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División celular, crecimiento y desarrollo

Srta. Rosendo

10-T

Biología

10 de enero de 2018Objetivo: Describe los pasos del

ciclo celular.

Repasando Conceptos

■ ¿Cuáles son los tipos de células existentes?

■ ¿Cómo se origina un organismo multicelular?

■ Diferencia entre las células de una mosca y las de un humano.

Células

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Organismos unicelulares y multicelularesNiveles de Organización Biológica

Rudolf Virchow

■ Científico Alemán

■ Proponente de la Teoría Celular

■ Estableció que todas las células vienen de célulaspreexistentes.

– Reproducción celular = esencial para la continuidad de lavida.

Ciclo celular

■ El ciclo celular se define como una sucesión de eventos de crecimiento y división celular.

■ El lapso para completar un ciclo, comprende la división celular (mitosis y citocinesis) y la interfase.

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Ciclo celular Ciclo celularFases del

Ciclo Celular

G1

Crecimiento

Aumento en tamaño y en número de

organelos. Punto de verificación número 1.

Punto de Verificación #1: Identificar errores en el crecimiento de la célula.

(Apoptosis = muerte celular)

S

Síntesis

Crea una copia del DNA nuclear. En esta

etapa el núcleo contiene dos copias del

DNA.

G2

Crecimiento

Continua su trabajo normal. Hay un mayor aumento en tamaño e incluye otro punto de

verificación.

Punto de verificación #2: Identifica errores

en el DNA (ej. Mutaciones) antes de

entrar a mitosis.

M

Mitosis

Incluye mitosis y citoquinesis. El

resultado es dos células genéticamente

idénticas.

Asignación #2: Ciclo celular

■ Analiza y contesta:

– ¿Qué pasaría si en la fase G2 el punto de verificación dejase de funcionar?

■ Debes redactar un breve párrafo sobre tu análisis.

12 de enero de 2018Objetivo: Identifica las fases de la

división celular.

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Ciclo Celular Procariotas

Ciclo Celular Procariótico

■ Una célula bacteriana se divide por fisión binaria.

■ Bajo condiciones favorables el ciclo de muchasprocariotas ocurre rápido.

– Ej. E. coli – 30min

Ciclo Celular Procariótico - Pasos

1. Antes de la replicación, un punto se ata a la membrana

2. El cromosoma se replica, cada copia se pega a lamembrana en puntos cercanos, pero diferentes

3. La célula se alarga, una membrana nueva se añade entre

los dos puntos de unión y los empuja.

4. Cada cromosoma se mueve en dirección opuesta y lamembrana crece hacia adentro.

5. Las células se separan.

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Ventajas Desventajas

1.Rápido

2.Solo necesita un padre

3.No necesita gametos

4.Pasan todas las

características

5.Crece en el mismo ambiente

del padre

6.Almacena grandes

cantidades de alimentos

7.Crece rápidamente

1.No hay mucha variación

genética

2.No existe mucha posibilidad

de adaptación

3.Heredan características que

no benefician al organismo

4.Mucha competencia

Asignación

■ Analiza y responde:

– ¿Cómo es la reproducción asexual una ventaja en algunas condiciones?

División Celular en Eucariotas

Mitosis

■ Todas las células se forman por medio de la división decélulas preexistentes.

■ Cuando una célula se divide, la información contenida enel DNA debe duplicarse primero de manera precisa, y las

copias se transmiten después a cada célula hija medianteuna serie de procesos complejos.

■ Dicho proceso se llama mitosis. Este proceso asegura quecada célula hija reciba una copia de cada cromosoma.

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Importancia de la Mitosis

1. Desarrollo y crecimiento de organismos multicelulares.

2. Mecanismo biológico reproductivo para organismosunicelulares.

3. Reparación de tejidos en organismos multicelulares.

4. Preservación del material hereditario

Fases de la Mitosis

■ Posee 4 fases

– Profase

– Metafase

– Anafase

– Telofase

■ El ciclo celular completo incluye: mitosis, citoquinesis e

interfase.

