El ciclo celular

La vida celular• Todas las células, tras un tiempo

variable, se reproducen, dando lugar a células hijas, o bien mueren.

• En ambos casos la célula inicial deja de existir.

• La duración de la vida celular, es muy variable.

• Las células animales viven entre ocho horas y doscientos días.

• Durante su vida, renuevan los orgánulos y realizan su metabolismo.

• La muerte celular es un proceso llamado apoptosis

El núcleo celular y el ADN

El ADN en el núcleo• El ADN en el núcleo se puede

encontrar de dos maneras:oCromatina: es el ADN muy poco

condensado.Aparece en células en reposo.Se puede replicar y transcribir.

oCromosoma: es el ADN fuertemente condensado en estructuras cortas y gruesas individuales.Aparece cuando la célula entra en mitosis

CROMATINA

Cromatina: tipos• La cromatina tiene un aspecto

granuloso y heterogéneo, con filamentos sin individualizar, con dos regiones oLa EUCROMATINA

está formada por las regiones relajadas de los cromosomas

su estructura es el collar de perlas de 100Å

se sitúa en las partes del interior del núcleo

su ADN se puede replicar y transcribir.

oLa HETEROCROMATINA está constituida por las regiones más condensadas

su estructura es el solenoide de 300 Å

se sitúa en la periferia del núcleo

su ADN no se puede transcribir y se replica más tarde y con más dificultad.

Cromatina: tipos

Nucléolo

Eucromatina

Heterocromatina

Cromatina

Núcleo

Eucromatina

Nucleosoma

Nucleosomas en

cromatina

Collar de perlas de 100 Å

Heterocromatina: Solenoide (300 Å) y bucles (3000 Å)

300

A

solenoide

CROMOSOMAS

Cromosomas• Se forman cuando las fibras

de cromatina se condensan alrededor de proteínas para dar estructuras más gruesas, llegando a formar una estructura de 7000 Å que es una cromátida

• Cuando el ADN se duplica, cada cromosoma tiene dos cromátidas, formando una estructura de 14 000 Å

Cromosoma7000 Å

300 Å

Sucesivas compactaciones

20 Å 100 Å 300 Å 3000 Å 7000 Å 14000 Å

Cromosoma anafásico (7000

Å)

Cromosoma metafásico (14000 Å)

Brazos

Telómero

Constricción

secundaria

Centrómero

Cinetocoro Cinetocor

o

Cromátidas

Telómero

Brazos

Constricción

secundaria

Satélite

Centrómero

Cromosomas según la fase

Tipos de cromosomas

Metacéntrico Submetacéntrico

Acrocéntrico Telocéntrico

Cromosomas según centrómero

Idiograma humano

El ciclo celular

El ciclo celular• Es el conjunto de sucesos que

tiene lugar desde que una célula se forma, a partir de otra, hasta que ella misma se divide para dar dos células hijas.

• Comprende dos etapas: oInterfase: la célula está en reposo, realizando su metabolismo.

oMitosis: la célula se está dividiendo

Citocin

e

sisMito

sis

2 células hijas

Célula

Citocinesis

G1

G2

S

G0 (especializac

ión)

Punto R (de

no retorno

)Interfa

se

Fases del ciclo celular

INTERFASE

Interfase• Es el periodo en que la célula no

se está dividiendo.• Es la etapa más larga y consta de

tres fases:oFase G1 o de crecimiento.oFase S o de replicación.oFase G2 o de preparación.

• Algunas células entran en una fase G0 o de especialización y ya no se van a dividir más.

Interfase

Fases de la interfase: G1

• En ella se produce el crecimiento celular.

• Se duplican algunos orgánulos (mitocondrias, cloroplastos) y se desarrollan otros (retículo, aparato de Golgi).

• Al final de esta fase hay un momento en que es imposible impedir que el ciclo avance hacia otras fases.oSe llama Punto de no retorno o

punto de control G1, punto de restricción y, en resumen, punto R.

• En ella se produce la duplicación de ADN puesto que la célula va a dividirse y necesita repartir el ADN entre las dos células hijas.

• Se duplican los centriolos apareciendo junto a cada uno un esbozo de otro llamado procentriolo.

• Las dos cromátidas que surgen de la duplicación del ADN quedan unidas por el centrómero formando cromátidas hermanas.

Fases de la interfase: S

• Se inicia justo al acabar la duplicación del ADN y llega hasta la espiralización de los cromosomas.

