TEMA-8 -LA-DIVISIÓN-CELULAR -MITOSIS-Y-MEIOSIS

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1.El ciclo celular 
2.El núcleo en interfase 
3.El núcleo en división 
4.División celular 
 Mitosis o cariocinesis 
 Citocinesis 
5.La meiosis 
6.Meiosis gametogénica y ventajas de la reproducción sexual 
 
1.EL CICLO CELULAR 
 
La vida de una célula, desde que nace por división de una célula predecesora hasta 
que vuelve a dividirse o muere, pasa por una serie de periodos que constituyen su ciclo 
vital. 
Para que una célula se reproduzca ha de duplicar su contenido y luego dividirse en 
dos. En especies unicelulares, cada división celular produce un nuevo organismo, mientras 
que, en pluricelulares, la división celular es fundamental para reemplazar células perdidas 
por deterioro o apoptosis (muerte celular programada). 
Para que se produzcan un par de células hijas genéticamente idénticas, el ADN se ha 
de duplicar exactamente y los cromosomas replicados se han de separar correctamente en 
esas dos células hijas. Por lo tanto, procesos citoplasmáticos y nucleares han de coordinarse 
a la perfección. Por eso existe un sistema de control del ciclo celular, que coordina el ciclo 
en su totalidad. 
Se puede definir el ciclo celular como una secuencia regular repetitiva de 
crecimiento y división celular que comprende cuatro fases sucesivas: G1, S, G2 y M. Las más 
importantes son la fase S en la que se replica el ADN, y la fase M, que se corresponde con 
la mitosis. Después de la fase M, transcurre una fase de intervalo G1, y entre las fases S y M 
tiene lugar otra segunda fase G2. Las fases G1, S, y G2 constituyen la interfase (intervalo 
comprendido entre dos divisiones mitóticas sucesivas; el 90% del tiempo del ciclo celular). 
En la fase M la envoltura nuclear se descompone, se condensan los cromosomas y 
los microtúbulos forman el huso mitótico que separará a esos cromosomas. Por lo tanto, 
tiene lugar la mitosis (división del núcleo) y la citocinesis (división del citoplasma). La 
duración de la fase M es una pequeña fracción, de la duración total del ciclo y durante ella se 
detienen todos los procesos de biosíntesis. 
 Entre una fase M y otra, hay un periodo muy largo conocido como interfase, que es 
muy activo. Se trata de un periodo de preparación para la división celular, ya que es en la 
fase S de la interfase cuando tiene lugar la replicación del ADN en el núcleo, para que cada 
una de las células hijas tengan una copia idéntica del genoma. En este momento y hasta el 
final de la fase M, la célula contiene doble cantidad de ADN. También se duplican los 
centriolos. 
En cuanto a las fases G1 y G2 proporcionan un tiempo adicional para el crecimiento 
de la célula. En la fase G1 la célula supervisa su entorno y su tamaño antes de entrar en la 
fase S. Se caracteriza por una intensa actividad biosintética, ya que los genes se transcriben 
y traducen, para sintetizar proteinas necesarias para el crecimiento celular. Al finalizar esta 
fase se hay un punto de restricción o control celular 
 En cuanto a la fase G2, proporciona un lapso de seguridad, que permite a la célula 
asegurarse de que la replicación del ADN se ha completado, antes de entrar en la fase M. 
Aquí se vuelve a producir otro punto de control celular. Es la segunda fase de crecimiento, 
en la que se transcriben y traducen genes necesarios para sintetizar proteinas para la 
división celular. Los cromosomas empiezan a condensarse. 
La duración de las fases del ciclo es variable, pero la mayor variación ocurre durante 
G1. Las células en G1 pueden detener su progresión en el ciclo y entrar en un estado de 
reposo especial llamado G0, (en el que puede ocurrir su diferenciación celular) donde 
pueden permanecer días, semanas o incluso años antes de volver a proliferar, y en la que 
realizan las funciones propias de su especialidad: fagocitar, transportar O2, …. 
 TEMA VIII. DIVISIÓN CELULAR: MITOSIS Y MEIOSIS 
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2. EL NÚCLEO EN INTERFASE 
 
