Ud4 la celula

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Las células constituyen la base de los organismos vivos.

Todos los seres vivos estamos formados por una o más células

El tamaño de las células es microscópico Epidermis de cebolla

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El descubrimiento de la célula Robert Hooke (siglo XVII) observando al microscopio comprobó que en los seres vivos aparecen unas estructuras elementales a las que llamó células. Fue el primero en utilizar este término.

Hooke empleó un sencillo microscopio, construido por él mismo, para observar una lámina de corcho y ver que estaba formado por una serie de celdillas similares a un panal de abejas a las que llamó CELULAS

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Microscopio empleado por R. Hooke en sus

observaciones. Representaciones

realizadas por Hooke de las celdillas

observadas en el corcho y de una pulga.

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El descubrimiento de la célula Antony van Leeuwenhoek (siglo XVII) fabricó un sencillo microscopio con el que pudo observar algunas células como protozoos y glóbulos rojos.

Dibujos de bacterias y protozoos observados por Leeuwenhoek

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SIGLO XIX

J. M. Schleiden, T. Schwann y R. Virchow

ENUNCIADOS DE LA TEORÍA CELULAR

1.- Todos los organismos se encuentran formados por una o más células (Schleiden, 1838)

2.- La célula es la unidad fisiológica de los seres vivos (Schwann, 1839)

3.- Toda célula procede por división de otra ya existente (Virchow, 1855)

4.- El material hereditario conteniendo las características genéticas de una célula pasa de la célula madre a la hija (S.XX)

Gracias a las mejoras en óptica y al perfeccionamiento de las técnicas de

preparación microscópica se pudo estudiar con más detalle las células y observar

estructuras en su interior y establecer los postulados de la TEORÍA CELULAR.

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Johannes Purkinje (1839) describe el citoplasma

Eduard Strasburger (1879) describe la división celular en células vegetales

Walter Flemming (1880) describe la división celular en células animales y la

denominó MITOSIS.

Wilhelm Waldeyer (1890) describe unos filamentos nucleares durante la mitosis y

los denominó CROMOSOMAS

Santiago Ramón y Cajal (1899) descubre que el tejido nervioso también estaba

constituido por células individuales y no por una red de fibras como sostenían la

mayoría de científicos de la época (Premio Nobel de Medicina en 1906)

Otras aportaciones a la teoría celular

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Dibujos realizados por Ramón y Cajal sobre

el sistema nervioso a partir de las

observaciones realizadas al microscopio.

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La célula:

• Es la unidad estructural de los seres vivos (todos formados

por células)

• Es la unidad funcional (realiza

todos los procesos que le permiten vivir)

• Es la unidad de reproducción (procede de otra ya existente)

• Es la unidad genética (contienen

el material hereditario que pasa de células

madres a hijas)

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Microscopio del S.XVIII Microscopio del S.XIX

Microscopía óptica y electrónica

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Microscopios ópticos actuales

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• .

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Microscopio electrónico

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DIFERENCIAS ENTRE MICROSCOPIO ÓPTICO Y MICROSCOPIO ELECTRÓNICO

MICROSCOPIO OPTICO

MICROSCOPIO ELECTRÓNICO

Haz de luz Haz de electrones

Aumento máximo X 2000

Aumento X 50.000 a 400.000

Menor resolución Mayor resolución

Lentes ópticas Electroimanes

Muestras finas (5-10 micras) 1 micra=10 -3 mm

Muestras ultrafinas (25 a 100 nm) 1 nm=10-6 mm

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IMÁGENES DE MICROSCOPÍA ÓPTICA

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IMÁGENES DE MICROSCOPÍA ELECTRÓNICA

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Las funciones celulares

•Nutrición celular

•Relación celular.

•Reproducción celular

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Nutrición celular

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Nutrición celular

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Nutrición celular

La nutrición celular engloba los procesos destinados a proporcionar a la célula energía para realizar todas sus actividades y materia orgánica para crecer y renovarse.

En la nutrición heterótrofa (células animales):

•La membrana permite el paso de algunas sustancias.