• El ADN es el doble del que había en la fase G1.

• Sigue la síntesis de proteínas, sobre todo la histona H1 para la formación del solenoide y las proteínas del huso mitótico.

• Los dos pares de centriolos (cada centriolo con su procentriolo) se sitúan cerca de la membrana celular.

Fases de la interfase: G2

• Algunas células quedan bloqueadas en la G1 y no llegan a entrar en la fase S.

• Esto es debido a procesos de diferenciación celular, de manera que antes de llegar al punto R, se manifiestan unos genes que hacen que la célula se especialice.

• Se dice que la célula ha entrado en G0.

Fases de la interfase: G0

• A veces, por activadores mitóticos, como ciertas hormonas, pueden volver a la fase G1 y llegar al punto R, dividiéndose.

• Otras células muy especializadas (neuronas, musculares) permanecen en G0 de por vida.

• Se dice que están en periodo de reposo o quiscencia.

Fases de la interfase: G0

Duración de cada fase si todo el ciclo durase 24 horas y cantidad de ADN.

4c ADN

2c ADN

2-4c ADN

4-2c ADN

MITOSIS

Mitosis o fase M• Es el periodo en que se produce:

oCariocineis: reparto del material genético o división nuclear.

oCitocinesis: reparto del citoplasma y sus orgánulos para formar dos células.

• Algunos autores llaman mitosis solo al primero de estos procesos.

• El segundo sería la citocinesis, pero quedaría fuera de la mitosis.

Mitosis: significado biológico• Los organismos crecen por aumento

del número de células.• Todas las células de un individuo

han de tener idéntico material genético.

• La mitosis garantiza la conservación del material genético durante la división celular, repartiendo equitativamente el material genético (previamente duplicado).

• Las dos células resultantes son idénticas entre sí e idénticas a la célula madre.

Mitosis Citocinesis

Mitosis o fase M

Profase

Duplicación del centrosoma

Condensación del ADN

Microtúbulos

Fragmentación de la envoltura nuclear

Placa cinetocór

ica

Metafase

Anafase TelofaseHuso mitóti

co

Placa ecuatorial Separación de cromátidas hermanas

Formación de envoltura nuclear

Nucléolo

Mitosis o fase MLa división celular o fase M

Cantidad de ADN a través del ciclo

• La cantidad de ADN a lo largo del ciclo va variando en el interior de una célula concreta.

• Se llama 1C a la cantidad de ADN que hay en un gameto de un organismo diploide, es decir la mitad de cromosomas del organismo, con una cromátida cada uno.

• Por tanto, la cantidad de ADN a lo largo del ciclo sería:

• G1 2c• S 2c 4c• G2 4c• Profase 4c• Metafase 4c• Anafase 4c, pero

repartiéndose hacia los polos, 2c a cada uno.

• Telofase 2c en cada una de las dos células formadas.

Cantidad de ADN a través del ciclo

Nucléolo ARNm

Duplicación del ADN

Cromátidas

hermanas

ProfaseMetafaseAnafaseTelofase

1. Si utilizamos medidas de C para la cantidad de ADN que hay en las diferentes fases del ciclo celular tenemos:

2. En la fase G1, las células somáticas, al ser diploides, tienen una cantidad de ADN de 2C. Es decir, son células 2n 2C.

5. Tras la mitosis, la célula hija vuelve a tener una cantidad 2C. Es decir, son células 2n 2C.

4. En la fase G2, permanece 4C

SG1

G2

Cantidad de ADN a través del ciclo

3. En la fase S se duplica el ADN y cada filamento pasa a tener 2 cromátidas y la cantidad de ADN es 4C. Es decir, son células 2n 4C.

G1 G2

S

• También se mide el ADN en picogramos (pg)

• Un picogramo equivale a 9,1 x 108 pares de bases.

• Un picogramo son 10-12 gramos.• En la gráfica siguiente se aprecia la

variación del ADN de una célula de 2n cromosomas, de una cromátida cada uno, que equivalen a 4pg y que podría corresponder al alga unicelular Chlamydomonas.

• En la especie humana la célula somática (2n con una cromátida) es de 2,87 pg.