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Interfase

■ Durante el proceso de interfase la célula crece ycopia(duplica) los cromosomas en preparación para elproceso de división celular.

Interfase – G1

■ Intervalo durante el cual no ocurre síntesis de DNA.Durante este período ocurre crecimiento celular.

■ Esta fase suele ser de duración variable y larga.

Interfase – S

■ Durante esta fase ocurre la duplicación del DNA.

■ Otros componentes cromosómicos como las proteínastambién se sintetizan en este lapso.

Interfase – G2

■ En ésta ocurre un aumento en la síntesis de proteínas,conforme se realizan los pasos finales de la preparaciónde la célula para la división.

■ El fin de la fase G2 es marcado por el comienzo de lamitosis.

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Profase

■ Cromatina se condensa y se convierte en cromosoma.

– El proceso consiste de un enrollamiento de los

cromosomas a una forma más corta y ancha, la cuales más fácil de observar en el microscopio.

■ Cada cromosoma ha sido duplicado y consiste de dosunidades hermanas llamadas cromátidas.

Profase

■ Las cromátidas están unidas en un lugar llamadocentrómero.

– En células animales se destacan unas estructurasllamadas centriolos las cuales juegan un papelimportante en la formación de estructuras celularescomo cilios y flagelos. Los centriolos están amarradospor unas estructuras llamadas cinetocoros.

■ La envoltura nuclear comienza a desaparecer. Los

centriolos migran a los polos de la célula.

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Metafase

■ Los cromosomas se alinean en el plano ecuatorial de lacélula.

■ Las cromátidas adquieren su mayor desarrollo.

– Es la fase ideal para observar y fotografiar loscromosomas.

■ Se desarrollan estructuras de amarre entre los polos de lacélula (centriolos) y los cinetocoros de los cromosomas.

Anafase

■ Se liberan las fuerzas que mantienen juntas a lascromátidas hermanas en los centrómeros.

– Las cromátidas pasan a ser un cromosomaindependiente.

■ Los cromosomas ya separados comienzan a moverselentamente hacia polos opuestos por acción de losmicrotúbulos cinetocoros.

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Telofase

■ Etapa final de la mitosis.

■ Los cromosomas se descondensan por desenrollamiento.

■ Se forma una nueva envoltura nuclear alrededor de cadajuego de cromosomas.

■ Desaparecen los microtúbulos del huso y los nucléolos sereorganizan.

Citocinesis

■ La citocinesis o división del citoplasma para generar lasdos células hijas, suele superponerse a la mitosis, y por logeneral comienza durante la telofase.

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Diferencias entre el proceso de mitosis animal y vegetal

■ En las células vegetales no existen los centriolos y ladivisión del citoplasma ocurre por la formación de unanueva pared celular y no por el doblamiento de lamembrana hacia adentro como ocurre en citocinesis de la

célula animal.

Asiganción

■ Analiza y responde:

– Explique brevemente por qué las células hijas que resultan de la mitosis son genéticamente idénticas entre sí y con la célula original.

Regulación del Ciclo Celular

Pérdida de control en el ciclo celular y desarrollo de cáncer

■ Se ha encontrado que las células cancerosas no obedecena los sistemas normales de control para el ciclo celular.

■ Su proceso de división ocurre de forma descontrolada,

invaden otros tejidos (metástasis) causando problemas enel funcionamiento normal de éstos y eventualmentematando al organismo.

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Factores Importantes

■ Factores externos: incluyen señales físicas y químicas.

– Ej. Contacto de célula a célula

– Los factores de crecimiento también se liberan, lo queindica que la célula necesita crecer.

■ Proteínas

■ Factores internos: quinasas y ciclinas

■ Apoptosis: muerte celular programada que desencadenaenzimas autodestructivas.

