ciclo celular, replicación del adn y reproducción celular. tema 8
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Temario de 2º de Bachiller. Tema 8. La reproducción celular, Incluye animaciones de replicación, control del ciclo celular, mitosis y meiosisTRANSCRIPT
• El ciclo celular• Interfase
• Fase G1• Fase S• Fase G2
• Control del ciclo celular• Replicación del ADN• Modelos de replicación del ADN • Experimentos de Meselson y Stahl• Características generales de la
replicación• Replicación en procariotas
• Fase de iniciación• Fase de elongación• Actividad de las ADN polimerasas • Terminación del proceso
• Corrección de errores• Replicación en los eucariontes
• Muerte celular• Mitosis
• Profase• Metafase• Anafase• Telofase
• Citocinesis• Otros procesos de división celular• Meiosis
• Fases de la meiosis• Importancia biológica de la meiosis • Mitosis vs Meiosis:• Reproducción asexual• Reproducción sexual• Ciclos biológicos: haplonte, diplonte y
diplohaplonte
Índice:
Diferenciación MuerteDivisión
El ciclo celular
El ciclo celular es un conjuntoordenado de sucesos queculmina con el crecimiento de lacélula y la división en dos célulashijas.
Puede durar desde unas pocashoras hasta varios años (dependedel tipo de célula)
Se divide en dos fases:
1. Interfase2. Fase M (mitosis y citocinesis)
Interfase• Periodo de tiempo entre dos mitosis sucesivas• Ocupa la mayor parte del tiempo del ciclo celular. • La actividad metabólica es muy alta.• La célula aumenta de tamaño y duplica el material genético.
Periodos o fases de la interfase:
• Fase G1 (Fase G0)• Fase S• Fase G2
• Es la primera fase de crecimiento. Durahasta la entrada en la fase S.
• Hay una intensa actividad biosintética.• Se sintetizan ARN y proteínas para que la
célula aumente de tamaño.• En las células que no entran en mitosis, esta
fase es permanente y se llama G0 (estadode reposo o quiescencia).
• G0 es un estado propio de célulasdiferenciadas, que entran en quiescencia oque van a morir (apoptosis).
• Las decisiones que se toman en G1 dependen de complejos molecularesllamados puntos de control, basados en quinasas dependientes deciclinas (CdKs)
• El principal punto de control se denomina punto de restricción y decidesi la célula entra en fase S o no.
Fase G1 :
Durante la fase G1 la célula comprueba las condiciones externas e internasy decide si continuar con el ciclo celular o no. En metazoos, el avance delciclo celular está condicionado por:
• Señales externas: adhesión, factores tróficos o mitógenos queemiten otras células del organismo.
• Señales internas: Son aquellas que informan del estado de saludde la célula, como una correcta dotación de elementos celularestras la división, una segregación correcta de loscromosomas, etcétera.
Si todas estas señales son propicias la célula crecerá en tamaño y sepreparará para entrar en la fase S.
• Una vez doblado su tamaño se inicia laduplicación del ADN, la síntesis de histonas y laduplicación de los centrosomas (en célulasanimales)
• Aparecen los cromosomas con dos cromátidascada uno, unidas por el centrómero.
• Es importante tener en cuenta que no todo elADN se está replicando a la vez. Se estima queen cualquier momento de la fase S se estácopiando entre un 10 y un 15 % del ADN total.
• Si se detectan roturas del ADN, mediante lossistemas de control, la copia del resto del ADNse detiene.
Fase S :
• Es la segunda fase de crecimiento, hay un ligero aumento de tamaño.• Se sintetizan proteínas necesarias para la inminente división celular.• Acaba con el inicio de la condensación de los cromosomas y la entrada
en mitosis.• Durante esta etapa, sin embargo, se comprueba si ha habido errores
durante la replicación del ADN y si se ha producido su duplicacióncompleta. Si éstos defectos son detectados la célula no entrará en faseM y el ciclo celular se detendrá hasta que los daños sean reparados o elADN sea completamente copiado.
• Por tanto, existe un punto de control en esta fase.
Fase G2 :
Fases del ciclo celular
Fase G1 Sub Fase G0 Fase S Fase G2
Actividad bioquímica intensa. Activa síntesis de proteínas.
