Divisin celular crecimiento y desarrollo Srta Rosendo 10

División celular, crecimiento y desarrollo Srta. Rosendo 10 -T Biología

Objetivo: Describe los pasos del ciclo celular.

Repasando Conceptos ■ ¿Cuáles son los tipos de células existentes? ■ ¿Cómo se origina un organismo multicelular? ■ Diferencia entre las células de una mosca y las de un humano.

Células

Organismos unicelulares y multicelulares

Niveles de Organización Biológica

Rudolf Virchow ■ Científico Alemán ■ Proponente de la Teoría Celular ■ Estableció que todas las células vienen de células preexistentes. – Reproducción celular = esencial para la continuidad de la vida.

Ciclo celular ■ El ciclo celular se define como una sucesión de eventos de crecimiento y división celular. ■ El lapso para completar un ciclo, comprende la división celular (mitosis y citocinesis) y la interfase.

Ciclo celular

Fases del Ciclo Celular Ciclo celular G 1 S G 2 M Crecimiento Síntesis Crecimiento Mitosis Continua su trabajo normal. Hay un mayor aumento en tamaño e incluye otro punto de verificación. Incluye mitosis y citoquinesis. El resultado es dos células genéticamente idénticas. Aumento en tamaño y en número de organelos. Punto de verificación número 1. Punto de Verificación #1: Identificar errores en el crecimiento de la célula. (Apoptosis = muerte celular) Crea una copia del DNA nuclear. En esta etapa el núcleo contiene dos copias del DNA. Punto de verificación #2: Identifica errores en el DNA (ej. Mutaciones) antes de entrar a mitosis.

Asignación #2: Ciclo celular ■ Analiza y contesta: – ¿Qué pasaría si en la fase G 2 el punto de verificación dejase de funcionar? ■ Debes redactar un breve párrafo sobre tu análisis.

Objetivo: Identifica las fases de la división celular.

Ciclo Celular Procariotas

Ciclo Celular Procariótico ■ Una célula bacteriana se divide por fisión binaria. ■ Bajo condiciones favorables el ciclo de muchas procariotas ocurre rápido. – Ej. E. coli – 30 min

Ciclo Celular Procariótico - Pasos 1. Antes de la replicación, un punto se ata a la membrana 2. El cromosoma se replica, cada copia se pega a la membrana en puntos cercanos, pero diferentes 3. La célula se alarga, una membrana nueva se añade entre los dos puntos de unión y los empuja. 4. Cada cromosoma se mueve en dirección opuesta y la membrana crece hacia adentro. 5. Las células se separan.

Ventajas Desventajas 1. Rápido 2. Solo necesita un padre 3. No necesita gametos 4. Pasan todas las características 5. Crece en el mismo ambiente del padre 6. Almacena grandes cantidades de alimentos 7. Crece rápidamente 1. No hay mucha variación genética 2. No existe mucha posibilidad de adaptación 3. Heredan características que no benefician al organismo 4. Mucha competencia

Asignación ■ Analiza y responde: – ¿Cómo es la reproducción asexual una ventaja en algunas condiciones?

División Celular en Eucariotas

Mitosis ■ Todas las células se forman por medio de la división de células preexistentes. ■ Cuando una célula se divide, la información contenida en el DNA debe duplicarse primero de manera precisa, y las copias se transmiten después a cada célula hija mediante una serie de procesos complejos. ■ Dicho proceso se llama mitosis. Este proceso asegura que cada célula hija reciba una copia de cada cromosoma.

Importancia de la Mitosis 1. Desarrollo y crecimiento de organismos multicelulares. 2. Mecanismo biológico reproductivo para organismos unicelulares. 3. Reparación de tejidos en organismos multicelulares. 4. Preservación del material hereditario

Fases de la Mitosis ■ Posee 4 fases – Profase – Metafase – Anafase – Telofase ■ El ciclo celular completo incluye: mitosis, citoquinesis e interfase.

Interfase ■ Durante el proceso de interfase la célula crece y copia(duplica) los cromosomas en preparación para el proceso de división celular.

Interfase – G 1 ■ Intervalo durante el cual no ocurre síntesis de DNA. Durante este período ocurre crecimiento celular. ■ Esta fase suele ser de duración variable y larga.

Interfase – S ■ Durante esta fase ocurre la duplicación del DNA. ■ Otros componentes cromosómicos como las proteínas también se sintetizan en este lapso.

Interfase – G 2 ■ En ésta ocurre un aumento en la síntesis de proteínas, conforme se realizan los pasos finales de la preparación de la célula para la división. ■ El fin de la fase G 2 es marcado por el comienzo de la mitosis.

Profase ■ Cromatina se condensa y se convierte en cromosoma. – El proceso consiste de un enrollamiento de los cromosomas a una forma más corta y ancha, la cual es más fácil de observar en el microscopio. ■ Cada cromosoma ha sido duplicado y consiste de dos unidades hermanas llamadas cromátidas.

