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Tema VIII: División Celular República Bolivariana de Venezuela Ministerio del Poder Popular para la Educación U.E. Colegio “San Ignacio” Cátedra: Ciencias Biológicas 3° Año Prof. Luis E. Aguilar R.
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Tema VIII:
División Celular
República Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para la EducaciónU.E. Colegio “San Ignacio”
Cátedra: Ciencias Biológicas3° Año
Prof. Luis E. Aguilar R.
Ciclo Celular
Conjunto de actividades de crecimiento y división celular
Consta de dos fases principales: interfase y mitosis.
Tema 2: Mitosis y meiosis3
Ciclo celular
Fases del ciclo celular
Fase G1 Sub Fase G0 Fase S Fase G2
Actividad bioquímica
intensa. Activa síntesis de
proteínas.
La célula aumenta el
tamaño y número de sus
enzimas, ribosomas, etc.
Algunas estructuras son
sintetizadas desde cero
(microtúbulos y filamentos,
formados por proteínas).
Las estructuras
membranosas (lisosomas,
vacuolas, etc.) derivan del
R.E., que se renueva y
aumenta su tamaño por la
síntesis de lípidos y
proteínas.
Se replican mitocondrias y
cloroplastos.
Esta etapa sólo se
genera en células
que permanecen
latentes durante un
período de tiempo
determinado, por
ejemplo: neuronas,
glóbulos rojos, etc.
Ocurre la duplicación
del ADN y de las
histonas y proteínas
asociadas al mismo.
Es un proceso
anabólico.
Ocurren los
preparativos finales
para la división celular.
Los cromosomas recién
duplicados comienzan
a enrollarse y
condensarse en forma
compacta.
La duplicación del par
de centríolos se
completa.
La célula comienza a
ensamblar las
estructuras requeridas
para la etapa de
división celular.
¿Están todos los cromosomas alineados en el huso?
¡FINALIZAR MITOSIS!
Maquinaria de la mitosis
Maquinaria de replicación del DNA
¿Se ha replicado todo el DNA?
¿Es el entorno favorable?
¿Tiene la célula el tamaño adecuado?
CONTROL DE LA FASE G2
CONTROL DE LA FASE G1
¡COMENZAR MITOSIS!
¡ENTRAR EN CICLO! Crecimiento
celular
¿Es el entorno favorable?
¿Tiene la célula el tamaño adecuado?
Entorno
Crecimiento celular
Entorno
PUNTOS DE CONTROL DEL CICLO CELULAR
CONTROL DE LA FASE S
¡CONTINUAR LA SÍNTESIS DE
DNA!
¿Se ha producido daño en el DNA?
¿Se ha producido daño en el DNA?
¿Se ha producido daño en el DNA?
¿Se ha producido daño en el DNA?
CONTROL DE LA METAFASE
Tema 2: Mitosis y meiosis7
Especie 2n
Ser humano (Homo sapiens)
Guisante (Pisum sativum)
Mosca fruta (Drosophila melanogaster)
Ratón doméstico (Mus musculus)
Lombriz intestinal (Ascaris)
Paloma (Columba livia)
Boa constrictor (Constrictor constrictor)
Grillo (Gryllus domesticus)
Azucena de trompeta (Lilium longiflorum)
Helecho indio (Ophioglossum reticulatum)
46
14
8
40
2
80
36
22
24
1260
Número de cromosomas (2n) de
algunas especies
Cada cromosoma consiste de dos cromátidas que se mantienen unidas por un centrómero.
Se puede dar de dos formas: Necrosis y apoptosis
Necrosis:• Se produce cuando la célula sufre un daño
grave.
• Comprende un estado irreversible de la célula.
No se puede mantener la integridad de la
membrana plasmática y hay un escape de
elementos citoplasmáticos, desnaturalización
de las proteínas por autólisis o proveniente de
enzimas líticas de leucocitos vecinos, ya que la
necrosis atrae los componentes de la
inflamación.
• Todos estos cambios condenan a la célula a
perder su función específica, y quedan restos
celulares que serán fagocitados por los
macrófagos.
