Cómo se reproducen las células

Semana 6, Capítulo 9

9.1 Generalidades sobre los mecanismos de división celular

Las células se dividen mediante el proceso de mitosis.

Las dos células hijas son idénticas. Cada una recibe una copia del mismo material genético y suficiente citoplasma para comenzar crecer.

Por qué se dividen las células

Reproducción Crecimiento y

desarrollo del organismo

Reparar tejidos

Los gametos (espermatozoides y óvulos) se producen mediante un proceso análogo llamado meiosis.

Puntos clave sobre la estructura de los cromosomas

Cada célula tiene un número de moléculas de ADN que constituyen su material genético (nuestras células tienen 46 moléculas de ADN).

Cada molécula de ADN se une con proteínas para formar un cromosoma (nuestras células tienen 46 cromosomas).

Cuando el cromosoma se duplica se forman dos cromátidas que se mantienen unidas por un centrómero.

Dos cromátidas de un cromosoma

Un cromosoma y sus dos cromátidas hermanas

Ojo: muchos estudiantes se confunden porque tanto al cromosoma sin duplicar como al duplicado se les llama cromosoma (singular).

Estructura de los cromosomas I

Cada cromosoma se compone de una molécula de ADN enrollada alrededor de proteínas llamadas histonas.

Cada histona y el ADN enrollado a su alrededor forman un nucleosoma. Ésta es la unidad estructural más pequeña de los cromosomas.

Estructura de los cromosomas II

nucleosoma

9.2 Introducción al ciclo celular

El ciclo celular es una secuencia de tres etapas mediante la cual la célula pasa de una división a la próxima. Las etapas son: interfase, mitosis y división citoplásmica.

La interfase se divide a su vez en tres fases:• G1: Crecimiento y actividad celular• S: La célula duplica su ADN• G2: La célula se prepara para dividirse.

Diversos frenos (mecanismos de control) operan en distintos puntos del ciclo celular.

El ciclo celular

Mitosis y el número de cromosomas

Mitosis produce dos núcleos idénticos, es decir que tienen el mismo tipo y número de crososomas.

Número de cromosomas• Nuestras células tienen 46 cromosomas organizados

en 23 pares. Un miembro de cada par llegó del padre y el otro miembro llegó de la madre. Los miembros de cada par son cromosomas homólogos.

• Los cromosomas homólogos tienen el mismo tamaño y contienen información para las mismas características.

Nuestros cromosomas

Esta ilustración presenta nuestros 46 cromosomas agregados en pares homólogos. Un miembro de cada par proviene del padre y el otro proviene de la madre (a simple vista no se puede determinar cuál es cual).

¿Puedes determinar el sexo de esta persona?

El huso mitótico bipolar

El huso mitótico bipolar es una red de microtúbulos que se forma durante la división del núcleo.

Crece desde polos opuestos de la célula y se pega a los cromosomas duplicados.

Microtúbulos de polos opuestos se pegan a cromátidas hermanas diferentes y las separan.

9.3 Un vistazo más cercano de la mitosis I

La mitosis se compone de cuatro etapas: profase, metafase, anafase y telofase.

Profase• Los cromosomas se condensan• Los microtúbulos comienzan a formar el huso

mitótico• La membrana nuclear comienza a desintegrarse• Los microtúbulos se adhieren a los cromosomas

Un examen más cercano de la mitosis II

Metafase• Los cromosomas duplicados se alínean en el centro

de la célula.

Anafase• Los microtúbulos separan las cromátidas hermanas y

las halan hacia polos opuestos

Telofase• Los cromosomas llegan a los polos• La membrana nuclear reaparece• Se forman dos núcleos idénticos al original

Ilustraciones de la mitosis

Fig. 9-6 (2a), p. 147

A Early ProphaseMitosis begins. In the nucleus, the chromatin begins to appear grainy as it organizes and condenses. The centrosome is duplicated.

Fig. 9-6 (2b), p. 147

B ProphaseThe chromosomes become visible as discrete structures as they condense further. Microtubules assemble and move one of the two centrosomes to the opposite side of the nucleus, and the nuclear envelope breaks up.

