1. Ciclo celular
2. Replicación del ADN
2.1. Fases de la replicación
3. Mecanismo de la elongación
4. Mitosis
a. Profase
b. Metafase
c. Anafase
d. Telofase
5. Citodiéresis o citocinesis
5.1. Citodiéresis en células animales
5.2. Citodiéresis en células vegetales
6. Meiosis.
6.1. Fases de la meiosis.
a. Primera división meiótica.
b. Segunda división meiótica
7. Concepto de reproducción. Reproducción y multiplicación
7.1. Reproducción asexual
▪ Bipartición o fragmentación
▪ Gemación
El ciclo celular
Fase G
0Fase G
0Fase G
Fase G
11Fase permanente en células que no entran nunca en mitosis. Estado de
quiescencia.
Fase permanente en células que no entran nunca en mitosis. Estado de
quiescencia.
Síntesis de proteínas, transcripción y
aumento del tamaño celular.
Síntesis de proteínas, transcripción y
aumento del tamaño celular.
Síntesis o
replicación del ADN y síntesis de
histonas. Síntesis o
replicación del ADN y síntesis de
histonas.
Transcripción y traducción de genes que codifican
proteínas necesarias para la división. Duplicación de los centriolos
Transcripción y traducción de genes que codifican
proteínas necesarias para la división. Duplicación de los centriolos División celular División celular
Fase de
mitosis
Fase de
mitosis
División del citoplasma División del citoplasmaCitocinesis
Citocinesis
Fase S
Fase S
Interfa seFase G
2Fase G
2Interfase
En 1953, James
Watson y Francis
Crick,
descubrieron la estructura tridimensional
del
ácido
desoxirribonucleico
(ADN).
Posteriormente se describió como se
producía la duplicación, transcripción y
traducción, en fin, como funcionan los
ácidos nucleicos.
ADN
Portador del “mensaje genético”
• La cantidad de ADN en las células de individuos de la
misma especie es constante.
• Cuanto más compleja es una especie, mayor cantidad de
ADN tiene.
Tiene lugar en la interfase celular en el
período
S
. Su objetivo es formar dos replicas exactas
del ADN materno que serán enviadas a las dos
células hijas durante la mitosis
Replicación (duplicación) del ADN.
Posibles modelos en la replicación de ADN
CONSERVATIVO
CONSERVATIVO
DISPERSIVO
DISPERSIVO
SEMICONSERVATIVO
SEMICONSERVATIVO
Una doble hélice conserva las
dos cadenas originales y la otra
está formada por las dos nuevas
Cada una de las cadenas hijas
contiene fragmentos de la cadena
original y fragmentos de la nueva
Cada doble hélice conserva
una de las dos cadenas
Se dieron muchas hipótesis sobre como se duplicaba el ADN hasta
que
Watson
y
Crick
propusieron
la
hipótesis
semiconservativa
(posteriormente
demostrada
por
Meselson Y Stahl en 1957), según la cual,
las nuevas
Experimento de Meselson y
Stahl
RESULTADOS DEL EXPERIMENTO CONTROL (Centrifugación del ADN
conocido)
ADN 14N ADN 15N
1ª generación 2ª generación 3ª generación
Descarta el modelo conservativo Descarta el modelo dispersivo INTERPRETACIÓN DEL EXPERIMENTO
Cultivo con 15N Cultivo con 14N
1ª generación
2ª generación
3ª generación
ADN 14N y
Fases de la replicación: iniciación
Consiste en el desenrollamiento y apertura de la doble hélice de ADN
Ori C
o
punto
de iniciación
Proteínas
específicas
La helicasa rompe los enlaces de hidrógeno entre las bases y abre la
doble hélice
Proteínas SSBP
Helicasa
Topoisomerasa
Girasa
Evitan las tensiones debidas a un superenrrollamiento
Impiden que el ADN se vuelva a enrollar
Las proteínas específicas
El mecanismo de elongación (I)
3
’
5
’
5
’
3
’
3
’
5
’
5
’ 3
’
3
’
5
’
3
’
La ADN
polimerasa
necesita un
fragmento de ARN
(cebador o primer)
con el extremo 3’
libre para iniciar la
síntesis.
