Download Tema 1- Reproducción celular Ciclo celular, Mitosis y Meiosis

Reproducción celular
Marta Gutiérrez del Campo
El ciclo celular
CONCEPTO
La vida de una célula consta de dos etapas diferentes: interfase y división
El conjunto de ambas componen el ciclo celular.
El ciclo celular
PERIODOS
La interfase se puede subdividir para su estudio en tres periodos: G1, S y G2.
1. El periodo G1 sigue a la mitosis anterior y corresponde a la fase de
desarrollo de la célula.
2. El periodo S es el de síntesis de ADN.
3. El periodo G2 es el que antecede a la mitosis. En este periodo los
cromosomas están ya duplicados: dos cromátidas con uniones a nivel del
centrómero.
División celular
DURACIÓN.
La duración de los periodos G1, S, G2 y de la mitosis (M) depende del tipo
de célula que se trate.
Un caso típico de duración de un ciclo celular es el de los cultivos de
células HeLa en las que un ciclo celular dura 20 horas y cada fase
tiene la siguiente duración:
G1..... 8 horas
S ..... 6 horas
G2..... 5 horas
M...... 1 hora
El núcleo en división
CROMOSOMAS
1.
2.
3.
4.
5.
Las cromátidas: estructuras idénticas en morfología e
información ya que contienen cada una molécula de
ADN constituida por un esqueleto proteico, situado en
el interior, alrededor del cual se disponen muy
apelotonados el ADN y las proteínas que forman el
cromosoma.
El centrómero: región que se fija al huso acromático
durante la mitosis. Se encuentra en un estrechamiento
llamada constricción primaria, que divide a cada
cromátida del cromosoma en dos brazos. En el
centrómero se encuentran los cinetocoros.
Los telómeros: Al extremo de cada brazo del
cromosoma se le denomina telómero. Los telómeros
serán una suerte de "reloj celular" que determinaría el
número de ciclos celulares que puede tener una célula.
El organizador nucleolar.: En algunos cromosomas se
encuentra la región del organizador nucleolar (NOR). En
ella se sitúan los genes que se transcriben como ARNr.
EI satélite (SAT): Es el segmento del cromosoma entre
el organizador nucleolar y el telómero correspondiente.
Sólo poseen satélite aquellos cromososmas que tienen
NOR.
El núcleo en división
TIPOS DE CROMOSOMAS
Orgánulos constantes en número, forma y características.
1.
Los cromosomas de una célula pueden ser diferentes
unos de otros, la diferencia está en la posición del
centrómero:
a.
b.
c.
d.
Metacéntricos
Submetacéntricos
Acrocéntricos
Telocéntricos
http://www.youtube.com/watch?v=nVbaULi0VF4&feature=PlayList&p=7093B2A2806AC36B&playnext=1&pl
aynext_from=PL&index=9
http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/2bachillerato/La_celula/activ18c.htm
http://www.educa.madrid.org/web/cc.nsdelasabiduria.madrid/Ejercicios/2b/Biologia/Genetica/cromosomas.ht
m
El núcleo en división
NÚMERO DE CROMOSOMAS
CARIOTIPO
1.
2.
3.
4.
5.
Se llama cariotipo al número, forma y tamaño de los
cromosomas de una determinada especie. Esto es, al
conjunto de los cromosomas de una célula.
El número de cromosomas de las células somáticas (no
reproductoras) de la mayoría de los animales, plantas y
hongos es siempre par, excepto si se tienen anomalías en
el número de cromosomas.
En los ideogramas los cromosomas se agrupan por
parejas de homólogos.
El número de cromosomas de cada serie recibe el nombre
de número haploide o n y, como ya se ha dicho, ha sido
heredado de uno de los progenitores. El número total de
cromosomas es el número diploide o 2n.
