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REPRODUCCIÓN CELULAR Dra Brenda Delarca Fisiología I Nosotros los seres humanos estamos formados por células, miles y millones de ellas, y nuestra base de la existencia es por la capacidad que tenemos de reproducirnos, y es gracias a la misma capacidad de réplicacion de dichas células. Las células se nutren y liberan energía, pasan por un proceso de diferenciación celular en el que forman estructuras especializadas relacionadas con la reproducción, en el que interaccionan con otras por medio de señales o mensajeros químicos, como hormonas, neurotransmisores y otros; se adapta, evolucionan y gracias a ello las células se reproducen. TIPOS DE CÉLULAS Células procariotas: son pequeñas y menos complejas, se clasifican en: Arqueas, y Bacterias. Células Eucariotas: son el exponente de la complejidad celular, presentan una estructura básica relativamente estable caracterizada por la presencia de distintos tipos de orgánulos intracitoplasmáticos especializados, entre los cuales destaca el núcleo, que alberga el material genético. REPRODUCCIÓN CELULAR Todas las células, en mayor o menor grado, se reproducen mediante una división que origina dos células hijas exactamente iguales a la célula inicial. Estas células hijas deben crecer para poder dar origen a nuevas células hijas y así sucesivamente. Estos ciclos de crecimiento y división incluyen una serie de eventos ordenados que se denomina CICLO CELULAR. Las células hijas, al igual que la célula madre poseen una cierta carga genética, representada por un cierto número de moléculas de ADN. A fin de asegurar que las células hijas dispongan de la misma cantidad de ADN, en algún momento del ciclo debe producirse una replicación del ADN. Así, al ocurrir la división celular cada célula hija recibirá la misma cantidad de ADN que la célula parental. Secuencia ordenada de eventos que conducen a la proliferación y división de una célula, dando lugar a dos células hijas, consta de dos fases principales: ❑ Interfase (I): Crecimiento y replicación del material genético, en donde se realizara el proceso: G1 (gap): crecimiento celular/fase de mayor duración S: síntesis de DNA, duplicación del material genético. G2: crecimiento y preparación para la mitosis ❑ Mitosis (M) o división celular Fase muy corta La duración de cada fase es variable dependiendo del tipo celular. Un tiempo promedio de 24 horas, la fase M dura 1 hora, G1 dura 11 horas, S 8 horas y G2 4 horas. Puede saberse la fase en la que se encuentra una célula al detectarse su contenido de ADN. En G1 poseen 2n, al final de S poseen 4n, en G mantienen los 4n y después de la citocinesis se reducen a 2n. (n es el contenido de ADN dentro de la celula) PROCESOS DE DIVISION CELULAR INTERFASE Es la etapa previa a la mitosis donde la célula se prepara para dividirse, aquí los centriolos y la cromatina se duplican, aparecen los cromosomas los cuales se observan dobles. Durante la interfase el ADN dentro de los cromosomas se duplica el número de cromosomas. La célula entonces tiene dos juegos idénticos de cromosomas y está lista para la mitosis, además este procesos se conoce como“estado de reposo” de lacélula, es decir, un descanso entre ciclo y ciclo. MITOSIS Proceso por el que una célula se divide, dando lugar a dos células hijas que poseen la misma dotación genética que la célula original, estas dos células pueden ser iguales o distintas, entre sí y/o a la célula original; se realizara una división del núcleo y esta puede ser: simétrica o asimétrica. La mitosis representa la solución al problema de la división celular y la concentracion en el número de cromosomas de las células. Esta división del núcleo pasa por varias etapa y el tiempo medio de generación de un ciclo de mitosis estara entre: 24 h – 48 h ( que es el tiempo medio que tarda en duplicarse una célula ) Los procesos distinguibles del ciclo celular son los que tienen lugar durante la mitosis la división del núcleo y división del citoplasma ETAPAS DE LA MITOSIS Profase: condensación cromosómica, desaparición de la envuelta nuclear y formación del huso mitótico. Prometafase: movimiento de los cromosomas a lo largo del huso mitótico. Metafase: los cromosomas se encentran en el plano ecuatorial de la célula, unidos al uso mitótico por los centrómeros. Anafase: división de los centrómeros, de modo que las copias de cada uno de los