Prohibida su venta. Ministerio de Educación
Décimo grado EGB
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El ciclo
celular
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Ciencias Natur ales Matemática Lengua y Liter atur a Ciclo celular1
Mitosis2
Meiosis I y II3
Gametogénesis4
Reproducción de los organismos5
ValoresComentamos por qué es importante compartir información sobre el cáncer en el medio en el que nos desarrollamos. ¿El cáncer se puede heredar? ¿Por qué?
Módulo pedagógico 1
de Ciencias Naturales
Bloque curricular: Los seres vives y su ambiente
¿Qué es el ciclo celular?
La naturaleza, con sus grandes misterios y secre-tos, tiene el reto de la conservación de las especies. El mecanismo citológico para perpetuar la especie implica la división celular. Esta se puede dar en pro-cariotas y -especialmente con gran complejidad- en eucariontes, tanto haploides como diploides.
Durante el ciclo celular, la célula debe cumplir con una secuencia ordenada. En caso de alguna interrup-ción, la célula estará expuesta a ser modificada, ma-nifestándose en un tumor que puede ser maligno o benigno (cáncer).
El consumo de alcohol, drogas o cigarrillos, el uso continuo de medicamentos no naturales, la in-dustrialización de los alimentos con preservantes y conservantes, la exposición excesiva al sol, entre
otras, son posibles causas para que exista un desor-den en el ciclo celular. Como resultado de esto, el ser humano está expuesto a tener y padecer de algún tipo de cáncer. Uso de herramientas matemáticas Producción de un párrafo argumentativo
Pensamiento científico Educación para la paz: empatía
Células normales Células cancerosas
Mineduc
Microscopio de Zacharias Janssen.
Cromosoma con una sola cromátida.
La teoría celular fundamenta que no existe generacion espontánea, sino que una célula nueva surge de otra preexistente. Se han observado imágenes de células desde que comenzó el uso del microscopio. Interpretar sus observaciones en un principio fue muy difícil debi-do a que no existía la noción de división celular.
Ciclo celular
¿Las células de nuestro cuerpo pueden dividirse? ¿De qué manera?
¿El avance tecnológico del microscopio nos permite conocer la fisiología celular?
Una de las funciones biológicas importantes que expe-rimenta la célula es su división. Por ejemplo en el ser humano, todas se dividen excepto las neuronas. Esto quiere decir que las células hijas, iguales o semejantes a su madre, llegarán a ser madres, originarán células hijas y el ciclo continuará para la conservación de la especie. Cuando la división celular se repite continua-mente, el proceso se denomina “ciclo celular” y está
in-También llamada “fase del primer intervalo”, se caracteriza por ser ge-néticamente activa. Empieza después de la división de la célula madre en dos células hijas. Durante esta fase, la célula inicia su crecimiento y nutrición. El núcleo contiene cromosomas con una sola cromátida que se modificará posteriormente.
Fase G1
Wikipedia/A. Hawk
Exogenia. Sugiere que las nuevas células surgen fuera de otras preexistentes.
Endogenia. Las nuevas células surgen dentro de otras
preexistentes.
División. Establece que las nuevas células aparecen
por división binaria de una preexistente.
En la actualidad, el desarrollo del microscopio ha per-mitido estudiar con mayor complejidad la estructura celular y el mecanismo del ciclo celular.
La interfase comprende tres fases:
Fase G1:
Inicio del crecimiento celular
Fase S:
Duplicación del material genético
Fase G2:
La célula se prepara para entrar a la fase (M)
Mineduc
Al comienzo del siglo XVIII, la comunidad científica empezó a interesarse por cómo se originaban las célu-las. Hacia la mitad del siglo XIX, ciertas investigaciones propusieron que la existencia de nuevas células ocurría por división binaria. Esta idea tuvo que ser debatida y confrontada con otras teorías. Entre las más destaca-das se encuentran la exogenia, la endogenia y la división.
tregado por dos fases: interfase (la cual comprende tres periodos: G1, S y G2) y la mitosis.
Las células se encuentran en interfase durante aproxi-madamente el 90 % de su ciclo, y durante el 10 % res-tante en etapa de división. En la interfase, las células se caracterizan por su crecimiento, nutrición y, princi-palmente, por la replicación del ADN.
Centrómero
Un cromosoma sin duplicar = una cromátida
ADN en proceso de duplicación.
Ciclo celular. ¿Por qué es importante
conocer los casos de incidencia de cáncer en el Ecuador?
Denominada fase de síntesis, es cuando ocurre la replicación del ADN nuclear mediante un proceso que implica un gran número de enzimas, y cuando los cromosomas se forman estructuralmente por dos cromátidas hermanas.
