EL CICLO CELULAREL CICLO CELULAR

MATERIAL DE APOYOMATERIAL DE APOYOSUBSECTOR: CIENCIAS NATURALESSUBSECTOR: CIENCIAS NATURALES

PROGRAMA CHILE CALIFICAPROGRAMA CHILE CALIFICANOVO CONSULTORESNOVO CONSULTORES

20092009

• El El ciclo celularciclo celular es el proceso ordenado y repetitivo es el proceso ordenado y repetitivo en el en el tiempotiempo mediante el cual las mediante el cual las célulascélulas crecen y se crecen y se dividedivide dando lugar, en la mayoría de los casos, a dos dando lugar, en la mayoría de los casos, a dos células hijas. Las células que se encuentran en el células hijas. Las células que se encuentran en el ciclo celular se denominan “proliferantes” y las que ciclo celular se denominan “proliferantes” y las que se encuentran en fase G0 se llaman células se encuentran en fase G0 se llaman células quiescentes.quiescentes.

• Todas las células se originan únicamente de otra Todas las células se originan únicamente de otra existente con anterioridad.existente con anterioridad.

• El ciclo celular se inicia en el instante en que El ciclo celular se inicia en el instante en que aparece una nueva célula, descendiente de otra que aparece una nueva célula, descendiente de otra que se divide, y termina en el momento en que dicha se divide, y termina en el momento en que dicha célula, por división subsiguiente, origina dos nuevas célula, por división subsiguiente, origina dos nuevas células hijascélulas hijas . .

EL CICLO CELULAREL CICLO CELULAR

INTERFASE: Es el período comprendido entre INTERFASE: Es el período comprendido entre divisiones celulares. Es la fase más larga del ciclo divisiones celulares. Es la fase más larga del ciclo celular, ocupando casi el 95% del ciclo, trascurre celular, ocupando casi el 95% del ciclo, trascurre

entre dos mitosis y comprende tres etapas:entre dos mitosis y comprende tres etapas:

•Fase G1Fase G1 : : Es la primera fase del ciclo celular, en la Es la primera fase del ciclo celular, en la que existe crecimiento celular con síntesis de que existe crecimiento celular con síntesis de

proteínasproteínas y de y de ARNARN. Es el período que trascurre entre . Es el período que trascurre entre el fin de una mitosis y el inicio de la síntesis de ADN. el fin de una mitosis y el inicio de la síntesis de ADN. Tiene una duración de entre 6 y 12 horas, y durante Tiene una duración de entre 6 y 12 horas, y durante

este tiempo la célula dobla su tamaño y masa debido este tiempo la célula dobla su tamaño y masa debido a la continua síntesis de todos sus componentes, a la continua síntesis de todos sus componentes, como resultado de la expresión de los como resultado de la expresión de los genesgenes que que

codifican las proteínas responsables de su codifican las proteínas responsables de su fenotipofenotipo particularparticular..

FASE DEL CICLO CELULARFASE DEL CICLO CELULAR

• Fase SFase S : Es la segunda fase del ciclo, en la que se : Es la segunda fase del ciclo, en la que se produce la produce la replicación o síntesis del ADNreplicación o síntesis del ADN, como , como resultado cada resultado cada cromosomacromosoma se duplica y queda se duplica y queda formado por dos formado por dos cromátidascromátidas idénticas. Con la idénticas. Con la duplicación del ADN, el duplicación del ADN, el núcleonúcleo contiene el doble de contiene el doble de proteínas nucleares y de ADN que al principio. Tiene proteínas nucleares y de ADN que al principio. Tiene una duración de unos 6-8 horas. una duración de unos 6-8 horas.

• Fase G2Fase G2 : Es la segunda fase de crecimiento del : Es la segunda fase de crecimiento del ciclo celular en la que continúa la síntesis de ciclo celular en la que continúa la síntesis de proteínas y ARN. Al final de este período se observa proteínas y ARN. Al final de este período se observa al microscopio cambios en la estructura celular, que al microscopio cambios en la estructura celular, que indican el principio de la división celular. Tiene una indican el principio de la división celular. Tiene una duración entre 3 y 4 horas. Termina cuando los duración entre 3 y 4 horas. Termina cuando los cromosomas empiezan a condensarse al inicio de la cromosomas empiezan a condensarse al inicio de la mitosis.mitosis.