cromosomas se dirigen a polos opuestos de la célula. Telofase: citocinesis, descondensación cromosómica, reaparición de la envuelta nuclear y desaparición del huso mitótico. Formación de dos células hijas. PROCESO DE DIVISIÓN CELULAR PROFASE O Condensación de la cromatina en cromosomas que constan de dos cromátidas hermanas (a causa de la duplicación del ADN durante la fase S o de síntesis,donde se da una desaparición progresiva del nucléolo y una despolimerización de los microtúbulos del citoesqueleto para formar el huso mitótico. PROMETAFASE ❑ Se caracteriza por la desintegración de la envuelta nuclear en vesículas del retículo endoplasmático. ❑ La alteración de los microtúbulos del huso mitótico y la aparición de los cinetocoros en los centrómeros que se uniran al huso acromático por medio de los microtúbulos. ❑ Se observa movimiento de los cromosomas por el huso mitótico. METAFASE Los cromosomas se alinean en el plano ecuatorial de la célula, y forman una placa metafásica. ANAFASE Los cinetocoros de las cromátidas hermanas se separan y cada cromátida, convertida en cromosoma, se desplaza hacia polos opuestos del huso en donde se realizara una subdivisión: Anafase A: los microtúbulos cintetocóricos se acortan. Anafase B: los microtúbulos polares se alargan y los dos polos se alejan el uno del otro. TELOFASE Es Opuesta a la profase ❑ Los microtúbulos cinetocóricos desaparecen. ❑ Se forma la envuelta nuclear a partir de las vesículas del retículo endoplasmático. ❑ Se da una descondensación de los cromosomas en cromatina. ❑ Se da la aparición de los nucléolos a partir de un organizador nucleolar. CITOCINESIS ❑ Suele comenzar durante la anafase. ❑ Se da por una Invaginación de la membrana plasmática en la plano medio de la célula, separando los dos futuros núcleos. ❑ Se origina el surco de segmentación por medio de un anillo contráctil. ❑ Formación del cuerpo medio cuando el surco de segmentación entra en contacto con el huso mitótico. ❑ Estrechamiento final y separación de las dos células hijas. FASES DE LA MITOSIS MEIOSIS La meiosis soluciona el problema de la división celular, transfiriendo la dotación genética de la célula madre a las hijas , es la que da el proceso de reproducción sexual. La reproducción sexual es la unión de dos células sexuales o gametos: ‐ óvulo (gameto ♀) ‐ espermatozoide (gameto♂) Consta de dos divisiones sin síntesis de ADN entre ellas que promueven la conservación de la dotación genética (y cromosómica) de cada especie aumento de la variabilidad genética posibilidad de mutación y evolución en cada segregación meiótica. La meiosis es una división reductora, este proceso se realiza en las glándulas sexuales para la producción de gametos. Es un proceso de división celular en el cual una célula diploide (2) experimenta dos divisiones sucesivas, con la capacidad de generar cuatro células haploides. Se lleva a cabo en dos divisiones nucleares y citoplasmáticas, llamadas primera y segunda división meiótica o simplemente meiosis I y meiosis II. Ambas comprenden profase, metafase, anafase y telofase. MEIOSIS I Profase I de la primera división meiótica es la etapa más compleja del proceso y a su vez se divide en 5 subetapas, que son: o Leptoteno: Empaquetamiento del DNA y aparición de los cromosomas. o Zigoteno: Apareamiento de dos cromosomas homólogos. o Paquiteno: tienen lugar los procesos de entrecruzamiento y recombinación entre cromátidas. o Diploteno: Separación de los cromosomas homólogos. o Diacinesis: Estado de transicióna la metafase. ❑ Metafase I: es muy distinta de la mitosis. Los cromosomas homólogos se alinean juntos en el huso mitótico. ❑ Anafase I: se da la separación de los cromosomas homólogos: cada uno de ellos (formado por dos cromátidas) se dirige a un polo opuesto de la célula. No hay duplicación del centrómero. ❑ Telofase I: se presenta la formación de dos células hijas haploides (n), pero cada cromosoma está formado por 2 cromátidas. MEIOSIS II La meiosis II es muy parecida a la mitosis: • Profase II: Aparición de los cromosomas y formación del huso mitótico • Metafase II: Alineamiento de los cromosomas en el huso mitótico (el plano ecuatorial de la célula) • Anafase II: Duplicación de los centrómeros y separación de las cromátidas hermanas (cada una de ellas se dirige a un polo opuesto de la célula) • Telofase: Formación de los células hijas haploides (1 cromátida por cromosoma)