GUÍA DIDÁCTICA CICLO Y REPRODUCCIÓN CELULAR

UNIVERSIDAD DEL BÍO-BÍO NUTRICIÓN Y DIETÉTICA NICOLÁS VILLALOBOS V. GUÍA DIDÁCTICA – BIOLOGÍA

NOMBRE: ______________________________________________________________ FECHA: ______________

INSTRUCCIONES: LEA ATENTAMENTE LOS ENUNCIADOS Y CONCEPTOS AQUÍ ENTREGADOS, A CONTINUACIÓN

RESPONDA LAS PREGUNTAS, QUE LES SERVIRÁN DE APOYO PARA LA EVALUACIÓN DE ESTA UNIDAD.

LOS GENES.

Como ya sabes, las características de los seres

vivos estan determinadas, en gran medida, por

la información genética que se encuentra en el

núcleo de las células, pero, ¿qué es la

información genética?

Todo tipo de información requiere de un

lenguaje o código para entenderlo o traducirlo.

Por ejemplo, esta página contiene mucha

información, que tú puedes obtener a traves de

la lectura de cada palabra. De similar forma los cromosomas determinan cada actividad celular, estos mensajes

se encuentran en pequeños zonas de los cromosomas denominados genes.(Fig. 1)

El color de tu pelo por ejemplo, está determinado por varios genes que se ubican en más de un cromosoma, una

persona que posee el grupo sanguíneo A posee genes distintos a los que tiene una persona cuyo grupo es B. la

ubicación donde se encuentran estos genes a lo largo de un cromosoma se denomina locus, palabra que deriva

del latín y significa “lugar”.

¿Por qué a pesar de ser hijos del mismo padre, exceptuando los gemelos, los hermanos no son iguales?

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¿Cómo se transmiten los rasgos de padres a hijos?

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Fig. 1

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SIMILITUDES Y VARIACIÓN HEREDITARIA.

Debemos recordar que los organismos vivos se distinguen de la materia inerte, por su capacidad de perpetuar su

propia especie, un manzano solo producen manzanos, un ser humano puede procrear a otro ser humano. La

transmisión de los rasgos hereditarios (del latín heres, heredar), a pesar de nuestra capacidad de procrear a

nuestra misma especie, entonces, ¿por qué no somos todos iguales?, la respuesta se reduce a un concepto, la

variación: la descendencia se diferencia en alguna medida de sus padres y hermanos.

La genética es la rama de la biología encargada del estudio científico de la herencia y de la variación hereditaria,

aquí nosotros veremos la genética a nivel de organismo, celular y molecular, cómo se transfiere la información y

de qué manera.

CONJUNTO DE CROMOSOMAS EN LAS CÉLULAS HUMANAS.

En un ser humano sano, cada célula

somática (cualquier célula del cuerpo distinta

de los gametos o células sexuales), posee 46

cromosomas, durante la mitosis los

cromosomas se condensan lo suficiente como

para poder ser visibles en un microscopio

óptico como lo han podido comprobar en el

práctico de “Cariotipo y alteraciones

cromosómicas”. Debido a que los cromosomas

difieren en tamaño, la posición de sus

centrómeros, entre otras cosas, se pueden

distinguir y ordenar uno de otro, por medio de

una micrografía, la ordenación resultante se

denomina cariotipo. (Fig. 2)

Los dos cromosomas que componen cada par tienen igual longitud, posición del centrómero y como se muestra

en la micrografía de la derecha, mismo patrón de tinción, se denominan cromosomas homólogos. Ambos

cromosomas de cada par llevan genes que controlan los mismos caracteres hereditarios.

Los cromosomas denominados X e Y son una excepción importante del patrón general de cromosomas

homólogos en las células somáticas humanas, las mujeres tienen un par homólogo de cromosomas X (XX), pero

los hombres tienen un cromosoma X y uno Y (XY), dado que determinan el sexo los cromosomas X e Y se

denominan cromosomas sexuales, los otros cromosomas se denominan autosómicos.

Fig. 2

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El ciclo de vida humano.

En cada generación, la duplicación del número de conjuntos

de cromosomas que se produce por fecundación se

compensa por la reducción a la mitad que procede a la

meiosis. En el caso de los seres humanos, el número de

cromosomas en una célula haploide es 23, que constituye

un conjunto (n=23); el número de cromosomas en el cigoto

diploide y todas las células somáticas que se originan de él

es 46, que constituye dos conjuntos (2n=46).

El ciclo de vida humano comienza cuando un

espermatozoide haploide del padre se fusiona con un óvulo

haploide de la madre. Esta unión se denomina fecundación.

El óvulo resultante fecundado resultante o cigoto es

diploide ya que contiene dos conjuntos de cromosomas

haploides, los del padre y de la madre.

Las únicas células del cuerpo que no se producen por mitosis son los gametos, que se desarrollan en las gónadas, ovarios en la mujer, testículos en los hombres.

Imagina qué sucedería si los gametos se originaran por mitosis: serían diploides como las células

somáticas, en el siguiente ciclo de fecundación, cuando se fusionan los dos gametos, el número de cromosomas

no sería de 46 sino que se duplicaría a 92 y cada generación subsiguiente volvería a duplicar el número una vez

más…

Esta situación hipotética de incrementar de forma constante el número de cromosomas en los organismos que

se reproducen sexualmente se evita por medio de la meiosis. (Fig. 3)

1. Una célula humana que contiene 22 autosomas y un cromosoma Y es:

a. Una célula somática de un hombre.

b. Un cigoto.

c. Una célula somática de una mujer.

d. Un espermatozoide.

e. Un óvulo.