La célula aumenta el tamaño y número de sus enzimas, ribosomas, etc.
Algunas estructuras son sintetizadas desde cero (microtúbulos y filamentos, formados por proteínas).
Las estructuras membranosas (lisosomas, vacuolas, etc.) derivan del R.E., que se renueva y aumenta su tamaño por la síntesis de lípidos y proteínas.
Se replican mitocondrias y cloroplastos.
Esta etapa sólo se genera en células que permanecen latentes durante un período de tiempo determinado, por ejemplo: neuronas, glóbulos rojos, etc.
Ocurre la duplicación del ADN y de las histonas y proteínas asociadas al mismo.
Es un proceso anabólico.
Ocurren los preparativos finales para la división celular.
Los cromosomas recién duplicados comienzan a enrollarse y condensarse en forma compacta.
La duplicación del par de centríolos se completa.
La célula comienza a ensamblar las estructuras requeridas para la etapa de división celular.
http://highered.mcgraw-hill.com/sites/0072943696/student_view0/chapter3/animation__how_the_cell_cycle_works.html
Las células controlan el momento de inicio de cada una de las fases paraevitar fallos en el ciclo vital. Para ello las células detienen el avance delciclo en determinados puntos de control de modo que no se pasa deuna fase a la siguiente hasta que las etapas procedentes se hayandesarrollado con satisfacción.
Los puntos de control son:
• Transición de G1 a S: iniciación de la replicación. • Paso de G2 a M: iniciación de la mitosis. • Avance de metafase a anafase.
REGULACION DEL CICLO CELULAR
Punto de restricción
FACTORES DE CRECIMIENTO
CELULAS ANIMALES
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¿Están todos los cromosomas alineados en el huso?
¡FINALIZAR MITOSIS!
Maquinaria de la mitosis
Maquinaria de replicación del DNA
¿Se ha replicado todo el DNA?
¿Es el entorno favorable?
¿Tiene la célula el tamaño adecuado?
CONTROL DE LA FASE G2
CONTROL DE LA FASE G1
¡COMENZAR MITOSIS!
¡ENTRAR EN CICLO! Crecimiento
celular
¿Es el entorno favorable?
¿Tiene la célula el tamaño adecuado?
Entorno
Crecimiento celular
Entorno
PUNTOS DE CONTROL DEL CICLO CELULAR
CONTROL DE LA FASE S
¡CONTINUAR LA SÍNTESIS DE
DNA!
¿Se ha producido daño en el DNA?
¿Se ha producido daño en el DNA?
¿Se ha producido daño en el DNA?
¿Se ha producido daño en el DNA?
CONTROL DE LA METAFASE
El punto R: regula el paso de la fase G1 a lafase S; este momento la célula decide sientra o no en la siguiente fase tras evaluar sihay algún daño en el ADN, si el tamañocelular es el adecuado para dar lugar a doscélulas hijas y, en conclusión, si tiene lacapacidad suficiente para completar el ciclo.
Si la evaluación es negativa la céluladeterminara el proceso y entrara en la faseGo. Las células especializadas se encuentranindefinidamente en este estado ya que haperdido su capacidad mitótica; otros tipos decélulas pueden retornar a la fase G1 si esestimulado por algún agente mitógeno.
R
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CONTROL CICLO CELULAR
PROTEÍNAS CLAVE:
- Quinasas dependientes de ciclina o Cdk
- Ciclinas
Punto de control 1:
Cdk + Ciclina G1
Quinasa de inicio
Comienza fase S Duplicación ADN
• Punto de control G2 : regula el paso de la fase G2 a la mitosis : decide si se inicia o no la mitosis tras comprobar que se ha replicado el ADN y que este no contiene ningún fallo.
• Punto de control M: este punto supervisa que el huso mitótico se forme adecuadamente y que los cromosomas estén alineados correctamente en el huso durante la metafase.
• Se detendría la mitosis en caso de que la alineación de los cromosomas es incorrecta.