Profase ■ Las cromátidas están unidas en un lugar llamado centrómero. – En células animales se destacan unas estructuras llamadas centriolos las cuales juegan un papel importante en la formación de estructuras celulares como cilios y flagelos. Los centriolos están amarrados por unas estructuras llamadas cinetocoros. ■ La envoltura nuclear comienza a desaparecer. Los centriolos migran a los polos de la célula.

Metafase ■ Los cromosomas se alinean en el plano ecuatorial de la célula. ■ Las cromátidas adquieren su mayor desarrollo. – Es la fase ideal para observar y fotografiar los cromosomas. ■ Se desarrollan estructuras de amarre entre los polos de la célula (centriolos) y los cinetocoros de los cromosomas.

Anafase ■ Se liberan las fuerzas que mantienen juntas a las cromátidas hermanas en los centrómeros. – Las cromátidas pasan a ser un cromosoma independiente. ■ Los cromosomas ya separados comienzan a moverse lentamente hacia polos opuestos por acción de los microtúbulos cinetocoros.

Telofase ■ Etapa final de la mitosis. ■ Los cromosomas se descondensan por desenrollamiento. ■ Se forma una nueva envoltura nuclear alrededor de cada juego de cromosomas. ■ Desaparecen los microtúbulos del huso y los nucléolos se reorganizan.

Citocinesis ■ La citocinesis o división del citoplasma para generar las dos células hijas, suele superponerse a la mitosis, y por lo general comienza durante la telofase.

Diferencias entre el proceso de mitosis animal y vegetal ■ En las células vegetales no existen los centriolos y la división del citoplasma ocurre por la formación de una nueva pared celular y no por el doblamiento de la membrana hacia adentro como ocurre en citocinesis de la célula animal.

Asiganción ■ Analiza y responde: – Explique brevemente por qué las células hijas que resultan de la mitosis son genéticamente idénticas entre sí y con la célula original.

Regulación del Ciclo Celular

Pérdida de control en el ciclo celular y desarrollo de cáncer ■ Se ha encontrado que las células cancerosas no obedecen a los sistemas normales de control para el ciclo celular. ■ Su proceso de división ocurre de forma descontrolada, invaden otros tejidos (metástasis) causando problemas en el funcionamiento normal de éstos y eventualmente matando al organismo.

Factores Importantes ■ Factores externos: incluyen señales físicas y químicas. – Ej. Contacto de célula a célula – Los factores de crecimiento también se liberan, lo que indica que la célula necesita crecer. ■ Proteínas ■ Factores internos: quinasas y ciclinas ■ Apoptosis: muerte celular programada que desencadena enzimas autodestructivas.

División Celular y Cáncer ■ Cáncer: división celular descontrolada. Forman lo que se conoce como tumor (grupo de células). – Tumor benigno: las células cancerosas generalmente permanecen juntas. Lo que significa que el tumor es relativamente inofensivo. – Tumor maligno: algunas células cancerosas pueden separarse o hacer metástasis del tumor. – Las células cancerosas no realizan la función que necesitan también. ■ Estas células son células mutadas.

Carcinógenos

Asignación ■ Analiza y responde: – Supongamos que un niño nació con receptores de la hormona del crecimiento que no funcionaron correctamente. ¿Cómo afecta esto el desarrollo del niño?

Objetivo: Describe la estructura y función de un cromosoma.

División Celular ■ Método de reproducción de las células. ■ Produce dos células idénticas, que tienen el mismo material genético. ■ Cada ciclo de reproducción se llama ciclo celular. ■ En algunos organismos como bacterias y Amoebas, el ciclo celular es sinónimo del Ciclo de Vida (serie de eventos entre una generación y otra).

División Celular ■ La información hereditaria se conoce como el DNA (ácido desoxirribonucleico). – Hecha de subunidades llamadas nucleótidos. – Muchos segmentos de DNA, que contienen miles de nucleótidos se conocen como genes.

División Celular: Genes ■ Contienen la información particular para las diferentes características de las especies. ■ La secuencia de los nucleótidos tienen la información para sintetizar el RNA y moléculas de proteínas necesarias para producir una célula y realizar sus actividades metabólicas. ■ Brindan las instrucciones genéticas para que la célula sobreviva.

División Celular: Genes ■ El DNA está organizado y empaquetado en estructuras llamadas cromosomas. ■ Un solo cromosoma circular de más o menos 2 mm de circunferencia contiene todo el DNA de una célula procariota.

Genoma Eucariótico ■ El núcleo eucariótico contiene múltiples moléculas de DNA. ■ Cada una se empaca con proteínas y se organiza en estructuras llamadas cromosomas. ■ Los cromosomas de las diversas especies difieren en número y contenido de información.

Genoma ■ Antes de que una célula se divida debe duplicar sus cromosomas. ■ Las dos copias se mantienen unidas por los centrómeros. ■ Mientras se mantengan unidas estas copias se llaman cromátidas. ■ Cada cromátida es una banda de DNA.