• Es la división celular en la Es la división celular en la que una célula progenitora que una célula progenitora (células eucariotas, (células eucariotas, células somáticas -células células somáticas -células comunes del cuerpo-) se comunes del cuerpo-) se divide en dos células hijas divide en dos células hijas idénticas. Esta fase idénticas. Esta fase incluye la incluye la mitosismitosis, a su vez , a su vez dividida en: dividida en: profaseprofase, , metafasemetafase, anafase, , anafase, telofase; y la citocinesis, telofase; y la citocinesis, que se inicia ya en la que se inicia ya en la telofase mitótica. Si el telofase mitótica. Si el ciclo completo durara 24 ciclo completo durara 24 h, la fase M duraría h, la fase M duraría alrededor de media hora alrededor de media hora (30 minutos).(30 minutos).

FASE M MITOSIS Y CITOCINESISFASE M MITOSIS Y CITOCINESIS

• Es un proceso de repartoEs un proceso de reparto equitativo del material equitativo del material hereditario (ADN) hereditario (ADN) característico de las células característico de las células eucarióticas. Normalmente eucarióticas. Normalmente concluye con la formación concluye con la formación de dos núcleos separados de dos núcleos separados (cariocinesis), seguido de (cariocinesis), seguido de la particiónla partición del citoplasma del citoplasma (citocinesis), para formar dos (citocinesis), para formar dos células hijas. La mitosis células hijas. La mitosis completa, que produce células completa, que produce células genéticamente idénticas, es el genéticamente idénticas, es el fundamento del crecimiento, fundamento del crecimiento, de la reparación tisular y de la de la reparación tisular y de la reproducción asexual. reproducción asexual.

• La mitosis es aquel tipo de La mitosis es aquel tipo de división celular por el cual se división celular por el cual se conserva las yuleisis y conserva las yuleisis y información genética información genética contenida en sus contenida en sus cromosomas, que pasa de cromosomas, que pasa de esta manera a las sucesivas esta manera a las sucesivas célulascélulas a que la mitosisa que la mitosis va a va a dar origen. dar origen.

• El resultado esencial de la mitosis es la continuidad de la El resultado esencial de la mitosis es la continuidad de la información hereditariainformación hereditaria de la célula madre en cada una de de la célula madre en cada una de las dos células hijas. El genoma se compone de una las dos células hijas. El genoma se compone de una determinada cantidad de determinada cantidad de genesgenes organizados en organizados en cromosomascromosomas, hebras de , hebras de ADNADN muy enrolladas que contienen la muy enrolladas que contienen la información información genéticagenética vital para la célula y el organismo. vital para la célula y el organismo.

• Tras la duplicación del ADN, cada cromosoma consistirá en Tras la duplicación del ADN, cada cromosoma consistirá en dos copias idénticas de la misma hebra de ADN, llamadas dos copias idénticas de la misma hebra de ADN, llamadas cromátidascromátidas hermanas hermanas, unidas entre sí por una región del , unidas entre sí por una región del cromosoma llamada cromosoma llamada centrómerocentrómero. Cada cromátida hermana . Cada cromátida hermana no se considera en esa situación un cromosoma en sí mismo, no se considera en esa situación un cromosoma en sí mismo, sino parte de un cromosoma que provisionalmente consta de sino parte de un cromosoma que provisionalmente consta de dos cromátidas. dos cromátidas.

• La mitosis se completa casi siempre con la llamada La mitosis se completa casi siempre con la llamada citocinesiscitocinesis o división del citoplasma. En las células animales o división del citoplasma. En las células animales la citocinesis se realiza por estrangulación: la célula se va la citocinesis se realiza por estrangulación: la célula se va estrechando por el centro hasta que al final se separa en estrechando por el centro hasta que al final se separa en dos. dos.

• ProfaseProfase: : Es la fase mas larga de la mitosis. Se produce en ella la Es la fase mas larga de la mitosis. Se produce en ella la condensación del material genéticocondensación del material genético ( (ADNADN) (que normalmente existe ) (que normalmente existe en forma de en forma de cromatinacromatina), con lo que se forman los ), con lo que se forman los cromosomascromosomas; y el ; y el desarrollo bipolar del huso mitótico. desarrollo bipolar del huso mitótico.

• PrometafasePrometafase: : La envoltura nuclear se ha desorganizado y el huso La envoltura nuclear se ha desorganizado y el huso mitótico organizado. Los cromosomas han sido alcanzados por fibras del mitótico organizado. Los cromosomas han sido alcanzados por fibras del huso (huso (microtúbulosmicrotúbulos).).

