Reproducción celular

North American College

Segundo “C”

22 de abril de 2013

APRENDIZAJES ESPERADOS:•Describir la organización del material genético durante la interfase y el período divisional.

•Distinguir las características de un cromosoma metafásico.

•Identificar las etapas del ciclo celular.

•Reconocer las etapas de la mitosis.

•Comprender el significado de la división celular por mitosis.

¿Te has preguntado?

1.¿Por qué las células deben reproducirse?

2.¿Tiene el mismo significado biológico la reproducción celular, para un organismo

unicelular que para uno pluricelular?.

3.¿Qué eventos deben ocurrir para que una célula se reproduzca?.

Antecedentes – Teoría Celular

1838:1838:

Schleiden y Schwan Schleiden y Schwan

•Todos los organismos están Todos los organismos están compuestos por una o más compuestos por una o más células.células.

•Una célula se origina por la Una célula se origina por la división de una célula división de una célula preexistentepreexistente..

Las células no surgen espontáneamente, sino que proceden de una célula madre o progenitora. En el caso de las eucariotas, estas se dividen (duplican), transmiten sus características y dan lugar a dos o más células hijas. Este proceso se conoce como mitosis y es el que asegura el crecimiento, la renovación y la reparación celular, que son los rasgos fundamentales para la continuidad de la vida.

Reproducción celular

EEs considerada como una s considerada como una de las características de las características funcionales principales de funcionales principales de las célulaslas células..

El crecimientoEl crecimiento y y desarrollodesarrollo adecuados adecuados de los organismos de los organismos vivos depende del vivos depende del crecimiento ycrecimiento y multiplicación de sus multiplicación de sus células.células.

Organismos Unicelulares

LLa división celular implica una a división celular implica una verdadera reproducción ya que verdadera reproducción ya que por este proceso se producen por este proceso se producen nuevos organismosnuevos organismos..

Organismos MulticelularesDerivan de una sola célulaDerivan de una sola célula CIGOTOCIGOTO

La repetida división La repetida división de ésta y sus de ésta y sus descendientes, descendientes, determina el determina el desarrollo y desarrollo y crecimiento del crecimiento del individuo. individuo.

Hay diferenciación Hay diferenciación celularcelular

Centromero

¿Cómo se transmiten el material genético a las células hijas?

Tal como los seres vivos tenemos un ciclo de vida, las células también lo presentan. A través de este las células se multiplican, desarrollan funciones específicas y se especializan. Algunas de ellas salen del ciclo sin volver a dividirse por el resto de su vida, en cambio otras se encuentran permanentemente en división. Este ciclo por el que pasan las células ha permitido entender el control que la célula hace sobre su comportamiento divisional y los momentos en los que la célula debe dividirse.

CICLO CELULAR

CICLO CELULAR

¿Qué etapas se pueden distinguir en el esquema de ciclo celular?

¿Qué comportamientos puede tener una célula respecto al ciclo celular?

A grandes rasgos dos etapas, la interfase y el período divisional. A su vez la interfase se divide en G1, S y G2

Hay células que se encuentran permanentemente en el ciclo, como las epiteliales; otras están permanentemente fuera del ciclo, como las neuronas y otras están fuera del ciclo, pero bajo un estímulo adecuado pueden volver a dividirse, como es el caso de las células hepáticas.

Etapas Generales del Ciclo

INTERFASEINTERFASE: Crecimiento : Crecimiento

Durante la interfase la célula duplica:Durante la interfase la célula duplica:

•Su ADNSu ADN

•Todos los componentes celularesTodos los componentes celulares

DIVISIÓNDIVISIÓN: : Se producen dos células Se producen dos células hijashijas. .

•Segregación del material Segregación del material genéticogenético

•División del citoplasmaDivisión del citoplasma

Células cíclicas

CélulasCélulas nono cíclicascíclicas ((GoGo))

CélulasCélulas cíclicascíclicas

Células no cíclicasCélulas no cíclicas

1.1. Las que Las que son capaces de son capaces de entrar al ciclo entrar al ciclo nuevamente por medio de nuevamente por medio de un estímulo adecuado y un estímulo adecuado y

LinfocitoLinfocito

NeuronaNeurona

Se encuentran en Go y Se encuentran en Go y son son de dos tipos:de dos tipos:

2.2. LLas células diferenciadas as células diferenciadas terminalmente, que terminalmente, que ya ya nunca se dividirán.nunca se dividirán.