 En células animales el núcleo ocupa una posición central, pero puede estar 
desplazado. En las vegetales está situado excéntricamente. Suele tener forma esférica, 
lobulada, arriñonada, fusiforme, arrosariado, … Su tamaño es variable. Suele haber un solo 
núcleo, pero hay células con dos o más, o sin él. El ADN de la célula eucariota está 
confinado en el núcleo, que ocupa aproximadamente el 10% del volumen celular. 
 El núcleo está delimitado por la envoltura nuclear formada por dos membranas 
concéntricas. La membrana nuclear externa que se continúa con las membranas del RER y 
puede llevar ribosomas adosados. 
 La membrana nuclear interna lleva adosada en su cara nucleoplásmica, una red de 
filamentos proteicos o lámina fibrosa o nuclear, cuya función es organizar la cromatina y 
regular el crecimiento de la envoltura nuclear después de la mitosis. Entre medias está el 
espacio perinuclear. 
Estas membranas, están perforadas a intervalos por los poros nucleares, a través de 
los cuales se produce el transporte activo de determinadas moléculas, entre el núcleo y el 
citoplasma. Son entidades dinámicas, pues se abren y cierran como un diafragma, para 
regular el paso selectivo de macromoléculas entre citosol y nucleoplasma. 
El nucleoplasma, es el medio interno del núcleo. Se trata de una disolución coloidal 
que contiene aminoácidos, enzimas para la transcripción y la replicación del ADN, histonas, 
ADN y ARN, glúcidos, sales minerales, iones y agua. 
El nucleolo que es lugar de procesamiento de los ARN-r y donde se ensamblan 
formando los ribosomas. En cada núcleo hay muchas copias del gen que codifica para el 
ARN-n. Estos genes se localizan en la región organizadora del nucleolo (RON) y están 
repartidos por uno o varios cromosomas llamados organizadores del nucleolo. Cuando las 
fibras cromatínicas de estos cromosomas están expandidas durante la interfase, los bucles 
de ADN que contienen dichos genes, se agrupan y forman el nucleolo. Por esta razón, el 
nucleolo solo es visible durante la interfase, y comienzo de profase, ya que desaparece 
cuando los cromosomas alcanzan su máxima condensación. 
El ADN cuando la célula está en interfase, se encuentra en forma de cromatina, es 
decir, está formando bucles de 30 nm, por lo que está relativamente descondensado, de 
forma que está activa, realizando la transcripción. 
Sin embargo, no toda la cromatina tiene el mismo nivel de actividad, por lo que se 
pueden distinguir dos tipos: 
 
 EUCROMATINA: es cromatina que durante el ciclo celular va a sufrir etapas de 
condensación y descondensación, de forma que cuando está descondensada en 
interfase es muy activa en cuanto a la transcripción. Su nivel de empaquetamiento es 
menos denso. 
 HETEROCROMATINA: es cromatina altamente condensada de forma permanente, por 
lo que no sufre esos ciclos de condensación y descondensación. Es 
transcripcionalmente inactiva, constituye un 10% del genoma y tiene otras funciones 
como formar parte de centrómeros y telómeros (una vez se formen los cromosomas). 
Hay 2 tipos: 
 
 Facultativa: representa los genes que se inactivan durante la diferenciación 
embrionaria. 
 Constitutiva: aparece condensada durante todo el ciclo celular y su ADN no se 
transcribe nunca. Se localiza en los centrómeros y el satélite de los 
cromosomas. 
 
 
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3. EL NÚCLEO EN DIVISIÓN 
 
El núcleo en división corresponde a la fase M del ciclo celular. Se trata de un periodo 
breve en el que los contenidos de la célula madre, que se han duplicado mediante las 
actividades biosintéticas de la interfase precedente (fase S), se segregan en dos células 
hijas. 
Cuando una célula entra en la fase M, su cromatina (30 nm) comienza a condensarse 
formando los cromosomas mitóticos. El máximo grado de condensación se alcanza cuando 
el cromosoma está en metafase (1400 nm; 700 nm por cada cromátida). 
Un cromosoma metafásico es una macromolécula que tiene la información del ADN 
por duplicado, de forma que se distinguen dos unidades llamadas cromátidas, que son 
simétricas y genéticamente idénticas. Por lo tanto,los elementos estructurales que podemos 
distinguir en un cromosoma metafásico son: cromátidas, centrómero o constricción primaria 
(zona que une entre sí las cromátidas),telómeros (zonas que están en los bordes de las 
cromátidas), cinetocoros (una región del centrómero formados por complejos proteicos a 
donde se unirán los microtúbulos cinetocóricos), constricciones secundarias son zonas 
asociadas a los nucléolos, cuando se sitúan cerca de los telómeros, delimitan un corto 
segmento de ADN llamado satélite. 
 
