Ciclo celular y división celular

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Ciclo celular y división

celular

(2)

Tal como los seres vivos cuentan con un ciclo de vida, las células también tienen su propio ciclo vital. A través de éste, las células se multiplican, desarrollan funciones específicas y se especializan. Algunas de ellas salen del ciclo sin volver a dividirse por el resto de su vida, en cambio, otras se encuentran permanentemente en división. Este ciclo por el que atraviesan las células ha permitido entender el control que la célula hace sobre su comportamiento divisional y los momentos en los que la célula debe dividirse.

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•Describir la organización del material genético durante la interfase y el período divisional.

•Identificar las etapas del ciclo celular. •Reconocer las etapas de la mitosis.

•Comprender el significado de la división celular por mitosis.

•Comprender el significado de la meiosis. APRENDIZAJES ESPERADOS

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Organización del material genético

En las células eucariontes el estado del material genético, depende de la etapa del ciclo celular, en la cual se encuentran.

Es por ello, que puede estar descondensado, formando la

CROMATINA; o en su máxima condensación formando a los

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Organización del material genético

Cromosoma duplicado con máximo grado de condensación Histonas (proteínas) Cromatina Molécula de ADN Nucleosoma

•En el proceso de condensación y/o empaquetamiento, participan unas proteínas llamadas HISTONAS. •El ADN se enrolla alrededor de un

octámero de histonas. Además existe una histona (H1) fuera del octámero, y que termina de conformar al nucleosoma.

•Unidad que permite la compactación de la cromatina.

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Conceptos básicos

CROMOSOMAS:

Unidades de herencia, formado por:

•cromátidas, donde cada una de ellas está formada por dos brazos .

•centrómero (zona de máxima condensación). Este último, permite clasificarlos según su posición.

•satélite, zona característica de algunos cromosomas.

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Conceptos básicos

CROMOSOMAS HOMÓLOGOS:

•Par de cromosomas que presentan el mismo tamaño y forma.

•Suelen tener igual disposición de secuencia de ADN de un extremo a otro y, por ello, de genes, lo cual no significa que lleven la misma información genética.

•Cada uno proviene de un progenitor.

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Conceptos básicos

CROMOSOMAS AUTOSÓMICOS:

•Son aquellos que presentan toda la información genética de la especie, exceptuando la sexual.

CROMOSOMAS SEXUALES:

•Son aquellos que determinan el sexo de una especie. Pueden ser morfológicamente distintos entre el hombre y la mujer (para le especie humana).

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Conceptos básicos

DOTACIÓN CROMOSÓMICA:

•Número de cromosomas que identifica a una especie. Para la especie humana es 46, para los gatos es 38.

CARIOTIPO:

•Técnica que permite ordenar a los cromosomas según morfología y tamaño, de una especie determinada. Se ordenan de pares (homólogos), primero los autosomales y al final los sexuales.

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Conceptos básicos

¿De qué especie es este cariotipo? ¿Y cuál es el sexo?

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Cromosoma metacéntrico Cromosoma submetacéntrico Cromosoma acrocéntrico Cromosoma telocéntrico Centrómero Cromátidas

Tipos de cromosomas

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Conceptos básicos

CÉLULA DIPLOIDE:

•Presenta dos juegos de cromosomas, dispuestos en pares homólogos.

•El símbolo utilizado para identificar este tipo de célula es 2n (n significa un solo juego de cromosomas).

CÉLULA HAPLOIDE:

•Presenta sólo un juego de cromosomas, todos diferentes entre si. No presenta cromosomas homólogos.

•El símbolo utilizado para identificar este tipo de célula es n (n significa un solo juego de cromosomas).

2n: 4

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Ciclo celular

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Introducción

Las células están dentro de un ciclo, que presenta dos grandes etapas la INTERFASE y la DIVISIÓN CELULAR.

Es importante recordar que la mayoría de las células están en él. Y según en la etapa que se encuentren, es como se encontrará

su material genético.

El tipo de división está relacionado con el tipo de organismo es decir si es unicelular o pluricelular.

En esta clase hablaremos de la MITOSIS, y para ello debemos conocer una serie de conceptos previos, tales como

condensación del material genético, diploidía, dotación cromosómica, entre otros.

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Ciclo celular

G₀ G₁ G₂ S Mitosis y citodiéresis Células hijas

•Presenta dos grandes etapas:

INTERFASE y la DIVISIÓN CELULAR. • La interfase presenta tres subetapas, las cuales son:

G₁, S, G₂.

•La división celular involucra a la MITOSIS o MEIOSIS, y también involucra a la citodiéresis (separación del citoplasma).

