Ciclo celular y reproduccin celular La vida de

Ciclo celular y reproducción celular

La vida de la célula Tipos de división celular. En organismos pluricelulares: • División con mitosis. • Meiosis. Paramecio en división http: //highered. mcgraw-hill. com/sites/0072495855/student_view 0/chapter 2/animation__how_the_cell_cycle_works. html

3. El ciclo celular “Omnis cellula ex cellula”. R. Virchow (1858) - Organismos unicelulares - Organismos pluricelulares 2 etapas: - Interfase: NO división. Larga duración * G 1 -G 0: Síntesis de ARNm y proteínas. Un diplosoma. Punto de control G 1 (punto R). Diferenciación celular. * Fase S: Duplicación del ADN. Síntesis de histonas. Formación del procentriolo. * Fase G 2: Síntesis de ARNm y proteínas (H 1 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.

CICLO CELULAR Fase G 1. 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 G 0. Fase G 2 Los cromosomas están ya duplicados, es decir, están formados por dos cromátidas unidas a nivel del centrómero. La célula ya tiene dos diplosomas inmaduros 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

Transformación del ADN durante el ciclo celular. 2. En la fase S, las células somáticas, al ser diploides, tienen una cantidad de ADN de 2 C. Es decir, son células 2 n 2 C. 1. Si denominamos C a la cantidad de ADN que hay en las diferentes fases del ciclo celular, la unidad, 1 C, es la que existe en los gametos de un organismo diploide. Nucléolo ARNm Duplicación del ADN G 1 Telofase Anafase 4. Tras la mitosis, la célula hija vuelve a tener una cantidad 2 C. Es decir, son células 2 n 2 C. S Cromátidas hermanas G 2 Metafase Profase 3. En la fase G 2, tras la replicación, el valor de la cantidad de ADN es 4 C. Es decir, son células 2 n 4 C. http: //highered. mcgraw-hill. com/sites/0072495855/student_view 0/chapter 2/animation__how_the_cell_cycle_works. html http: //highered. mcgraw-hill. com/sites/0072495855/student_view 0/chapter 2/animation__control_of_the_cell_cycle. html

4. La división celular o fase M 1 Célula madre 2 n 2 Células hijas 2 n 1 Célula madre n 2 Células hijas n Profase Microtúbulos Placa cinetocórica Duplicación del centrosoma Metafase Condensación del ADN Anafase Fragmentación de la envoltura nuclear Telofase Nucléolo Huso mitótico Placa ecuatorial Separación de cromátidas hermanas Formación de envoltura nuclear

Profase • Las fibras de ADN se enrollan formando las cromátidas, quedando unidas por el centrómero: CROMOSOMA PROFÁSICO. • Cinetocoro 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. Fibras cinetocóricas

Profase: Duplicación del centrosoma Condensación del ADN Fragmentación de la envoltura nuclear

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. Huso mitótico Placa ecuatorial

Anafase • Separación de las dos cromátidas hermanas Separación de 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.

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

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

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

Esquema general de la meiosis Profase I Intercinesis Profase II Metafase II Anafase II Telofase I http: //highered. mcgraw-hill. com/sites/0072495855/student_view 0/chapter 2/animation__comparison_of_meiosis_and_mitosis__quiz_1_. html

Primera división meiótica (R´I) Profase I Leptoteno Zigoteno Diploteno Paquiteno Diacinesis

Complejo sinaptonémico (Zigoteno) Ejes laterales Nódulo de recombinación Cromátida hermana Eje central

Proceso de sinapsis Cromátidas hermanas Leptoteno Cromosomas homólogos Zigoteno Paquiteno Diploteno Diacinesis Quiasma Nódulo

Metafase I

Anafase I

Telofase I

Segunda división meiótica (R´II) Intercinesis Profase II Metafase II Anafase II Telofase II http: //highered. mcgraw-hill. com/olc/dl/120074/bio 16. swf

DIVISIÓN MEIÓTICA II División celular II Cromosoma homólogo materno Replicación del ADN Cromosoma homólogo paterno División celular I Apareamiento de cromosomas homólogos y recombinación génica Separación de cromosomas Separación de cromátidas 4 gametos haploides

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TABLA-RESUMEN DE LA MITOSIS Y MEIOSIS FASES MITOSIS 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 Igual que en mitosis, cromosomas homólogos se aparean pero con la diferencia constituyendo una estructura de 4 cromátidas de que antes de llamada tétrada o cromosoma bivalente, en la comenzar la división no tétrada se produce el sobrecruzamiento hubo fase S (no se (recombinación genética) en unos puntos replicó el ADN). llamados quiasmas quedan unidos. 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. ANAFASE TELOFASE MEIOSIS I Se separan las cromátidas y se Se diferencia de la anafase de la mitosis en que dirigen a los polos celulares se separan los cromosomas homólogos (uno del arrastradas por los microtúbulos padre y otro de la madre) enteros en lugar de cinetocóricos. las cromátidas y además se separan al azar. En cada polo de la célula se forma la cromatina (por descondensación de los cromosomas), el nucleolo y la membrana nucleolar. MEIOSIS II Igual que en mitosis pero con la diferencia que (con 1 cromátida) pero darán células hijas con la mitad de cromosomas con la diferencia de que (haploides) y los cromosomas tendrán 2 darán células hijas cromátidas en vez de 1. haploides

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.