Cantidad de ADN a través del ciclo

Cantidad de ADN a través del ciclo

Mitosis animada

PROFASE

METAFASE

ANAFASE

TELOFASE

El ciclo celular

Profase• Es la etapa más larga y en ella

van teniendo lugar:oLas fibras de cromatina de 100

Å se enrrollan para formar, primero, la fibra de 300 Å y , finalmente las dos cromátidas de 14000 Å, formando el cromosoma profásico.

oDesaparecen los nucleolos puesto que el ADN que los formaba queda englobado en los cromosomas.

Profaseo Las dos parejas de centriolos se

separan yendo hacia los polos de la célula.

o Entre los diplosomas surgen una serie de microtúbulos que formarán distintas fibras: fibras del áster rodeando por

fuera a los dos centrosomas. fibras polares son las fibras del

huso que no se unirán a ningún cromosoma.

fibras cinetocóricas son las que se unirán a los cromosomas en la metafase.

Fibras cinetocóricas

Fibras astrales

Fibras polares

Fibras del huso mitótico

ProfaseoEn las células sin centriolos, como

las vegetales, se forma el huso de la misma manera aunque sin centriolos en los extremos.

oAl final de la profase, entra agua en el núcleo que se hincha y se fragmenta su membrana, liberándose el nucleoplasma. En los cromosomas, a la altura del centrómero, en cada cromátida, se forma una estructura proteica llamada cinetocoro capaz de atrapar microtúbulos llamados cinetocóricos para unirse a ellos, pudiendo atrapar entre uno y cuarenta.

Profase

Metafase• Los cromosomas alcanzan su máximo

nivel de condensación, siendo la etapa en que se ven mejor.

• Los cromosomas, unidos a las fibras cinetocóricas se sitúan en la zona central de la célula, formando la placa ecuatorial.

• En dicha placa cada una de las cromátidas de los cromosomas se une a una fibra cinetocórica que viene de un polo distinto (se entiende por polo la zona donde están los centriolos)

• Se acumulan tensiones entre las fibras cinetocóricas que se unen a cada cromátida de un cromosoma.

Cinetocoro

Fibras cinetocór

icas

Metafase

Metafase

Anafase• Las tensiones de las fibras

cinetocóricas terminan por romper el cinetocoro.

• Las cromátidas hermanas se separan y son arrastradas por las fibras hacia polos opuestos.

• Se forman de nuevo los cromosomas con una sola cromátida o cromosoma anafásico.

Anafase

Telofase• Los dos grupos de cromátidas

llegan a los polos de la célula.• Comienzan a desespiralizarse para

dar una masa de cromatina sin individualizar.

• Se forman los nucleolos a partir del ADN del organizador nucleolar que empieza la transcripción.

• El Retículo endoplasmático reorganiza la membrana nuclear alrededor del ADN.

• Las fibras del huso se desorganizan.

Telofase

Citocinesis• Tras la división del núcleo, lo que

tenemos es una célula binucleada.• La citocinesis es la división del

citoplasma para dar dos células distintas, con un núcleo cada una.

• Cada una se llevará un grupo de los cromosomas que se han repartido en la cariocinesis.

• Este proceso comienza a realizarse mientras termina la telofase

• Se realiza de distinta manera en células animales y vegetales.

Citocinesis: célula animal• Al no tener pared celular, pueden

deformar su membrana y el proceso es por estrangulación.

• Microfilamentos de actina y miosina forman un anillo en la parte ecuatorial de la célula.

• El anillo se va estrechando, formando un surco, a modo de cintura que va progresando.

• Finalmente el surco acaba estrangulando la célula en dos células hijas.

Formación del anillo contráctil

• La pared celular, rígida, impide la deformación de la célula por lo que el estrangulamiento no es posible.

• Se produce por tabicación al formarse en la zona ecuatorial de la célula un tabique (fragmoplasto) con vesículas del Aparato de Golgi.

• Las vesículas se van agrupando alrededor de los microtúbulos del huso.

• Las vesículas están llenas de pectina y constituyen la lámina media de la pared celular (la primera pared celular, que separa células vecinas)

Citocinesis: célula vegetal

Citocinesis: célula vegetal

Citocinesis: casos especiales• En algunos protozoos flagelados

como tripanosoma, la separación es longitudinal y empieza a rasgarse por el flagelo.

• El ritmo de división es tan rápido que antes de separarse las dos células, se pueden dividir de nuevo, dando una especie de estrella o roseta.

Bipartición longitudinal

Roseta de

individuos

Citocinesis• Los casos vistos hasta ahora, se

consideran bipartición. • En la bipartición de cada célula,

salen dos células hijas, del mismo tamaño, pero no siempre es así.