MUERTE CELULAR
La apoptosis es una forma demuerte celular, que está reguladagenéticamente.
MUERTE CELULAR
Es parte integral del desarrollo de lostejidos tanto de plantas como de animalespluricelulares.
Cuando una célula muere por apoptosis,empaqueta su contenido citoplasmático, loque evita que se produzca la respuestainflamatoria característica de la muerteaccidental o necrosis.
La apoptosis se puede producir en dos momentos:
Durante el desarrollo embrionario: en este
momento su función es eliminar las células
innecesarias (como el tejido interdigital en
la formación de los dedos)
En un individuo adulto: para el recambio
y renovación de tejidos, o la
destrucción de la células que pueden
presentar una amenaza para el
organismo.
La apoptosis implica varios cambios en la célula:
La célula se arruga por la deshidratación.
El núcleo se fragmenta yla célula queda reducidaa cuerpos apoptóticos.
Los cuerpos apoptóticosson ingeridos por otrascélulas o por losmacrófagos.
Cuando las células reciben la señal del inicio de apoptosis se suicidanfabricando una serie de proteínas letales como pueden ser:
- Endonucleasas; que fragmentan el ADN- Hidrolasas y proteasas: que atacan al entramado celular.
NECROSIS APOPTOSIS
Características morfológicas
• Pérdida de la integridad de membrana
• Floculación de la cromatina
• Dilatación de la célula y lísis
•No hay formación de vesículas, lisis completa
• Desintegración (dilatación) de orgánulos
•Deformación de la membrana, sin pérdida de
integridad
•Agregación de la cromatina en la membrana nuclear
interna
•Condensación y/o reducción celular
•Formación de vesículas limitadas por membrana
(cuerpos apoptóticos)
•No hay desintegración de orgánulos y permanecen
intactos
Características bioquímicas
•Pérdida de la regulación de la homeostasis iónica
•No requiere energía (proceso pasivo, también sucede
a 4ºC)
•Digestión del DNA al azar (patrón en mancha del DNA
después de electroforesis en gel de agarosa)
•Fragmentación postlítica del DNA (último evento de
muerte celular)
• Proceso muy regulado, que implica pasos
enzimáticos y de activación
• Requiere energía (ATP) (proceso activo, no sucede a
4ºC)
•Fragmentación del DNA en mono- y
oligonucleosomas, no al azar (patrón en escalera
después de electroforesis en gel de agarosa)
• Fragmentación prelítica del DNA (primer evento de
muerte celular)
Significado fisiológico
•Muerte de grupos de células
•Originada por estímulos no fisiológicos
•Fagocitosis por macrófagos
•Respuesta inflamatoria significativa
• Muerte de células individuales
•Inducida por estímulos fisiológicos
•Fagocitosis por células adyacentes o macrófagos
•Respuesta no inflamatoria
Mitosis
Mitosis
Es la división del núcleo celular (fase M del ciclo celular). Proceso exclusivo de eucariotas. Se obtienen 2 células hijas, idénticas entre ellas y a la
célula madre Significado biológico:
o Se mantiene el número de cromosomas.o Se mantiene la información genética.
Fases:o Profase y prometafase (profase tardía)o Metafaseo Anafaseo Telofase
Tema 2: Mitosis y meiosis16
Cromosoma metafásico
formado por dos
cromátidas hermanas: DNA
duplicado
El cromosoma
en las células hijas tras
la segregación
Tema 2: Mitosis y meiosis17
Mitosis
Etapas de la mitosis
Interfase Profase Metafase
Anafase Telofase
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Condensación de la cromatina
(se hacen visibles los
cromosomas(1).
Desaparece la membrana
nuclear y el nucléolo (2).
El centrosoma ya esta duplicado
(3).
Migración de centriolos hacia los
polos (en células animales) (4).
Se forma de huso mitótico (5).
Formación de cinetocoros a
ambos lados del centómero (6)
Profase
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Máximo grado de condensación en los cromosomas
Formación completa de huso acromático.
Cromosomas en plano ecuatorial empujados por microtúbulos cinetocóricos (1)
Centrómeros perpendiculares a los centriolos.