• El control lo ejercen gracias a una serie de proteínas entre las que destacan las ciclinas y las quinasas dependientes de ciclinas (CDK)
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CONTROL CICLO CELULAR
PROTEÍNAS CLAVE:
- Quinasas dependientes de ciclina o Cdk
- Ciclinas
Punto de control 2:
Cdk + ciclina mitótica
Factor promotor de Mitosis Mitosis
http://www.mhhe.com/sem/Spanish_Animations/sp_control_cell_cycle.swf
Durante el ciclo celular, tanto en el punto de control G1 como G2 se verifica laintegridad del ADN. Ante la presencia de ADN dañado se genera una señal que retrasala entrada en fase M. El mecanismo depende de una proteína llamada p53, que seacumula en la célula en respuesta a las alteraciones de ADN, deteniendo el sistema decontrol en G1 y por lo tanto impidiendo la posterior entrada en mitosis.
El gen p53 es uno de los genes supresores de tumores más conocidos y cuando el dañoen el ADN es irreparable provoca:
• Detención del ciclo (arresto celular)• Participa en la apoptosis (muerte celular programada) forzando a las células al
suicidio.
Las células que presentan los dos alelos del gen p53 mutados, tendrán proteína p53 noactiva y por lo tanto continuarán dividiéndose a pesar del daño en su genoma, por lotanto desarrollarán cáncer. Las mutaciones del gen p53 presenta una alta incidencia enla mayoría de los cánceres humanos
Proteína p53, el guardián del genoma
Replicación del ADN• Es el proceso necesario para que se realice la división
celular.
• Ocurre en la fase S del ciclo celular.
• El mecanismo de replicación se basa en la
complementariedad de bases.
• Inicialmente se plantearon tres posibles modelos de
replicación:
o Modelo conservativo
o Modelo dispersivo
o Modelo semiconservativo
Posibles modelos en la replicación del ADN
CONSERVATIVO
DISPERSIVO
SEMICONSERVATIVO
RESULTADOS DEL EXPERIMENTO
Experimento de Meselson y Stahl
CONTROL (Centrifugación del ADN conocido)
ADN 14N ADN 15N 1ª generación 2ª generación 3ª generación
Descarta el modelo conservativo
Descarta el modelo dispersivo
INTERPRETACIÓN DEL EXPERIMENTO
Cultivo con 15N Cultivo con 14N1ª generación
2ª generación
3ª generación
ADN 14N y ADN 15N
http://biologia.uab.es/genomica/swf/dna.htm
Experimentos de Meselson y Stahl
http://highered.mcgraw-hill.com/olc/dl/120076/bio22.swf
Replicación del ADN
http://highered.mcgraw-hill.com/olc/dl/120076/micro04.swf
http://www.johnkyrk.com/DNAreplication.esp.html
Experimentos de Hershey y Chase
http://highered.mcgraw-hill.com/sites/9834092339/student_view0/chapter14/hershey_and_chase_experiment.html
Replicación del ADN – Características generales
1. Proceso de duplicación del ADN mediante un modelo semiconservativo.2. Comienza en sitios específicos (orígenes de replicación)3. El proceso de replicación es bidireccional4. Las dos hebras nuevas se van alargando progresivamente, por adición
secuencial de nucleótidos5. La replicación siempre se produce en sentido 5' → 3', siendo el extremo
3'-OH libre el punto a partir del cual se produce la elongación del DNA. 6. Como las dos hebras de ADN son antiparalelas, una de las hebras se
sintetiza de forma continua y otra de forma discontinua.7. El proceso de duplicación está catalizado por las enzimas ADN
polimerasas (aunque intervienen muchas otras enzimas en el proceso)8. Hay una corrección de errores para asegurar la fidelidad de las copias
Replicación en procariotas
• El proceso se ha estudiado en la bacteria E. Coli• Consta de las siguientes fases:
1. Iniciación2. Elongación3. Terminación
• Durante la elongación se da una corrección de errores
• El proceso de replicación de DNA es el mecanismo que permite al DNAduplicarse (es decir, sintetizar una copia idéntica).