• MetafaseMetafase: : Durante esta fase, las cromàtidas hermanas, las cuales se Durante esta fase, las cromàtidas hermanas, las cuales se encuentran conectadas a cada polo de la célula por los microtúbulos encuentran conectadas a cada polo de la célula por los microtúbulos unidos a los centròmeros, comienzan a moverse continuamente, hasta unidos a los centròmeros, comienzan a moverse continuamente, hasta que migra a la zona media de la célula o plano ecuatorial, en la que que migra a la zona media de la célula o plano ecuatorial, en la que forman una estructura llamada placa ecuatorial.forman una estructura llamada placa ecuatorial.

• AnafaseAnafase: : Es la fase más corta de la mitosis, en la cual los Es la fase más corta de la mitosis, en la cual los microtúbulosmicrotúbulos del huso rompen los del huso rompen los centrómeroscentrómeros longitudinalmente, lo que da lugar a la longitudinalmente, lo que da lugar a la separación de las separación de las cromátidascromátidas hermanas, las cuales se dirigen a polos hermanas, las cuales se dirigen a polos opuestos.opuestos.

• TelofaseTelofase: : En la telofase el nuevo núcleo se organiza: se reconstituye la En la telofase el nuevo núcleo se organiza: se reconstituye la cromatinacromatina, adoptando forma helicoidal los , adoptando forma helicoidal los cromosomascromosomas, aparece el , aparece el nucléolonucléolo, y se reconstruye la eucarioteca a partir del retículo , y se reconstruye la eucarioteca a partir del retículo endoplasmático.endoplasmático.

DEFINICION:DEFINICION:• es una de las formas de reproducción celular. Es un proceso es una de las formas de reproducción celular. Es un proceso

divisional divisional celularcelular , en el cuál una célula , en el cuál una célula diploidediploide (2n), (2n), experimentará dos divisiones celulares sucesivas, con la experimentará dos divisiones celulares sucesivas, con la capacidad de generar cuatro células capacidad de generar cuatro células haploidehaploide..

• Este proceso se lleva a cabo en dos divisiones nucleares y Este proceso se lleva a cabo en dos divisiones nucleares y citoplasmáticas, llamadas, primera y segunda división meiótica citoplasmáticas, llamadas, primera y segunda división meiótica o simplemente o simplemente Meiosis IMeiosis I y y Meiosis IIMeiosis II. Ambas comprenden . Ambas comprenden Profase, Metafase, Anafase y Telofase. Profase, Metafase, Anafase y Telofase.

• Durante la meiosis I los miembros de cada par homólogo de Durante la meiosis I los miembros de cada par homólogo de cromosomas se unen primero y luego se separan y se cromosomas se unen primero y luego se separan y se distribuyen en diferentes núcleos. En la Meiosis II, las distribuyen en diferentes núcleos. En la Meiosis II, las cromátidas hermanas que forman cada cromosoma se separan cromátidas hermanas que forman cada cromosoma se separan y se distribuyen en los núcleos de las células hijas. Entre estas y se distribuyen en los núcleos de las células hijas. Entre estas dos etapas sucesivas no existe la etapa S (duplicación del dos etapas sucesivas no existe la etapa S (duplicación del ADNADN). ).

• La reproducción sexual se caracteriza por la fusión de dos La reproducción sexual se caracteriza por la fusión de dos células sexuales células sexuales haploideshaploides para formar un cigoto para formar un cigoto diploidediploide, por , por lo que se deduce, en un ciclo vital sexual, debe ocurrir la lo que se deduce, en un ciclo vital sexual, debe ocurrir la meiosis antes de que los gametos puedan reproducirse. meiosis antes de que los gametos puedan reproducirse.

• En animales y otros pocos organismos la meiosis precede de En animales y otros pocos organismos la meiosis precede de manera inmediata a la formación de manera inmediata a la formación de gametosgametos. Las células del . Las células del cuerpo somáticas de un organismo individual se multiplican por cuerpo somáticas de un organismo individual se multiplican por mitosismitosis y son diploides; las únicas células haploides son los y son diploides; las únicas células haploides son los gametos. gametos.

• La formación de gametos recibe el nombre de La formación de gametos recibe el nombre de gametogenesisgametogenesis. . • La gametogenesis masculina denominada La gametogenesis masculina denominada espermatogénesisespermatogénesis

da por resultado la formación de cuatro espermatozoides da por resultado la formación de cuatro espermatozoides haploides por cada célula que entra en la meiosis. haploides por cada célula que entra en la meiosis.