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Ciclo celular: Interfase

G₁ S G₂

1.- Las células aumentan su tamaño celular. 2. Las células incrementan su actividad metabólica.

3.- Las células se especializan o diferencian

pasando a una etapa conocida como G0.

4.- Si la célula decide dividirse entra al ciclo celular.

5.- Las células que permanecen en G₀ en forma definitiva son las células musculares y las neuronas.

1.- Las células duplican

su material genético (ADN).

2.- La actividad celular

disminuye.

1.- Los cromosomas duplicados comienzan a condensarse.

2.- Termina la duplicación de los centríolos.

3.- Se sintetizan proteínas, como las tubulinas, que son los monómeros de los microtúbulos; que darán origen al Huso mitótico.

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Mitosis

Antes de entrar en división celular, el material genético se debe

__________. Esta situación ocurre en la etapa S del ciclo celular.

El número 1 de la imagen representa a los _______________________

que están duplicados. El número 2 apunta a los __________ que vienen duplicados desde la etapa G2 del ciclo celular. Finalmente, el número 3 apunta a la ___________, que comienza a desorganizarse. Este proceso continuará hasta desaparecer completamente al final de esta etapa.

duplicar

cromosomas homólogos ,

centríolos carioteca

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Mitosis

El número 4 de la imagen muestra a los centríolos situados en

______________ de la célula. El número 5 hace referencia al

______________, encargado de la movilización y repartición equitativa de la información genética (cromosomas) durante la división celular. El número 6 muestra a los cromosomas que se encuentran libres en el ____________

producto de la desorganización de la carioteca.

Una vez que se arma el aparato mitótico, sus fibras se unen a los cromosomas, a nivel del centrómero, más específicamente en el __________. Desde esta zona se producirá la tracción de los cromosomas que dará como resultado la ______________ de las cromátidas y su posterior movilización a polos opuestos.

En esta etapa la célula contiene ___

cromosomas y ___ ADN. polos opuestos huso mitótico citoplasma cinetócoro separación 2n 4c

(23)

Mitosis

Los cromosomas están alineados en el ________ de la célula (línea 1).

En esta fase es donde mejor se visualizan los ______________ debido a que es donde encontramos el máximo de empaquetamiento.

Desde el aparato mitótico se proyectan fibras de ___________ que se unen al cinetócoro, de tal forma que los cromosomas resultan ordenados. La metafase es una etapa corta, más bien como un instante en que los cromosomas adoptan una disposición específica como preparación para la próxima etapa.

ecuador

cromosomas microtúbulos

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Mitosis

Luego del ordenamiento de los cromosomas en metafase, las fibras del aparato mitótico comienzan a traccionar los cromosomas, lo que da como resultado la separación de las

__________________, que migran a polos opuestos de la célula. De esta manera, hacia un mismo polo se movilizan las cromátidas

____________.

Durante esta etapa y sólo temporalmente encontramos la cantidad de información genética

___ cromosomas y ___ ADN. Esto se debe a que por la separación de los cromosomas se pasa de cromosomas dobles (duplicados) a cromosomas simples (una sola cromátida).

cromátidas hermanas

homólogas

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Mitosis

Durante esta etapa, el aparato mitótico ____________, se reorganiza la _________________ que encierra el material genético, el que paulatinamente cambia su estado de empaquetamiento de cromosoma a _________. Si la célula posee nucléolo, es el momento en el que reaparece. Se observa una célula con dos núcleos, cada uno de los cuales posee ___ cromosomas y ___ ADN. El objetivo es obtener ____ células hijas, por lo que es necesario que ocurra la citodiéresis.

desaparece membrana nuclear

cromatina

2n 2c

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Citodiéresis

La citodiéresis consiste en la división del citoplasma, con lo que se logra reestablecer el número normal de cromosomas. En células animales la citodiéresis ocurre por acción de la ________, una proteína del citoesqueleto que se dispone en el ecuador de la célula en forma de lazo, el que paulatinamente se acorta, estrangulando la célula. Esto termina con la separación del citoplasma en dos partes iguales, es decir, dos células hijas.

(27)

Gameto: célula sexual.

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1.5 Célula diploide y haploide

Célula diploide:

Presenta dos juegos de cromosomas, dispuestos en pares homólogos.

El símbolo utilizado para identificar este tipo de célula es 2n (n significa número de cromosomas).

Célula haploide:

Presenta la mitad de cromosomas de la especie (un representante de cada par homólogo).

El símbolo utilizado para identificar este tipo de célula es n.

2n = 4 n = 2

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Célula diploide: Célula haploide:

2n = 6 _{n = 3}

1. Organización del material genético

(30)

n es el número de cromosomas y c es la cantidad de ADN.

