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Existen dos tipos de divisiones en células eucarióticas: mitosis y meiosis El tipo de división, las circunstancias en que se produce y el destino de las células resultantes dependen del ciclo de vida de cada especie. La mitosis produce dos células hijas con el mismo número de cromosomas que la célula madre y genéticamente idénticas a ella. La meiosis resulta en cuatro células, cada una con la mitad del número de cromosomas de la célula original y todas con diferente información genética. MITOSIS MEIOSIS Célula madre Célula madre Replicación del ADN Replicación del ADN células hijas células hijas División celular y ciclo de vida …nueve meses después de la fecundación, diploide y multicelular gracias a la singamia y a millones de mitosis Existe una enorme variedad de ciclos de vida En los animales todas las células son diploides, excepto los gametos. La meiosis produce los gametos es (meiosis gamética). Los gametos no se reproducen formando una generación haploide. Los gametos se fusionan para dar un cigoto 2n. https://www.google.com.ar/imgres?imgurl=http%3A%2F%2Fwww.birdclubsva.org%2FJomla%2Fimages%2Fstories%2Fbird%252015.gif&imgrefurl=http%3A%2F%2Fwww.birdclubsva.org%2F&docid=g8sifibO30dZPM&tbnid=w0nsiGceeecwOM%3A&w=1521&h=1234&ei=krBiU_32Dcr2oATjj4CwBA&ved=0CAIQxiAwAA&iact=c https://www.google.com.ar/imgres?imgurl=http%3A%2F%2Fblogs.discovermagazine.com%2Fnotrocketscience%2Ffiles%2F2011%2F02%2FCane_toad.jpg&imgrefurl=https%3A%2F%2Fblogs.discovermagazine.com%2Fnotrocketscience%2F2011%2F02%2F22%2Fdrying-out-the-cane-toad-invasion%2F&docid=KvbO4sBVpo6DzM&tbnid=UBqgv2FNXevNAM%3A&w=600&h=348&ei=wrBiU8vzJML1oATg_YK4Cg&ved=0CAIQxiAwAA&iact=c https://www.google.com.ar/imgres?imgurl=http%3A%2F%2Fwww.warrenphotographic.co.uk%2Fphotography%2Fbigs%2F15139-Cardinal-Beetle-white-background.jpg&imgrefurl=http%3A%2F%2Fwww.warrenphotographic.co.uk%2F15139-cardinal-beetle&docid=tB7vvAzqVrgA8M&tbnid=76O0oNfrtRM4-M%3A&w=1319&h=994&ei=v7JiU7GEN4LyoAS1oYDACA&ved=0CAIQxiAwAA&iact=c Existe una enorme variedad de ciclos de vida M! M! n n F! m! M!: meiosis n: haploide F!: fecundación m!: mitosis 2n: diploide 2n https://www.google.com.ar/imgres?imgurl=http%3A%2F%2Fwww.warrenphotographic.co.uk%2Fphotography%2Fbigs%2F15139-Cardinal-Beetle-white-background.jpg&imgrefurl=http%3A%2F%2Fwww.warrenphotographic.co.uk%2F15139-cardinal-beetle&docid=tB7vvAzqVrgA8M&tbnid=76O0oNfrtRM4-M%3A&w=1319&h=994&ei=v7JiU7GEN4LyoAS1oYDACA&ved=0CAIQxiAwAA&iact=c https://www.google.com.ar/imgres?imgurl=http%3A%2F%2Fwww.warrenphotographic.co.uk%2Fphotography%2Fbigs%2F15139-Cardinal-Beetle-white-background.jpg&imgrefurl=http%3A%2F%2Fwww.warrenphotographic.co.uk%2F15139-cardinal-beetle&docid=tB7vvAzqVrgA8M&tbnid=76O0oNfrtRM4-M%3A&w=1319&h=994&ei=v7JiU7GEN4LyoAS1oYDACA&ved=0CAIQxiAwAA&iact=c Existe una enorme variedad de ciclos de vida Chlamydomonas: los organismos unicelulares son haploides (n), se fusionan para dar un cigoto 2n que se divide por meiosis. F! Existe una enorme variedad de ciclos de vida Algunos organismos, incluidas todas las plantas, incluyen en su ciclo de vida etapas multicelulares haploides y diploides. Se dice que tienen alternancia de generaciones. Existe una enorme variedad de ciclos de vida Las plantas tienen alternancia de generaciones. La meiosis produce esporas. Las esporas forman una generación haploide (gametofito) cuya importancia depende del grupo de plantas. Las esporas