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Unidad N° 6: Ciclo celular y mitosis TEMARIO o Ciclo Celular: Etapas y Regulación. o División Celular: o Mitosis: etapas y función biológica. o Meiosis: etapas y función biológica. o Ciclo del Centrosoma. Ciclo celular Conjunto ordenado de sucesos que conducen al crecimiento de la célula y la división en dos células hijas. Período de crecimiento general Estado de reposo especial Ocurre la Síntesis de ADN. Continúa el crecimiento. La célula se prepara para la división. Todos los organismos poseen en sus células una cantidad de ADN y un número característico de cromosomas propios de cada especie. Aunque la cantidad de ADN puede variar a lo largo del ciclo celular. Según la etapa del ciclo la cantidad de cromosomas puede encontrarse en forma única o bien duplicados Otra variación es en cuanto a la estructura del ADN. En interfase el ADN se encuentra como cromatina y se compacta para formar cromosomas durante la división celular 2n=2c ¿CÓMO DIBUJARIAS LOS CROMOSOMAS DE UNA CELULA 2n=2 EN INTERFASE? (SI ESTUVIERAN CONDENSADOS) ¿Por qué? ¿Cuántos pares de cromosomas tiene esta célula? ¿Qué diferencias hay entre estos esquemas? Entonces… ¿Cuándo observamos los cromosomas duplicados? 2n=2c 2n=4c Simple duplicado Donde si se produce una variación durante el ciclo celular es en el valor de c. al comienzo de la interfase la cantidad de ADN es 2c, pero luego de la síntesis (fase S) cambia a 4c. c representa la cantidad de hebras lineales o copias de ADN. Sin embargo los cromosomas pueden estar en dos configuraciones. Como cromosomas simples antes de la fase S y como cromosomas duplicados después de la fase S. En una célula con una dotación cromosómica normal y diploide, el numero cromosómico se representa como 2n. Por ejemplo el gato es 2n= a 38 o sea que tenemos 19 pares de cromosomas. Estas células luego de la fase s el 2n seguirá siendo 38 pero el valor de c cambiara 4c=76 2n=2c ¿CÓMO DIBUJARIAS LOS CROMOSOMAS DE UNA CELULA 2n=2 EN INTERFASE? (SI ESTUVIERAN CONDENSADOS) ¿Por qué? ¿Cuántos pares de cromosomas tiene esta célula? ¿Qué diferencias hay entre estos esquemas? Entonces… ¿Cuándo observamos los cromosomas duplicados? 2n=2c 2n=4c División celular: Fase M Hay dos tipos de división celular: MITOSIS (en células somáticas) y MEIOSIS (en espermatocito I y ovocito I). En la división celular, se divide primero el núcleo (cariocinesis) y luego el citoplasma (citocinesis). Resulta en la producción de dos células hijas genéticamente idénticas a la célula madre. Es el fundamento del crecimiento, de la reparación tisular y de la reproducción asexual. Es una forma de aumentar el número de células sin cambiar las características de las mismas (descendencia idéntica entre sí). El tiempo que necesita una célula para dividirse por completo depende del tipo de célula y de las condiciones ambientales en las que vive. MITOSIS La división celular mitótica o mitosis es un proceso complejo que se divide en varias etapas, en donde una célula diploide 2n=4c se divide para formar dos células diploides http://www.google.com.ar/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&docid=-duOIKu2NRvoVM&tbnid=eLmbjafLN-FyHM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.esacademic.com/dic.nsf/eswiki/255443&ei=Vj9CUpydHonhqAGJ6YGACw&bvm=bv.53077864,d.b2I&psig=AFQjCNHdwX7fR5f1bff60JUQLqtKHWM7lg&ust=1380159551491544 DOS PARES DE CENTRIOLOS NUCLEO MEMBRANA NUCLEAR HUSO MITOTICO UN CROMOSOMA CON DOS CROMATIDES FRAGMENTO DE MEMBRANA NUCLEAR PLACA METAFASICA CROMATIDES HERMANAS NÚCLEO Y MEMBRANA EN FORMACIÓN CROMATINA DE AMBAS CÉLULAS DESCONDENSADO ANILLO CONTRACTIL INTERFASE PROFASE