida
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Concepto de ciclo biológico
La reproducción
La multiplicación de las células
La reproducción asexual
La reproducción sexual
La división celular por meiosis
Clones y clonación
Concepto de ciclo biológico
Todos los organismos presentan diferentes
etapas a lo largo de su vida, que constituyen
su ciclo vital o biológico:
Incluye una serie de
cambios característicos
que sufren los
organismos desde su
origen hasta alcanzar el
estado adulto
Concepto de ciclo biológico
FASE INICIAL
En el ciclo biológico dese distinguen tres fases
Renacuajo
6 días
CICLO BIOLÓGICO
DE UNA RANA
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.
DESARROLLO
2
semanas
Fase
reproductora
Se producen cambios de
tamaño y forma, así como
diferenciación de estructuras
internas. Finaliza al alcanzar
las características adultas.
REPRODUCCIÓN
Ranita
5-6
semanas
8 - 12
semanas
Los organismos producen
unidades reproductoras que
darán lugar a nuevos
individuos.
Ciclo biológico de un champiñón (hongo)
Ciclo biológico de Vida del Paraiso
Ciclo biológico
Ciclo biológico
El ciclo celular
Conjunto de fenómenos que se inicia tras la división celular
y finaliza al acabar de la siguiente división.
Fase M
Se distinguen dos fases:
INTERFASE
Es el período entre dos
divisiones consecutivas.
Se divide en:
2 horas
G1,S y G2
La replicación del ADN
tiene lugar en el período S.
La transcripción (síntesis
de ARN) ocurre durante
todo el tiempo
FASE DE DIVISIÓN o MITÓTICA
En ella se produce la
multiplicación celular.
10 horas
S (fase de síntesis)
Interfase
El ciclo celular
Interfase
Fase mitótica o de división
Fase permanente en
células que no entran
nunca en mitosis. Estado
de quiescencia.
Fase G0
Fase G1
Síntesis de proteínas,
transcripción y aumento
del tamaño celular.
Síntesis o replicación
del ADN y síntesis de
histonas.
Citocinesis
División del
citoplasma
Fase de
mitosis
Fase S
Interfase
División
celular
Transcripción y traducción de
genes que codifican proteínas
necesarias para la división.
Duplicación de los centriolos
Fase G2
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.
REPRODUCCIÓN SEXUAL
•Los descendientes presentan una nueva
combinación de caracteres que los hace
genéticamente únicos.
•Necesita de dos progenitores en la
mayoría de los casos.
•Mediante la formación de células
reproductoras (gametos)
•La utilizan organismos pluricelulares.
Células somáticas y germinal
Células somáticas:
Células no reproductoras del organismo
Células germinales
Células reproductoras del organismo
Esporas: se desarrollan directamente y, sin unirse a otras
células, originan un nuevo organismo
Gametos: necesitan unirse a otro gameto para formar la
célula huevo o cigoto que, tras sucesivas divisiones, dará
lugar al nuevo individuo.
División del núcleo: mitosis
Comienza al final del período G2 del ciclo celular.
Consiste en la división del núcleo en la que se separan las copias de
ADN (producidas durante la interfase).
La razón es garantizar que las dos células hijas reciban una copia
integra del ADN materno y, por tanto, posean el mismo número, mismos
cromosomas y con la misma información genética.
PROFASE
METAFASE
ANAFASE
TELOFASE
Etapas de la mitosis
Centriolos
Huso acromático
Cromátidas
PROFASE
Cromátida
Centrómero
METAFASE
Cromosoma
hijo
Polo
ANAFASE
TELOFASE
Etapas de la mitosis
PROFASE
La envoltura nuclear comienza a
desaparecer, la cromatina se
condensa y forma los cromosomas.
En las células animales se duplica el
centriolo y cada uno migra a un
polo celular. Entre ambos centriolos
se aparece un sistema de
microtúbulos que dará lugar al
huso acromático. Al final de la
profase la envoltura nuclear ha
desaparecido.
Etapas de la mitosis
METAFASE
Los cromosomas alcanzan el
máximo de condensación, y
cada uno presenta dos
cromátidas los cromosomas
migran al plano ecuatorial.
ANAFASE
Los microtúbulos del huso se acortan y tiran, en
sentido contrario, de cada una de las cromátidas de
cada cromosoma. Las cromátidas, ya separadas, son
arrastradas hacia su respectivo polo celular. Y
adoptan una característica forma de V con el vértice
dirigido hacia los polos.
METAFASE
ANAFASE
Etapas de la mitosis
TELOFASE
Las cromátidas, convertidas en
cromosomas hijos se sitúan en las
proximidades de los polos, se rodean de
una nueva envoltura nuclear.
Comienza a dispersarse los cromosomas
para formar cromatina .
Desaparece los microtúbulos y
finalmente, quedan constituidos los dos
núcleos hijos.
Mitosis 1’48
TELOFASE
Diseño: Ana Maria Gonzalez (UNNE) & Rafael Tormo Molina (Univ. Extremadura, España)
HIPERTEXTOS
Mitosis y número de cromosomas
El número de cromosomas es constante y característico en todas las células
somáticas de cada especie (humanos: 46 cromosomas).
