Ciclo celular y reproducción celular

Ciclo celular y reproducción celular

La vida de la célula

Paramecio en división

Tipos de división celular.

En organismos pluricelulares:

•División con mitosis.

•Meiosis.

http://highered.mcgraw-hill.com/sites/0072495855/student_view0/chapter2/animation__how_the_cell_cycle_works.html

2 etapas:

- Interfase: NO división. Larga duración

* G1-G0: Síntesis de ARNm y proteínas. Un diplosoma.

Punto de control G1 (punto R).

Diferenciación celular.

* Fase S: Duplicación del ADN. Síntesis de histonas.

Formación del procentriolo.

* Fase G2: Síntesis de ARNm y proteínas (H1 y huso mitótico) Dos diplosomas immaduros.

- División: Formación de dos células hijas. Fase M.

* Mitosis o cariocinesis: División del núcleo.

* Citocinesis: División del citoplasma.

El ciclo celular comprende el periodo de tiempo que va desde que se forma una célula hasta que se divide y genera otras células nuevas.

3. El ciclo celular

- Organismos pluricelulares

CICLO CELULAR

Fase G1. Se produce síntesis de ARNm y por tanto de proteínas. La célula presenta un solo diplosoma.

La duración es varible según el tipo celular. Se distingue un punto de restricción (punto R).

Algunas células no lo alcanzan, se dice que están en Fase G0.

Fase S. Duplicación del

ADN, la doble hélice se abre en diversos puntos (ojos de replicación) y en ellos es donde se produce la síntesis del ADN.

Continua la síntesis de

ARNm y de proteínas sobre todo de histonas

Fase G2 Los cromosomas están ya

duplicados, es decir, están formados por dos cromátidas unidas a nivel del

centrómero. La célula ya tiene dos diplosomas inmaduros

Transformación del ADN durante el ciclo celular.

Nucléolo

ARNm

Duplicación del ADN

Cromátidas hermanas

Profase Metafase

Anafase Telofase

1. Si denominamos C a la cantidad

de ADN que hay en las diferentes fases del ciclo celular, la unidad, 1C, es la que existe en los gametos de un organismo diploide.

2. En la fase S, las células

somáticas, al ser diploides, tienen una cantidad de ADN de 2C. Es decir, son células 2n 2C.

4. Tras la mitosis, la célula hija vuelve a tener una cantidad 2C.

Es decir, son células 2n 2C.

3. En la fase G2, tras la replicación, el valor de la cantidad de ADN es 4C.

Es decir, son células 2n 4C.

G₁ S G₂

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4. La división celular o fase M

Profase

Duplicación del centrosoma Condensación del ADN Microtúbulos

Fragmentación de la envoltura nuclear Placa

cinetocórica

Metafase Anafase Telofase

Huso mitótico

Placa ecuatorial

Separación de cromátidas hermanas Formación de envoltura nuclear

Nucléolo

1 Célula madre 2n 2 Células hijas 2 n 1 Célula madre n 2 Células hijas n

Cinetocoro

Fibras cinetocóricas

Profase

•Las fibras de ADN se enrollan formando las cromátidas, quedando unidas por el

centrómero: CROMOSOMA PROFÁSICO.

• Desaparecen los nucléolos

•Los centrosomas se alejan impulsados por los microtúbulos polares.

•En los cromosomas se forma la placa cinetocórica o cinetocoro.

•Por último , entra agua en el núcleo rompiendose la envoltura nuclear.

Duplicación del centrosoma Condensación del ADN Fragmentación de la envoltura nuclear

Profase:

Metafase

•Los microtúbulos cinetocóricos crecen.

•Los cromosomas forman la PLACA ECUATORIAL. Las cromátidas se orientan hacia los polos.

•El huso mitótico queda formado por los dos centrosomas, los microtúbulos polares y cinetocóricos.

Placa ecuatorial

Huso mitótico

Anafase

•Separación de las dos cromátidas hermanas

•Los cromosomas se desplazan debido al acortamiento de los microtúbulos

cinetocóricos y a proteinas motoras.

•Se produce el

alargamiento de los microtúbulos polares.