• En contraste, la gametogenesis femenina llamada En contraste, la gametogenesis femenina llamada ovogénesisovogénesis genera un solo ovulo por cada celular que entra en la meiosis, genera un solo ovulo por cada celular que entra en la meiosis, esto se realiza por un proceso que asigna virtualmente todo el esto se realiza por un proceso que asigna virtualmente todo el citoplasma a uno solo de dos núcleos en cada división citoplasma a uno solo de dos núcleos en cada división meiótica. meiótica.

• Los pasos preparatorios que conducen a la meiosis son idénticos Los pasos preparatorios que conducen a la meiosis son idénticos en patrón y nombre a la interfase del ciclo en patrón y nombre a la interfase del ciclo mitóticomitótico de la célula. de la célula.

• La interfase se divide en tres fases: La interfase se divide en tres fases:

1.1. Fase G1Fase G1 2.2. Fase S (síntesis)Fase S (síntesis) 3.3. Fase G2Fase G2

• La interfase es seguida inmediatamente por la meiosis I y II. La interfase es seguida inmediatamente por la meiosis I y II.

1.1. Meiosis I consiste en la segregación de cada uno de los Meiosis I consiste en la segregación de cada uno de los cromosomas homólogos, dividiendo posteriormente la célula cromosomas homólogos, dividiendo posteriormente la célula diploide en dos células diploides pero con la mitad de diploide en dos células diploides pero con la mitad de cromosomas. cromosomas.

2.2. La meiosis II consiste en desemparejar cada uno de las La meiosis II consiste en desemparejar cada uno de las cromátidas del cromosoma, que se segregarán una a cada polo, cromátidas del cromosoma, que se segregarán una a cada polo, con lo que tras una división se producen cuatro células haploides. con lo que tras una división se producen cuatro células haploides.

Profase I:Profase I:

La La profase Iprofase I de la primera división meiótica es la etapa de la primera división meiótica es la etapa más compleja del proceso y a su vez se divide en 5 más compleja del proceso y a su vez se divide en 5 subetapas, que son:subetapas, que son:

1.1. LeptotenoLeptoteno2.2. ZigotenoZigoteno3.3. PaquitenoPaquiteno 4.4. DiplotenoDiploteno 5.5. DiacinesisDiacinesis

• Prometafase I: Prometafase I: La membrana nuclear desaparece. Un La membrana nuclear desaparece. Un cinetocorocinetocoro se forma por cada se forma por cada cromosomacromosoma, no uno por cada , no uno por cada cromátidacromátida, y los cromosomas adosados a fibras del huso , y los cromosomas adosados a fibras del huso comienzan a moverse. Algunas veces las tétradas son visibles comienzan a moverse. Algunas veces las tétradas son visibles al microscopio. Las cromatidas hermanas continúan al microscopio. Las cromatidas hermanas continúan estrechamente alineadas en toda su longitud, pero los estrechamente alineadas en toda su longitud, pero los cromosomas homólogos ya no lo están y su cromosomas homólogos ya no lo están y su centrómeroscentrómeros y y cinetocoroscinetocoros encuentran separados entre sí. encuentran separados entre sí.

• Metafase I: Metafase I: Los cromosomas homólogos se alinean en el Los cromosomas homólogos se alinean en el plano de ecuatorial. La orientación es al azar, con cada plano de ecuatorial. La orientación es al azar, con cada homologo paterno en un lado. Esto quiere decir que hay un homologo paterno en un lado. Esto quiere decir que hay un 50% de posibilidad de que las células hijas reciban el 50% de posibilidad de que las células hijas reciban el homólogo del padre o de la madre por cada cromosoma. Los homólogo del padre o de la madre por cada cromosoma. Los microtubulos del huso de cada centríolo se unen a sus microtubulos del huso de cada centríolo se unen a sus respectivos cinetocoros.respectivos cinetocoros.

• Anafase I: Anafase I: Los quiasmas se separan. Los microtúbulos del Los quiasmas se separan. Los microtúbulos del huso se acortan en la región del cinetocoro, con lo que se huso se acortan en la región del cinetocoro, con lo que se consigue remolcar los cromosomas homólogos a lados consigue remolcar los cromosomas homólogos a lados opuestos de la célula, junto con la ayuda de opuestos de la célula, junto con la ayuda de proteínas motorasproteínas motoras. . Ya que cada cromosoma homólogo tiene solo un cinetocoro, se Ya que cada cromosoma homólogo tiene solo un cinetocoro, se forma un juego haploide (n) en cada lado. En la repartición de forma un juego haploide (n) en cada lado. En la repartición de cromosomas homólogos, para cada par, el cromosoma cromosomas homólogos, para cada par, el cromosoma materno se dirige a un polo y el paterno al contrario.materno se dirige a un polo y el paterno al contrario.