La ADN polimerasa recorre las hebras molde en el sentido
3’-5’ uniendo los nuevos nucleótidos en el extremo 3’.
Una de las
hebras se
sintetiza de
modo contínuo.
Es la
conductora o
lider.
Fragmentos
de Okazaki
La otra hebra se sintetiza
de modo discontinuo
El mecanismo de elongación (II)
1
2
3
4
5
6
La primasa sintetiza un cebador
en cada hebra de la burbuja de replicación.
Las ADN polimerasa comienzan la síntesis de la hebra
conductora por el extremo 3’ de cada cebador.
La primasa sintetiza un nuevo cebador sobre cada hebra retardada.
La ADN polimerasa comienza a sintetizar un fragmento de ADN a partir del nuevo cebador.
Cuando la ADN polimerasa llega al cebador de ARN, lo elimina y lo reemplaza por ADN.
Formación de una
horquilla de
replicación
Síntesis
por
la
DNA-polimerasa de la hebra
conductora (izquierda) y de
la hebra seguidora en
fragmentos de Okazaki
(derecha)
Síntesis de la nueva hebra en sentido 5'-3':
► La
ARN-polimerasa sintetiza de 10 a 50 ribonucleótidos que
constituyen el
cebador
o
primer
, para la
ADN-polimerasa
.
► La ADN polimerasa III
recorre las hebras moldes en sentido 3
´-5´ y va uniendo los nuevos nucleótidos en el extremo 3´ hasta
que se forma las hebras replicadas.
Síntesis de la nueva hebra en sentido 3'-5'
► Primero actúa la
ARN-polimerasa sintetizando de 10 a 50
ribonucleótidos que constituyen el
cebador
o
primer
para la
ADN-polimerasa III.
► La
ADN-polimerasa I
hidrolizaría el trozo de ARN y
sustituyéndolo por ADN
Replicación en los eucariontes
5’ 3’ 5’ 3’
Es muy parecida a la de los procariontes, salvo en algunas diferencias:
La replicación se inicia simultáneamente en varios puntos del cromosoma llamados
replicones
.Existen cinco tipos de
ADN polimerasas
(
,
,
,
,
y
).
Las histonas se duplican durante la replicación. Junto al ADN formarán el
nucleosoma. Los nuevos nucleosomas se incorporan a la hebra retardada y los
viejos en la conductora.
Cuando se elimina el último cebador, la ADN polimerasa no podrá rellenar el hueco, al no poder sintetizar en dirección 3’ - 5’.
5’ 5’ 5’ 3’ 5’ 3’ 5’ Cebador Último cebador T el ó m er o Eliminación de cebadores
Debido a esto el extremo del cromosoma (telómero) se va acortando cada vez que la célula se divide. Esto se asocia al envejecimiento y muerte celular.
La ADN polimerasa polimeriza desde el extremo 3’ libre
Hebra más corta
Fases de la replicación: elongación
Junto a las enzimas que participan en la iniciación, en esta fase
actúan las ADN polimerasas.
POLIMERASA
EXONUCLEASA POLIMERIZACIÓN
INICIACIÓN
dirección
función
dirección
función
I
5’
3’
3’
5’
elimina
cebador
reparación
5’
3’
síntesis
no
II
3’
5’
reparación
5’
3’
síntesis
no
Mitosi
s
PROFASE
METAFASE
ANAFASE
TELOFASE
La cromatina se condensa. Los
cromosomas se hacen visibles. La
membrana desaparece.
Los cromosomas muy
condensados se disponen en el
ecuador de la célula.
Los cromosomas hijos se rodean de una
nueva membrana nuclear y se forman
nuevos núcleos.
Las cromátidas hermanas se
Fases de la Mitosis (I)
PROFASE
Condensación de la cromatina para formar los cromosomas Se duplican los centriolos y migran a los polos opuestos.Formación del huso acromático o mitótico. Desaparece la membrana nuclear y el nucléolo.
PROFASE
• Los cromosomas se
compactan cada vez más,
• Los centríolos emigran hacia
los polos de la célula,
• Nuevos microtúbulos
polares, aparecen orientados
de un áster a otro.