 
Telómeros 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3.1 TIPOS DE CROMOSOMAS 
 
La forma de un cromosoma viene determinada por la posición del centrómero, que lo 
divide en dos partes llamadas brazos. Según la longitud de los brazos se distinguen: 
 
 Cromosomas metacéntricos: brazos iguales, centrómero en la mitad del 
cromosoma. 
 Cromosomas submetacéntricos: brazos ligeramente desiguales. 
 Cromosomas acrocéntricos: brazos muy desiguales, centrómero desplazado hacia 
un extremo. 
 Cromosomas telocéntricos: un solo brazo, centrómero en uno de los extremos. 
 
 
3.2 NÚMERO DE CROMOSOMAS 
 
Todos los individuos que pertenecen a la misma especie, poseen en sus células el 
mismo número de cromosomas, excepto en las células reproductoras (gametos), que 
contienen solo la mitad. 
 Los organismos diploides (2n) tienen en sus células dos juegos de cromosomas, 
uno de origen materno y otro paterno. Cada cromosoma del juego paterno, lleva la 
información para los mismos caracteres que otro del juego materno, de forma que se 
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distinguen parejas de cromosomas homólogos. 
Los organismos haploides (n) solo tienen un juego cromosómico como ciertas 
algas, hongos, y los gametos de animales y plantas. 
Otros organismos contienen más de dos juegos de cromosomas; se denominan 
triploides (3n), tetraploides (4n) y en general poliploides, cuando tienen varias veces la 
dotación cromosómica normal. 
El cariotipo es la representación gráfica del conjunto de cromosomas, ordenados por 
parejas de homólogos, característico de cada especie. La especie humana posee 46 
cromosomas, de los que 44 son autosomas y 2 heterocromosomas o cromosomas 
sexuales. 
 
4. DIVISIÓN CELULAR 
 
Es el proceso por el cual, a partir de una célula madre se originan dos células hijas 
idénticas genéticamente a la progenitora. El material genético duplicado en el periodo S de la 
interfase, se reparte durante la división celular, entre las dos células hijas. A veces la mitosis 
no va acompañada de citocinesis y se producen células plurinucleadas (musculares), o 
pueden darse varias citocinesis sin que haya ocurrido la mitosis (plaquetas). 
Comprende dos procesos: 
 
• MITOSIS, CARIOCINESIS o DIVISIÓN DEL NÚCLEO. 
 
• CITOCINESIS o DIVISIÓN DEL CITOPLASMA. 
4.1 MITOSIS 
 
Es la división del núcleo y tiene cuatro periodos: 
 
PROFASE 
 
• Los cromosomas condensados empiezan a ser visibles y cada vez son más cortos y 
gruesos. 
• Cada cromosoma tiene dos cromátidas hermanas unidas por sus centrómeros, cada uno 
con un cinetocoro. 
• El núcleo (con el nucleolo) empieza a desaparecer. 
• El huso mitótico empieza a formarse, a medida que se van separando los centrosomas 
que se habían duplicado en la fase S de la interfase. Está compuesto por microtúbulos y 
proteínas asociadas, y se encarga de alinear los cromosomas en el ecuador de la célula 
y separar las cromátidas hacia polos opuestos. 
• Al final de la profase cada centrosoma estará en un polo de la célula. 
• En vegetales superiores (no tienen centriolos), el huso se forma a partir de una zona 
difusa que al final se convertirá en los polos del huso. 
• La membrana nuclear se rompe en pequeñas vesículas. 
• Los microtúbulos del huso mitótico interaccionan con los cromosomas a través del 
cinetocoro. 
 
METAFASE 
• Todos los cromosomas se sitúan en el plano ecuatorial del huso formando la placa 
metafásica presentando 2 cromátidas en forma de X. 
• Se completa la desaparición de la membrana nuclear y en el huso mitótico se diferencian 
tres tipos de microtúbulos: polares, cinetocóricos y astrales. 
 
ANAFASE 
• Empieza cuando se separan simultáneamente de cada cromosoma, sus dos cromátidas 
hermanas que van hacia los polos del huso. Se produce por el ensamblaje y 
desensamblaje de los microtúbulos cinetocóricos y de los del huso mitótico. 
• Al final de la anafase, los cromosomas se han separado en dos grupos iguales, cada uno 
en un extremo del huso mitótico. 
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TELOFASE 
• Se reconstruyen los núcleos de las dos células hijas. 
• Se forma una nueva membrana nuclear alrededor de cada grupo de cromosomas 
condensándose las vesículas o fragmentos de membrana nuclear. 
• Los cromosomas se descondensan. 
• Los nucléolos vuelven a reaparecer. 
 