2. ¿En qué difiere el cariotipo de una mujer al de un hombre?

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3. ¿Qué proceso (mitosis o meiosis) está implicado de forma más directa en la producción de gametos en los

animales?

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Fig. 3

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La meiosis reduce el número de cromosomas de

diploide a haploide.

Muchos de los pasos de la meiosis se parecen a los

de la mitosis. La meiosis, con la mitosis, es

precedida por la replicación de cromosomas. Sin

embargo, en la meiosis, esta replicación siempre va

seguida por dos divisiones celulares consecutivas,

denominadas meiosis I y meiosis II. Estas

divisiones dan origen a cuatro células hijas (en

lugar de dos células hijas como en la mitosis), que

poseen la mitad de material genético.

Esquema General de la meiosis: cómo la meiosis

reduce el número de cromosomas. (Fig. 4)

Después de que los cromosomas se replican en la

interfase, la célula diploide se divide dos veces y da

origen a cuatro células hijas haploides. En la

meiosis I se dividen los cromosomas homólogos,

mientras que en la meiosis II se produce la

separación de las cromátidas hermanas. Aquí se

muestra solo un par de cromosomas homólogos,

que para mayor simplicidad siempre en estado

condensado (normalmente no se encuentran condensados en la interfase). El cromosoma rojo procede de la

madre y el azul del padre.

A continuación se muestran con detalle las etapas de las dos divisiones de la meiosis de una célula animal cuyo

número diploide es 6. La meiosis divide a la mitad el número total de cromosomas de una manera muy

específica, al reducir el número de conjuntos de dos a uno, para que cada célula hija reciba un conjunto de

cromosomas. Estudie las figuras 5 y 6 detenidamente antes de pasar a la siguiente sección, tome nota de las

características principales de cada etapa, enfocándose en el número de cromosomas.

Fig. 4

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Notas:

1.____________________________________________________________________________________________________________________

2.___________________________________________________________________________________________________________________

3.____________________________________________________________________________________________________________________

4.___________________________________________________________________________________________________________________

5.___________________________________________________________________________________________________________________

Fig. 5

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Notas:

1.____________________________________________________________________________________________________________________

2.____________________________________________________________________________________________________________________

3.____________________________________________________________________________________________________________________

4.___________________________________________________________________________________________________________________

5.____________________________________________________________________________________________________________________

Fig. 6

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Entrecruzamiento o Crossing Over.

Como consecuencia de la distribución independiente de

los cromosomas durante la meiosis, cada uno de nosotros

produce un grupo de gametos que difiere en gran medida

en la combinación de los cromosomas que heredamos de

nuestros padres. En la figura 7, se sugiere que cada

cromosoma presente en un gameto es de origen

exclusivamente materno o paterno. En realidad, este no

es el caso porque el entrecruzamiento produce

cromosomas recombinantes, que son cromosomas

individuales que portan genes (DNA) derivados de los

padres. (fig. 8)

En un proceso simple de entrecruzamiento, las moléculas

de DNA de las dos cromátidas no hermanas, se rompen en

el mismo lugar y luego se vuelven a unir al DNA de la otra,

en efecto, los dos segmentos homólogos intercambian

lugares o se entrecruzan, para producir cromosomas con

combinaciones nuevas de genes paternos y maternos.

Fig. 6

Fig. 7

Fig. 8

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RESUMEN CICLO CELULAR

Complete el siguiente cuadro comparativo con las principales propiedades entre la mitosis y meiosis.

Propiedad Mitosis Meiosis

Replicación de DNA

Se produce durante la interfase antes de comenzar la mitosis.

Se produce durante la interfase antes de comenzar la meiosis.

Número de divisiones

Sinapsis de los cromosomas homólogos

No se produce.

Número de células hijas y posición genética

Función del cuerpo del animal

Produce gametos; reduce el número de cromosomas a la mitad e introduce variación genética entre los gametos.

Fig. 9

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EVALUACIÓN DE CONTENIDOS.

1. Los cromosomas homólogos se mueven hacia los polos opuestos de una célula en división durante:

a. La mitosis. b. La meiosis I c. La meiosis II d. La Fecundación e. La fisión binaria.

2. La meiosis II es similar a la mitosis en que:

a. Se produce la sinapsis de los cromosomas homólogos. b. El DNA se replica antes de la división. c. Las células hijas son diploides. d. Las cromátidas hermanas se separan durante la anafase. e. El número de cromosomas se reduce.

3. Si el contenido de DNA de una célula diploide en la fase G1 del ciclo celular es x, luego el contenido de

DNA de la misma célula en la metafase de la meiosis I será:

a. 0,25x b. 0,5x c. X d. 2x e. 4x

4. Si continuamos siguiendo el linaje celular de la pregunta 3, después el contenido de DNA en la metafase

de la meiosis II será:

a. 0,25x b. 0,5x c. X d. 2x e. 4x 5. El entrecruzamiento por lo general contribuye a la variación genética al intercambiar segmentos

cromosómicos entre:

a. Las cromátidas hermanas de un cromosoma. b. Las cromátidas de cromosomas no homólogos. c. Las cromátidas no hermanas de cromosomas homólogos d. Los loci no homólogos del genoma. e. Los autosomas y los cromosomas sexuales.

En una hoja anexa realice un glosario con los conceptos marcados en negrita marcados en esta guía.

Fig. 9