División Celular y Cáncer

■ Cáncer: división celular descontrolada. Forman lo que seconoce como tumor (grupo de células).

– Tumor benigno: las células cancerosas generalmentepermanecen juntas. Lo que significa que el tumor esrelativamente inofensivo.

– Tumor maligno: algunas células cancerosas puedensepararse o hacer metástasis del tumor.

– Las células cancerosas no realizan la función que

necesitan también.

■ Estas células son células mutadas.

Carcinógenos

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Asignación

■ Analiza y responde:

– Supongamos que un niño nació con receptores de la hormona del crecimiento que no funcionaron correctamente. ¿Cómo afecta esto el desarrollo del niño?

11 de enero de 2018Objetivo: Describe la estructura y

función de un cromosoma.

División Celular

■ Método de reproducción de las células.

■ Produce dos células idénticas, que tienen el mismo materialgenético.

■ Cada ciclo de reproducción se llama ciclo celular.

■ En algunos organismos como bacterias y Amoebas, el ciclocelular es sinónimo del Ciclo de Vida (serie de eventos entreuna generación y otra).

División Celular

■ La información hereditaria se conoce como el DNA(ácido desoxirribonucleico).

– Hecha de subunidades llamadas nucleótidos.

– Muchos segmentos de DNA, que contienen miles denucleótidos se conocen como genes.

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División Celular: Genes

■ Contienen la información particular para las diferentescaracterísticas de las especies.

■ La secuencia de los nucleótidos tienen la informaciónpara sintetizar el RNA y moléculas de proteínas

necesarias para producir una célula y realizar susactividades metabólicas.

■ Brindan las instrucciones genéticas para que la célulasobreviva.

División Celular: Genes

■ El DNA está organizado y empaquetado en estructurasllamadas cromosomas.

■ Un solo cromosoma circular de más o menos 2mm decircunferencia contiene todo el DNA de una célula

procariota.

Genoma Eucariótico

■ El núcleo eucariótico contienemúltiples moléculas de DNA.

■ Cada una se empaca conproteínas y se organiza en

estructuras llamadascromosomas.

■ Los cromosomas de las diversasespecies difieren en número ycontenido de información.

Genoma

■ Antes de que una célula se divida debe duplicar suscromosomas.

■ Las dos copias se mantienen unidas por los centrómeros.

■ Mientras se mantengan unidas estas copias se llaman

cromátidas.

■ Cada cromátida es una banda de DNA.

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Cromosoma Eucariótico

■ Los cromosomas consisten de dosbandas que salen de un centrollamado centrómero (“cuerpocentral”).

■ Dos cromátidas hermanas, unidaspor los centrómeros es consideradaun cromosoma.

■ Los cromosomas están formadospor un material complejo llamadocromatina, el cual consiste de fibrasque contienen proteínas y ácidodesoxirribonucleico (DNA).

Cromosoma Eucariótico

■ Histonas – grupo pequeño de proteínas estructurales conmuchos amino ácidos.

■ Cuando el DNA se enreda en grupos de histonas, acortándolo,

entonces se llama nucleosoma.

Cromosoma Eucariótico - Cromatina

■ Heterocromatina – cromatina condensada, incapaz detranscripción.

■ Eucromatina - cromatina suelta, capaz de transcripción.

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Número de Cromosomas

■ Todo individuo de una especie determinada tiene un númerocaracterístico de cromosomas en el núcleo.

■ Puede haber especies distintas que posean igual número de

cromosomas.

■ No es el número de cromosomas lo que hace a cada especieúnica, sino la información especificada por los genes de esoscromosomas.

Asignación #3: Cromosomas

■ Analiza y contesta:

– ¿Cuál es la relación entre una molécula de DNA y un cromosoma?

Meiosis

Reproducción de la especie

■ En eucariotas podemos resumir los mecanismosreproductivos a dos formas básicas: sexual y asexual.