• Esta duplicación se produce según el modelo semiconservativo, lo queindica que las dos cadenas complementarias del DNA original, alsepararse, sirven de molde cada una para la síntesis de una nuevacadena complementaria de la cadena molde.
http://highered.mcgraw-hill.com/sites/9834092339/student_view0/chapter14/bidirectional_dna_replication.html
Fase de iniciación
Los orígenes de replicación son los puntos fijos que estána partir de los cuales se lleva cabo la replicación, queavanza de forma secuencial formando estructuras conforma de horquilla.
1. Procariontes: Un origen de replicación.
2. Eucariontes: Múltiples orígenes de replicación.
El DNA se replica desenrollando la hélice y rompiendo los puentes de hidrógeno
entre las hebras complementarias.
La replicación comienza en sitios específicos del ADN conocidos como“origen de replicación” o región oriC.
El DNA se replica desenrollando la hélicey rompiendo los puentes de hidrógenoentre las hebras complementarias.
Se forma la burbuja de replicación, condos horquillas de replicación, que se vanextendiendo en las dos direcciones:replicación bidireccional
Comienza la fase de elongación.
Fases de la replicación: iniciaciónConsiste en el desenrollamiento y apertura de la doble hélice de ADN
Ori C
Proteínas específicas
La helicasa rompe los enlaces de hidrógeno entre
las bases y abre la doble hélice
Proteínas SSB
Helicasa
Topoisomerasa
Girasa
Evitan las tensiones debidas a un superenrrollamiento
Impiden que el ADN se vuelva a enrollar
Las proteínas específicas se unen al punto de iniciación Burbuja de
replicación
Resumen
1. Reconocimiento del OriC por proteínas especificas2. Las helicasas rompen los puentes de H3. Las girasas y topoisomerasas alivian las tensiones del
desenrrollamiento.
4. Las proteínas SSB evitan que se vuelvan a unir las cadenas sencillas y se enrollen de nuevo
5. Formación de la burbuja de replicación
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Fase de elongación
Se sintetiza la nueva hebra de ADN sobre la hebra original. Se debe a la actuación de las ADN polimerasas. En procariotas hay tres y su función es doble:
1. Actividad polimerasa. Va uniendo los desorribonucleotidos trifosfatoscomplementarios a la cadena original.
2. Actividad exonucleasa. Elimina nucleótidos mal emparejados y trozos de ARN cebador
Actividad de las ADN polimerasasJunto a las enzimas que participan en la iniciación, en esta fase actúan
las ADN polimerasas.
POLIMERASAEXONUCLEASA POLIMERIZACIÓN
INICIACIÓN
dirección función dirección función
I5’ 3’
3’ 5’
elimina cebador
reparación
5’ 3’ síntesis no
II 3’ 5’ reparación 5’ 3’ síntesis no
III 3’ 5’ reparación 5’ 3’ síntesis no
La ADN pol III crea la mayor parte del ADN nuevo, la ADN pol I elimina los cebadores y rellena los huecos y la ADN pol II interviene en la corrección de errores
La ADN polimerasa no puede actuar desde un principio, necesita un pequeño fragmento sobre el que empezar a añadir nucleótidos.
Este primer fragmento es un trozo de unos 10 nucleótidos de ARN llamado cebador o primer, que presenta el extremo 3’ libre
El primer es sintetizado por una ARN polimerasa o primasa, que actúa en la zona donde comienza la replicación.
A partir de este fragmento, la ADN polimerasa comienza la adición de nucleótidos sobre el extremo 3’ libre.
Este enzima recorre la cadena molde en sentido 3’5’ y sintetiza la nueva cadena en sentido 5’3’ (las cadenas de ADN son antiparalelas)
El mecanismo de elongación es distinto en las dos cadenas:
1. En una de las cadenas, la hebra conductora, la síntesis es continua.
2. En la otra cadena, la hebra retardada, se produce una síntesis a basede pequeños fragmentos de ADN (fragmentos de Okazaki).
3. La síntesis de cada uno de los fragmentos de Okazaki necesita de sucebador correspondiente (sintetizado por la primasa).
4. Los cebadores serán posteriormente eliminados por la ADN polimerasaI que rellena el hueco con desoxirribonucleotidos.
5. Finalmente una ligasa une los fragmentos sueltos.
3’
5’
5’
3’
3’
5’
El mecanismo de elongación
5’3’
3’5’
3’
La ADN polimerasa necesita un fragmento de ARN (cebador o primer) con el extremo 3’ libre para iniciar la síntesis.