4.2 CITOCINESIS 
Consiste en la división del citoplasma. Comienza en la anafase, y continúa a lo largo 
de la telofase. Es distinta en células vegetales y en animales. 
 
CITOCINESIS EN CÉLULAS ANIMALES 
 
El citoplasma se divide por segmentación. Se forma un anillo contráctil que va 
estrangulando la célula madre. El anillo contráctil, son filamentos de actina y miosina 
que se forman bajo la membrana plasmática de forma perpendicular al huso mitótico. Al 
contraerse este anillo, se hunde la membrana y se forma un surco de segmentación 
que hace que la célula se divida en dos, asegurando que cada célula hija reciba sólo 
una serie completa de cromosomas y la mitad de los componentes citoplasmáticos de 
la célula madre. 
 
 
CITOCINESIS EN CÉLULAS VEGETALES 
 
En las células vegetales, la pared celulósica no permite el estrangulamiento, por 
lo que la citocinesis ocurre por formación de un tabique de separación llamado 
fragmoplasto, que divide a la célula madre en dos células hijas. El fragmoplasto, o 
nueva pared celular, se origina en el ecuador de la célula a partir de ciertos 
microtúbulos residuales que quedan del huso mitótico, y de ciertas vesículas del A.G., 
cargadas con los componentes propios de la pared celulósica. 
 
 
 
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4.3 ANOMALÍAS EN LA DIVISIÓN CELULAR 
 
 Células polinucleadas. Varias mitosis seguidas sin citocinesis. 
 Células poliploides. Se producen varios ciclos de replicación del ADN, sin la 
subsiguiente división celular. Las células pasan de tener un número 2n de 
cromosomas, a tener una dotación tetraploide (4n). 
 Cromosomas politénicos gigantes. En algunos insectos en células de glándulas 
salivales. Se originan cuando, tras sucesivas replicaciones del ADN, las cromátidas no 
se separan y permanecen juntas. 
 
 
5. LA MEIOSIS (R!) 
 
La meiosis es el proceso mediante el cual una célula 2n, sufre dos divisiones 
consecutivas produciendo 4 células hijas n, genéticamente distintas entre sí. Mediante la R! 
se forman los gametos de un individuo. Si este proceso no se efectuara, después de cada 
fecundación, el nuevo individuo sería 4n, es decir, tendría los cromosomas del padre más los 
de la madre, el decir, el doble de cromosomas. Hay que tener en cuenta que antes de que se 
produzca la primera división de la meiosis, la célula viene de la interfase donde ha duplicado 
su ADN y sus centriolos. 
Como ya hemos dicho consiste en dos divisiones consecutivas que comprenden los 
siguientes procesos: 
 
 PRIMERA DIVISIÓN MEIÓTICA 
 
De la misma forma que la mitosis tiene cuatro fases: 
 
PROFASE I 
• Al igual que en la mitosis los cromosomas se condensan. Pero a diferencia de la profase 
mitótica, los cromosomas homólogos se juntan y entre ellos tiene lugar un intercambio de 
fragmentos de ADN. En esta fase se distinguen 5 etapas: 
 
- Leptoteno: 
• Los cromosomas se condensan y se hacen visibles. 
• Están unidos por los extremos a la envoltura nuclear. 
• Cada cromosoma está formado por dos cromátidas que no se ven todavía. 
 
- Zigoteno: 
• Empieza con la sinapsis o apareamiento gen a gen de los dos cromosomas homólogos 
formando el llamado complejo sinaptonémico. 
• La sinapsis comienza por los extremos y se extiende por todoel cromosoma. 
• Cada par resultante se llama bivalente o tétrada (4 cromátidas, 2 de cada cromosoma). 
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- Paquiteno: 
• Empieza al acabar la sinapsis. 
• Se produce el entrecruzamiento cromosómico o crossing-over, en el que los 
cromosomas homólogos se intercambian fragmentos de ADN (entre cromátidas no 
hermanas). 
• Como consecuencia de este proceso se produce una recombinación genética del 
material hereditario. 
 
- Diploteno: 
• Comienza cuando se separan los dos cromosomas homólogos de cada bivalente. 
• Se pueden ver al microscopio óptico, como los cromosomas homólogos están unidos 
mediante uno o más puntos denominados quiasmas, que es donde se han producido los 
entrecruzamientos. 
 