• No obstante, la división del núcleo es siempre la vista. Célul

a anim

alEstrangulamiento

Célula veget

alFragmoplas

to

División múltiple• Puede haber:

oDivisión múltiple o esquizogonia. Se suceden varias divisiones del núcleo antes de que se divida el citoplasma, dando células plurinucleadas.

Luego se separan por membranas tantos citoplasmas como núcleos había.

Suele quedar un trozo de citoplasma residual sin núcleo.

Un ejemplo podría ser la esporulación de esporozoos (protozoos que se multiplican de esta manera).

Se llama así por la similitud de la formación de células hijas con la formación de esporas de algunos hongos (aunque no tiene nada que ver porque estas esporas se forman por meiosis)

División múltiple

Esquizogonia en Plasmodium

• Al citoplasma de la célula madre le sale un abultamiento o gema, antes de la división del núcleo.

• El núcleo se alarga e introduce una proyección en el interior de la gema.

• Luego reparte sus cromosomas entre las dos partes y se estrangula.

• La gema puede separarse de la célula madre o quedar unida (en este caso, se forman colonias)

Gemación

Gema

Gemación

Videos sobre mitosis• https://www.youtube.com/watch?v=

a1qc5UtCAag

• https://www.youtube.com/watch?v=6SOH0anhOr8

MEIOSIS

Meiosis• Es un tipo especial de reproducción

celular relacionado con la reproducción sexual.

• Tiene un doble significado:oReduce a la mitad el material

genético, aunque no su información (en lugar de dos factores para cada carácter, hay solo uno, pero hay información para todos los caracteres).Si no fuera por este proceso, el número de cromosomas se duplicaría tras cada fecundación.

Tras la fecundación se recompone el número de cromosomas de la especie.

oAumenta la variabilidad genética de la población: esto se debe a la combinación de la información de los cromosomas homólogos.Esta combinación se hace al azar, de manera distinta en cada meiosis lo que, multiplicado por el número de parejas de homólogos, hace que, por meiosis, nunca se fabriquen dos células iguales (si estas células son los gametos, esa variabilidad, se transmite a los descendientes)

Meiosis

1 2 3 4 5 6 7 ….n

A a

A A

S s

S s a aS s2n gametos diferentes

223 = 8 388 608 en humanos

Si sólo tenemos en cuenta dos pareja de cromosomas

homólogos 22=4

Combinación gamética

Fases de la meiosis• Consiste en dos divisiones

sucesivas sin síntesis de ADN en medio.o Interfase premeiótica: Es normal,

con duplicación de ADN.oMeiosis I: Es la más larga y

compleja, separándose los cromosomas homólogos y reduciéndose a la mitad su número.

o Interfase intermeiótica (intercinesis): muy corta, sin duplicación de ADN.

oMeiosis II: similar a una mitosis normal con separación de cromátidas hermanas.

MEIOSIS 1

Profase 1• Se ha dividido en varias fases para

estudiarla mejor:o Leptoteno: Los cromosomas van

organizándose a partir de la cromatina y se hacen visibles, cada uno con sus dos cromátidas

oZigoteno: Se emparejan entre sí, gen a gen, los cromosomas homólogos.Esta asociación se llama sinapsis y puede comenzar en cualquier punto, extendiéndose al cromosoma completo, a modo de cremallera.

Se realiza gracias a una compleja estructura proteica que une las cromátidas no hermanas de ambos homólogos.

Profase 1oPaquiteno: Se aprecia el

apareamiento de los cromosomas que aparece como una tétrada de cromátidas, también llamado bivalente.En esta parte se produce el sobrecruzamiento (crossing over) con intercambio de información entre cromátidas no hermanas de cromosomas homólogos.

Los cromosomas están muy juntos y no se observan los cruces al microscopio.

Profase 1oDiploteno: Los cromosomas

homólogos tienden a separarse, pero quedan unidos por unos puntos que son la huella del sobrecruzamiento y se llaman quiasmas.

oDiacinesis: Los quiasmas se desplazan a los extremos de los cromosomas, manteniéndolos unidos.Se desorganizan los nucleolos y la membrana nuclear.

Leptoteno

Zigoteno

Paquiteno

Diploteno

Diacinesis

Profase I

Sinapsis

Sinapsis

Sinapsis

Recombinación

Se aparean las dos cromátidas hermanas con las dos no hermanas del cromosoma homólogo, no una cómo podría parecer por la falta de perspectiva de los dibujos y la recombinación se produce entre las cuatro cromátidas, cada una con una del homólogo.