En las especies diploides cada cromosoma tiene un homólogo, es decir, la
dotación está constituida por dos series de n cromosomas (2n cromosomas)
En las especies haploides, la dotación cromosómica está constituida por
una sola series de cromosomas (n cromosomas)
Mediante la mitosis, cada célula hija
recibe una cromátida de cada cromosoma.
Las cromátidas hermanas son copias
exacta de un cromosoma materno (ADN
duplicado). De este modo las dos células
hijas reciben el mismo número y los
mismos cromosomas que poseía la célula
materna y, por tanto, se garantiza que el
número de cromosomas se mantenga
constante de generación en generación.
Mitosis y número de cromosomas
Duplicación o replicación del ADN
Cromosomas con
dos cromátidas
División del citoplasma. Citocinesis
CITOCINESIS ANIMAL
En las células animales la
división del citoplasma se
produce por estrangulamiento
progresivo del citoplasma, lo
que termina separando a las
dos células hijas.
CITOCINESIS VEGETAL
Se forma un tabique de
separación llamado fragmoplasto
a partir de vesículas del aparato
de Golgi. En el espacio del
fragmoplasto se formará la
lámina media y posteriormente la
pared celular.
Reproducción asexual
En la reproducción asexual, de un solo individuo
se separan una unidad reproductora que se
multiplica por mitosis y da como resultado una
descendencia genéticamente idéntica al
progenitor.
Si existiera alguna variación entre los
descendientes, es por mutaciones (cambios en el
material genético)
Reproducción asexual (Bipartición)
•Se da en organismos
unicelulares.
•La unidad reproductora
es la célula.
•La célula se divide en
dos partes de similar
tamaño previa división
del núcleo por mitosis.
Reproducción asexual (Gemación)
Se produce en organismos
unicelulares y pluricelulares.
En organismos unicelulares:
•Tras la división del núcleo el
citoplasma se divide
desigualmente.
•Las dos células hijas difieren
notablemente de tamaño.
En organismos pluricelulares: El individuo
produce unos grupos de células, las
YEMAS, que crecen poco a poco hasta que
se separan originando nuevos individuos.
Reproducción asexual (Esporulación)
•Se producen
divisiones 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.
Reprod. asexual (Regeneración y Fragmentación)
REGENERACIÓN
•Formación de las partes
perdidas como consecuencia de
una lesión.
•En ocasiones un pequeño
fragmento permite regenerar el
organismo completo.
ESCISIÓN O FRAGMENTACIÓN
•Rotura espontánea del
organismo progenitor en dos o
más fragmentos cada uno de los
cuales dará un individuo
completo.
Fragmento
regenerado
Escisión
La reproducción sexual
El objetivo es formar descendientes diferentes a los progenitores.
CONSTA DE LOS SIGUIENTES PROCESOS
FORMACIÓN DE GAMETOS
•Los gametos son células especializadas que transportan la
información genética de los progenitores.
•Son células haploides, con la mitad del número de
cromosoma que las células originales.
•Se producen por meiosis
FORMACIÓN DE LA CÉLULA HUEVO O CIGOTO
•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 origina un individuo con características
de ambos progenitores
Isogamia y anisogamia
REPRODUCCIÓN ISOGÁMICA:
Los dos tipos de gametos son iguales aunque de comportamiento distinto.
Se identifican con los símbolos “+” y “-”
REPRODUCCIÓN ANISOGÁMICA:
Los dos tipos de gametos son distintos.
Gametos femenino: suelen ser inmóviles y de gran tamaño
Óvulos en animales
Oosfera en vegetales
Gametos masculinos: suelen ser móviles y pequeños
Espermatozoides en animales
Anterozoides en vegetales
Unisexuales y hermafroditas
Unisexuales o Dioicas
Existen dos tipos de individuos según posean gónadas masculinas o
femeninas. Es decir, los sexos están separados en individuos distintos. En
este caso es frecuente el dimorfismo sexual.
Hermafroditas o Monoicas
Los individuos son portadores de ambos tipos de gónadas y producen los
dos tipos de gametos (masculinos y femeninos).
Así ocurre en la mayoría de los vegetales y en algunos animales como los
anélidos y los moluscos gasterópodos.
Partenogénesis
Desarrollo de óvulos sin fecundar que dan lugar a adultos normales.
CICLO PARTENOGENÉTICO DE LOS PULGONES
4. Fecundación: fusión
de gametos haploides
5. Reproducción
ovípara
3. Partenogénesis
meiótica
Huevos
INVIERNO
OTOÑO
Hembras
con alas (2n)
PRIMAVERA
VERANO
2. Última generación
al final del verano
Varias generaciones
de hembras vivíparas
1. Partenogénesis
ameiótica
Hembras sin
alas (2n)
Características y consecuencias de la meiosis
La meiosis es un tipo especial de división celular que reduce a la
mitad el número de cromosomas de las células hijas.
Tiene lugar en los organismos con
reproducción sexual.