Separación de cromátidas hermanas

Telofase

•Los cromosomas se descondensan.

•La lámina fibrosa se forma a partir del RE y después la envoltura nuclear.

•Los cromosomas se van desespiralizando, formándose los nucléolos.

•Los microtúbulos polares se agrupan formando haces en la interzona. A estos haces se les unen proteínas y forman los

cilindros de sustancia densa (citocinesis) Nucléolo

http://www.youtube.com/watch?gl=ES&hl=es&v=aDAw2Zg4IgE&feature=related

http://highered.mcgraw-hill.com/sites/0072495855/student_view0/chapter2/animation__mitosis_and_cytokinesis.html

Células animales: estrangulamiento. A la altura de la placa ecuatorial aparece un anillo contráctil

formado por filamentos de actina y miosina. Este anillo se va estrechando y origina un surco de segmentación, que cada vez se hace más

estrecho hasta que se produce el estrangulamiento total y se separan las dos células hijas.

CITOCINESIS

División del citoplasma entre las dos células hijas, y reparto de los orgánulos citoplasmáticos de manera equitativa.

En las células VEGETALES, el proceso es diferente, ya que la citocinesis no se produce por estrangulamiento, sino por la acumulación de vesículas procedentes del complejo de Golgi, que contienen elementos de la pared celular, en la zona media de la célula. Posteriormente, las vesículas se fusionan y entran en contacto con las paredes laterales de la célula parental. De esta forma se origina un tabique o

fragmoplasto que dará lugar a las membranas de las dos células hijas, separadas por la lámina media, en el ecuador de la célula. Por último, se depositará la pared primaria y, en algunos casos, la pared secundaria, dependiendo del tipo celular.

FORMAS DE DIVISIÓN DEL CITOPLASMA

• Bipartición o división binaria: por estrangulación o tabicación

• División múltiple: ejemplo; la esporulación

• Gemación

yema

REPRODUCCION ASEXUAL. Interviene un único organismo y de él se obtiene un copia idéntica (clon).

R.A en organismos unicelulares

Bipartición: la célula madre se divide en dos células iguales → Protoctistas

Gemación: División desigual de la célula madre en la que se produce una evaginación dando una yema que recibe uno de los núcleos mitóticos y una porción de citoplasma → levaduras

Sachharomyces cereviceae

División múltiple: Divisiones sucesivas de núcleo pero sin reparto del citoplasma de manera que las células hijas quedan dentro de la célula madre → Esporozoos

Significado biológico de la mitosis

• Organismos unicelulares

- Formación de nuevos individuos (reproducción asexual)

● Organismos pluricelulares

- Originar nuevas células para el crecimiento y desarrollo del individuo.

- Sustituir las células muertas por el desgaste normal.

- Regenerar las partes del organismo destruidas o perdidas.

- Producir células especiales para la reproducción asexual.

Cuando la mitosis está asociada a la reproducción asexual, implica que no se genere variabilidad genética. Todos los descendientes a partir de un progenitor son idénticos entre ellos e idénticos al progenitor.

Diferencias entre la división celular de procariotas y eucariotas.

PROCARIOTAS

• Exclusivamente para reproducción asexual.

• División por bipartición previa duplicación de su único cromosoma.

• Única molécula de ADN y circular.

• Carecen de núcleo, citoesqueleto y huso acromático. Separación del cromosoma gracias al mesosoma.

• Crecimiento de la membrana y la pared bacteriana: tabique de separación.

• ADN está unido a un repliegue de la membrana plasmática: mesosoma .

• ADN asociado a proteínas. Se condensa como en eucariotas.

DIVISIÓN CELULAR EN PROCARIOTAS.

MEIOSIS

Características básicas de la meiosis:

- El número de cromosomas de las células hijas se reduce a la mitad. Las células hijas son genéticamente diferentes entre sí a la su célula madre.

- Hay recombinación genética o intercambio de material hereditario entre las cromátidas de los cromosomas

homólogos.

- Hay dos divisiones sucesivas:

- 1ª división (meiosis I): reduccional.

