capítulo 1 b - reproducción celular
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Ciencias Biológicas 2
© 2006
Teresa Audesirk
Gerald Audesirk
Bruce E. Byres
Continuidad de la vida
Capítulo 1: Reproducción celular
División celular
A. La división celular es un proceso controlado
• 1. La frecuencia y el lapso de tiempo de la división celular es controlada
• 2. Las células reciben señales para dividirse o no dividirse
División celular
B. El cáncer es el resultado de una división celular fuera de control.
• 1. Las células cancerosas no responden o responden incorrectamente a las señales de control
El cáncer
A. Casi uno de cada tres americanos contraerá algún tipo de cáncer
B. El cáncer al pulmón es el más común y esla patología de más rápido crecimiento.
C. Más de 500.000 muertes por año se deben al cáncer en los Estados Unidos.
D. Es la segunda causa de muerte en los Estados
Unidos y en la amyoría de los países industrializados.
El cáncer
E. El nivel de riesgo de desarrollar cáncer se puede controlar
• 1. La exposición a cancerígenos/mutágenos aumenta el riesgo.
• 2. Hábitos alimenticios.
F. Las investigaciones sobre el cáncer involucran estudios acerca de la
división celular.
El cáncer
Fisión Binaria
ADN duplicado
Membrana expandida
Punto de fijación
Pared celular
Membrana plasmática
ADN circular
Fisión Binaria
constricción
fisión
Bacteria en división
Plano de división
Pared celular
Citoplasma
MaterialNuclear
DivisiónCelular mitótica
División celular
mitótica y diferen-ciación
Funciones de la Mitosis
Tejidos
ÓrganosHuevo fertilizado(cigoto)
Etapa multicelular
Protozoo:Reproducción asexual por Mitosis
Individuos nuevos
Levaduras:Reproducción asexual por Mitosis
Las levaduras, que son hongos unicelulares, se reproducen por mitosis.
El brote se forma en la célula.
El núcleo se mueve hacia el brote.
Los brotes se separan.
Hidra: Reproducción asexual por Mitosis
Los árboles de las arboledas de álamo temblón son genéticamente idénticos
Tres arboledas individuales cerca de Aspen, Colorado.
Cada árbol crece a partir de las raíces de un solo árbol ancestral.
En el Otoño el comportamiento de sus hojas muestra la identidad genética dentro de una arboleda y las diferencias genéticas entre arboledas.
Los árboles de esta arboleda ya han perdido sus hojas.
Los árboles de esta arboleda ya han perdido sus hojas.
Los árboles de esta arboleda han comenzado a cambiar de color.
Los árboles de esta arboleda han comenzado a cambiar de color.
Los árboles de esta arboleda todavía están verdes.
Los árboles de esta arboleda todavía están verdes.
La división celular y el ciclo de la célula
A. Diferentes tipos de células tienen distintas velocidades de división celular
• 1. Algunas células de tejidos ya desarrollados nunca se dividen (células nerviosas, células del músculo equelético, glóbulos rojos)
La división celular y el ciclo de la célula
• 2. Algunas células se encuentran en estado de reposo (G0) y no entran al ciclo celular hasta que reciban una señal para hacerlo.
• 3. Otras células están continuamente entrando al ciclo celular
La división celular y el ciclo de la célula
B. La división celular resulta de una señal extracelular
• 1. Citocinesis — se secretan moléculas que se unen a receptores de membrana específicos.
– a. Microfilamentos fijos en la membrana plasmática forman un anillo en torno al cuador de la célula.
– b. Este anillo se contrae y constriñe el ecuador de la célula, hasta que el citoplasma se divide en dos células hijas nuevas.
