OBJETIVOS Calcular el nmero de cromosomas y cromtidas
OBJETIVOS: - Calcular el número de cromosomas y cromátidas en la mitosis. -Identificar las fases de la mitosis. - Representar las fases mitóticas de una determinada célula.
DIVISIÓN CELULAR
CICLO CELULAR Y REPRODUCCIÓN CELULAR Todos los organismos presentan un ciclo de vida, pues nacen, se desarrollan, se reproducen y mueren. Al reproducirse, generan descendientes que, en algún momento, podrán dar origen a una nueva progenie que repetirá este ciclo. En las células que constituyen a los seres vivos ocurre algo similar: a partir de una célula madre se pueden generar células hijas.
v. Gran parte de las células pasa por diferentes estados que están determinados por una secuencia periódica de crecimiento y división. Estos procesos están representados en el ciclo celular o proliferativo, el cual involucra dos eventos principales: interfase y división celular. v La interfase se subdivide en tres etapas: GI, S y G 2. En ella, la célula se prepara su posterior división, por lo que aumenta su volumen, sintetiza proteínas y nuevos organelos, y también duplica su material genético. v. La fase M (mitosis) corresponde a la división celular propiamente tal y se compone de cuatro fases: profase, metafase, anafase y telofase. v Luego para que ocurra la división final de la célula debe llevarse a cabo la etapa denominada citocinesis o citodiéresis que no forma para de la fase M. ETAPAS DEL CICLO CELULAR
En el siguiente esquema se describen las características de las diferentes etapas del ciclo celular.
FASE M (MITOSIS): DIVISIÓN CELULAR v. Después de la interfase, la célula reúne las condiciones que le permitirán dividirse y repartir su material genético duplicado a sus células hijas. v En la mitosis, es decir, la división del núcleo celular, se han identificado cuatro etapas, las cuales son: Profase, metafase, anafase y telofase. Cada una caracterizada por el comportamiento de los cromosomas. PROFASE METAFASE ANAFASE TELOFASE
A continuación, se representará y describirá las etapas de la mitosis de una célula animal que posee cuatro cromosomas (2 pares de cromosomas homólogos). 1. Profase: Primera etapa de la mitosis. Se subdivide en dos fases: profase temprana y profase tardía. v. En la profase temprana, se produce la desintegración del nucléolo. Luego, la cromatina duplicada se comienza a condensar hasta hacerse visible, por medio de un microscopio óptico, como cromosomas con dos cromátidas unidas. En células animales los centriolos comienzan a migrar hacia polos opuestos de la célula, lo que dará inicio a la formación del huso mitótico. v. Durante la profase tardía, acontece la fragmentación de la envoltura nuclear. Los microtúbulos del huso mitótico comienzan a interactuar con los cromosomas que se han condensado más.
2. Metafase: En esta etapa, el huso mitótico se visualiza completamente organizado. Además, los cromosomas se encuentran totalmente condensados, razón por la que se pueden observar fácilmente a través de un microscopio óptico. Los microtúbulos del huso mitótico interactúan con los cinetocoros de cada cromosoma, experimentando movimientos de “tira y afloja”, lo que produce la alineación de los cromosomas en el plano ecuatorial de la célula.
3. Anafase: Durante esta etapa, los microtúbulos del huso se “acortan”, lo cual provoca que los cinetocoros, ubicados en los centrómeros de cada cromosoma, migren hacia los polos opuestos de la célula, separando las cromátidas hermanas. De este modo, cada cromátida pasa a ser un cromosoma independiente. Cada cromosoma comienza a moverse hacia los extremos opuestos de la célula, a medida que los microtúbulos unidos a los cinetocoros se acortan. Los microtúbulos que no están conectados a los cinetocoros se alargan, lo que provoca que la célula adopte una forma ovalada y se incremente así la separación entre los polos.
4. Telofase: Esta etapa se inicia cuando los cromosomas, formados por una sola cromátida, han llegado a los polos de la célula. La célula comienza a restablecer las condiciones anteriores a la división: los cromosomas se descondensan, los microtúbulos del huso se desintegran, se vuelve a formar la envoltura nuclear alrededor de los dos nuevos núcleos y en su interior se reorganizan los nucléolos.
Citocinesis o citodiéresis: En la mayoría de las células comienza la citocinesis, es decir, la división del citoplasma, lo que dará origen a dos células hijas idénticas a la célula madre.
IMPORTANCIA DE LA MITOSIS
La mitosis permite obtener células idénticas a la célula original y de esta manera conservar el material genético de un organismo. Es así como la mitosis tiene un papel fundamental para los organismos pluricelulares en procesos de desarrollo, crecimiento y regeneración de tejidos.
PROCESOS DE DESARROLLO En los organismos pluricelulares es fundamental el proceso de mitosis, ya que luego de la unión entre el gameto masculino y el femenino (fecundación) se origina una célula con el total de la información genética de la especie, el cigoto, a partir de la cual se podrán conformar los distintos tejidos y órganos del nuevo organismo. Es así como el cigoto comienza a experimentar sucesivas divisiones. Tal como se muestra en el esquema, las primeras divisiones del cigoto dan origen a la “mórula”, masa esférica que contiene células idénticas a la original. Luego estas células migran hacia diferentes zonas que darán origen a los distintos tipos celulares que formarán parte del organismo.
PROCESOS DE CRECIMIENTO Una vez que se genera un individuo, este debe crecer en cada una de sus estructuras. Es así como la mitosis cumple un papel fundamental en el aumento de la cantidad de células. Tal como lo muestra la imagen, una planta que ha germinado comienza un proceso de crecimiento de sus raíces, tallos y hojas que se debe en parte al aumento del número de células en cada una de sus estructuras. Lo mismo nos sucede a nosotros; durante nuestro crecimiento hay un incremento de células en huesos, músculos, piel y en todos los demás órganos del cuerpo.
PROCESOS DE REGENERACIÓN En muchas ocasiones, los organismos pluricelulares pueden perder células de ciertos tejidos, por lo que se hace necesaria su reconstitución. Este proceso también se lleva a cabo por divisiones mitóticas. Se produce por ejemplo en la piel, la que en caso de sufrir alguna herida cicatriza y regenera el tejido que había sido dañado por uno sano.
CANTIDAD DEL ADN EN EL CICLO CELULAR Durante el ciclo celular, la cantidad de material genético cambia. La cantidad total de ADN en una célula diploide, sin duplicación del material genético, se expresa como 2 c. Por lo tanto, una célula con su material genético duplicado se señala como 4 c. Por ejemplo, una célula humana está compuesta por 46 cromosomas simples, cada uno de los cuales está formado por una fibra de cromatina, lo que da un total de 46 fibras de cromatina (2 c). Si esta misma célula duplica su material genético, contará con 46 cromosomas dobles, es decir, compuestos por dos fibras de cromatina cada uno. En este caso, la célula contará con un total de 92 fibras de cromatina (4 c). A continuación, se resume la cantidad de ADN que posee una célula diploide en las diferentes etapas del ciclo celular. En la telofase, la célula aún posee la totalidad del material genético, el cual será repartido en dos células durante la citocinesis. Es por ello, que la cantidad de ADN considerada en esta etapa se refiere a la información de cada uno de los núcleos que ya se han formado dentro de una célula que todavía no se divide.
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