forman gametos que se fusionan para dar un cigoto 2n que forma la planta adulta (esporofito). Algas verdes (lechuga de mar) Alternancia de generaciones (una generación diploide que produce esporas alterna con una haploide que produce gametas) GENERACIONES ISOMÓRFICAS No siempre el destino de una célula haploide es la fecundación! Existe una enorme variedad de ciclos de vida Las gametas masculinas y femeninas pueden ser semejantes entre sí o mostrar diferencias en tamaño y forma. ISOGAMIA ANISOGAMIA OOGAMIA Cómo se divide una célula La división incluye dos fases: la separación de los núcleos y la separación de los citoplasmas (citocinesis). Estructuras involucradas en la división celular: huso mitótico y centríolos Ambas estructuras están formadas por microtúbulos. El huso mitótico está presente en células animales y vegetales y permite la correcta separación de los cromosomas. Microtúbulos cinetocóricos cinetocoro Centrosoma Centríolos Plano ecuatorial Microtúbulos polares Microtúbulos astrales Polo celular Cromátidas hermanas (cromosoma) Los centríolos están relacionados con cilias y flagelos. Se duplican antes de la mitosis y cada célula hija recibe un par. Faltan en células de plantas superiores. (cromátidas hermanas) PROFASE La cromatina se condensa y los cromosomas, formados por dos cromátidas hermanas unidas por el centrómero, se hacen visibles. Los centríolos comienzan a separarse, se forman las fibras del huso METAFASE La membrana nuclear desaparece y los cromosomas se disponen en el plano ecuatorial. Los centríolos ya se encuentran en los polos ANAFASE Las cromátidas hermanas se separan, las fibras del huso se acortan y las arrastran hacia los polos. TELOFASE Las cromátidas hermanas dejan de ser visibles a medida que el material genético se disgrega. Se forman las nuevas membranas nucleares y el huso se desorganiza. Comienza la división del citoplasma (citocinesis). Membrana nuclear Nucleo Citoplasma Centríolos Huso mitótico En resumen: Antes de la mitosis la célula debe replicar su ADN. La mitosis produce dos células hijas. Ambas son genéticamente idénticas e iguales a la célula madre. Ambas tienen el mismo número de cromosomas que la célula madre (pero una sola copia del material genético). Tanto las células haploides como las diploides pueden dividirse por mitosis. Cuándo deja de dividirse una célula? Apoptosis o muerte celular programada. Resulta en la degradación “ordenada” de los componentes celulares (distinta de la necrosis). Evita el volcado de enzimas hidrolíticas al medio extracelular. Produce un balance entre la proliferación celular y la eliminación de células viejas. Regula el crecimiento de los tejidos: desarrollo y moldeado de órganos en el embrión, mantenimiento del tamaño normal de los órganos en el adulto, atrofia e involución fisiológicas. Cuándo deja de dividirse una célula? Apoptosis o muerte celular programada. Es importante en procesos patológicos, particularmente en enfermedades neoplásicas como el cáncer y la leucemia. La falla en la apoptosis es una de las razones para la formación de tumores. Meiosis y reproducción sexual La reproducción sexual produce descendencia que combina la información genética de dos organismos (los dos padres). Por meiosis los animales producen gametas que se fusionan para dar un cigoto, para mantener el número cromosómico de la especie es necesario que cada gameta lleve la mitad de los cromosomas… Meiosis o división reduccional La