METAFASE ANAFASE TELOFASE PROFASE Es la fase más larga. Se condensa la cromatina y empiezan a aparecer los cromosomas. Tras la replicación del ADN, cada cromosoma consistirá en dos copias idénticas de la misma hebra de ADN, llamadas cromátidas hermanas, unidas entre sí por el centrómero. El nucléolo desaparece y la membrana nuclear se desintegra gradualmente. Los centrosomas se dirigen uno a cada polo de la célula y aparece el huso mitótico. Las fibras del huso guían a los cromosomas en sus movimientos durante la mitosis. Los cromosomas se unen al huso mitótico por estructuras proteicas cinetocoros, ubicadas en los centrómeros. Profase: Reorganización de la envoltura nuclear La lámina nuclear se desarma debido a que sus laminofilamentos se despolimerizan ya que se fosforilan algunas serinas de las láminas. La envoltura nuclear se desintegra formando vesículas. Profase: Formación del huso mitótico Profase: Cinetocoro y microtúblos Quinesina METAFASE Las cromátidas hermanas conectadas a cada polo de la célula por los microtúbulos, comienzan a moverse hasta que migran a la zona media o plano ecuatorial de la célula (equilibrio de fuerzas). las dos placas cinetocóricas de cada centrómero, quedan orientadas hacia los polos opuestos de la célula. ANAFASE Es la fase más corta de la mitosis. Los microtúbulos del huso dividen a los centrómeros longitudinalmente, quedando cada cromátida con su propio centrómero. Los cromosomas se separan y se dirigen hacia polos opuestos del huso mitótico. Cada cromosoma se mueve con el centrómero al frente. El mismo número de cromosomas se moverá hacia cada polo de la célula. ANAFASE A ANAFASE B Se rompe el equilibrio de los microtúbulos cinetocóricos, provoca la partición de los centrómeros, la separación de las cromátidas hijas y la movilización de los nuevos cromosomas hacia los polos. Alargamiento de la célula está vinculado al crecimiento de los microtúbulos de las fibras polares. Quinesina Proteína motora TELOFASE El nuevo núcleo se organiza y los cromosomas se descondensan nuevamente (forman hilos de cromatina). El huso mitótico se desarma, reaparece el nucléolo y se forma la membrana nuclear alrededor de cada masa de cromatina. Los cromosomas hijos llegan a los polos con la desaparición de las fibras cinetocóricas del huso. Las láminas nucleares se reconstruyen debido a que los laminofilamentos se repolimerizan a causa de su desfosforilación. Las vesículas de la envoltura nuclear se fusionan nuevamente. Telofase: Reorganización de la envoltura nuclear Es la división del citoplasma. Hacia el final de la anafase comienza a aparecer un surco en la zona ecuatorial de la célula que se profundiza en la telofase. La dirección del movimiento es desde la membrana celular hacia el interior de la célula, hasta alcanzar el cuerpo intermedio. La constricción que genera el surco de segmentación se debe al anillo contráctil de actina y miosina II. CITOCINESIS Interfase Metafase Telofase Profase Anafase Citocinesis MEIOSIS División celular en la que el número de cromosomas de una célula diploide (2n) se reduce a la mitad y se forman 4 células hijas “gametos” haploides (n) Comienza con un número diploide de cromosomas. La célula pasa por dos divisiones sucesivas, pero los cromosomas se duplican una sola vez. Dos divisiones sucesivas: Meiosis I y Meiosis II. Se obtienen 2 CELULAS n = 2 c CELULA 2n = 4 c Se obtienen 4 CELULAS n = 1 c DIVISIÓN MEIÓTICA I DIVISIÓN MEIÓTICA II INTERFASE PROFASE I Envoltura nuclear Bivalentes en formación Quiasma visible Envoltura nuclear fragmentándose LEPTONEMA CIGONEMA PAQUINEMA DIPLONEMA DIACINESIS CIGONEMA: Complejo Sinaptonémico Cromátidas hermanas