La célula continúa con sus funciones celulares y aumenta de tamaño. Se sintetizan proteínas esenciales para la división celular; los cromosomas formados por dos cromátidas empiezan a condensarse.
Al final de esta etapa hay una comprobación del ADN para saber si la célula está en condiciones de dividirse. En el caso de que la célula no estuviera apta, esta fase se alarga y se intenta arreglar el daño existente. Si la célula completa su fase final, entrará en fase M (mitosis) y se divide. De lo con-trario, la célula entrará en un proceso de muerte programada (apoptosis), función celular importante para evitar la presencia de células cancerígenas. No todas las células del ser humano se dividen y cumplen un ciclo celular. Las neuronas y los glóbulos rojos son tan especializadas que han perdido su capacidad de división celular, pero tienen un tiempo de vida muy exten-so. Sin embargo, las células madres neuronales, localizadas en distintas partes del cerebro, sí son capaces de reproducirse. De esta forma, el cerebro puede generar nuevas neuronas en la etapa adulta de la persona, siempre y cuando haya llevado una vida libre de alcohol y drogas, así como una buena dieta alimenticia.
Cuando la interfase finaliza con éxito, la célula puede continuar al siguiente paso del ciclo celular: la mitosis.
Fase S
Fase G2
cromátida. Filamento que constituye los cromosomas, visible durante la profase y metafase de la división celular.
cromosoma. Orgánulo en forma de filamento que se halla en el interior del núcleo de una célula eucariota y que contiene el material genético. Glosario
¿Por qué afirmamos que la apoptosis es importante en la interfase?
Mineduc Mineduc 80-145 min. Interfase G2 G1 S (Síntesis) 8 horas 6 horas 5 horas
30-60 min. 15-20 min. 5 min. 50-90 min. Profase Metafase Anafase Telofase
(Intervalo) (Intervalo)
Ecuador registra 28 058 nuevos casos de cáncer, según informe de OMS
En el Ecuador la incidencia de cáncer es de 157,2 casos por cada 100 000 habitan-tes, según se desprende del informe dado a conocer por la Agencia Internacio-nal para la Investigación en Cáncer (IARC), perte-neciente a la Organización Mundial de la Salud (OMS), que reveló el aumento de los casos de cáncer a nivel mun-dial en 2018.
En nuestro país, el cáncer de próstata es el de mayor in-cidencia con 38,8 casos por 100 000 habitantes; le sigue el de mama con 31,8. Según este informe, para este año se registran 28 058 nuevos casos de cáncer en general.
Fuente: https://bit.ly/2MPMNYs. Adaptado con fines pedagógicos
Para saber más
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¿Por qué es importante la duplicación de células en nuestro cuerpo? ¿Las células se reproducen o tienen un periodo de vida definido?
huso acromático. Haz de filamentos que unen las dos partes en que se divide, en la cariocinesis, el centrosoma de una célula.
cinetocoro. Complejos grandes de proteínas que unen los centrómeros de los cromosomas a los microtúbulos del eje mitótico durante la metafase en el ciclo celular.
Glosario
Mitosis
La mitosis fue descrita por primera vez en 1848 por el botánico alemán Wilhelm Hofmeister, al estudiar el desarrollo embrionario en plantas su-periores. Sin embargo, el descubrimiento se atribuye a Walther Flemming quien, entre 1879 y 1882, observó los cromosomas en división y describió cómo se duplicaban.
En biología, la mitosis es un tipo de división celular especializado en el núcleo de las células eucarióticas. Durante este proceso, una célula ma-dre se divide para dar origen a dos nuevas células, denominadas hijas, ge-néticamente idénticas.
La cromatina se condensa en su totalidad, la mem-brana nuclear se degrada, el nucléolo se desintegra, los centriolos se ubican en los extremos y van forman-do el huso acromático.
Metafase
Los cromosomas con doble cromátida se alinean horizontalmente en la placa ecuatorial.
Anafase
Las fibras del huso acromático se adhieren al cinetocoro
de los cromosomas y el centrómero se desintegra. Las dos cromátidas de cada cromosoma se separan y se desplazan hacia cada uno de los polos de la célula.
Telofase
El huso acromático desaparece y se forma una mem-brana nuclear que almacena los cromosomas, forman-do la cromatina. El nucléolo reaparece en cada polo.
Citocinesis
Es la división física del citoplasma por estrangula-miento (célula animal) en dos células hijas diploides. Los cromosomas presentan una sola cromátida, dando inicio a una nueva interfase celular.
Esta división implica varias fases:
Profase Walther Flemming. Wikipedia Fases de la mitosis. Mineduc Profase Metafase Anafase Telofase
¿Por qué podemos afirmar que la mitosis es importante?