1. Organización del material genético

n c 2n 2c 2n 2c n 2c 2n 4c 2n 4c n 2c

(31)

1. Meiosis

1.1 Características

o Tipo de división nuclear y celular para originar gametos o células sexuales (haploides).

o Se caracteriza por una duplicación del ADN (periodo S de la interfase) y dos divisiones celulares consecutivas, designadas con el nombre de:

1. Meiosis I o reduccional

2. Meiosis II o ecuacional

Interfase

https://www.youtube.com/watch?v=53T23S ZjeCY

(32)

1.2 Meiosis I

Etapa Profase I Características

El material genético se encuentra laxo. Se aprecian los cromómeros (gránulos de cromatina intensamente teñidos) a lo largo de los filamentos. La célula tiene 2n y 4c.

Apareamiento de los cromosomas homólogos (sinapsis). Cada par de homólogos forma una tétrada o bivalente.

La célula tiene 2n y 4c.

Tétrada o

bivalente Sinapsis

(33)

1.2 Meiosis I

Se produce el crossing-over o

recombinación genética entre el par homólogo, lo que determina

variabilidad genética. La célula tiene 2n y 4c.

Se observan los quiasmas, lugares donde hubo recombinación.

Quiasma

Cromátidas recombinadas

1. Meiosis

(34)

1.2 Meiosis I

Diacinesis Los quiasmas se hacen terminales. Se desorganiza la membrana nuclear y comienza a organizarse el huso meiótico.

Etapa Metafase I Características

Los cromosomas homólogos se

alinean en el plano ecuatorial, dando lugar a diferentes combinaciones al azar. Este proceso se conoce como

permutación cromosómica.

1. Meiosis

(35)

1.2 Meiosis I

La permutación cromosómica consiste en los distintos arreglos que pueden adoptar los cromosomas homólogos en el ecuador de la célula. Genera una segunda fuente de variabilidad genética.

1. Meiosis

En cada célula, el número posible de combinaciones cromosómicas es 2n _{(por ejemplo, en la especie humana es 2}23 _{= 8.388.608)}

(36)

1.2 Meiosis I

Etapa Anafase I Características

Se produce la separación de los cromosomas homólogos.

Etapa Telofase I Características

Los cromosomas se desenrollan, se desorganiza el huso. En algunos organismos no reaparecen la membrana nuclear y el nucléolo. Se produce citodiéresis.

Cada célula hija tiene n cromosomas y 2c de ADN.

(37)

1.2 Meiosis I

Par de cromosomas homólogos Crossing-over Cromosomas homólogos alineados en el centro de la célula Los cromosomas homólogos se separan, desplazándose hacia polos opuestos de la célula

Células hijas haploides

Profase I Metafase I Anafase I

Telofase I

(38)

Etapa Profase II Características

Desaparecen la carioteca y el

nucléolo cuando lo hay, se forma el huso.

La cromatina se condensa en cromosomas.

Las células tienen n y 2c.

1.3 Meiosis II

Etapa Metafase II Características

Se alinean los cromosomas en el ecuador de la célula, un miembro de cada par.

Las células tienen n y 2c.

Antes de la meiosis II hay una etapa corta (a veces ausente) llamada interfase II o intercinesis.

No presenta duplicación de ADN, solo síntesis de las proteínas que

darán origen al huso.

(39)

1.3 Meiosis II

Etapa Anafase II Características

Las cromátidas se separan, siendo traccionadas hacia los polos.

Cada cromátida pasa a ser un cromosoma.

Las células tienen 2n y 2c.

Etapa Telofase II Características

Se reensambla el núcleo, desaparece el huso. Los cromosomas vuelven a ser fibras de cromatina.

Al final de esta etapa se produce la citodiéresis, obteniéndose 4 células hijas con n cromosomas y c de ADN.

1. Meiosis

(40)

(41)

(42)

Metafase I Anafase I Metafase II Anafase II Telofase II

(43)

1.4 Proceso de no disyunción cromosómica

No disyunción en anafase I

Metafase I Anafase I Metafase II Anafase II Telofase II

1. Meiosis

Fenómeno en el cual, los cromosomas homólogos no se separan durante la anafase I. También puede ocurrir que no se separen las cromátidas hermanas en la anafase II. En el humano, esto da por resultado gametos con un número de cromosomas distinto a 23.

