REPRODUCCIÓN CELULAR
Biología UAN
Las c
élulas surgen a partir de
células
pre-existentes
1858 Rudolf Virchow: Donde una célula exista,
allí debió haber pre – existido otra célula. La
perpetuación de la vida, incluyendo todos los
aspectos de reproducción y herencia esta basada
en la
REPRODUCCIÓN O DIVISIÓN
v
Produce un individuo completo (unicelulares)
v
Reproducci
ón por esquejes (
multiceluares)
v
Base para la formación de gametos
v
Desde zigoto hasta adulto (reproducción
sexual)
v
Renovación, reparación y reemplazo celular
REPRODUCCI
ÓN CELULAR
(Ventajas)
REPLICACI
ÓN DEL ADN
ADN
TRANSCRIPCIÓN
TRADUCCIÓN
(Expresion de la Herencia)
Informaci
ón en
ADN
empacada en
CROMOSOMAS
.
Separación del material genético de una manera organizada
MITOSIS
(Células Somáticas)
Dos c
élulas cada una
IDÉNTICA
a la célula madre
q
Crecer
q
Reparar
MEIOSIS
(Células Sexuales/Germinales)
Cuatro c
élulas
DIFERENTES
a la célula madre
(gametos)
q
Reproducción
§
Reproducción asexual:
§
Los descendientes se producen de un solo padre, sin la
participación de células gaméticas
.
§
Reproducción sexual:
§
Se requiere la fertilización de un óvulo, por parte de
una célula espermática (grano de polen en plantas o
espermatozoide en animales)
EL CICLO CELULAR
§
El primer paso es la
replicación de los
cromosomas,
produciendo
cromátides
hermanas que se
unen a través del
centrómero.
T
EM
36
,0
00
×
§
The stages of cell division
INTERPHASE PROPHASE PROMETAPHASE
LM 25 0 × Chromatin Centrosomes
(with centriole pairs)
Nucleolus Nuclear envelope Plasma membrane Early mitotic spindle Centrosome Centromere Chromosome, consisting ot two sister chromatids
Spindle microtubules Kinetochore Fragments of nuclear envelope
METAPHASE ANAPHASE TELOPHASE AND CYTOKINESIS
MITOSIS
§
En la citoquinesis de
células animales, se
forma un surco de
segmentación: actina +
miosina II
Cleavage furrow
SEM
14
0
×
Daughter cells Cleavage furrow Contracting
§
En plantas, se
forma un
fragmoplasto que
luego dividirá la
célula en dos
T
EM
7,
50
0
×
Cell plate forming
Wall of parent cell
Daughter nucleus
Cell wall New cell wall
Vesicles containing cell wall material
Cell plate
Daughter cells
El c
áncer surge como resultado de un
funcionamiento irregular del proceso
MITÓTICO
ü
Crecimiento celular incontrolado
ü
Pérdida de la diferenciación celular
(especialización)
ü
Invasión de tejidos normales
ü
Metástasis en sitios múltiples
ETAPAS DE DESARROLLO DEL C
ÁNCER
INICIACI
ÓN:
Mutaciones Genéticas
*
o
Proto-Oncogenes
o
Genes Supresores de Tumores
PROMOCI
ÓN:
Ø
Estimulación a crecimiento y división (anormal)
Ø
Transcripción de POLIPÉPTIDOS, causantes de
cambios en estructura y forma, interacción célula a
célula, propiedades de membrana, estructura del
citoesqueleto y secresión proteica
Ø
TUMORES BENIGNOS
PROGRESI
ÓN:
Ø
Proceso Irreversible
Ø
Células menos diferenciadas, incremento en su rata
de crecimiento
Ø
Invasión y muerte de otros tejidos
Ø
Metástasis
Etapas del desarrollo del c
áncer
§
Los cromosomas de un par homólogo llevan
genes para las mismas características en el
mismo lugar, denominado
locus
(plural:
loci
)
Chromosomes
Centromere
Sister chromatids
§
Ciclo de vida
sexual
§
Alternancia de
generaciones
haploides y
diploides
Mitosis and
development
Multicellular
diploid adults
(2
n
= 46)
Diploid
zygote
(2
n
= 46)
2
n
Meiosis
Fertilization
Egg cell
Sperm cell
n
Haploid gametes (
n =
23)
MEIOSIS
§
Reproducción en células gaméticas
§
Los cromosomas se forman en pares
homólogos (23 en humanos)
§
Los gametos tienen un solo juego de
cromosomas
§
Células somáticas: Diploides: 2n
§
Ovulos y espermatozoides son haploides: n
§
The stages of meiosis
MEIOSIS I: Homologous chromosomes separate
INTERPHASE PROPHASE I METAPHASE I ANAPHASE I
Centrosomes
(with centriole
pairs)
Sites of crossing over
Spindle
Microtubules
attached to