REGULACION DEL CICLO CELULAR

Punto de restricción

FACTORES DE CRECIMIENTO

CELULAS ANIMALES

PUNTOS DE RESTRICCION DEL CICLO CELULAR

Interfase:Fase G-1 La célula inicia su crecimiento, aumentan los organelos y se produce la síntesis de ARN, proteínas, enzima y otras moléculas. En esta fase la célula aumenta de tamaño. Esta fase posee una duración de 6 a 12 horas

Fase SSe produce la replicación del ADN, y como resultado los cromosomas (la cromatina esta condensada) se duplican quedando con dos cromátidas idénticas cada uno de ellos. Dicha duplicación da lugar a que el núcleo ahora tenga el doble del ADN y de proteínas que al principio. La fase S dura entre 6 y 8 horas

Replicación del ADN

La molécula de ADN esta activa y La molécula de ADN esta activa y

Durante el ciclo deben generarse dos Durante el ciclo deben generarse dos moléculas idénticas para ser repartidas moléculas idénticas para ser repartidas entre las dos células hijasentre las dos células hijas..

La molécula de ADN en la interfase

ADNADN en la interfase en la interfase

Cromatina Cromatina

Fase de síntesis del ADN (síntesis de proteínas)

Simultáneamente se realiza síntesis Simultáneamente se realiza síntesis de de proteínasproteínas

Activa síntesis de Activa síntesis de proteínas histonas proteínas histonas

Síntesis deSíntesis de::•Enzimas que Enzimas que elaboran elaboran desoxirribonucleótidodesoxirribonucleótidos s •Enzimas para la Enzimas para la duplicación del ADN duplicación del ADN

NucleosomasNucleosomas

ADN de ADN de doble doble hélicehélice

Fase G-2:En esta etapa el material genético (ADN) comienzan a condensarse. Los centríolos se duplican y empiezan a dirigirse a cada polo de la célula. G-2 dura alrededor de 3 a 4 horas.

•Continúa el proceso de adquisición Continúa el proceso de adquisición de ATP. de ATP.

•Activa síntesis de proteínas, dentro Activa síntesis de proteínas, dentro de ellas destacan las necesarias de ellas destacan las necesarias para para el proceso de mitosis. el proceso de mitosis.

•Reparación G2 (Reparación del ADN Reparación G2 (Reparación del ADN pos-replicativa).pos-replicativa).

•Transcurre entre el final de la Transcurre entre el final de la duplicación del ADN y el inicio de la duplicación del ADN y el inicio de la mitosis. mitosis.

Etapa G2

Ciclo Celular-UAM-ICiclo Celular-UAM-I

Fase G2-Preparación División

Preparación para Preparación para la condensación la condensación de cromosomas y de cromosomas y la división celular.la división celular.

•Fosforilación de Fosforilación de las histonas.las histonas.

•Se incrementa la Se incrementa la síntesis de síntesis de tubulinatubulina

Condensación cromatinaCondensación cromatina

CromosomCromosoma en a en metafasemetafase

Microtúbulos del huso mitótico Microtúbulos del huso mitótico formados por tubulinaformados por tubulina

RepresentaciRepresentación Cicloón Ciclo

Ciclo Celular-UAM-ICiclo Celular-UAM-I

Mitosis (la célula Mitosis (la célula se divide)se divide)

Inicio del Inicio del ciclo celularciclo celular

La célula La célula duplica su ADNduplica su ADN

La célula se La célula se prepara para prepara para dividirsedividirse

La célula crece y La célula crece y fabrica nuevas fabrica nuevas proteínasproteínas

DetieneDetieneel cicloel ciclo

Punto de regulación la Punto de regulación la célula decide si continúa célula decide si continúa el cicloel ciclo

•Los Los descubrimientos descubrimientos sobre sobre el ciclo el ciclo celular, podrán ser aplicados encelular, podrán ser aplicados en el el tratamiento detratamiento del cáncer.l cáncer.