En la meiosis tienen lugar dos
divisiones sucesivas:
Primera división meiótica
Segunda división meiótica
Se forman cuatro células haploides por
cada célula materna diploide reduciéndose
a la mitad el número de cromosomas del
núcleo original diploide.
La profase I de la meiosis
Etapa de larga duración, en la que los cromosomas homólogos se
emparejan e intercambian material hereditario.
Entrecruzamiento
Centriolos
ETAPAS DE LA PROFASE
Cromátidas
hermanas
Quiasmas
Cromosomas homólogos
apareados en sinapsis
Los filamentos de
ADN se condensan.
Los cromosomas se
hacen visibles, se
observan dos
cromátidas.
Cada cromosoma se aparea
longitudinalmente, gen a
gen, con su homólogo
formándose sinapsis.
Los
entrecruzamientos
originan la
recombinación
genética del material
hereditario
aumentando la
variabilidad genética.
Las cromátidas homólogas se unen
íntimamente en algunos puntos
quiasmas, donde tienen lugar roturas y
entrecruzamientos de fragmentos de
cromátidas.
Sobrecruzamiento y recombinación
Durante la meiosis, una
pareja de cromosomas
homólogos puede
intercambiar fragmentos
equivalentes (mismos
locus) a través de un
proceso denominado
SOBRECRUZAMIENTO.
Durante este proceso los
cromosomas homólogos
se intercambian
fragmentos de DNA
produciéndose una
RECOMBINACIÓN
genética.
1ª división meiótica
Cromosomas
homólogos
Placa metafásica doble
Profase I
Metafase I
Los pares de
cromosomas
homólogos emigran
a la placa ecuatorial
Anafase I
Se separan los
cromosomas
homólogos, yendo
cada uno a un polo
diferente
Células hijas
Telofase I
Se forman los
núcleos de las dos
células hijas ,
habiendo recibido
cada una un solo
juego de
cromosomas
2ª división meiótica
Placa metafásica sencilla
Profase II
Los cromosomas se
condensa y siguen
los pasos de la
profase de la mitosis
Metafase II
Los cromosomas se
alinean en la placa
ecuatorial
Células hijas
Cromátidas hermanas
Anafase II
Se separan las
cromáticas hermanas
de cada cromosomas
emigrando a su
respectivo polo
celular
Telofase II
Se reconstruyen los
núcleos de las
células hijas. Cada
núcleo ha recibido un
solo juego completo
de cromosomas.
Animación de la meiosis
Animación de la división I
Animación de la división
I y II
Clones y clonación
Un clon es un grupo de
o de un
genéticamente idénticos
•
es el conjunto de células que se originan por mitosis
de una única célula. Las células de un clon poseen idénticos conjuntos de
cromosomas y son genéticamente idénticas.
•
son aquellos cuyas células poseen idéntica
información genética. Los organismos que se reproducen de forma asexual
son clónicos ya que el nuevo individuo se origina mediante mitosis de una
célula, o de un grupo de células, del progenitor.
Células totipotentes y células diferenciadas
El cigoto es una célula totipotente ya que es capaz de dar origen a cada uno
de los diferentes tipos celulares que constituyen el cuerpo del adulto.
A medida que el embrión se desarrolla, esta capacidad disminuye y acaba
por desaparecer en las células diferenciadas
La diferenciación es el resultado de la
expresión deferencial de los genes
¿La diferenciación es un proceso reversible?
La diferenciación es un proceso irreversible en algunos tipos de células,
como los glóbulos rojos de los mamíferos ya que pierden el núcleo.
Tanto en plantas como en animales, si las circunstancias ambientales
son adecuadas, la diferenciación puede ser reversible.
La clonación
En la actualidad, el término clonación se utiliza para referirse al método que
permite desarrollar un animal o una planta a partir de una célula somática.
:

, consiste en eliminar el núcleo de un óvulo y
sustituirlo por el de una célula somática.

consiste en fusionar una célula somática con un óvulo al
que se le ha eliminado el núcleo
1. Extracción de células somáticas del individuo que se desea clonar
2. Estas células se cultivan en el laboratorio deteniendo su ciclo celular
en la fase G1
3. Obtención de un óvulo de una hembra de esa especie.
4. Extracción del núcleo del óvulo
5. Fusión de las células somáticas y los óvulos sin núcleo
6. Estimulación de la división de estas células para originar el embrión
7. Trasplante de los embriones jóvenes a hembra receptora
8. Si alguno de estos embriones se desarrolla con normalidad, se
habrá obtenido un clon
La clonación
Aplicaciones de la clonación
Clonación de plantas: para obtener múltiples copias de ejemplares que
presentan algún tipo de interés.
Clonación de animales: para obtener ejemplares que tengan algún valor
especial, mayor producción de leche o de carne. También se usa para
obtener modelos para investigar algunas enfermedades.
Clonación humana: Clonación terapéutica mediante la cual se persigue
obtener células totipotentes en las que, teóricamente, podría inducir la
diferenciación en determinados tejidos. Estos tejidos podrían utilizarse
en autotrasplantes.
Aplicaciones de la clonación
Esquema general