meiosis es el proceso por el cual se forman células haploides (gametas o esporas). Antes de la meiosis la célula debe replicar su ADN. Consiste en dos divisiones nucleares sucesivas que resultan en cuatro células hijas. Cada célula contiene la mitad del número de cromosomas que la célula madre. Las células son genéticamente distintas entre sí y diferentes de la célula madre. Sólo las células diploides pueden dividirse por meiosis. PROFASE 1 METAFASE 1 ANAFASE 1 TELOFASE 1 MEIOSIS 1 –SEPARACIÓN DE LOS CROMOSOMAS HOMÓLOGOS Par de cromosomas homólogos apareados formando una tétrade Los homólogos intercambian porciones cromosómicas Las tétrades se alinean en el plano ecuatorial Los homólogos se separan y migran hacia los polos Cada célula recibe un juegocompleto de cromosomas Los cromosomas homólogos se separan METAFASE 1 Los cromosomas homólogos se disponen de manera aleatoria ANAFASE 1 TELOFASE 1 LEPTONEMA: la cromatina se condensa, los cromosomas se observan como hilos alargados CIGONEMA: los pares de cromosomas homólogos se aparean formando tétrades. PAQUINEMA: los cromosomas homólogos intercambian segmentos (crossing over). DIPLONEMA: se observan los quiasmas (sitios de entrecruzamiento de cromosomas homólogos). DIACINESIS: los quiasmas se terminalizan, los cromosomas comienzan a moverse hacia el plano ecuatorial. La profase 1 se divide en cinco subfases Durante la profase I los miembros de cada par de cromosomas homólogos se unen en un proceso conocido como sinapsis. Durante la sinapsis se produce el intercambio de segmentos cromosómicos entre homólogos. El entrecruzamiento permite la combinación de material genético materno y paterno en la formación de los gametos. Entrecruzamiento o crossing over Meiosis 1 Meiosis 2 MEIOSIS 2 –SEPARACIÓN DE LAS CROMÁTIDES HERMANAS PROFASE 2 El ADN no vuelve a replicarse entre meiosis 1 y meiosis 2 METAFASE 2 ANAFASE 2 TELOFASE 2 METAFASE 2 ANAFASE 2 TELOFASE 2 Meiosis y variación genética Tres fuentes principales de variación: 1- Entrecruzamiento (profase I) 2- Distribución independiente de cromosomas homólogos (metafase I) 3- Fecundación Citocinesis: división del citoplasma Cada célula hija recibe al menos alguna mitocondria, algún cloroplasto (en células vegetales) y algunas vesículas del complejo de Golgi y del retículo endoplasmático, ya que todos estos orgánulos membranosos sólo se pueden regenerar y multiplicar a partir de otros preexistentes. Citocinesis, separación de los citoplasmas La citocinesis en células animales se produce por el estrangulamiento de la membrana plasmática mediante la acción de proteínas contráctiles. En células vegetales se forma una placa celular (fragmoplasto) mediante vesículas del aparato de Golgi, sobre la que cada célula deposita su pared primaria. Cotocinesis: división del citoplasma En las células vegetales la citocinesis comienza con la fusión de vesículas provenientes del aparato de Golgi que conforman un tabique conocido como placa celular. Por encima de él cada célula hija deposita su pared celular primaria. Cotocinesis: división del citoplasma En las células animales la citocinesis se lleva a cabo mediante un anillo de filamentos contráctiles que poco a poco van estrangulando la célula por su plano ecuatorial. Resumen: mitosis vs. meiosis ¿Cuáles células pueden dividirse por mitosis y cuáles por meiosis? ¿Cómo son las células hijas respecto de la célula madre en cuanto al número de cromosomas y a la información genética?