Meiosis y variabilidad• La variabilidad de la descendencia se

debe a:oMezcla al azar de cromosomas

homólogos de ambos progenitores: en los seres diploides, los dos cromosomas homólogos se heredan uno de cada progenitor. Esto produce combinaciones aleatorias en mayor cantidad cuantas más parejas de homólogos tenga la especie (2n, siendo n el número de parejas de homólogos).

Como en la meiosis cada célula resultante sólo recibe un ejemplar, al azar, de cada pareja, las cuatro células son diferentes entre si.

oRecombinación de genes: las cromátidas de cada cromosoma llevan fragmentos intercambiados de las cromátidas de su homólogo con lo que aún aumenta mas la variabilidad

Meiosis y variabilidad

b+

vg+

b

vg

Recombinación meiótica

b+

vg+

b+

vg+

b+

vg

b+

vg+

b

vg

b

vg

b

vg

b

vg+

Recombinación meiótica• Si a la combinación

gamética vista antes, añadimos la recombinación meiótica que hace que cada cromosoma lleve fragmentos de su homólogo, al azar en cada pareja y en cada meiosis, la cantidad de gametos posibles se hace infinita.

Metafase 1• La membrana nuclear y el

nucléolo han desaparecido.• Los bivalentes se condensan al

máximo y se sitúan en la zona ecuatorial de la célula.

• Los dos cromosomas homólogos se unen a la misma fibra del huso, orientándose al azar hacia uno u otro polo.

• Los quiasmas, en los extremos, mantienen unidos los cromosomas homólogos.

Metafase 1

Anafase 1• Los quiasmas se deshacen hacia los

extremos y los cromosomas homólogos se separan.

• Al separarse los cromosomas homólogos, las cromátidas hermanas se comportan como una unidad y se desplazan juntas.

• Hacia un polo van parte de los cromosomas que se habían heredado del padre y parte de los heredados de la madre, completamente al azar.

• Debido a la recombinación, los cromosomas del padre, llevan trozos, al azar, de los de la madre y viceversa.

Anafase 1

Telofase 1• A cada polo ha llegado la mitad de

cromosomas de la célula madre, pero no una mitad cualquiera, sino un cromosoma de cada pareja de homólogos.

• Como cada uno tiene dos cromátidas, no se produce duplicación del ADN.

• En algunas especies, los cromosomas se desespiralizan un poco y se forma una envoltura nuclear efímera.

• En otras especies no sucede nada de eso y comienza rápidamente la segunda división.

Telofase 1

Profase I

Metafase I

Anafase I

Telofase I

Meiosis 1

MEIOSIS 2

Meiosis 2• Aunque ya se ha reducido a la

mitad el número de cromosomas, que era el objetivo de la meiosis, éstos tienen dos cromátidas con lo que no pueden funcionar por lo que es necesaria una segunda división que las separe.

• Esta división es muy similar a la mitosis, excepto que ahora solo hay un cromosoma de cada pareja de homólogos (ya son haploides).

• Comienza después de una intercinesis que, a veces, es tan corta que no se puede considerar que exista.

• Profase 2: Se desintegra la envoltura nuclear si la hubiera, se duplican los centriolos y comienza a formarse el huso mitótico.

• Metafase 2: Los cromosomas se disponen en el ecuador celular.

• Anafase 2: Se separan las cromátidas de cada cromosoma, migrando hacia un polo.

• Telofase 2: Los cromosomas se desespiralizan, se rodean de la membrana nuclear, formándose dos núcleos y se produce la citocinesis.

Meiosis 2

Meiosis 2

Profase II

Metafase II

Anafase II

Telofase II

Intercinesis

Con

teni

do d

e A

DN

Tiempo0

1

2

3

4

5

A B C D E F G

Cantidad de ADN a lo largo de la meiosis

A. Fase G1B. Fase SC. Fase G2D. 1ª división meióticaE. InterfaseF. 2ª división meióticaG. Células surgidas

Propio de la meiosis

Mitosis vs meiosis

MITOSIS MEIOSIS

Can

tidad

de

AD

N (

C)

Tiempo

2

4

Cantidad de ADN: mitosis vs meiosis

C

Los ciclos biológicos

Los ciclos biológicos• La meiosis es una necesidad de la

reproducción sexual para evitar la duplicación del material genético durante la fecundación.