•La célula incorpora partículas mayores mediante fagocitosis.

•Una vez incorporadas estas sustancias son utilizadas en el metabolismo celular.

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Nutrición celular

En la nutrición autótrofa (células vegetales):

•La célula atrapa la energía de la luz solar.

•La célula incorpora agua, CO2 y sales minerales y mediante la energía atrapada fabrica sus propios alimentos (fotosíntesis).

•Una vez fabricadas, estas sustancias son utilizadas en el metabolismo celular.

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Nutrición celular El metabolismo celular:

Es un conjunto de reacciones químicas que ocurren en la célula con la finalidad de obtener energía y moléculas para crecer y renovarse.

La Respiración Celular es una de las vías principales del metabolismo, gracias a la cual la célula obtiene energía en forma de ATP. Tiene lugar en las mitocondrias.

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Relación celular

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Relación celular

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Relación celular Mediante la función de relación las células reciben estímulos del medio y responden a ellos. La respuesta más común a estos estímulos es el movimiento, que puede ser de dos tipos:

Movimiento ameboide:

Se produce por formación de pseudópodos, que son expansiones de la membrana plasmática producidos por movimientos del citoplasma.

Movimiento vibratil:

Se produce por el movimiento de cilios o flagelos de la célula.

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Reproducción celular

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Reproducción celular

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Reproducción celular La función de reproducción consiste en que a partir de la célula progenitora se originan dos o más descendientes. Es un proceso que asegura que cada descendiente tenga una copia fiel de material genético de la célula madre.

En las células procariotas se produce la división simple por bipartición:

• El ADN de la bacteria se duplica y forma dos copias idénticas.

•Cada copia se va a un punto de la célula y más tarde la célula se divide en dos mitades.

• Así se forman dos células hijas iguales, más pequeñas que la progenitora.

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Reproducción celular En las células eucariotas se produce la división por un proceso llamado “mitosis”:

1º en la profase : el ADN se encuentra en forma de cromosomas, la membrana del núcleo se deshace y los centriolos se han duplicado.

2º en la metafase: se forma el huso mitótico, filamentos a los que se unen los cromosomas.

3º en la anafase: las dos mitades de cada cromosoma (cromátidas) se separan hacia polos opuestos de la célula.

4º en la telofase: desaparece el huso y se forman las dos nuevas membranas nucleares. La célula se divide en dos células hijas.

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Agua y sustancias disueltas

Membrana celular

Citoplasma

Núcleo Contiene el ADN o material genético

Regula el intercambio de sustancias

Orgánulos

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ESTRUCTURA CELULAR

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La membrana plasmática se encarga de: •aislar selectivamente el contenido de la célula del ambiente externo •regular el intercambio de sustancias entre el interior y exterior celular (lo que entra y sale de la célula); •comunicación intercelular

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La membrana

La membrana de las células está formada por dos tipos de moléculas: proteínas y lípidos

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Llamamos citoplasma (flechas azules) al contenido celular entre la Membrana plasmática y el Núcleo. La apariencia del citoplasma es granulosa debido a la abundancia de los ribosomas y de los orgánulos. En el citoplasma se encuentra el citosol o hialoplasma; se trata de una solución principalmente constituida por agua y enzimas y en ella se realizan numerosas reacciones metabólicas de la célula.

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Constituido por moleculas que contienen la información para dirigir todas las actividades celulares, siendo imprescindible para el mantenimiento de las celulas

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Tamaño celular

En microscopía óptica se emplea fundamentalmente la MICRA (μ).