Huso acromático
• Microtúbulos del áster.
• Microtúbulos cromosómicos
o cinetocóricos.
• Microtúbulos libres.
METAFASE
Los cromosomas alcanzan el grado máximo de
condensación.
El huso acromático se extiende entre los dos polos.
Se forma la placa ecuatorial o metafásica.
ANAFASE
Las cromátidas de cada cromosoma se separan hacia los
polos opuestos.
Los microtúbulos cromosómicos se acortan y separan los
dos polos del huso acromático.
TELOFASE
Los nucleolos reaparecen y los cromosomas
empiezan a descondensarse.
La membrana nuclear reaparece en cada polo.
Se inicia cuando los cromosomas llegan a los polos
Desaparecen los microtúbulos del huso y los del áster.
Citocinesis - Citodiéresis
Consiste en la división del citoplasma y de los orgánulos entre las
dos células hijas.
CITOCINESIS ANIMAL
CITOCINESIS VEGETAL
Surco de segmentación
Irá estrechándose hasta provocar la separación. Anillo contráctil Formado por actina y miosina. Aparato de Golgi Plasmodesmos Aseguran la comunicación entre las dos células hijas.
Vesículas Microtúbulos
Fragmoplasto
Tabique de
separación formado por fusión de
vesículas
Existe estrangulamiento
del citoplasma.
No existe estrangulamiento
del citoplasma.
División del
núcleo
(mitosis)
División del
Citoplasma
(cariocinesis)
Profase Metafase Anafase Telofase
Comprende
0
Membrana
plasmática
Nucleolo
Cromatina
Membrana
nuclear
Citoplasma
Centríolos
Comienza a
desaparecer la
membrana nuclear
Empiezan a
visualizarse los
cromosomas
Los centriolos
se duplican y van
a los polos opuestos
de la célula
Las cromátidas
hermanas de
cada
cromosoma se
separan, cada
una
va a un polo
La célula
comienza
Empieza a
formarse
la membrana
nuclear
0
0
0
0
En células vegetales la
separación de las dos
células hijas se
produce por
la formación de un
tabique:
El fragmoplasto
Pared celular
Se trata de un proceso que consta de de dos divisiones nucleares, en
el que se pasa de una célula diploide con (2n) cromosomas a 4 células
haploides con (n) cromosomas.
Meiosi
1.- Duplicación de los cromosomas.
Antes de
que se produzca la primera división
2.- Primera división meiótica.
Los cromosomas homólogos se separan
formándose dos células.
Meiosis: profase I
LEPTOTENO ZIGOTENO PAQUITENO DIPLOTENO DIACINESIS Placas de unión Envoltura nuclear Complejo sinaptonémico Cromátidas hermanas(maternas) Cromátidas hermanas (paternas) Nódulo de recombinación Elementos centrales Elementos laterales Quiasmas
Las dos cromátidas están estrechamente unidas. Los cromosomas unidos a la envoltura nuclear.
Los cromosomas homólogos se aparean longitudinalmente,
gen a gen
Meiosis: metafase I, anafase I y telofase I
METAFASE I
ANAFASE I
Quiasma
Centrómeros
En la placa ecuatorial se disponen las tétradas,
unidas por los quiasmas. Los quinetocoros
están fusionados y se orientan hacia el mismo
polo.
No se separan las cromátidas
como en la mitosis, sino
cromosomas completos.
Cada cromosoma del par de
homólogos, se separa hacia un
polo de la célula.
TELOFASE I
Reaparece la membrana
nuclear y el nucléolo. Los
cromosomas sufren una ligera
descondensación.
METAFASE II
PROFASE II
Segunda división meiótica
Desaparece la membrana
nuclear y se tiende el
huso acromático.
Los cromosomas se
alinean formando la
placa ecuatorial, sus
centrómeros se fijan a
los
filamentos
del
huso.
ANAFASE II
Se separan las cromátidas
de
cada
cromosoma,
emigrando a su respectivo
polo celular.
Se agrupan los cromosomas e
inician su desespiralización,
se forma la envoltura nuclear
y se divide el citoplasma.
División meiótica
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