• Los gametos tienen que ser, obligatoriamente, haploides, pero no es obligatorio que la meiosis se realice para formar los gametos.

• Según el momento en que se produzca la meiosis los ciclos pueden ser:oHaplonte.oDiplonte.oDiplohaplonte.

Mitosis

Gametos n

Cigoto 2n

Meiosis cigótica

Fecundación

Ciclo haplonte• El cigoto sufre la

meiosis en su primera división (meiosis cigótica).

• El organismo es haploide.

• Los gametos se forman por simple mitosis.

• Lo único diploide es el cigoto.

• Lo presentan algunos protozoos, algunas algas y hongos.

Individuos n

Adulto 2nMeiosis gamética

Gametos nCigoto 2n

Fecundación Mitosis

Ciclo diplonte• La meiosis se lleva

a cabo para formar los gametos (meiosis gamética) que son lo único haploide.

• El cigoto, diploide, se divide por mitosis.

• El organismo es diploide.

• Lo presentan algunos protozoos, algunas algas y hongos y casi todos los animales.

Fecundación

Adulto 2n(esporofito)

Meiosis

Cigoto 2n

Gametofito ♂ n

Gametofito ♀ n

Ciclo diplohaplonte• Se presenta

alternancia de generaciones con individuos haploides y diploides respectivamente.

• El diploide (esporofito) genera esporas por meiosis (meiosporas) que son haploides y generan individuos haploides (gametofitos)

• Los gametofitos por mitosis producen gametos que tras la fecundación, dan individuos diploides (esporofitos)

• Es propio de vegetales.

Control del ciclo celular

Control del ciclo celular• En los tejidos vivos pueden

encontrarse diversos modelos respecto al ciclo celular:oSe suceden continuamente ciclos

celulares (médula ósea produce al día un millón de eritrocitos)

oSe producen ciclos celulares cuando hay un cambio de condiciones (células epiteliales ante una herida que hay que cicatrizar)

oLas células no se dividen nunca (neuronas adultas o células musculares).

• Existen tres puntos de control de la mitosis: oal final de la fase G1 (punto R

del que hemos hablado), oal final de la fase G2 (G2-M) oen la metafase (M). oSobre ellos actúan proteínas

ciclinas y quinasas ciclino dependientes, así como otras.

• Estos puntos entran en acción en diferentes circunstancias:

Ciclo celular: puntos de control

• Punto R o restricción: Se encuentra en una fase tardía de la G1 denominado el punto R (por restricción).

• Se pone en marcha ante factores ambientales adversos que disminuyen la velocidad de la división celular o si la célula no ha alcanzado el tamaño suficiente.ocambios en la temperatura y el

pH. odisminución de los niveles de

nutrientes. oADN dañado.

Ciclo celular: puntos de control

• Punto G2-M: se encuentra al final de la G2 oSe pone en marcha cuando el ADN

no ha terminado de replicarse o puede estar dañado (p.ej. por radiación), o si la célula no tiene el tamaño adecuado.

• Punto M: Tiene lugar en plena mitosis, en la metafaseoSe pone en marcha si los

cromosomas no están bien alineados en el huso y, por lo tanto, no se va a pasar a cada célula hija un juego completo de cromosomas.

Ciclo celular: puntos de control

108

Por ejemplo, las neuronas

Ciclo celular: puntos de control

• El ritmo de la reproducción celular depende sobre todo del tipo de célula, pero además hay ciertos factores que incrementan dicho ritmo:oAumento excesivo del tamaño del

citoplasma que se hace demasiado grande para que el núcleo pueda controlarlo.

oAumento del tamaño total de la célula con lo que aumenta mucho el volumen respecto a la superficie.

oPresencia de factores de crecimiento o agentes mitógenos.

Ritmo de la reproducción celular

oDependencia de anclaje: para que se produzca la división celular necesitan un soporte al que se puedan anclar (matriz extracelular por ejemplo).

oDisponibilidad de espacio. En los bordes de una herida, siempre que no haya un efecto inhibidor.

• Los dos primeros factores son intrínsecos y el resto, extrínsecos, pero todos ellos actúan a través de proteínas (ciclinas y quinasas)

Ritmo de la reproducción celular

• Como hemos visto, el ritmo del ciclo celular actúa como respuesta a ciertas señales internas y/o señales externas .