La ADN polimerasa recorre las hebras molde en el sentido 3’-5’ uniendo los nuevos nucleótidos en el extremo 3’.
Una de las hebras se sintetiza de modo contínuo. Es la conductora o lider.
Fragmentos de Okazaki
La otra hebra se sintetiza de modo discontinuo formándose fragmentos que se unirán más tarde. Es la retardada.
El mecanismo de elongación1 2
3 4
5 6
La primasa sintetiza un cebador en cada hebra conductora de la burbuja de replicación.
Las ADN polimerasa comienzan la síntesis de la hebra conductora por el extremo 3’ de cada cebador.
La primasa sintetiza un nuevo cebador sobre cada hebra retardada.
La ADN polimerasa comienza a sintetizar un fragmento de ADN a partir del nuevo cebador.
Cuando la ADN polimerasa llega al cebador de ARN, lo elimina y lo reemplaza por ADN.
La ligasa une los fragmentos de ADN.
Nuevo cebador
Cebador
Ligasas
Hebra retardada
Hebra retardada
Primasas
Cebador
Nuevo cebador
Terminación del proceso
La replicación termina cuando se unen todos los fragmentos de Okazaki de la hebra retardada
Corrección de errores
1. Durante la replicación se puede producir un error en elapareamiento de bases con una tasa de 1/100.000 bases.
2. Parte de estos errores se corrigen durante la replicación. La ADNpolimerasa actúa como exonucleasa y elimina los nucleótidos malapareados y rellena el hueco con los nucleótidos correctos.
3. La ADN ligasa une los fragmentos resultantes.
4. A pesar de todo, siempre quedan algunos errores (mutaciones)
http://highered.mcgraw-hill.com/sites/9834092339/student_view0/chapter14/direct_repair.html
http://highered.mcgraw-hill.com/sites/9834092339/student_view0/chapter14/nucleotide_excision_repair.html
http://highered.mcgraw-hill.com/sites/9834092339/student_view0/chapter14/proofreading_function_of_dna_polymerase.html
Existen cinco tipos de ADN polimerasas
(, , , , y ).
Enzima Acción Función en la célula.
DNA Polimerasa I
Añade nucleótidos a la molécula de DNA en formación. Remueve cebadores de RNA.
Llena huecos en el DNA, parareparación. Remueve loscebadores de RNA.
DNA Polimerasa III
Añade nucleótidos a la molécula de DNA en
formación. Revisa y corrige la secuencia.
Replica DNA.
DNA girasa (topoisomerasa II)
Promueve el superenrrollamiento.
Mantiene la compactacióndel DNA.
DNA helicasaSe une al DNA cerca de la horquilla de replicación.
Promueve la separación delas hebras de DNA.
Topoisomerasa IRelaja el DNA
superenrrollado.Mantiene el nivel adecuadode enrollamiento.
PrimasaHace cadenas pequeñas de
RNA usando DNA como molde.
Necesaria para que la DNApolimerasa replique la hebra“retrasada”.
Replicación en los eucariontesEs muy parecida a la de los procariontes, salvo en algunas diferencias debidos a las propias diferencias en el material genético de procariotas y eucariotas:
El material genético de eucariotas esta dividido en varios cromosomas, mucho mas largos que el cromosoma procariota.
La replicación se origina simultáneamente en muchos puntos: los replicones (puede haber mas de6000 en un solo cromosoma).
Existen cinco tipos de ADN polimerasas (, , , , y ).
El ADN eucariota está asociado a histonas, que se tienen que duplicar durante la duplicación para formar los nucleosomas.
Los nuevos nucleosomas se incorporan a la hebra retardada y los viejos se quedan en la conductora
5’
3’
5’
3’
Replicación en los eucariontesCuando se elimina el último cebador, la ADN polimerasa no podrá rellenar el hueco, al no poder sintetizar en dirección 3’ - 5’.
5’
5’5’
3’5’3’5’
Cebador Último cebador
Telómero
Eliminación de cebadores
Esto se asocia al envejecimiento y muerte celular.