kinetochore
Metaphase
plate
Sister chromatids
remain attached
Nuclear
envelope
Chromatin
Sister
PROPHASE II METAPHASE II ANAPHASE II
TELOPHASE I
AND CYTOKINESIS
TELOPHASE II
AND CYTOKINESIS
Cleavage
furrow
Haploid daughter cells
forming
Sister chromatids
separate
MEIOSIS II: Sister chromatids separate
Mitosis Meiosis
Parent cell
(before chromosome replication)
Chromosome
replication Chromosome replication
Chromosomes align at the metaphase plate
Tetrads align at the metaphase plate Sister chromatids separate during anaphase Homologous chromosomes separate during anaphase I; sister chromatids remain together No further chromosomal replication; sister chromatids Prophase Metaphase Anaphase Telophase Duplicated chromosome (two sister chromatids)
Daughter cells of mitosis
2n 2n
Daughter cells of meiosis I
2n = 4
Tetrad formed by synapsis of homologous chromosomes Meiosis i Meiosis ii Prophase I Metaphase I Anaphase I Telophase I Haploid
n = 2
§
El arreglo aleatorio de los pares cromosómicos
en la metafase I de la meiosis, conlleva la
posibilidad de múltiples combinaciones en
óvulos y espermatozoides
Combination 1 Combination 2
Combination 3 Combination 4
Gametes
Metaphase II
Two equally probable
arrangements of
chromosomes at
metaphase I
Possibility 1
Possibility 2
§
Los cromosomas homólogos llevan diferentes
versiones de los genes en los correspondientes
loci
Tetrada en la célula parental
Par homólogo de
cromosomas duplicados
e
c
E
C
White
Pink
c
e
e
c
E
C
E
C
Meiosis
Black
Brown
Cromosomas de los
Cuatro gametos
Eye-color
genes
Coat-color
genes
§
La fertilización aleatoria y el entrecruzamiento
incrementan la variabilidad genética
Quiasma
Tetrada
Centromero
T
EM
2,
20
0
×
§
Cómo lleva el
entrecruzamiento
al incremendo de
la variabilidad
genética?
Genes del
color de la piel color de ojos Genes del
Tetrada: pares homólogos de cromosomas en la sinapsis
C E c e C E c e C E c e Quiasma C E C e c E c e C E C e c E c e
Tipo parental de cromosoma
Cromosoma recombinante
Cromosoma recombinante Ruptura de cromátides homólogas
1
Unión de cromátides homólogas (quiasma)
2
3 Separación de cromosomas homólogos en Anafase I
ALTERACIONES EN EL NÚMERO Y
ESTRUCTURA DE LOS
CROMOSOMAS
§
Un cariotipo es un inventario fotográfico de
los cromosomas de un individuo
§
Es necesario ordenar los cromosomas
celulares
Blood culture
Fluid Centrifuge Packed red and white blood cells
Hypotonic
solution Fixative
White blood cells
Stain
Centromere
Pair of homologous chromosomes Sister chromosomes 2, 60 0X A blood culture is
centrifuged to separate the blood cells from the culture fluid.
1 The fluid is discarded, and a hypotonic solution is mixed with the cells. This makes the red blood cells burst. The white blood cells swell but do not burst, and their chromosomes spread out.
2 Another centrifugation step separates the swollen white blood cells. The fluid containing the remnants of the red blood cells is poured off. A fixative (preservative) is mixed with the white blood cells. A drop of the cell suspension is spread on a microscope slide, dried, and stained.
3
The slide is viewed with a microscope equipped with a digital camera. A photograph of the chromosomes is entered into a computer, which electronically arranges them by size and shape.
4 The resulting display is the karyotype. The 46 chromosomes here include 22 pair of autosomes and 2 sex chromosomes, X and Y. Although difficult to discern in the karyotype, each of the chromosomes consists of two sister chromatids lying very close together (see diagram).
5
§
El síndrome de Down es causado por una
trisomía en el cromosoma 21
5,000
×
No disyunción
en meiosis I
meiosis II
Normal
Gametos
n
+
1
n
+
1
n
-
1
n
-
1
Número de cromosomas
No disyunción
en meiosis II
meiosis I
Normal
Gametos
n
+
1
n
-
1
n
n
Número de cromosomas
anafase