Las cromátidas se orientan hacia los polos de la célula
Metafase
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Las cromátidas se separan.
Son arrastradas por los
microtúbulos cinetocóricos
(despolimerización).
Se alargan los microtúbulos
polares por polimerización (se
separan más los polos del huso
acromático)
Anafase termina cuando llegan las
cromátidas a los polos.
Anafase
Las cromátidas se separan y se desplazan
hacia los centriolos, al tiempo que 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.
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Los cromosomas se
desespiralizan y se
transforman en cromatina
(2)
Los nucleolos reaparecen
Aparece la membrana
nuclear (1), quedando
una célula con dos
núcleos.
Las membranas se
forman a partir del
retículo endoplásmico
Telofase
Es la separación del citoplasma para dar las dos
células hijas.
Se reparten los orgánulos de forma equitativa.
Es la última etapa de la división celular.
En las células animales se debe a un anillo contráctil
en placa ecuatorial: actina y miosina
Se forma surco de segmentación (estrangulación de la
célula)
Citocinesis
Citocinesis en células vegetales:
• No puede haber estrangulamiento de la célula (pared
celular)
• Formación de Fragmoplasto
• Unión de vesículas del aparato de Golgi.
• Quedan uniones entre los citoplasmas vecinos
(plasmodesmos)
Comparación citocinesis animal y vegetal
La división celular en plantas ocurreprincipalmente en lugares especializadosllamados meristemos. Las regionesmeristemáticas son lugares de crecimientoactivo.
En células vegetales durante la telofase, seforma una placa celular en el centro de lacélula dividiendo el citoplasma en dos partesiguales.
Animación de la División por Mitosis
Meiosis
Meiosis
Es una secuencia de dos divisiones nucleares.
La primera división es reductora
La segunda división es ecuacional
LA MEIOSIS
• Produce células haploides (gametos).
• A partir de una célula diploide (meiocito) se forman:
• 4 células
• Células haploides
• Células con recombinación genética (diferentes entre sí)
• Dos partes:
• Meiosis I (fase reduccional)
• Meiosis II (similar a una mitosis convencional)
FASES DE LA MEIOSIS
DIVISIÓN MEIÓTICA I DIVISIÓN MEIÓTICA II
1. Profase I• Leptoteno
• Cigoteno
• Paquiteno
• Diploteno
• Diacinesis
2. Metafase I
3. Anafase I
4. Telofase I
1. Profase II
2. Metafase II
3. Anafase II
4. Telofase II
LEPTOTENO
Los cromosomas individuales comienzan a condensar se en filamentos largos dentro del núcleo. Se hacen visibles.
Hay 2n cromosomas y cada cromosoma contiene 2 cromátidas (pero no se distinguen hasta el final de la profase.
Cromosomas unidos a la membrana nuclear interna (placas de unión) por un armazón proteico que los recorre a lo largo del cromosoma.
A lo largo de los cromosomas van apareciendo unos pequeños engrosamientos denominados cromómeros
CIGOTENO
• Los cromosomas homólogos comienzan a acercarse hasta quedar apareados en toda su longitud.
• Esto se conoce como sinapsis (unión) y el complejo resultante se conoce como bivalente o tétrada.
• Los cromosomas homólogos (paterno y materno) se aparean, asociándose así cromátidas homologas (no hermanas).
• Se forma una estructura observable solo con el microscopio electrónico, llamada complejo sinaptonémico
Se produce el
sobrecruzamiento.
Intercambio de material
genético entre cromátidas
de cromosomas
homólogos.
Consecuencia:
recombinación génica.
Paquiteno
Comienza la separación de los cromosomas
homólogos.
Permanecen unidos por puntos denominados
QUIASMAS.
Diploteno
Diacinesis • Máxima condensación de cromosomas.• Las cromátidas se hacen visibles.• Las cromátidas hermanas están unidas
por el centrómero.• Los cromosomas homólogos están
unidos por los quiasmas (entre cromatidas no hermanas)
• Desaparece la membrana nuclear y el nucléolo.
• Se comienza a formar el huso acromático.