Importancia clínica

Alteración en la regulación Alteración en la regulación del ciclo celulardel ciclo celular

Transformación de las Transformación de las células cancerosascélulas cancerosas

Alteraciones cromosómicasAlteraciones cromosómicas

LA DIVISIÓN CELULAR

• La división celular es, en realidad, un proceso doble. Estos dos procesos son:

• la división nuclear, o CARIOCINESIS• la división citoplásmica, o CITOCINESIS

Ambos procesos pueden darse asociados, uno detrás del otro, o de forma independiente, primero uno, y algún tiempo después el otro. Para que pueda darse la división nuclear es necesario que se de previamente otro proceso, que es la replicación del ADN.

Definiciones importantes:Cinetocoro: Estructura proteica donde se anclan los microtúbulos del huso mitótico durante los procesos de división celular, ubicada en una zona especifica del cromosoma, el centromero.

Microtúbulos: Componente del citoesqueleto, que ayudan a tirar y fijar los cromosomas durante la mitosis..

Microtúbulos

Centriolo: Son una pareja de estructuras que forman parte del citoesqueleto . Que tiene como función principal la formación y organización de los filamentos que constituyen el huso acromático cuando ocurre la división del núcleo celular.

Centrosoma: Consiste en dos centriolos apareados , que por división originarán el huso acromático, que llevan a cabo el desplazamiento de los cromosomas a los polos de la célula.

Fases de la mitosis

La mitosis es un proceso de división nuclear que sirve para repartir las cadenas de ADN de forma que todas las células hijas que se originan tengan la MISMA INFORMACIÓN GENÉTICA que su madre y entre ellas.

La mitosis es continua, sin interrupciones (“todo o nada”, relativamente rápida, que para ser estudiada se suele dividir en varias fases, que son: PROFASE, METAFASE, ANAFASE y TELOFASE

Profase

• Condensación de cromosomas.

• Migración de centriolos hacia los polos.

• Se forma huso acromático.

• Desaparece la membrana nuclear y el nucléolo.

• Formación de cinetocoros.

METAFASE

• Máximo grado de condensación.

• Formación completa de huso acromático.

• Cromosomas en plano ecuatorial empujados por microtúbulos.

• Centrómeros perpendiculares a los centriolos.

ANAFASE• Las centromeros se

dividen y las cromátidas se separan y se desplazan hacia los centriolos.

• Son arrastradas por los microtúbulos .

• van desapareciendo las fibras del huso

En este momento ya se ha repartido el material hereditario (las cadenas de ADN) de forma idéntica en dos partes.

TELOFASE• Es como una profase

inversa.• Reaparecen los nucléolos.• Comienza la

descondensación de los cromosomas y se transforman en cromatina.

• Reaparecen las membranas nucleares.

• Quedando una célula con dos núcleos. Aquí concluye la mitosis.

DIVISIÓN CITOPLASMÁTICA (CITOCINESIS)

• No es una fase de la mitosis. Es la división del citoplasma en dos partes, con la repartición aproximada de los orgánulos celulares.

• En las células animales se hace por estrangulación, desde fuera hacia adentro, y en las vegetales se hace por crecimiento de la pared celular desde dentro hacia afuera. El resultado final es que la célula madre se ha transformado en dos células hijas idénticas genéticamente.

¿Y cómo se ve?

• Célula madre en Interfase : Material hereditario en forma de cadenas aisladas que constituyen la CROMATINA. En la especie humana:2c = 46 cadenas

• Célula madre al final de la Interfase : Material hereditario se duplica por la REPLICACIÓN, cada cadena está dos veces; la cromatina está formada por pares de cadenas IDÉNTICAS. En la especie humana:4c = 92 cadenas (iguales dos a dos)

• Célula madre en división Las dos cadenas de ADN idénticas se espiralizan y se convierten en CROMOSOMAS. En la especie humana2n = 46 cromosomas (formados por dos cadenas idénticas cada uno)

Cuántas cromátidas posee un cromosoma

2n: Número de pares de cromosomas

4C: Cantidad de hebras de ADN

2n: Número de cromosomas

2C: Cantidad de hebras de ADN

Cuestionario:1.¿De que manera podría verse afectado el ciclo

celular si se viera impedida la reproducción del ADN?