• En los organismos pluricelulares, las células deben controlar su proliferación de modo que una célula sólo se divide cuando el organismo requiere una nueva célula, bien para aumentar de tamaño o para reemplazar a otra.

Ritmo de la reproducción celular

• Generalmente una célula recibe señales químicas de supervivencia o de diferenciación de otras células para responder a distintas situaciones (mantenerse, proliferar o diferenciarse).

• Si faltan estas señales, la célula desarrolla un conjunto de reacciones programadas que provocan la muerte celular, a este proceso se le denomina apoptosis o muerte celular programada.

Muerte celular

Muerte celular• La apoptosis es una muerte celular

natural, en la que la célula se autodestruye. Puede ocurrir:ocuando la célula ha completado

su vida fisiológica normalocuando ha sufrido algún daño

irreversible que pone en peligro al tejido en el que se sitúa.

• El ciclo celular normal depende del equilibrio entre dos tipos de genes: o los genes de proliferación

(protooncogenes) que estimulan la proliferación celular

o los genes antiproliferación (antioncogenes).

Muerte celular• Si un gen de proliferación

(protooncogen) sufre una mutación que lo convierte en hiperactivo, recibe el nombre de oncogén.

• Los oncogenes desencadenan la multiplicación celular descontrolada dando lugar al cáncer.

• Si un gen de antiproliferación (antioncogen) sufre una mutación que lo inactiva, la célula también aumenta su proliferación y se transforma en cancerosa.

Ciclo celular y cáncer

Ciclo celular y cáncer• El cáncer es una enfermedad que se

caracteriza por lo siguiente:o Las células afectadas no mueren ni

son controladas por los procesos normales.

oCrecen en masa en el lugar donde se han originado (tumor primario) y dañan y destruyen las estructuras normales de la zona.

oPueden atravesar los vasos sanguíneos y viajan a otras partes del organismo en los que forman nuevas tumores, denominados metástasis que son los causantes en muchos casos de la muerte.

•

Puntos de restricción (frenos)

Célula normal Célula tumoral (INMORTAL)

R

G2-MM

Ciclo celular y cáncer

Ciclo celular y cáncer• Fases: oHiperplasia, oDisplasia, oTumor 1 ario

oTumor 2 ario

• No apoptosis• S. inmunológico

insuficiente

CANCER (neoplasias)

Célula mutada por la acción de agente mutágeno

División acelerada a partir de célula mutada

Nuevas mutaciones provocan la aparición de clones de células indiferenciadas

Nuevas mutaciones e irrigación sanguínea del tumor primario

Desprendimiento de celulas tumorales que viajan y se instalan en distintas zonas del organismo, ocasionando metástasis o tumores secundarios

Ciclo celular y cáncer

Alteraciones de la meiosis: aneuploidías

Aneuploidías• Son mutaciones en las que el

individuo presenta algún cromosoma de más o de menos.

• La causa es una meiosis defectuosa en alguno de los progenitores.

• Se debe a que no hay separación del material hereditario.

• Puede ser:oEn la primera división de la meiosis,

no se separa alguna pareja de homólogos.

oEn la segunda división de la meiosis, no se separan cromátidas hermanas en algún cromosoma.

• No hay separación de una pareja de cromosomas en la primera división de la meiosis. oUna célula se lleva los dos de la

pareja y la otra, ninguno.oEn la segunda división, las que

surgen de la que no tenía ninguno, siguen sin ninguno y las que surgen de la que tenía los dos, tienen los dos, pero con una cromátida cada uno.

oSe forman dos tipos de gametos: unos con ningún cromosoma de una pareja (nulisómicos) y otros con los dos cromosomas de la pareja (disómicos).

Fallos en la primera división

Disómicos

Nulisómicos

No hay separación de cromosomas en la primera división

Fallos en la primera división

• Si estos gametos se unen a un gameto normal se obtendrá:o Con el gameto nulisómico, un cigoto que

de esa pareja de cromosomas solo tendrá uno.Es lo que se llama una monosomía. (La

unica monosómia viable en la especie humana es la del cromosoma X, que se traduce clínicamente en el Sindrome de Turner).

o Con el gameto disómico, un cigoto con tres cromosomas: Es lo que se llama una trisomía.

(Síndrome de Down, el Síndrome de Klinefelter, XXY el Síndrome del triple X o el Síndrome del XYY)

Fallos en la primera división

Fallos en la segunda división• La primera división de la meiosis es

normal, pero en una de las células surgidas no hay separación de cromátidas hermanas en algún cromosoma durante la segunda división de la meiosis.