• Se forman las fibras cinetocóricas
Metafase I
En la placa ecuatorial se sitúan las tétradas unidas por los quiasmas.
Los cinetocoros de las cromátidas hermanas del mismo cromosoma se orientan hacia el mismo polo de la célula
Anafase I
Se separan los cromosomas homólogos.
No se separan cromátidas, sino cromosomas completos.
Los cromosomas están recombinados
Al final de la anafase I tenemos dos juegos de cromosomas separados en los polos opuestos de la célula, uno de cada par, por lo que es en esta fase cuando se reduce a la mitad el número de cromosomas.
Telofase I
Reaparece la membrana nuclear y el nucléolo.
Los cromosomas sufren una pequeña descondensación
Con la citocinesis, se obtienen dos células hijas con la mitad de cromosomas de la célula madre.
Meiosis II
1. Similar a una mitosis 2. Ocurre simultáneamente en las dos células hijas3. La interfase es muy breve, no hay duplicación del ADN4. Surgen 4 células haploides, con n cromosomas cada una y
genéticamente diferentes
Importancia biológica de la meiosis
1. A nivel genético: Se produce la recombinación de genes durante el sobrecruzamiento. Las células hijas son haploides, y sus cromátidas no son iguales entre sí. Todo ello aumenta la variabilidad de la información genética que lleva la célula.
2. A nivel celular: Pasamos de células diploides a haploides
3. A nivel orgánico: Las células resultantes son los gametos o esporas. La fusión de gametos con la mitad de cromosomas garantiza que se mantenga el número cromosómico del organismo.
Meiosis II
Profase II
Los cromosomascomienzan a enrrollarsey se acortan.
Membrana nuclear serompe.
Las diadas se unen a lasfibras del husomitótico y comienzan amigrar hacia el planoecuatorial de la célula.
Metafase II
Cromosomas(univalentes) estanalineados en elecuador.
Anafase II
Comienza cuando loscentrómeros ya sehan dividido ytermina cuando loscromosomas llegan alos polos.
Telofase II Los cromosomas
estan en los polos.
Cromosomas sedesenrrollan.
Se forma lamembrana nuclear yel nucleolo.
Ocurre divisióncelular; citokinesis.
La Reproducción Celular
Animación de la División por Meiosis
2n2n
Ciclo diploide: mayoría animales
2n
Cigotos
Animal adulto: hembra
Meiosis Meiosis
nn Gametos
Animal adulto: macho
Reproducción asexual
• Interviene un solo organismo• Se obtienen copias idénticas• Es propio de seres unicelulares pero también se da en otros grupos• Se hace por mitosis• No se genera variabilidad genética• Es un proceso sencillo y rápido.• Muy útil para la colonización de nuevos medios.• La falta de variabilidad puede originar la extinción por falta de
adaptación en caso de cambio del medio
Reproducción sexual
• Intervienen dos organismos• Se obtienen individuos con mezcla de las características de los dos
progenitores.• Se hace por meiosis• Se forma un cigoto tras la fecundación• Si se genera variabilidad genética:
a. Por la recombinación en la meiosisb. Por la distribución al azar de los cromosomasc. Por diferencias entre los genes de los gametos
• Es un proceso más lento y complicado que la reproducción asexual• Permite adaptarse al medio en condiciones adversas.
Gametogénesis
Proceso meiótico que produce célulashaploides y la subsequente maduración de
estas células o gametos funcionales.
Espermatogénesis
En los humanos comienza en la pubertad.
Ocurre en los testículos.
Los espermatogonios (células germinalespremeióticas inmaduras) proliferan a travésde mitosis, se diferencian y forman losespermatocitos primarios.
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Mitosis vs Meiosis
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Mitosis vs Meiosis:
•Conservativa (2n) -> (2n)
•Una división (2 células
hijas)
•No suele haber
apareamiento cromosomas
homológos (y no quiasma)
•Células no gaméticas
Mitosis Meiosis
•Reductiva (2n) -> (n)
•Dos divisiones (4 células hijas)
• Apareamiento cromosomas
homológos (y quiasma ->
entrecruzamiento)
•Células gaméticas
75
Mitosis vs Meiosis