(44)

(45)

Gameto: célula sexual.

https://www.youtube.com/watch?v=1K9BW 7Pv5Qs

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1. Meiosis

1.1 Características

1. Meiosis I o reduccional

2. Meiosis II o ecuacional

Interfase

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1. Meiosis

1.1 Características

1. Meiosis I o reduccional

2. Meiosis II o ecuacional

Interfase

(48)

Pregunta oficial PSU

El gráfico muestra la variación de la cantidad de ADN nuclear en un ovocito, a través del ciclo proliferativo.

De acuerdo con los datos del gráfico, ¿cuál de los siguientes eventos celulares sucede en los puntos P y Q, respectivamente?

A) Meiosis I y meiosis II B) Fecundación y meiosis I C) Fin de interfase y telofase II

D) Fecundación y fin de la telofase mitótica E) Síntesis de ADN y profase mitótica

(49)

El siguiente gráfico muestra la variación en la cantidad de ADN celular a lo largo de un ciclo, en una especie cuyas células diploides, con cromosomas formados por una cromátida, tienen 4 ng de ADN.

A partir de la observación del gráfico, es correcto afirmar que

I) corresponde a un ciclo mitótico.

II) entre el tiempo 3 y 5 tiene lugar la duplicación del ADN.

III) a lo largo del ciclo representado, ocurren dos procesos de citocinesis.

A) Solo I D) Solo I y II B) Solo II E) Solo II y III C) Solo III ALTERNATIVA CORRECTA

E

ASE





Las células que comienzan el ciclo son 2n y 2c (4 ng de ADN). G1 S G2 MI MII Citodiéresis o citocinesis



2n4c 2n2c n2c nc

(50)

(51)

Meiosis

Los cromosomas homólogos aparecen como delgados filamentos (1) que entran en estrecho contacto, condición que se denomina

________. Los __________ están duplicados (2) y comienza la desorganización de la __________________ (3).

sinapsis _centríolos

(52)

Meiosis

La sinapsis de los cromosomas homólogos permite que al estar en íntimo contacto intercambien segmentos cromosómicos, proceso que se conoce como ______________ o ________________________. De esta manera se producen nuevas combinaciones genéticas que determinan variabilidad genética (5). Los cromosomas homólogos permanecen unidos luego del intercambio, lo que se denomina

tétrada. El aparato mitótico une sus fibras a los centrómeros de los cromosomas homólogos.

(53)

Meiosis

La disposición que adoptan los cromosomas en metafase I de la meiosis comparada con metafase de la mitosis es diferente, ya que en esta última los cromosomas están __________ y no a ambos lados del ecuador como es en la ___________.

alineados metafase

(54)

Meiosis

Existe una segunda fuente de variabilidad genética, la

_______________________. Ésta consiste en los distintos arreglos que pueden adoptar los cromosomas homólogos en el ecuador de la célula.

De acuerdo con la imagen anterior, la permutación cromosómica consiste en distintas ___________________________ ,según se arreglan los cromosomas.

permutación cromosómica

(55)

Meiosis

Gracias a la disposición de los cromosomas en la etapa anterior es que la acción del aparato mitótico produce la separación de los

______________________. En el caso de la anafase mitótica se separan las __________________________.

cromosomas homólogos

(56)

Meiosis

Hacia el final de la anafase los cromosomas se encuentran _____________. Los cromosomas que se observan en esta etapa son dobles, es decir, las

____________________ no se han separado.

polarizados cromátidas hermanas

(57)

Meiosis

Durante esta etapa, el ___________________ desaparece, ya que los cromosomas ya se han ubicado en los polos. Como consecuencia de ello reaparece la _________________ (1). En este momento se encuentra una célula con ____ núcleos en su interior, cada uno de los cuales contiene __

cromosomas y ____ ADN. Es decir, se ha reducido el número de

_______________, pero no el número de ___________________. aparato mitótico

membrana nuclear

cromosomas cadenas de ADN

dos n

(58)

Meiosis

A continuación debe ocurrir la

______________, de tal forma que efectivamente se obtengan dos células hijas de la meiosis I.

(59)

Meiosis

La profase II de la meiosis es similar a la de la mitosis. Los __________

están duplicados, comienzan su migración a polos opuestos y simultáneamente se organiza el ___________________. Hacia el final de la profase II desaparece la ____________________.

centríolos aparato mitótico

(60)

Meiosis

La metafase II se caracteriza porque los cromosomas están

____________ en el ecuador de la célula, un miembro de cada par. Esta situación es similar a lo que ocurre en la __________.

alineados

(61)

Meiosis

De acuerdo con la disposición de los cromosomas en metafase, en anafase II la tracción del aparato mitótico produce la separación de las ____________________cromátidas hermanas .