La ADN polimerasa polimeriza desde el extremo 3’ libre
Hebra más corta
5’
Debido a esto el extremo del cromosoma (telómero) se va acortando cada vez que la célula se divide.
Se puede dar de dos formas: Necrosis y apoptosis
Necrosis:
• Se produce cuando la célula sufre un daño grave.• Comprende un estado irreversible de la célula. No se
puede mantener la integridad de la membranaplasmática y hay un escape de elementoscitoplasmáticos, desnaturalización de las proteínas porautólisis o proveniente de enzimas líticas de leucocitosvecinos, ya que la necrosis atrae los componentes de lainflamación.
• Todos estos cambios condenan a la célula a perder sufunción específica, y quedan restos celulares que seránfagocitados por los macrófagos.
MUERTE CELULAR
La apoptosis es una forma de muertecelular, que está regulada genéticamente.
MUERTE CELULAR
Es parte integral del desarrollo de los tejidos tanto deplantas como de animales pluricelulares.
Cuando una célula muere por apoptosis, empaqueta sucontenido citoplasmático, lo que evita que se produzca larespuesta inflamatoria característica de la muerteaccidental o necrosis.
La apoptosis se puede producir en dos momentos:
Durante el desarrollo embrionario: en estemomento su función es eliminar las célulasinnecesarias (como el tejido interdigital en laformación de los dedos)
En un individuo adulto: para el recambio yrenovación de tejidos, o la destrucción dela células que pueden presentar unaamenaza para el organismo.
La apoptosis implica varios cambios en la célula:
La célula se arruga por la deshidratación.
El núcleo se fragmenta y lacélula queda reducida acuerpos apoptóticos.
Los cuerpos apoptóticos soningeridos por otras célulaso por los macrófagos.
Cuando las células reciben la señal del inicio de apoptosis se suicidanfabricando una serie de proteínas letales como pueden ser:
- Endonucleasas; que fragmentan el ADN- Hidrolasas y proteasas: que atacan al entramado celular.
NECROSIS APOPTOSIS
Características morfológicas
• Pérdida de la integridad de membrana • Floculación de la cromatina • Dilatación de la célula y lísis•No hay formación de vesículas, lisis completa • Desintegración (dilatación) de orgánulos
•Deformación de la membrana, sin pérdida de integridad •Agregación de la cromatina en la membrana nuclear interna •Condensación y/o reducción celular •Formación de vesículas limitadas por membrana (cuerpos apoptóticos) •No hay desintegración de orgánulos y permanecen intactos
Características bioquímicas
•Pérdida de la regulación de la homeostasis iónica•No requiere energía (proceso pasivo, también sucede a 4ºC)•Digestión del DNA al azar (patrón en mancha del DNA después de electroforesis en gel de agarosa) •Fragmentación postlítica del DNA (último evento de muerte celular)
• Proceso muy regulado, que implica pasos enzimáticos y de activación • Requiere energía (ATP) (proceso activo, no sucede a 4ºC) •Fragmentación del DNA en mono- y oligonucleosomas, no al azar (patrón en escalera después de electroforesis en gel de agarosa)• Fragmentación prelítica del DNA (primer evento de muerte celular)
Significado fisiológico
•Muerte de grupos de células•Originada por estímulos no fisiológicos •Fagocitosis por macrófagos•Respuesta inflamatoria significativa
• Muerte de células individuales•Inducida por estímulos fisiológicos •Fagocitosis por células adyacentes o macrófagos•Respuesta no inflamatoria
Mitosis
Es la división del núcleo celular (fase M del ciclo celular). Proceso exclusivo de eucariotas. Se obtienen 2 células hijas, idénticas entre ellas y a la
célula madre Significado biológico:
o Se mantiene el número de cromosomas.o Se mantiene la información genética.
Fases:o Profase y prometafase (profase tardía)o Metafaseo Anafaseo Telofase
50
• Condensación de la cromatina (se hacen visibles los cromosomas(1).
• Desaparece la membrana nuclear y el nucléolo (2).
• El centrosoma ya esta duplicado (3).
• Migración de centriolos hacia los polos (en células animales) (4).
• Se forma de huso mitótico (5).