En muchos grupos de seres vivos, por ejemplo en los
mamíferos, los cariotipos del macho y de la hembra son
diferentes. Así la mujer tiene dos cromosomas X (XX
homogamética) y el hombre tiene un cromosoma X y otro
Y (heterogamético- XY). Estos cromosomas que
determinan el sexo se llaman, por ser distintos,
heterocromosomas. En las aves es al contrario, el macho
es homogamético (ZZ) y la hembra heterogamética
(ZW). El resto de los cromosomas que no determinan el
sexo son los autosomas.
División del núcleo
MITOSIS
Aunque la mitosis es un proceso continuo se acostumbra a dividirlo, para su
estudio y reconocimiento, en cuatro fases distintas llamadas: profase, metafase,
anafase y telofase.
División del núcleo
MITOSIS - FASES
PROFASE:
Comienza con la conversión de la CROMATINA en
CROMOSOMAS (1), seguiremos teniendo lo mismo, pero de
forma diferente: las dos cadenas que son completamente
idénticas (ya que una se ha formado por replicación de la
otra) se espiralizan juntas originando las cromátidas del
cromosoma.
Se duplican los centriolos (2).
La membrana nuclear desaparece (3).
Cuando ya ha desaparecido la membrana nuclear, los
centriolos migran hacia los polos (extremos) de la célula (4),
apareciendo entre los dos pares de centriolos una serie de
fibras de proteína dispuestas de polo a polo que reciben el
nombre en conjunto de HUSO ACROMÁTICO (5).
Los cromosomas ya formados se mueven y se unen a una
fibra del huso por su centrómero (un sólo cromosoma por
fibra) (6), de manera que las cromátidas miran hacia los polos
de la célula.
Cuando se han unido se van moviendo hasta situarse en el
centro de la célula.
En la célula vegetal no existen centriolos y a veces no se ve
el huso acromático.
División del núcleo
MITOSIS - FASES
METAFASE:
Es una fase breve en la que todos los cromosomas se encuentran situados en el ecuador (parte media) de
la célula, formando una figura muy característica llamada PLACA ECUATORIAL (1). Tras colocarse aquí
comienza la siguiente fase.
Esta es la fase más adecuada para la observación de los cromosomas. Para ello se rompe la célula, por
ejemplo: mediante choque osmótico, si ello es posible, y los cromosomas se tiñen, se aplasta para que se
extiendan y a continuación se fotografían.
División del núcleo
MITOSIS - FASES
ANAFASE:
Las cromátidas se separan y se desplazan hacia los
centriolos, al tiempo que van desapareciendo las fibras del
huso.
El movimiento parece ser que se produce por un
desensamblaje de los microtúbulos. Al desplazarse cada
cromátida, sus brazos se retrasan formando estructuras en V
con los vértices dirigidos hacia los polos.
En este momento ya se ha repartido el material hereditario
(las cadenas de ADN) de forma idéntica en dos partes.
División del núcleo
MITOSIS - FASES
TELOFASE:
Es como una profase al revés, los cromosomas se
desespiralizan y se transforman en cromatina (2); aparece la
membrana nuclear (1), quedando una célula con dos núcleos.
Poco a poco los cromosomas van descondensándose y se
desfiguran adquiriendo el núcleo un aspecto cada vez más
interfásico, los nucleolos comienzan a reaparecer.
Aquí concluye la mitosis.
División del núcleo
MITOSIS
1. A nivel genético representa un sistema de reparto equitativo e idéntico de
la información genética. Ambas células hijas tendrán la misma información
genética, que es la misma que poseía la célula madre.
2. A nivel celular la mitosis permite la perpetuación de una estirpe celular y
la formación de colonias de células (clones celulares).
3. A nivel orgánico la mitosis permite el crecimiento y desarrollo de los
tejidos y de los órganos de los seres pluricelulares y la reparación y
regeneración de los mismos. De esta manera, todas las células de un
organismo pluricelular, a excepción de las células sexuales, dispondrán de
idéntica información genética.