Cromosoma Eucariótico ■ Los cromosomas consisten de dos bandas que salen de un centro llamado centrómero (“cuerpo central”). ■ Dos cromátidas hermanas, unidas por los centrómeros es considerada un cromosoma. ■ Los cromosomas están formados por un material complejo llamado cromatina, el cual consiste de fibras que contienen proteínas y ácido desoxirribonucleico (DNA).

Cromosoma Eucariótico ■ Histonas – grupo pequeño de proteínas estructurales con muchos amino ácidos. ■ Cuando el DNA se enreda en grupos de histonas, acortándolo, entonces se llama nucleosoma.

Cromosoma Eucariótico - Cromatina ■ Heterocromatina transcripción. – cromatina condensada, incapaz ■ Eucromatina - cromatina suelta, capaz de transcripción. de

Número de Cromosomas ■ Todo individuo de una especie determinada tiene un número característico de cromosomas en el núcleo. ■ Puede haber especies distintas que posean igual número de cromosomas. ■ No es el número de cromosomas lo que hace a cada especie única, sino la información especificada por los genes de esos cromosomas.

Asignación #3: Cromosomas ■ Analiza y contesta: – ¿Cuál es la relación entre una molécula de DNA y un cromosoma?

Meiosis

Reproducción de la especie ■ En eucariotas podemos resumir los mecanismos reproductivos a dos formas básicas: sexual y asexual. – Sexual - envuelve la unión de dos células especializadas, llamadas gametos, para formar una célula llamada cigoto. La especie duplicaría sus cromosomas cada vez que ocurre reproducción sexual (poliploides). – Asexual - Una célula madre se divide para producir dos o más células hijas. En la mayoría de los casos esto ocurre por mitosis. Los organismos producidos de esta forma se consideran clones biológicos.

Reproducción de la especie ■ Las células llamadas gametos son el óvulo y los esperma. – Utilizan meiosis. – Ocurre una disminución en el número de cromosomas en cada una de ellas.

Meiosis ■ Consiste de dos fases mitóticas sucesivas. ■ Se producen 4 células genéticamente distintas. – Meiosis II ■ Si una célula contiene 2 de cada tipo de cromosomas, se dice que es diploide. ■ Si tiene un solo set es haploide. ■ En los humanos diploide es 46 y haploide es 23 cromosomas.

Meiosis I – Profase I ■ Los cromosomas homólogos hacen sinapsis para formar tétradas; ocurre el entrecruzamiento (crossing over). Los puntos de unión entre los que ocurre intercambio de DNA entre cromosomas se denominan quiasmas. ■ En el proceso de entrecruzamiento, las cromátides homólogas intercambian material genético, resultando en un aumento en la variación genética de la progenie de los organismos que se reproducen de manera sexual. ■ Se degrada la envoltura nuclear

Meiosis I – Metafase I ■ Las tétradas se alinean en el plano ecuatorial de la célula, y se mantienen juntas en los quiasmas (sitios de entrecruzamiento previo).

Meiosis I – Anafase I ■ Los cromosomas homólogos se separan y se desplazan a polos opuestos. ■ Las cromátidas hermanas permanecen unidas en sus centrómeros.

Meiosis I – Telofase I ■ Un cromosoma homólogo de cada par está en cada polo. ■ Ocurre la citocinesis.

Intercinesis ■ El DNA no se duplica. ■ Las cromátides aún están unidas. ■ Los cromosomas no se han extendido por completo.

Meiosis II – Profase II ■ Los cromosomas se condensan nuevamente.

Meiosis II – Metafase II ■ Los cromosomas se alinean a lo largo del plano ecuatorial de la célula.

Meiosis II – Anafase II ■ Las cromátides hermanas se separan, y los cromosomas se desplazan a polos opuestos.

Meiosis II – Telofase II ■ Se forman núcleos en polos opuestos de cada célula y ocurre la citocinesis.

Importancia de la Meiosis ■ Se promueve la variación genética entre la progenie de los individuos que se reproducen sexualmente. ■ Se mantiene constante el número de cromosomas de la especie.

Comparación entre Mitosis y Meiosis ■ Los acontecimientos de la meiosis son similares a los de la mitosis, con cuatro diferencias importantes: – La meiosis implica dos divisiones nucleares y citoplásmicas sucesivas, que producen hasta cuatro células. – Aunque hay dos divisiones nucleares sucesivas, el DNA y otros componentes cromosómicos se duplican solo una vez, durante la interfase que precede a la primera división meiótica.

Comparación entre Mitosis y Meiosis – Cada una de las cuatro células producidas en la meiosis contiene el número haploide de cromosomas; esto es, solo un conjunto con representante de cada par homólogo. – Durante la meiosis, la información genética de ambos progenitores se mezcla, de modo que cada célula haploide resultante tiene una combinación virtualmente única de genes.

Ovogénesis y Espermatogénesis Formación de Gametos

Males produce sperm throughout life, after the onset of puberty, about 1, 500 sperm per second. Spermatogenesis

Oogenesis in females is probably complete either before or shortly after birth. During oogenesis, three polar bodies develop as the mature ovum is generated. Polar bodies contain little cytoplasm and eventually degenerate. Image: Oogenesis, Wiki