Mitosis, Meiosis y el ciclo sexual
mitosis para el mantenimiento del organismo
meiosis en el ovario para producir óvulos
meiosis en el testículo para producir espermatozoides
óvulo espermatozoide
óvulo fecundado
mitosis para formar
estucturas corporales y crecer
embrión
bebé
mitosis para
crecer
adulto
mitosis para el mantenimiento del organismo
Un cromosoma; una doble hélicede ADN no condensado
Replicación del ADN
Un cromosoma duplicado; dos dobles hélices de ADNno condensado
Condensaciónde cromosomas
Un cromosoma duplicado; dos dobles hélices de ADNcondensado
centrómerocromátida
célulapares de bases
Condensación del cromosoma
histonas
Cromosomas humanos durante la mitosis
Cariotipo humano masculino
La tinción y fotografía del juego de cromosomas duplicados de una sola célula en proceso de división permite obtener su cariotipo.
Se disponen en orden desendente de tamaño.
Se presentan en pares (homólogos) que son semejantes en cuanto a tamaño y modalidad de tinción y que contienen un material genético similar.
telofase
metafase
anafase
divi
sión
celu
lar
G0: no hay división
interfase
Ciclo celular eucarióticoCiclo celular eucariótico
S: Síntesis de ADN; los cromosomas se duplican
G1: Crecimiento 1
G2: Crecimiento 2
profase
citocinesis
Mito
sis
Interfase : Los delgados cromosomas (azules) se hallan en estado de despliegue y aparecen como una masa en el centro de la célula. Los microtúbulos (rojos) se despliegan desde el núcleo, hacia todas las partes de la célula.
Metafase: Los cromosomas se han desplazado a lo largo del microtúbulo del huso hasta el ecuador de la célula.
Profase tardía: Los cromosomas (azules) se han condensado y fijado a los microtúbulos de las fibras del huso (rojos). Los microtúbulos se han reorganizado para formar el huso; los cromosomas, ahora condensados, son claramente visibles.
Fases de la Mitosis, 1
Separación de las cromátidas hermanas
Durante la metafase, las cromátidas hermanas se mantienen unidas al centrómero.
Al final de la metafase, el centrómero libera a las cromátidas hermanas.
En la anafase, ellas se desplazan hacia los polos opuestos.
Durante la metafase, las cromátidas hermanas se mantienen unidas al centrómero.
Al final de la metafase, el centrómero libera a las cromátidas hermanas.
En la anafase, ellas se desplazan hacia los polos opuestos.
Anafase: Las cromátidas hermanas se han separado y un juego de cromosomas se desplaza a lo largo del microtúbulo del huso hacia cada uno de los polos de la célula.
Telophase: Los cromosomas han formado dos agrupamientos, cada uno en el lugar que ocupará el futuro núcleo.
Reanudación de la interfase: Los cromosomas se relajan nuevamente para adoptar su estado desplegado. Los microtúbulos del huso desaparecen y los microtúbulos de las células hijas se reorganizan para adoptar el patrón propio.
Fases de la Mitosis, 2
Mitosis:Profase - Metafase
Los cromosomas se han duplcado, pero permanecen alargados dentro del núcleo.
Interfase Interfase tardíatardía
También los centríolos se han duplicado.
Los cromosomas se condensan y se acortan.
ProfaseProfaseTempranaTemprana
Los centríolos comienzan a separarse cuando se inicia la formación de los microtúbulos del huso.
Los microtúbulos del huso se fijan al cinetocoro (punto rojo) de cada cromátida hermana.
El nucléolo desaparece; la envoltura nuclear se desintegra
Profase Profase TardíaTardía
Las interacciones entre los cinetocoros y los microtúbulos alinean los cromosomas en el ecuador de la célula.
MetafaseMetafase
MitosisAnafase - Citocinesis
Los microtúbulos del huso libres se deslizan unos respecto a otros y separan los polos empujándolos.
Las cromátidas se separan por el centrómero y se convierten en cromosomas independientes.
Un juego completo de cromosomas comienza a desenroscarse (estirarse) para asumir el estado desplegado.
Se comienzan a formar denuevo las envolturas nucleares y se inicia la desaparición de los microtúbulos del huso.
El citoplasma se divide a lo largo del ecuador de la célula progenitora
Cada célula hija recibe un núcleo y aproximadamente la mitad del citoplasma original.