- Diacinesis: 
• Los cromosomas se condensan y aumentan de grosor, separándose de la membrana 
nuclear que desaparece 
• Se ven las 4 cromátidas de cada bivalente (tétradas). 
• Las cromátidas hermanas están unidas por sus centrómeros, y las cromátidas no 
hermanas están unidas por sus quiasmas. 
• Los demás fenómenos son los mismos que ocurren en la profase de las mitosis. 
 
METAFASE I. 
• Con el huso mitótico totalmente formado, los cromosomas se sitúan en el plano 
ecuatorial y unen sus centrómeros a los filamentos del huso. 
 
ANAFASE I. 
• Los filamentos del huso se contraen separando totalmente cromosomas homólogos y 
arrastrándolos hacia los polos celulares. 
 
TELOFASE I. 
• Los cromosomas se agrupan en los polos y se inicia la división citoplasmática. Las 
células hijas son haploides, pues no tienen dos juegos homólogos de cromosomas, sino 
solo uno. Pero cada uno de esos cromosomas está constituido por dos cromátidas 
unidas por el centrómero. En ocasiones, se vuelve a formar la envoltura nuclear, los 
cromosomas se descondensan y pasan por una citocinesis. Las células hijas entran en 
un periodo de reposo hasta la profase II de la 2ª división meiótica. 
 
Al final de la primera división meiótica cada célula hija recibe n cromosomas 
cada uno de ellos formado por dos cromátidas hermanas unidas. 
 
 
 
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 SEGUNDA DIVISIÓN MEIÓTICA 
 
Se inicia con las dos células resultantes de la 1ª división meiótica. Durante la 
interfase que separa la 1ª de la 2ª, se duplican los centriolos, pero no se sintetiza ADN de 
nuevo, puesto que ya se había duplicado en la fase S previa a la 1ª división meiótica. Es 
similar a una mitosis. Tiene también cuatro fases y la citocinesis: 
 
PROFASE II. 
• Los centriolos ya están duplicados. Desaparece la envoltura nuclear, iniciándose la 
formación del huso. 
 
METAFASE II. 
• Los cromosomas se disponen ecuatorialmente y sus centrómeros se fijan a los 
filamentos del huso. 
 
ANAFASE II. 
• Los filamentos del huso se contraen separando las dos cromátidas. Aparecen así dos 
cromosomas hijos, que son arrastrados a cada uno de los polos. 
 
TELOFASE II. 
• Se agrupan los cromosomas y empieza su descondensación, se forma la envoltura 
nuclear y se produce la citocinesis. Así se llegan a formar 4 células hijas haploides. 
 
 
 
 
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6. IMPORTANCIA DE LA MEIOSIS EN LA EVOLUCIÓN DE LOS SERES VIVOS 
 
 PRODUCE CÉLULAS HAPLOIDES EN LA REPRODUCCIÓN SEXUAL. 
 
Tiene lugar en la fase de formación de los gametos en los organismos que 
presentan reproducción sexual. En la espermatogénesis, a partir de una célula 
reproductora (2n) se forman 4 espermatozoides (n). Sin embargo, en la ovogénesis, 
a partir de una célula reproductora (2n), se forma un solo gameto, el ovocito (n) y 3 
corpúsculos polares (n) que degeneran. 
 
 PROMUEVE LA VARIABILIDAD GENÉTICA. 
 
Reduce el número de cromosomas a la mitad, de forma que los gametos 
tienen n cromosomas, permitiendo la combinación de genes de los dos padres en 
la fecundación. 
Durante la meiosis se produce el reparo al azar de los cromosomas 
homólogos paternos y maternos, según su posición en la Metafase I. 
Debido al sobrecruzamiento cromosómico en la Profase I de la 1ª división 
meiótica, se produce la recombinación o intercambio de segmentos entre los 
cromosomas homólogos paternos y maternos. 
En la reproducción sexual, los gametos que proceden de dos progenitores 
distintos, se unen mediante la fecundación para formar un cigoto, que se convertirá 
en un individuo adulto. Como consecuencia de la meiosis y la recombinación génica, 
cada gameto representa un resumen del contenido génico de cada parental y posee 
una combinación génica distinta. 
Por lo tanto, logramos que cada individuo sea portador de una combinación 
génica diferente, lo cual es una garantía para la supervivencia de la especie, pues 
cabe la posibilidad de que algún individuo haya heredado una combinación génica, 
que le permita sobrevivir a un drástico cambio medioambiental. 
Esta es la causa, de que la reproducción sexual haya sido seleccionada 
evolutivamente, como mecanismo reproductor en la mayoría de los organismos, ya 
que asegura la variabilidad genética de las poblaciones.