• Formación de cinetocoros a ambos lados del centómero (6)
Profase
51
• Máximo grado de condensación en los cromosomas
• Formación completa de huso acromático.
• Cromosomas en plano ecuatorial empujados por microtúbulos cinetocóricos (1)
• Centrómeros perpendiculares a los centriolos.
• Las cromátidas se orientan hacia los polos de la célula
Metafase
52
• Las cromátidas se separan.
• Son arrastradas por los microtúbulos cinetocóricos (despolimerización).
• Se alargan los microtúbulos polares por polimerización (se separan más los polos del huso acromático)
• Anafase termina cuando llegan las cromátidas a los polos.
Anafase
Las cromátidas se separan y se desplazanhacia los centriolos, al tiempo que vandesapareciendo las fibras del huso. Eneste momento ya se ha repartido elmaterial hereditario (las cadenas de ADN)de forma idéntica en dos partes.
53
• Los cromosomas se desespiralizan y se transforman en cromatina (2)
• Los nucleolos reaparecen
• Aparece la membrana nuclear (1), quedando una célula con dos núcleos.
• Las membranas se forman a partir del retículo endoplásmico
Telofase
• Es la separación del citoplasma para dar las dos células hijas.
• Se reparten los orgánulos de forma equitativa.
• Es la última etapa de la división celular.
• En las células animales se debe a un anillo contráctil en placa ecuatorial: actina y miosina
• Se forma surco de segmentación (estrangulación de la célula)
Citocinesis
Citocinesis en células vegetales:
• No puede haber estrangulamiento de la célula (pared celular)
• Formación de Fragmoplasto
• Unión de vesículas del aparato de Golgi.
• Quedan uniones entre los citoplasmas vecinos (plasmodesmos)
Comparación citocinesis animal y vegetal
http://highered.mcgraw-hill.com/sites/9834092339/student_view0/chapter10/animation_-_cytokinesis.html
• GEMACIÓN:– Reparto asimétrico de
citoplasma.
– La célula pequeña se llama yema (puede quedar unida a la madre.
– Típica de levaduras
• ESPORULACIÓN:– Variamos mitosis sucesivas
sin citocinesis.
– Se forman células multinucleadas.
– Posteriormente cada núcleo se rodea de citoplasma,
– Cada células resultante es una espora.
– Típica de hongos y protozoos
Otros procesos de división celular
Bipartición
Esporulación
Gemación
LA MEIOSIS
• Produce células haploides (gametos).
• A partir de una célula diploide (meiocito) se forman:
• 4 células
• Células haploides
• Células con recombinación genética(diferentes entre sí)
• Dos partes:
• Meiosis I (fase reduccional)
• Meiosis II (similar a una mitosis convencional)
FASES DE LA MEIOSIS
DIVISIÓN MEIÓTICA I DIVISIÓN MEIÓTICA II
1. Profase I• Leptoteno• Cigoteno• Paquiteno• Diploteno• Diacinesis
2. Metafase I3. Anafase I4. Telofase I
1. Profase II2. Metafase II3. Anafase II4. Telofase II
LEPTOTENO
• Los cromosomas individuales comienzan a condensar se en filamentos largos dentro del núcleo. Se hacen visibles.
• Hay 2n cromosomas y cada cromosoma contiene 2 cromátidas (pero no se distinguen hasta el final de la profase.
• Cromosomas unidos a la membrana nuclear interna (placas de unión) por un armazón proteico que los recorre a lo largo del cromosoma.
• A lo largo de los cromosomas van apareciendo unos pequeños engrosamientos denominados cromómeros
CIGOTENO
• Los cromosomas homólogos comienzan a acercarse hasta quedar apareados en toda su longitud.
• Esto se conoce como sinapsis (unión) y el complejo resultante se conoce como bivalente o tétrada.
• Los cromosomas homólogos (paterno y materno) se aparean, asociándose así cromátidas homologas (no hermanas).
• Se forma una estructura observable solo con el microscopio electrónico, llamada complejo sinaptonémico
• Se produce el sobrecruzamiento.
• Intercambio de material genético entre cromátidas de cromosomas homólogos.
• Consecuencia: recombinación génica.