Mitosis
Características
• Exclusividad en células eucariotas
Estructura
• Formación de células diploides • Origen de dos células hijas
Tumores • Malignos • Benignos
Ser humano: células somáticas Plantas Animales
MITOSIS
La presencia de lunares atípicos
Las personas tenemos lunares distribuidos en diferentes partes del cuerpo. Estos aparecen cuando las células productoras de pig-mento de la piel (melanocitos) crecen en grupos. Su presencia es considerada como algo habitual, sin perjuicio para la salud, pero en ciertas ocasiones pueden provocar confusión y esconder otras enfermedades de nuestra piel. Por lo tanto, existen ciertos luna-res con características específicas que luna-resulta conveniente mante-ner en observación, pues podrían tratarse de lunares cancerígenos. Entre las principales características a tomar en cuenta, podemos mencionar:
• Bordes irregulares • Color diferente
• Número y tamaño incrementado • Produce escozor
Es necesario prestar especial atención a los lunares que se tienen desde el nacimiento y los que se forman en la planta de los pies y en las palmas de las manos.
Fuente: https://bit.ly/2Ed3CJ8. Adaptado con fines pedagógicos
Formamos grupos de trabajo y realizamos un diagnóstico de los lunares presentes en nuestro cuerpo, considerando la información antes detallada y la que podemos recabar de otras fuentes.
Etapa del ciclo celular
Lunares atípicos.
Freepik.
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Valor: Pensamiento científico Meiosis I y II
Una forma de reproducción celular es la meiosis, que consiste en la dupli-cación de las células para producir los gametos sexuales (óvulos y esperma-tozoides). La meiosis es un proceso en el que, a partir de la división de una célula madre con un número diploide de cromosomas (2 n), se obtienen cuatro células hijas haploides (n), cada una de las células hijas con la mitad de cromosomas que la célula madre o inicial.
El aspecto más importante de la meiosis es que garantiza la reproducción sexual, permitiendo mantener el ciclo de vida en el planeta, en cada uno de los seres que lo habitan. Si la meiosis no cumple con el trayecto ordena-do que debe seguir, se produce una configuración desordenada de cromo-somas. Esto desencadena problemas en el material genético, provocando síndromes como el de Down (trisomía en el par 21 de los cromosomas), Turner, Patau, entre otros trastornos tratados por la genética.
El descubrimiento de la meiosis
En 1876, el biólogo alemán Oscar Hertwig (1849-1922) descubrió la meiosis en los huevos del erizo de mar.
En 1883, con mayor fundamento científico, el zoólogo Édouard Van Be-neden (1846-1910) describió nuevamente la meiosis y la ubicó en el ni-vel cromosómico. El científico realizó sus investigaciones en los huevos de los gusanos parásitos Ascaris.
En 1887, Van Beneden observó que en la primera división celular que lle-vaba a la formación de un huevo, los cromosomas no se dividían en dos, longitudinalmente, como en la división celular asexual, sino que cada par de cromosomas se separaba para formar dos células, cada una presentan-do tan solo la mitad del número usual de cromosomas. Posteriormente, ambas células se dividían de nuevo según el proceso asexual ordinario. Van Beneden denominó a este proceso como “meiosis”.
En 1890, el biólogo alemán August Weismann (1834-1914) observó que dos divisiones celulares eran necesarias para transformar una célula di-ploide en cuatro células hadi-ploides, si el número de cromosomas tenía que ser mantenido. En 1911, el genetista estadounidense Thomas Hunt Morgan (1866-1945) observó el entrecruzamiento en la meiosis de la mos-ca de la fruta, proveyendo la primera interpretación segura y verdadera sobre la meiosis.
Proceso de meiosis.
Oscar Hertwig.
normaals/Freepik.
La meiosis tiene el obje-tivo de reducir el número de cromosomas. En meiosis I se da origen a dos células hijas, mientras que al final de meiosis II se obtienen cuatro células hijas. Este mecanismo convierte una célula diploide en haploide.
Para recordar
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¿Podemos decir que la especie humana se extinguiría si las células dejaran de dividirse?
• Analizamos los aportes de los científicos para comprender al proceso de la meiosis.
• Cuestionamos los retos que presentan los científicos en la actualidad para establecer los mecanismos de acción de diversas situaciones que ocurren en el medio.
Fases de la meiosis
Primera división meiótica
Profase I. La cromatina se condensa y se hacen visibles los cromosomas,
cada uno con dos cromátidas. Aparece el uso acromático y se desintegran el nucléolo y la membrana nuclear. Se llevan a cabo la sinapsis y el entre-cruzamiento de cromosomas homólogos, que reciben el nombre de “tétra-das”. Durante el entrecruzamiento se intercambia información genética de cromosoma a cromosoma. Estos se llaman “cromosomas homólogos”, porque uno proviene de la madre y otro del padre.