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Meiosis

En la telofase se desorganiza el aparato mitótico, reaparece la membrana nuclear que contiene el material genético en cantidad de ___ cromosoma y

__ ADN.

Cada célula contiene ____ núcleos. Por ello, debe ocurrir a continuación la

____________, de tal forma que la división del citoplasma de las dos células origine __________, que son el producto típico de la meiosis.

n c

dos citodiéresis

(63)

Meiosis

Estas células hijas son cuatro y cada una contiene n cromosomas y c ADN. Además, son células que presentan ____________________ con respecto a la célula original que empezó el proceso. Es necesario también mencionar que las cuatro células son genéticamente __________ entre sí.

variabilidad genética

(64)

(65)

Profase II

_{Metafase II}

_{Anafase II}

_{Telofase II}

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(67)

(68)

No disyunción

en anafase I

Metafase I Anafase I Metafase II Telofase II

Proceso de No-disyunción cromosómica

(69)

(70)

Ciclo celular: Citodiéresis (citocinesis)

Corresponde a la división del citoplasma, en el cual existen diferencias, entre la célula animal y la célula vegetal

(71)

El significado de la mitosis

•Como proceso de división celular, permite entregar la misma cantidad de información genética, de la célula madre a sus dos células hijas.

•Es decir, si la célula madre es diploide (2n) sus células hijas también lo serán.

•La aplicación de esta división depende del tipo de organismo:

Eucarionte unicelular: Reproducción.

Eucarionte pluricelular asexuado: Reproducción, crecimiento.

Eucarionte pluricelular con diferenciación sexual:

(72)

Practiquemos algunas habilidades

2 c 4 c Mitosis Etapas del ciclo celular Etapa S

Etapa G₁ Etapa G₂ _{Etapa G}

1

Cantidad de ADN (c)

(73)

Practiquemos algunas habilidades

1.- V o F En la Fase S del ciclo celular, el ADN se duplica, por ello pasa de 2c a 4c.

2.- V o F En la única fase del ciclo celular donde se modifica la cantidad de ADN es en la mitosis.

3.- V o F En las etapas G₁y G₂, la cantidad de ADN se mantiene constante.

4.- V o F El descenso de la curva, de la cantidad de ADN, en el tramo final de la mitosis, se debe a la repartición del material genético a sus dos células hijas.

5.- V o F En todo el ciclo celular la cantidad de ADN se mantiene constante.

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Síntesis de la clase

División celular

G ₁ G ₂ S

Duplicación del ADN

Intensa actividad metabólica, Preparación para la división celular. La célula está: 2n y 4c

según el tipo de célula

MITOSIS _MEIOSIS

1.Profase: formación 2.Metafase: alineación 3.Anafase: separación

en relación a los cromosomas y/o ADN

4.Telofase: formación de 2 núcleos Funciones

crecimiento reproducción renovación vegetal: fragmoplasto animal: anillo contráctil Citocinesis división del citoplasma

(75)

(76)

Preguntas propuestas

En la división celular, la aparición de los cromosomas permite I. la formación de proteínas específicas de la mitosis.

II. una repartición equitativa del material genético. III. que se produzca la recombinación génica.

A) Sólo l B) Sólo ll C) Sólo lll D) Sólo l y ll E) l, ll y lll

B

(77)

En las células de los organismos diploides están presentes dos juegos de cromosomas, esto se debe

A) a la duplicación del material genético de una célula haploide. B) al aporte de un juego haploide por cada progenitor.

C) a un proceso de reducción de tétradas formadas durante la meiosis.

D) al resultado de dos mitosis sucesivas.

E) a la separación de cromátidas hermanas durante la anafase.

B

(78)

En el proceso meiótico, la metafase I se diferencia de la metafase II en que

I. en la primera, hay duplicación de material genético; en la segunda, no se produce esta duplicación.

II. en la primera, los homólogos se encuentran a ambos lados del ecuador; en la segunda, un miembro del par homólogo se alinea sobre el ecualdor.

III. En la primera, el huso tracciona cromosomas homólogos; en la segunda, cromátidas hermanas.

A) Sólo I B) Sólo II C) Sólo III D) Sólo I y II

(79)

El entrecruzamiento de los cromosomas homólogos (crossing-over) se produce en

A) la profase mitótica.

B) la profase de la segunda división meiótica. C) la metafase de la primera división meiótica. D) la profase de la primera división meiótica. E) la metafase de la segunda división meiótica.

(80)

¿Qué función tiene la mitosis en la vida de un organismo? I. Reparación de tejido. II. Reproducción. III. Crecimiento A. Sólo I B. Sólo I y II C. Sólo I y III D. Sólo II y III E. I, II y III