R:El material genético disminuiría a la mitad, por lo

que no sería viable.

2. ¿Qué se logra con la mitosis, en cuanto a la información genética de una célula?

R:Se logra transmitir la misma cantidad de información a la descendencia por lo que la

especie se mantiene.

• 3. ¿Cómo explicarías la producción de una célula humana que tuviera solo 45 cromosomas?

R:Se explicaría si durante la anafase la célula no

repartiera los cromosomas en forma equitativa.

• 4. ¿Antiguamente se decía que la interfase era la “Fase de reposo? Debido a que cambio.

R:No se usa, porque durante la interfase ocurren

varios eventos como la duplicación de los cromosomas, y la célula está gastando mucha energía.

• 5. Las células están formadas por muchos organelos, ¿Cuáles interactúan durante la mitosis?

R:Los centríolos, el citoesqueleto y el núcleo celular.6. ¿Cuántas cromátidas posee un cromosoma

metafásico y un cromosoma telofásico?R: Metafásico: 2n y 4cTelofásico: 2n y 2c

7. ¿Cuándo se hacen visibles totalmente los cromosomas?

R:En la fase de métafase cuando los cromosomas están ubicados en el plano ecuatorial.

8. ¿Cuál es el periodo más corto y más largo del ciclo celular?

R:La interfase corresponde a la mas larga y citocinesis es la mas corta.

• 9. ¿Cuándo se duplican los centríolos?R: G2 de la interfase

• 10. ¿Cuál es la importancia biológica de la mitosis?

R: La mitosis asegura el crecimiento, la renovación

y la reparación celular, que son los rasgos fundamentales para la continuidad de la vida.

• 11. ¿En qué se diferencia la mitosis de una célula animal de una vegetal? Explica.

R:En las células animales se hace por estrangulación, desde

fuera hacia adentro, y en las vegetales se hace por crecimiento de la pared celular desde dentro hacia afuera.

• 12. ¿Todas las células que forman un organismo se dividen a la misma velocidad? Fundamenta tu respuesta, mediante ejemplos.

R:No ya que por ejemplo las células de la piel son división

mas rápida por que renovamos nuestra piel todos los días.

13. ¿Cuándo las células se encuentran en G0? Explica y menciona ejemplos.

R:Las células en G0 son metabolicamente activas, a pesar

de que han cesado su crecimiento y división celular, son mas especificas y un ejemplo de ello son las neuronas

14. ¿Cómo se regulas el ciclo celular? ExplicaR:A través de sustancias llamadas factores de

crecimiento, que estimulan a las células a entrar en G1 y cuando esto no ocurre quedan en G0 y otros hacen que salgan de este.

• Los genes que regulan el ciclo se (:) en 3:

• Codificadores de proteínas para el ciclo celular (Ej: tubulinas)

• Codificadores de proteínas como ciclinas y quinasas.(cdK) regulación positiva.

• Codificadores de proteínas que regulan negativamente el ciclo (genes supresores tumorales)

p53: Bloquea el ciclo cuando el ADN esta dañado p27: Se une ciclinas y cdK bloquea la entrada a fase S

.15. Defina los siguientes conceptos:•Fragmoplasto: Es una estructura constituida por microtúbulos y microfilamentos que se sitúan a nivel del plano ecuatorial. Coexiste con el huso mitótico. se forma al final de la anafase, tienen como función dirigir y ordenar la nueva pared en formación. Los microtúbulos que forman al fragmoplasto son distintos (más gruesos) de los que forman el huso mitótico, a demás se encuentran entrelazados.

•Huso mitótico: Estructura en forma de esfera ovalada encargada de trasladar los cromosomas durante la mitosis.

• Proliferación celular: Aumento del número de células como resultado del crecimiento y la multiplicación celular.

• Apoptosis: Muerte celular programada.( autoeliminación de una célula).

• Agentes mutágenos: Es todo factor capaz de aumentar la frecuencia de la reproducción celular estos pueden ser físicos, químicos o biológicos.