– Sexual - envuelve la unión de dos célulasespecializadas, llamadas gametos, para formar unacélula llamada cigoto. La especie duplicaría suscromosomas cada vez que ocurre reproducción sexual(poliploides).

– Asexual - Una célula madre se divide para producirdos o más células hijas. En la mayoría de los casosesto ocurre por mitosis. Los organismos producidosde esta forma se consideran clones biológicos.

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Reproducción de la especie

■ Las células llamadas gametos son el óvulo y los esperma.

– Utilizan meiosis.

– Ocurre una disminución en el número de cromosomasen cada una de ellas.

Meiosis

■ Consiste de dos fases mitóticas sucesivas.

■ Se producen 4 células genéticamente distintas.

– Meiosis I

– Meiosis II

■ Si una célula contiene 2 de cada tipo de cromosomas, se

dice que es diploide.

■ Si tiene un solo set es haploide.

■ En los humanos diploide es 46 y haploide es 23cromosomas.

Meiosis I – Profase I

■ Los cromosomas homólogos hacen sinapsis para formartétradas; ocurre el entrecruzamiento (crossing over). Lospuntos de unión entre los que ocurre intercambio de DNAentre cromosomas se denominan quiasmas.

■ En el proceso de entrecruzamiento, las cromátides homólogasintercambian material genético, resultando en un aumento enla variación genética de la progenie de los organismos que sereproducen de manera sexual.

■ Se degrada la envoltura nuclear

Meiosis I – Metafase I

■ Las tétradas se alinean en el plano ecuatorial de la célula,y se mantienen juntas en los quiasmas (sitios deentrecruzamiento previo).

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Meiosis I –Anafase I

■ Los cromosomas homólogos se separan y se desplazan apolos opuestos.

■ Las cromátidas hermanas permanecen unidas en sus

centrómeros.

Meiosis I – Telofase I

■ Un cromosoma homólogo de cada par está en cada polo.

■ Ocurre la citocinesis.

Intercinesis

■ El DNA no se duplica.

■ Las cromátides aún están unidas.

■ Los cromosomas no se han extendido por completo.

Meiosis II – Profase II

■ Los cromosomas se condensan nuevamente.

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Meiosis II – Metafase II

■ Los cromosomas se alinean a lo largo del plano ecuatorialde la célula.

Meiosis II –Anafase II

■ Las cromátides hermanas se separan, y los cromosomasse desplazan a polos opuestos.

Meiosis II – Telofase II

■ Se forman núcleos en polos opuestos de cada célula yocurre la citocinesis.

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Importancia de la Meiosis

■ Se promueve la variación genética entre la progenie delos individuos que se reproducen sexualmente.

■ Se mantiene constante el número de cromosomas de la

especie.

Comparación entre Mitosis y Meiosis

■ Los acontecimientos de la meiosis son similares a los dela mitosis, con cuatro diferencias importantes:

– La meiosis implica dos divisiones nucleares ycitoplásmicas sucesivas, que producen hasta cuatrocélulas.

– Aunque hay dos divisiones nucleares sucesivas, elDNA y otros componentes cromosómicos se duplicansolo una vez, durante la interfase que precede a laprimera división meiótica.

Comparación entre Mitosis y Meiosis

– Cada una de las cuatro células producidas en lameiosis contiene el número haploide de cromosomas;esto es, solo un conjunto con representante de cadapar homólogo.

– Durante la meiosis, la información genética de ambosprogenitores se mezcla, de modo que cada célulahaploide resultante tiene una combinaciónvirtualmente única de genes.

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Ovogénesis y Espermatogénesis

Formación de Gametos

SpermatogenesisMales produce sperm

throughout life, after the

onset of puberty, about

1,500 sperm per second.

Oogenesis

Image: Oogenesis, Wiki

Oogenesis in females is

probably complete either

before or shortly after birth.

During oogenesis, three

polar bodies develop as the

mature ovum is generated.

Polar bodies contain little

cytoplasm and eventually

degenerate.