Segunda división meiótica
Entre la primera y la segunda división, la célula atraviesa la etapa de interfase, periodo de muy poco tiempo en el que no hay síntesis del ADN.
Metafase I. Los cromosomas homólogos que han formado una tétrada se ubican en el ecuador del huso acromático.
Anafase I. Los cromosomas recombinados, formados por dos cromátidas, se alejan a los polos opuestos de la célula.
Telofase I. Se reconstruyen dos núcleos hijos, desaparece el huso y se for-man la membrana nuclear y el nucléolo. Durante la citocinesis, el citoplas-ma se divide, dando origen a dos nuevas células con cromosocitoplas-mas haploi-des, cada uno estructurado por dos cromátidas.
Profase II. Se condensa la cromatina en un proceso
si-milar al de la mitosis.
Metafase II. Los cromosomas se alinean
independien-temente en el ecuador del huso.
Anafase II. Las cromátidas de cada cromosoma se separan y se dirigen a cada uno de los polos de la célula. Telofase II. Cada célula se divide dando origen a dos
células, por lo que al final se cuenta con cuatro cé-lulas haploides, cada una con la mitad del número de cromosomas.
sinapsis. Consiste en el apareamiento de los pares de cromosomas homólogos. Glosario
Segunda división meiótica
Profase I Metafase I Anafase I Telofase I Profase II Metafase II Anafase II Telofase II
Primera división meiótica
Profase I.
Meiosis I y meiosis II.
División meiótica. Mineduc Mineduc Mineduc Meiosis I Meiosis I reduccional Meiosis II ecuacional Meiosis II Interfase
Telofase I Profase II Metafase II Anafase II Telofase II Centriolos Membrana Cromatina Huso Cromátidas Cromátidas Tétrada Placa de Metafase Centrímeros hermanas hermanas unidas nucluear (2 pares)
Profase I Metafase I Anafase I
La alteración en nuestros
cromosomas, ¿podría ser causa del síndrome de Down?
El síndrome de Down corresponde a un trastorno ge-nético que provoca que el cariotipo de los seres huma-nos presente 47 cromosomas y no 46. La persona con este síndrome presenta anomalías físicas, así como re-traso mental y social. Sin embargo, los niveles de gra-vedad pueden ser diferentes de un caso a otro.
La generación de un cromosoma adicional en el carioti-po humano puede atribuirse a varias causas. Entre las más comunes, se encuentra el acontecimiento de un error eventual en la división meiótica. En el caso del síndrome de Down, este fallo se produce en la répli-ca del cromosoma 21, provorépli-cando que en lugar de dos cromosomas existan tres (trisomía 21).
Algunas de las características que presentan las personas con este síndro-me son: orejas y boca pequeñas; cabeza, manos y dedos más pequeños que lo habitual; nariz achatada; ojos rasgados y hacia arriba; y manchas blancas en la parte coloreada del ojo.
Entre los factores de riesgo que inciden en una mayor probabilidad de que este fallo se produzca, se encuentra la edad reproductiva de las mujeres, pues aquellas mayores de 35 años tienen más posibilidades de que su hijo nazca con síndrome de Down. Además, esta probabilidad va incrementan-do con la edad.
En la actualidad se realizan pruebas de cariotipo para descartar la aparición de la trisomía.
Valor: Educación para la paz:
Empatía
¿Por qué decimos que un error esporádico en el proceso de la meiosis está relacionado con el síndrome de Down?
dariii/djvstock/Freepik.)
dariii/djvstock/Freepik.
¿Cuáles son los retos que las personas con síndrome de Down enfrentan?
El síndrome de Down recibe su nombre por John Langdon Haydon Down, un médico bri-tánico que en 1866 describió por primera vez las caracte-rísticas clínicas del trastorno, aunque desconocía sus causas. La trisomía 21 no sería descu-bierta hasta 1958 por el gene-tista francés Jérôme Lejeune. Pese a todos los problemas que puede suponer tener síndro-me de Down, los tratamientos que se realizan en la actualidad permiten que la persona tenga una vida prácticamente inde-pendiente una vez que ha llega-do a la edad adulta. La persona con síndrome de Down tendrá que acudir con más frecuencia al médico para hacer un segui-miento de su condición. Las personas con este trastor-no tienen más riesgo de sufrir una muerte prematura, ya sea por problemas cardiacos o por causa de una leucemia.
Fuente: https://bit.ly/2DoNLIp
Para saber más
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Indagamos acerca de las acciones que permiten ser empáticos y respetuosos con las personas que presentan alteraciones genéticas, como por ejemplo el síndrome de Down, en el marco de la inclusión y de la convivencia.