• Metástasis: la propagación de un foco canceroso a un órgano distinto (a través de los vasos sanguíneos) de aquel en que se inició.

• Centrosoma: Consiste en dos centríolos apareados , que por división originarán el huso mitótico.

• Placa celular: Placa que separa a las células vegetales dividiendo el citoplasma en telofase.

A ver

Repasemos

MITOSIS. PROFASE

Antes de entrar en división celular, el material genético se debe __________. Esta situación ocurre en la etapa S del ciclo celular.

El número 1 de la imagen representa a los _______________________ que están duplicados. El número 2 apunta a los __________ que vienen duplicados desde la etapa G2 del ciclo celular. Finalmente, el número 3 apunta a la ___________, que comienza a desorganizarse. Este proceso continuará hasta desaparecer completamente al final de esta etapa.

duplicar

cromosomas homólogos ,centríolos

carioteca

El número 4 de la imagen muestra a los centríolos situados en ______________ de la célula. El número 5 hace referencia al ______________, encargado de la movilización y repartición equitativa de la información genética (cromosomas) durante la división celular. El número 6 muestra a los cromosomas que se encuentran libres en el ____________ producto de la desorganización de la carioteca.

Una vez que se arma el aparato mitótico, sus fibras se unen a los cromosomas, a nivel del centrómero, más específicamente en el __________. Desde esta zona se producirá la tracción de los cromosomas que dará como resultado la ______________ de las cromátidas y su posterior movilización a polos opuestos.En esta etapa la célula contiene ___ cromosomas y ___ ADN.

polos opuestosaparato mitótico

citoplasma

cinetócoro

separación

2n4c

MITOSIS. PROFASE

Los cromosomas están alineados en el ________ de la célula (línea 1).

En esta fase es donde mejor se visualizan los ______________ debido a que es donde encontramos el máximo de empaquetamiento.Desde el aparato mitótico se proyectan fibras de ___________ que se unen al cinetócoro, de tal forma que los cromosomas resultan ordenados. La metafase es una etapa corta, más bien como un instante en que los cromosomas adoptan una disposición específica como preparación para la próxima etapa.

ecuador

cromosomas

microtúbulos

MITOSIS. METAFASE

Luego del ordenamiento de los cromosomas en metafase, las fibras del aparato mitótico comienzan a traccionar los cromosomas, lo que da como resultado la separación de las __________________, que migran a polos opuestos de la célula. De esta manera, hacia un mismo polo se movilizan las cromátidas ____________.

Durante esta etapa y sólo temporalmente encontramos la cantidad de información genética ___ cromosomas y ___ ADN. Esto se debe a que por la separación de los cromosomas se pasa de cromosomas dobles (duplicados) a cromosomas simples (una sola cromátida).

cromátidas hermanas

homólogas

4n 4c

MITOSIS. ANAFASE

Durante esta etapa, el aparato mitótico ____________, se reorganiza la _________________ que encierra el material genético, el que paulatinamente cambia su estado de empaquetamiento de cromosoma a _________. Si la célula posee nucléolo, es el momento en el que reaparece. Se observa una célula con dos núcleos, cada uno de los cuales posee ___ cromosomas y ___ ADN. El objetivo es obtener ____ células hijas, por lo que es necesario que ocurra la citodiéresis.

desaparecemembrana nuclear

cromatina

2n 2cdos

MITOSIS. TELOFASE

La citodiéresis consiste en la división del citoplasma, con lo que se logra reestablecer el número normal de cromosomas. En células animales la citodiéresis ocurre por acción de la ________, una proteína del citoesqueleto que se dispone en el ecuador de la célula en forma de lazo, el que paulatinamente se acorta, estrangulando la célula. Esto termina con la separación del citoplasma en dos partes iguales, es decir, dos células hijas.

actina

CITODIÉRESIS

Meiosis :

• ¿Qué es la Meiosis y en que consiste?• ¿Cuántas fases tiene la meiosis?• ¿Qué importancia tiene el crossing over?• ¿Qué es una tétrada?• ¿A que se denomina permutación cromosómica?• Realiza un cuadro comparativo entre la mitosis y

meiosis?