• En este caso, los gametos que surgen de la célula en que sí se separaron las cromátidas serán normales, mientras que los que surgen de la célula en que no se separaron uno tendrá los dos cromosomas homólogos (disómico) y otro, ninguno (nulisómico).

Disómico

Nulisómico

Normales

No hay separación de cromátidas en la segunda división

Fallos en la segunda división

• La fecundación de gametos normales con los gametos surgidos de la primera célula (que son normales), dará cigotos normales.

• La fecundación de gametos normales con los gametos surgidos de la segunda célula dará cigoto con monosomía (del gameto nulisómico) y un cigoto con trisomía (del gameto disómico)

Fallos en la segunda división

Resumen aneuploidías

Síndrome de la triple X

•Sexo femenino con órganos genitales atrofiados

•Fertilidad limitada.

•Bajo coeficiente mental.

•A veces normales

Síndrome de Klinefelter

Síndrome de Klinefelter•Proporciones corporales anormales (piernas largas, tronco corto, hombro igual al tamaño de la cadera)

•Agrandamiento anormal de las mamas (ginecomastia)

• Infertilidad. •Vello púbico, axilar y facial menor a la cantidad normal .

•Testículos pequeños.•Estatura alta.

Síndrome de Turner

•Retraso mental de leve a grave.

•Baja estatura.

• Infertilidad

•Pecho ancho

Síndrome de XYY

•Varones de estatura elevada

•Mayor agresividad

•Bajo coeficiente intelectual

ANAYA

Anaya

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PAU cantabria

PAU• Describe mediante un dibujo los

diferentes niveles estructurales de la cromatina interfásica. Indica cuál de ellos se considera la unidad estructural de la misma.

• Describe mediante un esquema las diferentes fases de que consta el ciclo celular de una célula eucariota. Indica qué ocurre en cada fase del ciclo celular. Representa una gráfica en la que se represente la variación total del contenido de ADN de una célula (n, 2n, 4n…) en el eje “y”, en función de la etapa del ciclo celular que se considere, en el eje “x”. ¿En qué etapa se considera que la célula transcribe su material genético de manera más activa?

• Describe, mediante un dibujo en el que figuren claramente todas las cromátidas, las fases más importantes de la meiosis. Partir de una célula 2n=4

• Representa el ciclo celular de una célula normal y una cancerosa, comentando brevemente los fenómenos que tienen lugar en cada una de sus fases e indicando la diferencia relevante entre los ciclos de la célula normal y la tumoral.

• Escribe un texto coherente, de no más de diez líneas, en el que se relacionen los siguientes conceptos referentes a un determinado fenómeno biológico: ciclo celular, Interfase, G1, cáncer.

PAU

• Dibuja el proceso de la mitosis en una célula 2n=4 ¿Se genera variabilidad genética en el proceso de la mitosis? Razone su respuesta utilizando para ello el dibujo del proceso. En el dibujo han de figurar todas las cromátidas.

• Mediante un esquema o dibujo describe los acontecimientos que tienen lugar en la célula durante la meiosis, indicando en cada etapa de la misma, número y tipo de cromátidas (paterna y materna). Considerar célula 2n = 4 en interfase. Comenta brevemente el papel biológico de la meiosis.

PAU

• Indica en qué punto de la meiosis (en humanos) pudo haberse producido un fallo que da lugar a un zigoto con trisomía simple en el cromosoma 21 (S. de Down). Razona la respuesta.

• Define el concepto de nucleosoma y representa mediante un dibujo los diferentes niveles de compactación de la cromatina en una célula eucariota, indicando en cada caso a qué fase del ciclo celular corresponde cada una.

PAU

PAU• Las alteraciones en el número total

o parcial de cromosomas se conocen con el nombre de aneuploidía ¿Cómo crees que pueden afectar éstas al fenotipo de dicho individuo? Cita un ejemplo de aneuploidía y comenta sus principales características fenotípicas. Describe, mediante un esquema, un mecanismo mediante el cual se podría originar una aneuploidía en uno de los gametos que daría lugar a un zigoto aneuploide.

PAU• Representa mediante un esquema

el ciclo celular de una célula eucariota, indicando los fenómenos biológicos que tienen lugar en cada una de las etapas. ¿Cómo se vería alterado el ciclo en una célula tumoral de rápida proliferación?

Fin