Herramientas matemáticas
ayudan a estudiar la 'diferenciación'
de las células madre
Matemática
Todo en el cuerpo humano se compone de células, des-de el cabello, las yemas des-de los des-dedos a los músculos, pero todas estas células vienen de una misma célula madre, un organismo pluripotencial del que deriva el resto de las células del cuerpo. Investigadores del Centro Médico de la Universidad de Columbia han creado una nueva herramienta para describir las for-mas posibles en que una célula puede desarrollarse. Enraizada en el campo matemático de la topología, el método proporciona una hoja de ruta que ofrece una visión detallada de cómo las células madre dan lugar a células especializadas.
Cada organismo comienza con una célula. A medida que esa célula se divide, sus copias se ramifican para convertirse en células especializadas —formando di-ferentes tejidos para el corazón, hueso o cerebro— en un proceso conocido como “diferenciación”. Para en-tender las señales internas y externas que mueven las células a lo largo de este camino, los científicos pueden secuenciar su ARN, el mensajero molecular que tradu-ce el ADN en proteínas y otros productos.
Para estudiar el desarrollo celular, los científicos utili-zan herramientas matemáticas que analiutili-zan cantida-des masivas de datos de secuenciación. Pero debido a la complejidad de este proceso, las suposiciones posibles son muy limitadas. Los científicos usaron la topología, un área de la matemática que estudia las relaciones espaciales entre superficies y formas, para identificar conexiones entre los diferentes estados celulares y los genes que están activos durante cada fase. Como resul-tado de esta investigación, han desarrollado un algo-ritmo, llamado “análisis de datos topológicos de una sola célula” (scTDA), que analiza las secuencias de ARN de las células individuales, reconstruyendo las trayec-torias de desarrollo subyacentes.
Los investigadores utilizaron scTDA para trazar la trayectoria de las células madre del ratón, que habían programado para convertirse en una célula neurona motora. El mapa indicó correctamente la posible tra-yectoria evolutiva de estas células, comenzando como células madre y, más tarde, especializándose. Al mirar qué genes estaban activos durante el proceso, los in-vestigadores fueron capaces de identificar las proteínas
¿Por qué es importante vincular los
conocimientos matemáticos en los estudios científicos que intentan explicar fenómenos relacionados con la vida?
que parecen guiar el desarrollo celular en diferen-tes puntos a lo largo del camino. El método también se aplicó para estudiar cómo se desarrollan las células madre de los pulmones y el cerebro.
Según los investigadores, este enfoque proporciona una visión profunda del destino potencial de una cé-lula, presentando la oportunidad de alejar las células de caminos que tienen un efecto negativo en su desa-rrollo. El enfoque se está aplicando actualmente para descubrir la dinámica y la composición celular de pro-cesos biológicos complejos, incluido el cáncer.
Fuente: https://bit.ly/2p7CGSu. Adaptado con fines pedagógicos
Glóbulos rojos Células nerviosas
Células madre
Células del hígado
Células intestinales Células musculares
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Mineduc
Gametogenésis
Genéticamente, la especie humana se caracteriza por la presencia de 23 pares de cromosomas: 22 pares de cromosomas somáticos y un par de cromosomas sexuales, alcanzando un total de 46.
El óvulo y el espermatozoide, independientemente, contienen 23 cromo-somas. Al unirse y fecundarse forman una sola célula denominada cigoto, constituida genéticamente por 46 cromosomas. Estructuralmente, esto da origen a una célula humana de 23 pares de cromosomas.
Existe un tipo especial de división celular en las células sexuales, conocido como “meiosis”, que se lleva a cabo durante la gametogénesis. Este proceso da origen a cuatro células hijas haploides (n), cada una con la mitad del número de cromosomas (23 cromosomas en la especie humana).
¿Cómo se forman un óvulo y un espermatozoide?
Espermatogénesis
Es un mecanismo ordenado encargado de la produc-ción de espermatozoides en los túbulos seminíferos del testículo, estructuras del aparato reproductor masculino, y regulado por las hormonas (FSH y LH). Es muy importante recordar que al final de esta divi-sión se obtienen cuatro espermátidas que correspon-den a los espermatozoides.
La formación de los gametos se denomina “gametogénesis”. El gameto fe-menino es el óvulo y el gameto masculino corresponde al espermatozoide. El origen, desarrollo y maduración de los gametos tiene lugar en estruc-turas especializadas, llamadas “gónadas” en los animales, y “gametangios” en las especies vegetales. El proceso de la gametogénesis está relacionado con la división meiótica, con el objetivo de reducir el número de cromoso-mas. Tiene una gran importancia para asegurar la existencia de las especies, manteniendo el número exacto de cromosomas a la mitad en cada célula. La espermatogénesis y la ovogénesis forman parte de la gametogénesis.
Unión del óvulo y el espermatozoide.