Paquiteno
• Comienza la separación de los cromosomas homólogos.
• Permanecen unidos por puntos denominados QUIASMAS.
Diploteno
Diacinesis • Máxima condensación de cromosomas.• Las cromátidas se hacen visibles.• Las cromátidas hermanas están unidas
por el centrómero.• Los cromosomas homólogos están
unidos por los quiasmas (entre cromatidas no hermanas)
• Desaparece la membrana nuclear y el nucléolo.
• Se comienza a formar el huso acromático.
• Se forman las fibras cinetocóricas
Metafase I
En la placa ecuatorial se sitúan las tétradas unidas por los quiasmas.
Los cinetocoros de las cromátidas hermanas del mismo cromosoma se orientan hacia el mismo polo de la célula
Anafase I
Se separan los cromosomas homólogos.
No se separan cromátidas, sino cromosomas completos.
Los cromosomas están recombinados
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.
Telofase I
Reaparece la membrana nuclear y el nucléolo.
Los cromosomas sufren una pequeña descondensación
Con la citocinesis, se obtienen dos células hijas con la mitad de cromosomas de la célula madre.
Meiosis II
1. Similar a una mitosis 2. Ocurre simultáneamente en las dos células hijas3. La interfase es muy breve, no hay duplicación del ADN4. Surgen 4 células haploides, con n cromosomas cada una y
genéticamente diferentes
Importancia biológica de la meiosis
1. A nivel genético: Se produce la recombinación de genes durante el sobrecruzamiento. Las células hijas son haploides, y sus cromátidas no son iguales entre sí. Todo ello aumenta la variabilidad de la información genética que lleva la célula.
2. A nivel celular: Pasamos de células diploides a haploides
3. A nivel orgánico: Las células resultantes son los gametos o esporas. La fusión de gametos con la mitad de cromosomas garantiza que se mantenga el número cromosómico del organismo.
http://highered.mcgraw-hill.com/sites/9834092339/student_view0/chapter11/unique_features_of_meiosis.html
http://highered.mcgraw-hill.com/sites/9834092339/student_view0/chapter11/comparison_of_meiosis_and_mitosis.html
2n2n
Ciclo diploide: mayoría animales
2n
Cigotos
Animal adulto: hembra
Meiosis Meiosis
nn Gametos
Animal adulto: macho
Mitosis vs Meiosis:
•Conservativa (2n) (2n)
•Una división (2 células hijas)
•No suele haber apareamiento cromosomas homólogos (y no quiasma)
•Células no gaméticas •Interviene en el crecimiento y la reproducción asexual
Mitosis Meiosis
•Reductiva (2n) (n)
•Dos divisiones (4 células hijas)
• Apareamiento cromosomas homólogos (y quiasma -> entrecruzamiento)
•Células gaméticas •Imprescindible en la reproducción sexual
Reproducción asexual
• Interviene un solo organismo• Se obtienen copias idénticas• Es propio de seres unicelulares pero también se da en otros grupos• Se hace por mitosis• No se genera variabilidad genética• Es un proceso sencillo y rápido.• Muy útil para la colonización de nuevos medios.• La falta de variabilidad puede originar la extinción por falta de
adaptación en caso de cambio del medio
Reproducción sexual
• Intervienen dos organismos• Se obtienen individuos con mezcla de las características de los dos
progenitores.• Se hace por meiosis• Se forma un cigoto tras la fecundación• Si se genera variabilidad genética:
a. Por la recombinación en la meiosisb. Por la distribución al azar de los cromosomasc. Por diferencias entre los genes de los gametos
• Es un proceso más lento y complicado que la reproducción asexual• Permite adaptarse al medio en condiciones adversas.
n n
Cigoto (2n)
FecundaciónMeiosis
Gametos
Ciclo haplonte
n
Fase haploide(Mitosis)
n n
Cigoto (2n)
Fecundación
Meiosis
Gametos
Ciclo diplonte
2n
Fase diploide(Mitosis)
n n
Gametos
Cigoto (2n) Fecundación
Fase diploide(Esporofito)
Espora (n)
Meiosis
Fase haploide(Gametofito)
Ciclo diplohaplonte
