Download 1. El núcleo 2. La reproducción celular 3. El ciclo celular 4. División

1.
2.
3.
4.
El núcleo
La reproducción celular
El ciclo celular
División celular: mitosis y meiosis. Significado biológico,
semejanzas y diferencias de estos procesos
5. División del citoplasma
6. Ciclos biológicos
1. El núcleo
Es el centro de control de la célula eucariota, ya contiene la mayoría del ADN
celular y, por tanto, la información genética para casi todas las funciones celulares.
En las células animales, el núcleo suele ser aproximadamente esférico, con un
diámetro entre 4 y 6 m. En las células vegetales, aunque el tamaño es similar, el núcleo
suele presentar una forma más irregular, debida a la presión que ejercen las vacuolas,
que tienden a deformarlo.
En el núcleo hay normalmente varias moléculas de ADN de diversos tamaños. Este
número es variable para cada especie y cada molécula formará un cromosoma durante la
división celular. Este ADN como se ha estudiado se encuentra unido a proteínas,
formando la cromatina.
También en el núcleo se encuentra una cantidad variable de ARN.
El núcleo se encuentra separado del citoplasma por la envoltura nuclear, que es
una doble membrana. Esta se prolonga con el retículo endoplasmático. En algunas zonas
las dos membranas se fusionan, dando lugar a unos orificios que comunican el núcleo
con el citoplasma, denominados poros nucleares.
Estos poros no son simples aberturas en la membrana, sino que poseen una compleja
estructura de ojal, en la que participan las nucleoporinas y otras proteínas. En la parte
central existe un canal que permite la comunicación, pero no de forma indiscriminada,
ya que los componentes del canal reconocen las moléculas que pueden atravesarlo. Por
ejemplo: la caperuza de ARNm, es la señal que le permite salir 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. Parte de ésta forma la lámina nuclear o fibrosa, formada por proteínas
filamentosas, que se encuentran con la membrana interna del núcleo.
En el nucleolo se concentran los genes ribosomales, es decir, los que codifican para
el ARNr. El ADN correspondiente a estos genes contiene una región, deominada
organizador nucleolar, que permite la reunión de todos los genes ribosomales, aunque
estén dispersos en varios cromosomas.
Durante la interfase, la cromatina adopta la forma de filamento de nucleosomas y
filamento de 30 nm. Hay dos tipos de cormatina: una más condensada, la
heterocromatina, que es inactiva transcripcionalmente, y otra laxa, la eucromatina, que
se transcribe activamente. A su vez se pueden distinguir dos tipos de heterocromatina, la
constitutiva, que no tiene información genética y la facultativa que varía en los distintos
tipos celulares de un organismo, y contiene genes que no se expresan y tienen que ver
con la especialización celular.
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, en forma de filamentos
que poseen una estructura característica.
En un cromosoma pueden distinguirse las siguientes partes:
 El centrómero, que es un
estrechamiento que divide al
cromosoma en dos brazos, que
pueden ser iguales o no.
 El cinetocoro, situado a lado
del centrómero y pèrmite la
unión con los microtúbulos del
huso acromático.
 Los telómeros que son los
extremos del cromosoma y
están formados por secuencias
de ADN muy repetitivas. Están
relacionados con el número de
veces que una célula puede
dividirse.
Dado que antes de dividirse, una célula duplica su material genético, cuando se
observan los cromosomas, cada uno está formado por dos cromátidas hermanas
idénticas unidas por sus centrómeros.
Según la posición del centrómero se diferencian los siguientes tipos de cromosomas:
Metacéntrico
Submetacéntrico
Acrocéntrico o
Subtelocéntrico
Telocéntrico
Cuando los cromosomas se tiñen con colorante especiales, que distinguen el ADN
rico en GC y en AT, se observan una serie de bandas. Cada cromosoma presenta un
bandeado diferente, que permite identificarlo.
Se llama cariotipo al número, tamaño y
forma de los cromosomas metafasicos de un
determinado organismo.
A la derecha se representa el cariotipo de
un hombre.
2. La reproducción celular.
La reproducción celular es la función mediante la cual una célula se divide para obtener
2 ó más células hijas. Este proceso puede ser causado por los siguientes factores:



Aumento del tamaño del citoplasma en relación con el tamaño del núcleo.
Cuando las necrohormonas informan de la rotura de células próximas.
Aparición de diversas sustancias químicas externas.
3. El ciclo celular.
El ciclo vital de una célula se puede dividir en las siguientes etapas:




G1 – Crecimiento celular
S --- Duplicación del ADN
G2 – Periodo premitótico
M – División celular (Del núcleo y del citoplasma).
Cuando las células se especializan y pierden
la capacidad de dividirse se dice que entran
en la epata G0.
Las fases G1, S y G2 reciben el nombre de
INTERFASE y ocupa el 90% de la vida de la
célula.
4. División celular: mitosis y meiosis. Significado biológico,
semejanzas y diferencias de estos procesos
A. MITOSIS
A partir de una célula con “2n” cromosomas (Diploides), se obtienen 2 células hijas con
el mismo número de cromosomas. Se divide en cuatro fases:
PROFASE:
Desaparece el nucleolo. Se hacen visibles los cromosomas
que poseen 2 cromátidas. Desaparece la envoltura nuclear.
Se duplican los centriolos y se desplazan hacia dos polos
opuestos de la célula, formando el huso acromático.
METAFASE: Los cromosomas se sitúan en el plano
ecuatorial. Están unidos al huso acromático por el
centrómero.
ANAFASE: Las cromátidas de cada cromosoma se
separan y se dirigen a polos opuestos de la célula,
arrastradas por los microtúbulos del huso. Cada cromátida
pasa a ser un futuro cromosoma de las células hijas.
TELOFASE: Estos cromosomas hijos llegan a los polos
y dejan de ser visibles (desespiralización), pasando a
forma de cromatina. Se forman las nuevas envolturas
nucleares. El huso acromático desaparece
Posteriormente se produce la división del citoplasma dando origen a las dos células
hijas.
B. MEIOSIS
A partir de una célula con “2n” cromosomas (Diploides), se obtienen 4 células con “n”
cromosomas (Haploides), denominadas gametos. Se divide en las siguientes fases:
1ª División meiótica.
PROFASE I: Desaparece el nucleolo. Los cromosomas se hacen visibles (Leptoteno).
Los homólogos (cromosomas que llevan la información genética para los mismos
caracteres y que provienen uno del padre y otro de la madre) se unen longitudinalmente.
Este proceso se denomina sinapsis. Al unirse los cromosomas homólogos aparece una
estructura nueva denominada Tétrada o Bivalente, que representa a un cromosoma con
4 cromátidas (Zigoteno). Entre las cromátidas se observan unos puntos de unión
denominados quiasmas, que indican el intercambio genético entre las dos cromátidas
(Paquiteno). Comienzan a separarse los cromosomas homólogos, aunque todavía
permanecen unidos por los quiasmas (Diploteno). 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 (Diacinesis).
Los centriolos se duplican y se dirigen a polos opuestos de la célula.
METAFASE I: Las tétradas o bivalentes se sitúan en el
plano ecuatorial.
ANAFASE I: Cada uno de los cromosomas homólogos
se dirigen a polos opuestos de la célula, arrastrados por
los microtúbulos del huso.
TELOFASE I: Los cromosomas se agrupan en los polos.
Se produce la primera división citoplasmática dando
origen a dos células hijas haploides, ya que sólo tienen un
juego de cromosomas, aunque estos tengan dos cromátidas.
Puede formarse la envoltura nuclear y descondensarse los
cromosomas, quedando en reposo hasta la segunda división
meiótica.
2ª División meiótica. (Lo realizan las 2 células obtenidas en la 1ª división).
PROFASE II: Desaparece la envoltura nuclear. Se duplican los centriolos y se forma el
huso acromático. Si los cromosomas se descondensaron, ahora vuelven a condensarse y
ser visibles.
METAFASE II: Los cromosomas se colocan en el plano ecuatorial unidos al huso por
el centrómero.
ANAFASE II: Se separan las dos cromátidas dirigiéndose a polos opuestos de la célula.
Cada cromátida pasará a ser un cromosoma de las células hijas.
TELOFASE II: Se forman las envolturas nucleares, los cromosomas se desespiralizan.
Se produce segunda la división del citoplasma.
C. Significado biológico, semejanzas y diferencias de estos
procesos.
La MITOSIS es un proceso que utilizan los organismos unicelulares para
aumentar su número en seres idénticos y las células somáticas (no reproductoras) de los
organismos pluricelulares para aumentar su tamaño. Se mantiene toda la información
genética. Aunque las células obtenidas en principio son idénticas, en el proceso de
especialización celular pueden llegar a ser muy diferentes morfológicamente y
funcionalmente.
La MEIOSIS es un proceso utilizado para producir las células reproductoras o
gametos, que serán utilizados en la reproducción sexual de los organismos
pluricelulares. Este proceso permite que en la reproducción sexual no se duplique el
número de cromosomas en la siguiente generación. Además en la profase I se produce
intercambio genético entre los cromosomas homólogos, y de esta forma que en los
gametos exista mezcla de caracteres paternos y maternos. De esta forma se produce
variabilidad en la descendencia y se favorece el proceso de evolución de los seres vivos.
Las semejanzas entre ambos procesos son las siguientes:





Son divisiones del material del núcleo.
A partir de una célula madre se obtienen varias células hijas.
El total del material genético que interviene es el mismo.
La envoltura nuclear desaparece.
El movimiento y situación de los cromosomas es el mismo en cada una de las
fases.
Las diferencias se relacionan en forma de tabla:
MITOSIS
MEIOSIS
Se originan 2 células
Se originan 4 células
Células idénticas a la célula madre
Diferentes, denominadas gametos
No intercambio genético
Se produce intercambio genético.
Igual número de cromosomas en las La mitad
células hijas
Se produce en las células somáticas
En los órganos que originan las células
reproductoras (las gónadas)
Una sola división
2 divisiones sucesivas
Las células hijas son iguales
Los ganemos tienen diferente información
genética entre sí
No aparecen tétradas o bivalentes
Si aparecen.
En cada fase el tipo y número de cromosomas son distintos
5. División del citoplasma
Después de la división nuclear, se produce la división del citoplasma que puede
realizarse mediante los siguientes procesos:

Bipartición: A partir de una célula madre se obtienen dos células hijas
idénticas. Se produce por estrangulación en células animales y por tabicación
en vegetales.

Pluripartición: A partir de una célula madre se obtienen más de dos células
hijas, todas del mismo tamaño.

Gemación: En la célula madre aparece un abultamiento llamado yema, a
donde se dirige uno de los núcleos. Se formará una célula más pequeña que
la célula madre.

Esporulación: La célula madre se rodea de una cubierta (enquistamiento).
En su interior se divide el núcleo varias veces y cada uno se rodea de
membrana y cubierta, formando las esporas. Cuando se rompe la cubierta
externa, salen las esporas que germinarán en un medio favorable.
6. Ciclos biológicos.
Según el momento en el cual se produce la meiosis dentro del ciclo vital de los
organismos con reproducción sexual, se pueden distinguir 3 tipos de ciclos biológicos
distintos:
1. Ciclo HAPLOTE.
La meiosis tiene lugar en el cigoto,
formándose un adulto haploide, que forma gametos
por mitosis. En la fecundación se origina un cigoto
diploide que sufrirá la meiosis. Se da en algunas
algas y hongos.
2. Ciclo DIPLONTE.
La meiosis se produce durante la
gametogénesis, formándose gametos
haploides. Estos gametos durante la
fecundación darán lugar a un cigoto
diploide, del que se origina un adulto
diploide. Se da en el hombre, casi
todos los animales, vegetales
superiores, en protozoos y en algunas
algas y hongos.
3. Ciclo HAPLODIPLONTE.
Se produce una meiosis esporogénica, en un organismo diploide denominado
Esporofito. Las esporas al desarrollarse producen un organismo haploide denominado
Gametofito que forma gametos por mitosis. En la fecundación se forma el cigoto
diploide que dará lugar al Esporofito. Se da en musgos, helechos y algunos animales
como los cnidarios (pólipos y medusas).