Espermatogénesis. Gametos humanos. Brgfx/Freepik. Núcleo Cabeza Flagelo Cuello Citoplasma Membrana plasmática Mineduc Mineduc 23 23 cromosomas 46 cromosomas + cromosomas Espermatogonia
Meiosis I Meiosis II Diferenciación Espermátidas Espermatozoides Espermatocitos
Espermatocitos secundarios
primarios Los óvulos contienen
infor-mación genética femenina, es decir que todos aportan un cromosoma de tipo X, siendo todos los óvulos “femeninos”. Los esperma-tozoides pueden llevar un cromosoma X o un Y. Así, si el aporte del padre es X, será niña, mientras que si es Y, será niño. Por lo tanto, el padre es el “res-ponsable” de determinar el sexo del bebé.
Dato curioso
Niña en su último par Cromosomas XX Cromosomas en su último par
XY
Niño
Ovogénesis
En este tipo de división celular se da la formación de óvulos que tiene lugar en los ovarios. Se encuentra regulada por hormonas de la hipófisis foliculoestimu-lante (FSH) y luteinizante (LH). Al final de la división resultan cuatro células, algo característico es que so-lamente una corresponde al óvulo y las tres restantes no tienen funcionalidad.
Gametogénesis en plantas
Las plantas, durante su ciclo, presentan dos fases: la asexual y sexual, lo que se llama alternancia de ge-neraciones. La fase asexual o esporofito produce es-poras y es diploide (2n), mientras que la fase sexual o gametofito produce gametos y es haploide (n). Tanto la formación de gametos y de esporas sirve a las plan-tas para reproducirse.
¿Qué diferencias y semejanzas encontramos entre la espermatogénesis y la ovogénesis?
Investigadores descubren potencial cura a la infertilidad
Un grupo de investigadores japoneses descubrió una posible cura para ciertas formas de infertilidad, al utilizar células madre para crear óvulos útiles en ratones vivos, según un estudio publicado en la revista científica Science. Si bien el método está muy lejos aún de su posible uso en humanos, es significativo por superar uno de los principales desafíos de la medicina reproductiva: cómo fabricar óvulos funcionales para mujeres que no pueden producirlos por ellas mismas. Los investigadores de la Universidad de Kioto realizaron pequeños ajustes en algunos genes de las células madre y los convirtieron en algo muy parecido a células primordiales germinales que generan espermatozoides en los hombres y ovocitos —u óvulos— en las mujeres. Posteriormente, crearon un “ovario reconstruido” que trasplantaron a ratones vivos, donde las células maduraron y se convirtieron en ovocitos de gran tamaño y luego en óvulos. Los investigadores extrajeron los óvulos maduros, los fertilizaron in vitro y luego los implantaron en la ratona madre adoptiva. Los pequeños ratones nacieron en buen estado de salud y fueron capaces de reproducirse al llegar a edad madura.
Fuente: https://bit.ly/2KtbN8X. Adaptado con fines pedagógicos
Esta noticia representa una esperanza para combatir la infertilidad. ¿Por qué?
Proceso de ovogénesis. Reproducción en plantas.
Wikipedia/Michiel1972 Fertilización in vitro. Mineduc Mineduc Ovario Diploide (2n) Haploide (2n) Ovogonia Ovocito Ovocito Primera Óvulo Cuerpos Antera Estigma Filamento Estilo Ovario Ovario Óvulo Polen Granos de Tubo polínico polen Estambre Cuerpo Segunda división polares polar división meiótica meiótica primario secundario
Reproducción de los organismos
La función reproductora es una propiedad exclusiva de los seres vivos, para perpetuar y garantizar la existencia de las especies. La capacidad de dejar descendientes se denomina “reproducción”.
Existen dos tipos de reproducción: sexual y asexual.
Reproducción sexual
Se da por medio de la unión de dos gametos y, por lo general, en ella parti-cipan dos progenitores.
Los tipos de reproducción sexual existentes en animales están relaciona-dos con el tamaño de los gametos que van a unirse durante la fecundación. Así, encontramos la reproducción por isogamia, anisogamia y oogamia.
Ejemplos de reproducción sexual en animales
Hay tantos ejemplos de reproducción sexual como especies animales; por ejemplo:
• Mamíferos. Los perros, chimpancés, ballenas o el ser humano, por citar algunos ejemplos, tienen reproducción sexual con fecundación interna y oogamia. Son, además, animales vivíparos, por lo que el de-sarrollo embrionario se llevará a cabo en el vientre materno.
• Aves. Aunque pongan huevos, al ser animales ovíparos, siguen
igualmente esta estrategia reproductiva sexual con oogamia.
• Reptiles, anfibios y peces. También se reproducen
sexualmen-te aunque ciertas especies siguen una estrasexualmen-tegia asexual en ciertos momentos de su vida. Algunos son ovíparos y otros ovovivíparos. Muchos de ellos tienen fertilización externa y otros tantos interna.