Fig. 9-6 (2c), p. 147

C Transition to MetaphaseThe nuclear envelope is gone, and the chromosomes are at their most condensed. Microtubules of the bipolar spindle assemble and attach sister chromatids to opposite spindle poles.

Fig. 9-6 (2d), p. 147

D MetaphaseAll of the chromosomes are aligned midway between the spindle poles. Microtubules attach each chromatid to one of the spindle poles, and its sister to the opposite pole.

Fig. 9-6 (2e), p. 147

E AnaphaseMotor proteins moving along spindle microtubules drag the chromatids toward the spindle poles, and the sister chromatids separate. Each sister chromatid is now a separate chromosome.

Fig. 9-6 (2f), p. 147

F TelophaseThe chromosomes reach the spindle poles and decondense. A nuclear envelope begins to form around each cluster; new plasma membrane may assemble between them. Mitosis is over.

9.4 Mecanismos de división del citoplasma

El proceso de división del citoplasma se conoce como citocinesis. En la mayoría de las células eucariotas, la citocinesis sucede entre la anafase tardía y el final de la telofase.

En las células animales se forma un anillo contráctil. Una banda de filamentos de actina forma un anillo en el ecuador de la célula que divide en dos el citoplasma.

En las células vegetales se forma entre las dos células una placa celular compuesta de celulosa y lignina.

División del citoplasma en células animales y vegetales

Control del desarrollo

El desarrollo de un organismo a partir de una célula (el cigoto producto de la unión de un espermatozoide con un óvulo) es el resultado de millones de divisiones mitóticas y de un proceso coordinado de diferenciación celular.

Este proceso de división y diferenciación es controlado por el ADN de las células y es el tema del camplo de la biología conocido como embriología.

9.5 Cuando se pierde del control

Durante el ciclo celular hay varios puntos de cotejo donde se pueden corregir errores.

Las proteínas producidas por los genes de los puntos de cotejo aceleran, atrasan o detienen el ciclo celular.• Las cinasas pueden activar otras moléculas para

detener el ciclo o pueden hacer que las células mueran.

• Los factores de crecimiento pueden activar las cinasas para comenzar la mitosis.

Proteínas de cotejo en acción

Los puntos verdes y rojos son grupos de dos proteínas de cotejo aglomeradas alrededor de lugares donde uno o más cromosomas han sido dañados por radiación. La mitosis se detiene hasta que las roturas son arregladas.

Fallas de cotejos y tumores Cuando los mecanismos de

cotejo fallan, la célula pierde control sobre el ciclo celular y se puede formar un una masa anormal en el tejido circundante. La masa se conoce como un neoplasma o tumor.

Las células cancerosas no tienen uno o más productos de los genes de cotejo.• Los genes supresores de

tumores inhiben la mitosis.• Los productos de los

protoocongenes estimulan la mitosis.

Características de las células cancerosas Cáncer (neoplasmas malignos)

• Las células crecen y se dividen sin control, el número de capilares y el flujo de sangre al tumor aumenta.

• Las células pueden exhibir alteraciones en la membrana y el citoplasma. El metabolismo puede inclinarse hacia la producción de energía por fermentación.

• Las células tienen proteínas de reconocimiento alteradas y pierden adehesión unas con otras, por lo que pueden separarse y migrar a otros tejidos.

Tumores benignos y tumores malignos

• Las células de los tumores benignos permanecen en su lugar.

• Las células de los tumores malignos a menudo migran e invaden otras partes del cuerpo, donde crean tumores adicionales. Este proceso se llama metástasis.

Ejemplos de cáncer en la piel

Carcinoma de células basales

Carcinoma de células escamosas

Melanoma maligno

Biodiversidad- Melanerpes portoricensis

Este pájaro carpintero es autóctono o único de Puerto Rico. Vive en bosques cerca o lejos de las ciudades. Taladra con el pico en búsqueda de insectos y para hacer un nido. Su cráneo ha evolucionado para soportar los golpes contra la madera.