Los microtúbulos del huso desaparecen, la envoltura nuclear se forma nuevamente.
AnafaseAnafase TelofaseTelofase CitocinesisCitocinesisPróx.Próx.
InterfaseInterfase
Citocinesis de una célula ciliada
Surco de separaciónSurco de separación
Células hijasCélulas hijas
Citocinesis en una célula vegetal
Separación total de las células hijas.
La vesículas de fusionan para formar una nueva pared celular y membranas plasmáticas entre las células hijas.
pared celular
Las vesículas llenas decarbohidratos formanla placa celular
La reproducción sexual utiliza un tipo especial de división celular
A. Reproducción asexual por mitosis
B. Reproducción sexual por meiosis
La reproducción sexual utiliza un tipo especial de división celular
C. La reproducción sexual ocurre en los organismos diploides
• 1. Los organismos diploides poseen cromosomas homólogos
La reproducción sexual utiliza un tipo especial de división celular
D.D. Características de la meiosisCaracterísticas de la meiosis
• 1. Ocurre en las células sexuales y produce gametos1. Ocurre en las células sexuales y produce gametos
• 2. Como resultado de la división se obtienen células 2. Como resultado de la división se obtienen células haploideshaploides
• 3. Involucra dos divisiones secuenciales y da como 3. Involucra dos divisiones secuenciales y da como resultado 4 célulasresultado 4 células
• 4. Produce células que son genéticamente 4. Produce células que son genéticamente diferentes.diferentes.
Meiosis I
Profase I Metafase I Anafase I Telofase I
Los cromosomas homólogos intercambian ADN y se alinean por pares.
Los cromosomas homólogos se aparean y se entrecruzan
Los cromosomas homólogos se desplazan hacia polos opuestos
Meiosis II
Profase II Metafase II Anafase II Telofase IIcuatro células haploides
Es similar a la Mitosis
Entrecruzamiento
Los homólogos se aparean.
Cadenas de proteínas “cierran” los cromosomas homólogos como una cremallera.
Las enzimas de recombinación cortan y separan las cromátidas y las vuelven a unir.
Los homólogos se separan con nuevas cominaciones de genes.
Comparación de los husos formados durante la mitosis y la meiosis I.
Meiosis I: Cromosomas duplicados, cada uno con un cinetocoro; Los homólogos apareados se desplazan hacia polos opuestos.
Meiosis I: Cromosomas duplicados, cada uno con un cinetocoro; Los homólogos apareados se desplazan hacia polos opuestos.
Mitosis: Cromosomas duplicados, cada uno con un cinetocoro; los homólogos no están apareados las cromátidas hermanas se separan y se desplazan hacia polos opuestos.
Mitosis: Cromosomas duplicados, cada uno con un cinetocoro; los homólogos no están apareados las cromátidas hermanas se separan y se desplazan hacia polos opuestos.
Meiosis / Mitosis:Fases comparables
Escenarios de alineamiento de los cromosomas en la Metafase
Reproducción sexual
G. Errores en la meiosis
• 1. No disyunción — Falla en la separación de los pares de cromosomas homólogos en la anafase de la meiosis I, por lo que los cromosomas no se agregan correctamente a las células hijas.
– a. Resultan gametos con un número anormal de cromosomas.
– b. Los embriones producto de la fusión de gametos con número anormal de cromosomas abortan espontáneamente y representan de 20% a 50% de todos los embarazos malogrados.
G. Errores en la meiosis
• 2. No disyunción de los autosomas
– a. Trisomía 21— Síndrome de Down– b. Trisomía 13 — Síndrome de Patau– c. Deleción del cromosoma 5 — Síndrome de Cri
du chat
Reproducción sexual
• 3. No disyunción de los cromosomas sexuales
– a. Síndrome de Turner (XO)– b. Trisomía X (XXX)– c. Síndrome de Klinefelter (XXY)– d. Machos XXY
• 4. Reproducción partenocárpica
Reproducción sexual
Fin