• Invertebrados. En este grupo diverso de animales —del que forman
parte los artrópodos, por ejemplo— encontraremos tanto fecunda-ción interna como externa y casos de oogamia y anisogamia.
¿Conocemos la importancia de la reproducción de las especies?
ovovivíparos. Corresponde a los organismos que se reproducen por huevos, pero que no salen del cuerpo materno hasta que está muy adelantado su desarrollo embrionario.
Glosario
•Isogamia. Fusión de dos gametos de similar tamaño, sin que se pueda di-ferenciar visualmente cuál es el gameto masculino o femenino. Tanto uno como otro pueden ser móviles o inmóviles. Es el primer tipo de reproduc-ción sexual que apareció en la historia evolutiva y es típico de
Chlamydomo-nas (alga unicelular) y Monocystis, un protista. No se da en animales.
• Anisogamia. Corresponde a la fusión de gametos de tamaños distintos.
Hay diferencias entre los gametos masculinos y femeninos, y ambos pue-den ser móviles o inmóviles. Aparece más tarde en la evolución que la iso-gamia. Se da en hongos, invertebrados superiores y otros animales.
•Oogamia. Se fusiona un gameto femenino muy grande e inmóvil con pe-queños gametos masculinos móviles. Es típica de algas superiores, hele-chos, gimnospermas y animales, como de los vertebrados. Es el último tipo de reproducción que aparece en la evolución.
Anisogamia.
Óvulo rodeado de espermatozoide.
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nixxphotography/Freepik.
Mineduc
¿Todos los animales tienen un mismo mecanismo biológico de reproducción? ¿Por qué?
¿Cuáles son las diferencias entre la reproducción sexual y asexual?
Reproducción asexual
Interviene un progenitor y no se necesitan gametos. Se presenta tanto en organismos unicelulares como plu-ricelulares. En este tipo de reproducción encontramos los siguientes:
Bipartición o fisión. La célula progenitora se divide en dos células hijas idénticas.
Esta forma de reproducción es característica de las células procariotas, consideradas como células de menor complejidad; por lo tanto, este proceso es más simple y rápido.
Gemación. El nuevo organismo se origina a partir de un brote o yema que se forma en el organismo pro-genitor y luego se separa.
Este tipo de reproducción asexual es característico de los seres unicelulares como pluricelulares.
Esporulación. Consiste en una serie de divisiones celu-lares que originan células llamadas “esporas”.
Existen ciertas características con este tipo de repro-ducción: para los hongos y plantas cumple con dicha función, mientras que para las bacterias representa su supervivencia. Bipartición o fisión. Mineduc Célula madre División en dos células hijas
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Multiplicación vegetativa. Variedades de reproducción en plantas a través de sus estructuras.
Este tipo de reproducción es de interés para el campo de la agronomía, debido a que acorta los ciclos repro-ductivos y conserva los genotipos superiores.
División o fragmentación. Se regeneran partes faltan-tes de una estructura que se ha perdido.
Partenogénesis. Se da en algunos insectos; por ejemplo,
en las abejas. Se caracteriza por la formación de un óvulo no fecundando. En las plantas se denomina “apomixis”.
Lengua y Literatura
Leemos el siguiente texto.
A la división celular incontrolada se puede atribuir el desarrollo del cáncer, es decir que su progresión está vinculada con una serie de cambios en la acti-vidad de los reguladores del ciclo celular.
Analizamos la información y elaboramos un párra-fo argumentativo que responda a la siguiente pre-gunta. ¿Para qué es importante reconocer cómo
funciona el ciclo celular? Para ello, tenemos que considerar que un párrafo argumentativo con-tiene enunciados que sustentan nuestra postura sobre la pregunta planteada.
En el desarrollo de este texto escrito se tomará en cuenta: los enunciados que exponen el tema, que lo demuestran o refutan, y lo justifican, con-siderando los signos de puntuación y sintaxis.
Producción de un párrafo argumentativo
Nivel de logro 2 - Resolución de problemas
Actividad individual
Nivel de logro 1 - Comprensión
Actividad individual
Actividades evaluativas
Respondo de manera argumentada.
a. ¿Qué sucedería si las células no se diferenciaran?
b. ¿Por qué es importante el número cromosómico en la gametogénesis?
c. ¿Qué ocurre en el ciclo celular de las células cancerígenas?
d. ¿Qué sucedería si no existiera el ciclo celular?
2
Elaboro cuadros comparativos entre:
a. Las fases de la mitosis y la meiosis
b. La reproducción sexual y la asexual con 4 variables de análisis que considero importantes.
1
A partir de la información presentada en el módulo, realizo las siguientes actividades.