• Telofase I: Telofase I: Cada célula hija Cada célula hija ahora tiene la mitad del ahora tiene la mitad del número de cromosomas número de cromosomas pero cada cromosoma pero cada cromosoma consiste en un par de consiste en un par de cromátidas. Los cromátidas. Los microtubulos que componen microtubulos que componen la red del huso mitótico la red del huso mitótico desaparece, y una desaparece, y una membrana nuclear nueva membrana nuclear nueva rodea cada sistema rodea cada sistema haploide. Los cromosomas haploide. Los cromosomas se desenrollan nuevamente se desenrollan nuevamente dentro de la cromatina. dentro de la cromatina. Ocurre la Ocurre la citocinesiscitocinesis (proceso paralelo en el que (proceso paralelo en el que se separa la membrana se separa la membrana celular en las células celular en las células animales o la formación de animales o la formación de esta en las células esta en las células vegetales, finalizando con la vegetales, finalizando con la creación de dos células creación de dos células hijas).hijas).

• Profase IIProfase II -Profase Temprana II: -Profase Temprana II: Comienza a desaparecer la envoltura Comienza a desaparecer la envoltura

nuclear y el nucleolo. Se hacen evidentes largos cuerpos nuclear y el nucleolo. Se hacen evidentes largos cuerpos filamentosos de cromatina, y comienzan a condensarse como filamentosos de cromatina, y comienzan a condensarse como cromosomas visiblescromosomas visibles

-Profase Tardía II: -Profase Tardía II: Los cromosomas continúan acortándose y Los cromosomas continúan acortándose y engrosándose. Se forma el huso entre los centríolos, que se han engrosándose. Se forma el huso entre los centríolos, que se han desplazado a los polos de la céluladesplazado a los polos de la célula

• Metafase IIMetafase II Las fibras del huso se unen a los cinetocóros de los Las fibras del huso se unen a los cinetocóros de los

cromosomas. Éstos últimos se alinean a lo largo del plano cromosomas. Éstos últimos se alinean a lo largo del plano ecuatorial de la célula. La primera y segunda metafase pueden ecuatorial de la célula. La primera y segunda metafase pueden distinguirse con facilidad, en la metafase I las cromatidas se distinguirse con facilidad, en la metafase I las cromatidas se disponen en haces de cuatro (tétrada) y en la metafase II lo disponen en haces de cuatro (tétrada) y en la metafase II lo hacen en grupos de dos (como en la metafase mitótica).hacen en grupos de dos (como en la metafase mitótica).

• Anafase IIAnafase II Las cromátidas se separan en sus centrómeros, y un juego Las cromátidas se separan en sus centrómeros, y un juego

de cromosomas se desplaza hacia cada polo. Durante la de cromosomas se desplaza hacia cada polo. Durante la Anafase II las cromatidas, unidas a fibras del huso en sus Anafase II las cromatidas, unidas a fibras del huso en sus cinetocóros, se separan y se desplazan a polos opuestos, cinetocóros, se separan y se desplazan a polos opuestos, como lo hacen en la anafase mitótica. Como en la mitosis, como lo hacen en la anafase mitótica. Como en la mitosis, cada cromátida se denomina ahora cromosoma.cada cromátida se denomina ahora cromosoma.

• Telofase IITelofase II En la telofase II hay un miembro de cada par homologo en En la telofase II hay un miembro de cada par homologo en

cada polo. Cada uno es un cromosoma no duplicado. Se cada polo. Cada uno es un cromosoma no duplicado. Se reensamblan las envolturas nucleares, desaparece el huso reensamblan las envolturas nucleares, desaparece el huso acromático, los cromosomas se alargan en forma gradual acromático, los cromosomas se alargan en forma gradual para formar hilos de cromatina, y ocurre la citocinesis. Los para formar hilos de cromatina, y ocurre la citocinesis. Los acontecimientos de la profase se invierten al formarse de acontecimientos de la profase se invierten al formarse de nuevo los nucleolos, y la división celular se completa nuevo los nucleolos, y la división celular se completa cuando la citocinesis ha producidos dos células hijas. cuando la citocinesis ha producidos dos células hijas.