- 2ª división (meiosis II): ecuacional (parecida

a una mitosis).

CÉLULA DIPLOIDE (2n) 4 CÉLULAS HAPLOIDES (n) (Gametos)

Esquema general de la meiosis

Profase I

Metafase I

Anafase I

Telofase I

Profase II

Metafase II

Anafase II

Telofase II

Intercinesis

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Profase I

Leptoteno Zigoteno Paquiteno

Diploteno Diacinesis

Primera división meiótica (R´I)

Complejo sinaptonémico (Zigoteno)

Ejes laterales

Cromátida hermana

Eje central Nódulo de

recombinación

Cromátida hermana

Leptoteno

Zigoteno

Paquiteno

Diploteno

Diacinesis Cromosomas

homólogos

Cromátidas hermanas

Quiasma

Nódulo

Proceso de sinapsis

Metafase I

Anafase I

Telofase I

Profase II

Metafase II

Anafase II

Telofase II Intercinesis

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Segunda división meiótica (R´II)

DIVISIÓN MEIÓTICA I DIVISIÓN MEIÓTICA II

Replicación del ADN Cromosoma

homólogo materno

Cromosoma homólogo paterno

Apareamiento de cromosomas

homólogos y recombinación

génica

Separación de cromosomas División celular I

División celular II

Separación de cromátidas

4 gametos haploides

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FASES MITOSIS MEIOSIS I MEIOSIS II

PROFASE

Aparecen los cromosomas al condensarse la cromatina, desaparece

membrana nuclear y nucleolo. Los centríolos se

colocan en los polos de la célula, mientras forman el

huso acromático.

Cada cromosoma está formado por 2 cromátidas estrechamente unidas, los

cromosomas homólogos se aparean constituyendo una estructura de 4

cromátidas llamada tétrada o cromosoma bivalente, en la tétrada se

produce el sobrecruzamiento (recombinación genética) en unos

puntos llamados quiasmas que quedan unidos.

Igual que en mitosis, pero con

la diferencia de que antes de

comenzar la división no hubo

fase S (no se replicó el ADN).

METAFASE

Termina la formación del huso acromático y los cromosomas se disponen en el plano medio del huso

acromático (placa ecuatorial)

Igual que en mitosis los cromosomas se sitúan en la placa ecuatorial pero

se diferencia de la mitosis en que los cromosomas homólogos

permanecen unidos por los quiasmas.

Igual que en mitosis

ANAFASE

Se separan las

cromátidas y se dirigen a los polos celulares arrastradas por los

microtúbulos cinetocóricos.

Se diferencia de la anafase de la mitosis en que se separan los cromosomas homólogos (uno del padre y otro de la madre) enteros en lugar de las cromátidas y además se

separan al azar.

Igual que en mitosis

TELOFASE

En cada polo de la célula se forma la cromatina (por

descondensación de los cromosomas), el nucleolo y la membrana nucleolar.

Igual que en mitosis pero con la diferencia que darán células hijas

con la mitad de cromosomas (haploides) y los cromosomas tendrán 2 cromátidas en vez de 1.

Igual que en mitosis (con 1 cromátida) pero con la diferencia

de que darán células hijas

haploides

TABLA-RESUMEN DE LA MITOSIS Y MEIOSIS

Significado biológico de la meiosis en relación con la reproducción sexual

• Para mantener el nº de cromosomas constante.

• Genera variabilidad genética.

- Recombinación genética

- Distribución al azar de los cromosomas en la meiosis

- Combinación al azar de los gametos

La recombinación genética llevada a cabo en la meiosis, contribuye a la evolución de las especies.

Ventajas e inconvenientes de la reproducción sexual

• Variabilidad de la descendencia: - Adaptación a cambios ambientales.

- Evolución de las especies.

• Causas de la variabilidad:

- Mezcla al azar de genes de ambos progenitores.

- Combinación de cromosomas.

- Recombinación de genes.

• Inconvenientes:

- Ambiente sin cambios: mayor variabilidad, disminuye su supervivencia.

- Mayor dificultad y gasta energético: encuentro de individuos, fusión de gametos, desarrollo del cigoto.