4. Como conclusión esta relacionado con la reproducción asexual.
División del citoplasma
CÉLULA ANIMAL
No es una fase de la mitosis. Es la división del citoplasma en dos partes, con la repartición
aproximada de los orgánulos celulares. En las células animales se hace por estrangulación, desde
fuera hacia adentro, y en las vegetales se hace por crecimiento de la pared celular desde dentro hacia
afuera. El resultado final es que la célula madre se ha transformado en dos células hijas idénticas
genéticamente.
División del citoplasma
CÉLULA VEGETAL
Aparece un sistema de fibras formado por microtúbulos en forma de barril: el
fragmoplasto. En su plano ecuatorial se depositan pequeñas vesículas que
provienen de los dictiosomas del aparato de Golgi. Estas vesículas contienen
sustancias pécticas que formarán la lámina media. Todo ello crece de dentro a
fuera. La división no es completa entre ambas células hijas, manteniéndose
algunos poros de comunicación: los plasmodesmos, al quedar capturados entre
las vesículas elementos del retículo.
División del núcleo
MEIOSIS
Es un mecanismo de división celular que permite la obtención a partir de
células diploides (2n) de células haploides (n) con diferentes combinaciones
de genes.
La meiosis es en realidad una doble división (de las cuales la segunda es como
una mitosis normal) que se da exclusivamente en células diploides. El proceso
comienza igual que la mitosis, es decir, con una replicación previa de todas las
cadenas de ADN al final de la interfase, de manera que al comenzar la división
tenemos doble número de cadenas; tras la duplicación comienza la meiosis.
División del núcleo
MEIOSIS – DIVISIÓN I
PROFASE I:
Es similar a la de mitosis en cuanto a que es una fase de
preparación:
- desaparece la membrana nuclear (3)
- se espiralizan las cadenas de ADN, apareciendo los
cromosomas (1)
- se duplican los centriolos (2) y migran a los polos (4)
- se forma el huso acromático (6)
- cada par de cromosomas se une a una fibra del huso (5)
Dada su duración y complejidad se subdivide en cinco etapas: leptoteno, zigoteno, paquiteno, diploteno
y diacinesis.
División del núcleo
MEIOSIS – DIVISIÓN I
PROFASE I:
1.
Leptoteno: Los cromosomas aparecen como largos filamentos que
de trecho en trecho presentan unos gránulos: los cromómeros.
2.
Zigoteno:
En
esta
etapa
los
cromosomas homólogos se aparean
punto por punto en toda su longitud:
sinapsis. Producto de la sinapsis, se
forma una estructura observable solo
con el microscopio electrónico, llamada
complejo sinaptonémico.
División del núcleo
MEIOSIS – DIVISIÓN I
PROFASE I:
3.
Paquiteno: Los pares de cromosomas homólogos aparecen
íntimamente unidos: bivalentes. Se puede ya observar que cada
cromosoma tiene sus dos cromátidas. Mientras están estrechamente
unidos tienen lugar roturas entre cromátidas próximas de cromosomas
homólogos que intercambian material cromosómico. Este intercambio
se llama entrecruzamiento o sobrecruzamiento (crossing-over) y
supone una redistribución cromosómica del material genético
4.
Diploteno: Los bivalentes inician su separación, aunque se
mantienen unidos por los puntos donde tuvo lugar el
sobrecruzamiento, estas uniones reciben ahora el nombre de
quiasmas y permiten ver los puntos en los que hubo
sobrecruzamientos.
División del núcleo
MEIOSIS – DIVISIÓN I
PROFASE I:
5.
Diacinesis:
Las cromátidas aparecen muy condensadas
preparándose para la metafase. La separación entre bivalentes
persiste y permanecen los quiasmas.
Una vez realizada la recombinación en todos los cromosomas
cada par de homólogos se une a una fibra del huso (5), es
decir, se colocan dos cromosomas por cada fibra del huso
acromático, en lugar de un cromosoma por fibra como sucedía
en la mitosis; luego los pares se desplazan para colocarse en
el centro de la célula.
División del núcleo
MEIOSIS – DIVISIÓN I
METAFASE I:
Los pares de cromosomas homólogos se sitúan en la parte media de la célula formando la placa ecuatorial
(1).