Clasifico en “animales” y “vegetales” los nombres de los seres vivos que se exponen en el cuadro estadístico.
3
Identifico el tipo de reproducción que desarrollan los animales y ve-getales clasificados y elaboro un cuadro con la información obtenida.
4
Explico técnicas de reproducción asexual que se aplican para aumentar la producción de las plantas que se exportan.
5
Argumento la importancia de la reproducción de las especies del cuadro para nuestro país.
6
Propongo los nombres de especies que pueden exportarse por su rápida reproducción y utilidad.
7
A partir de la información del cuadro, realizo lo siguiente.
Fuente: Banco Central del Ecuador https://contenido.bce.fin.ec/home1/ estadisticas/bolmensual/IEMensual.jsp
Exportaciones de Ecuador por producto 1.400.000 1.200.000 1.000.000 800.000 600.000 400.000 200.000 0 Banano y plátano Café Camar ón
Cacao Abacá Madera AtúnPescado Flor
es naturales
Nivel de logro 3 - Innovación
Actividad colectiva
Módulo pedagógico
Marco con el aprendizaje alcanzado
Reflexiones Sí, lo hago muy bien Sí, pero puedo mejorar con dificultadLo hago Necesito ayuda para hacerlo
¿Puedo argumentar la importancia del ciclo celular y la reproducción de los organismos?
¿Puedo proponer aplicaciones relacionando el conocimiento adquirido?
¿Puedo juzgar las consecuencias de las alteraciones celulares de los organismos?
¿Puedo sentir empatía por las personas con enfermedades con daño celular?
Autoevaluación
Realizo mi autoevaluación a partir de lo estudiado en el módulo.
Formamos dos grupos.
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Formulamos dos tesis contrarias sobre la alteración celular y el uso de fármacos, una por cada grupo.
9
Debatimos el tema de manera formal, con nuestro maestro como moderador; usando argumentos escritos claros: opinio-nes de expertos, testimonios, estudios realizados, alteracioopinio-nes en el ciclo celular, estadísticas y razonamientos lógicos; y con conclusiones prácticas de nuestra postura.
10
Juzgamos de manera imparcial la pertinencia de los argumentos.
11
Establecemos acuerdos y recomendaciones sobre el tema.
12
Armamos un debate sobre el tema “La alteración celular en los seres humanos por el uso indiscriminado de fármacos.
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El descubrimiento
de la división celular
Walther Flemming, un profesor del siglo XIX en el Ins-tituto de Anatomía en Kiel, Alemania, fue el primero en documentar los detalles de la división celular. El uso de microscopios para estudiar tejidos biológicos fue una tecnología emergente en los tiempos de Flemming, y se le consideraba como un innovador en esa área. Siendo profesor en Kiel, Flemming experimentó con una técnica utilizando tintes para pintar a los espe-címenes que él quería examinar. Los microscopios en la década de 1870 no estaban equipados con fuentes de luz eléctrica, como están hoy en día; entonces teñir los especímenes le permitió verlos en mayor detalle. Encontró que los tintes de anilina eran particularmen-te útiles, debido a que los diferenparticularmen-tes tipos de particularmen-tejidos absorbieron los teñidos en intensidades variables de-pendiendo de la química. El efecto fue que diferentes partes de una célula absorbían más tinte, en efecto “resaltándolos”, para revelar estructuras y procesos que eran invisibles anteriormente.
Flemming utilizó estos tintes para estudiar células. Particularmente, se interesó en el proceso de la di-visión celular. Comenzó una serie de observaciones bajo el microscopio utilizando muestras teñidas de tejido de animal y encontró que una masa particular de material dentro del núcleo de células no absorbía
bien el tinte. No tenía nombre para ello en ese entonces, pero lo llamó “cromatina”, de chroma, palabra griega que significa color. Flemming hizo dibujos de lo que vio de-bajo del microscopio para ilustrar varias publicaciones que produjo con base en sus investigaciones.
Flemming realizó muchos de sus experimentos con muestras de tejido de salamandras de fuego, una espe-cie que habita en bosques del norte de Europa, debido a que la cromatina en su núcleo era grande en compa-ración a otros organismos. Después de muchas horas de observación, Flemming comenzó a ver un patrón en donde las células periódicamente hacían la transi-ción de una etapa de descanso a una etapa de actividad frenética que convertía a un núcleo en dos y después separaba la célula creando dos células, cada una con su propio complemento de cromatina envuelta en el núcleo.
Hoy en día llamamos “mitosis” al proceso de un núcleo dividiéndose en dos, y la división en sí se llama “citoci-nesis”. Los términos empezaron a ser usados muchos años después del descubrimiento de Flemming.
Fuente: http://bit.ly/2Iw2Tom. Adaptado con fines pedagógicos
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