maternas Cromátidas hermanas paternas Complejo sinaptonémico Cromátidas hermanas maternas Cromatina Proteína Cromatina PROFASE I Envoltura nuclear Bivalentes en formación Quiasma visible Envoltura nuclear fragmentándose LEPTONEMA CIGONEMA PAQUINEMA DIPLONEMA DIACINESIS PAQUINEMA: Recombinacióngenética Cromosoma materno duplicado Cromosoma paterno duplicado Complejo sinaptonémico (tétrada) DIPLONEMA: Quiasmas Centró- meros Quiasmas Cromosomas homólogos PROFASE I Envoltura nuclear Bivalentes en formación Quiasma visible Envoltura nuclear fragmentándose LEPTONEMA CIGONEMA PAQUINEMA DIPLONEMA DIACINESIS CELULA 2n = 4c CELULAS n = 2c PROFASE I METAFASE I ANAFASE I TELOFASE I Los cromosomas se condensan. Comienza a formarse el huso mitótico entre los centríolos. Se disgrega la envoltura nuclear. Comienza el sobrecruzamiento. Los pares de cromosomas (bivalentes) se disponen en el plano ecuatorial de la célula. Los cinetocoros de cada cromosoma homólogo miran hacia polos opuestos. Los cromosomas homólogos (cada uno integrado por 2 cromátidas hermanas) se mueven hacia los polos opuestos de la célula. Los grupos de cromosomas haploides llegan a sus respectivos polos y se construye la envoltura nuclear. Tiene lugar la citocinesis. 4 CELULAS n = c PROFASE II METAFASE II ANAFASE II TELOFASE II Los cromosomas se condensan. Comienza a formarse el huso mitótico entre los centríolos. Se disgrega la envoltura nuclear. Los cromosomas son llevados al plano ecuatorial de la célula. Las fibras del huso se conectan a los cinetocoros, apuntando cada uno a un polo diferente. Las cromátidas hermanas viajan a polos opuestos de la célula. En este caso las cromátidas no son idénticas Cada uno de los polos de la célula recibe un juego haploide de cromosomas. Se forma la envoltura nuclear. Tiene lugar la citocinesis CELULAS n = 2c CONSECUENCIAS DE LA MEIOSIS Se obtienen las células especializadas para intervenir en la reproducción sexual (espermatozoides y ovocitos). Se reduce a la mitad el número de cromosomas en las células sexuales. Se produce la recombinación de la información genética. Se origina una gran variación de gametos, debido al entrecruzamiento de segmentos de los cromosomas homólogos. MITOSIS MEIOSIS Ocurre en las células somáticas (del cuerpo). Ocurre en las células sexuales (formación de gametos) Cada replicación del ADN es seguida por una división celular Cada replicación del ADN es seguida por dos divisiones celulares. No hay apareamiento de cromosomas homólogos. Los cromosomas homólogos se aparean y ocurre el entrecruzamiento. Se producen dos células hijas diploides. Se producen cuatro células hijas haploides. Una división. Dos divisiones. Se mantiene constante el número de cromosomas. El número de cromosomas se reduce a la mitad. Las células hijas son idénticas entre sí y a la célula madre. Las células hijas tienen combinaciones variadas de cromosomas y no son idénticas a la célula madre. Comparación entre los procesos de mitosis y meiosis Partiendo de una célula de 4 cromosomas (2n=4), grafique las etapas de una mitosis y de una meiosis, comparando las fases y resultados de ambas divisiones Profase I 2n= 4c Metafase I 2n= 4c Anafase I 2n=4c Metafase II n=2c Anafase II n=2c Metafase 2n=4c Anafase 2n=4c Telofase I Célula hija n= 2c Célula hija n=2c Telofase II 4 Célula hija n=c Interfase 2n= 2c Profase Célula hija 2n= 2c Célula hija 2n= 2c Centriolo Centriolo Fibras del huso Cromosomas Microfotografía: Espermatocito de gallo en división celular. Se observan 3 centríolos. En la parte inferior de la microfotografía se observa sólo uno, debido al plano de corte.
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