Los bivalentes se disponen sobre el ecuador del huso, pero lo hacen de tal forma que los dos cinetocoros
que tiene cada homólogo se orientan hacia el mismo polo.
División del núcleo
MEIOSIS – DIVISIÓN I
ANAFASE I:
Se produce la separación y migración de los cromosomas homólogos, por lo que a diferencia de lo que
sucedía en la mitosis, los que se desplazan son cromosomas enteros en lugar de cromátidas. 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.
La distribución al azar de los cromosomas es una de las fuentes de variabilidad.
División del núcleo
MEIOSIS – DIVISIÓN I
TELOFASE I:
Como en la telofase normal, se puede regenerar nuevamente el núcleo (1), iniciándose inmediatamente la
División II."
Dos células hijas cuyos núcleos tienen cada uno n cromosomas con dos cromátidas.
Citocinesis I: La célula binucleada divide su citoplasma en dos, quedando dos células hijas que van a
entrar en la segunda división meiótica.
División del núcleo
MEIOSIS – DIVISIÓN II
Es como una mitosis normal que se da simultáneamente en las dos células hijas; en profase II se unen
cromosomas individuales a las fibras del huso y en anafase II se separan cromátidas; al final de la
citocinesis II tendremos cuatro células hijas que tendrán cada una la mitad de las cadenas de ADN que
tenían en la interfase; serán por tanto células haploides cuya función será la de intervenir en la fecundación,
es decir, serán gametos. En las células vegetales la meiosis es similar pero con las mismas diferencias que
en la mitosis normal.
Las dos células anteriores separan en la anafase II las cromátidas de sus n cromosomas. Surgen así 4
células con n cromátidas cada una.
.
División del núcleo
MEIOSIS
1.
A nivel genético El sobrecruzamiento da lugar a nuevas combinaciones de genes en los
cromosomas, es responsable de la recombinación genética. Por otra parte, cada una de las
cuatro células finales dispone de un conjunto de n cromátidas que no es idéntico al de las
otras. Tanto el sobrecruzamiento como el reparto de las cromátidas 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.
2.
A nivel celular La meiosis da lugar a la reducción cromosómica. Las células diploides se
convierten en haploides.
3.
A nivel orgánico 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. La meiosis es un mecanismo directamente implicado en la formación de gametos y
esporas. En muchos organismos los gametos llevan cromosomas sexuales diferentes y son los
responsables de la determinación del sexo, en estos casos la meiosis está implicada en los
procesos de diferenciación sexual.
4.
Como conclusión esta relacionado con la reproducción sexual.
División del núcleo
DIFERENCIAS ENTRE MITOSIS & MEIOSIS
El ciclo
celular
comprende las fases
G1
S
G2
M
Individuos
idénticos
comprende
la
comprenden
la
Interfase
División
celular
Asexual
implica una
La reproducción
Mutaciones
se pueden dar
permiten
la
puede ser
Variabilidad
descendencia
ocurre una
Sexual
Evolución de
la especie
permite la
la realizan las células
Somáticas
realizan
la
Mitosis
realizan
la
Meiosis
Haplonte
según cuando ocurra
se distinguen
ocurren
dos
comprende
permite la
Reproductoras
pueden
Ciclos
ser
biológicos
Diplonte
Diplohaplonte
presenta
Alternancia de
generaciones
Gametofito
con
individuo
Esporofito
origina
Cariocinesis
Citocinesis
Diviones
meióticas
Células
reproductoras
Recombinación
génica
productor de
son
Gametangios
puede ser por
Meiosporas
ocurre
en
Animales
Gametos
Gónadas
Tabicación
ocurre
en
productor de
son células
Vegetales
Haploides
(n)
pueden ser
Masculinos
Femeninos
son
son
Diploides
(2n)
Anterozoides
Espermatozoides
Óvulos
Oosfera
se originan los
Estrangulación
se originan en los
se originan los
donde tiene lugar