1 μ = 10-3 mm

En microscopia electrónica se emplea el NANÓMETRO (nm) y el

ANGSTROM (Å)

1 nm = 10-3 μ = 10-6 mm

1 Å = 10-7 mm = 0.1 nm = 10-4 μ

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FORMA CELULAR

Muy variada, estando relacionada con la función concreta que desempeñan

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DIVERSIDAD DE FORMAS CELULARES

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Los niveles de organización

Niveles abióticos

Niveles bióticos

Particulas subatómicas

Átomos

Moléculas

Macromoléculas

Orgánulos

Células

Tejidos

Órganos

Aparatos y sistemas

Individuo

Población

Comunidad

Ecosistema

Ecosfera

La complejidad de las células

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Tipos de células

Procariota

Eucariota

Animal

Vegetal

Más simple, más primitiva. Más pequeña

Más compleja, más evolucionada. Más grande.

Material genético disperso en el citoplasma. Sin un verdadero núcleo.

Con verdadero núcleo

Sin cloroplastos

Con cloroplastos para hacer la fotosíntesis

Sin pared de celulosa

Con pared de celulosa

Son las bacterias

Reino Animal, Vegetal y otros

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Célula eucariota

Tipos de organización celular

Célula procariota

La complejidad de las células

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Tipos de organización celular

Célula procariota

Pared celular

Membrana plasmática

Cromosoma bacteriano

Ribosomas

Flagelos

Fimbrias •Sin núcleo. Material genético distribuido en el citoplasma. ADN formado por una sola molécula circular.

•Pared celular. Envoltura rígida de polisacáridos y proteínas.

•Membrana plasmática. Bajo la anterior. Regula la entrada y salida de sustancias. A veces se pliega (mesosomas, en procesos metabólicos).

•Ribosomas. Para la fabricación de proteínas.

•Flagelos. Prolongaciones para desplazarse.

•Fimbrias. Estructuras cortas para fijarse.

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Bacilos (bacterias)

Las bacterias son organismos muy pequeños (microorganismos o microbios, también llamados a veces “gérmenes”). Son unicelulares y procariotas.

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Tipos de organización celular

Núcleo

Membrana plasmática

Citoplasma

Centrosoma

Orgánulos celulares

•Membrana plasmática. La aísla y regula el intercambio.

•Núcleo. Material genético rodeado de la envoltura nuclear.

•Citoplasma. Medio acuoso del interior celular con fibras del citoesqueleto y orgánulos.

•Centrosoma. Cerca del núcleo, regula la división y el movimiento.

•Orgánulos:

Retículo endoplasmático: sacos aplanados y conductos tubulares (Rugoso: adosados ribosomas y sintetiza proteinas, Liso: carece de ellos y sintetiza lípidos).

Aparato de Golgi: cisternas apiladas y planas. Acumula y exporta al exterior sustancias del retículo endoplasmático.

Ribosomas: Con ARN y proteinas. Fabrica las proteinas.

Mitocóndrias: Con doble membrana. Respiración celular y obtención de energía.

Lisosomas: vesículas procedentes de Golgi, con enzimas hidrolíticas.

Vacuolas: vesículas que acumulan sustancias.

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LA CÉLULA EUCARIÓTICA Su citoplasma contiene estructuras que realizan diferentes funciones (reparto del trabajo celular: optimización del trabajo): los orgánulos citoplasmáticos. El núcleo, que contiene el material genético, se considera como un orgánulo celular especial. Además el interior de la célula eucariota cuenta con una compleja red de filamentos de proteínas que se encarga del mantenimiento de las forma celular, de la organización interna y de los movimientos: el citoesqueleto celular

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SISTEMA VACUOLAR ORG. ENERGÉTICOS

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Consiste en un conjunto de sacos membranosos que forman cavidades comunicados entre si

Existen dos tipos:

1.-RE.rugoso: que presenta ribosomas adosados.

2.-RE liso que carece de ellos.

Se encarga del almacenamiento y transporte de sustancias por el citoplasma celular. Distribuye, recoge, almacena y transporta las proteínas fabricadas en los ribosomas. También fabrica lípidos y construye la membrana nuclear.

Retículo endoplasmático

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• Está formado por sacos membranosos aplanados y apilados , no comunicados entre si y rodeados por pequeñas vesículas.

• Se encargan del empaquetamiento y transporte de proteinas y otras sustancias que deben ser exportadas al exterior celular.

APARÁTO DE GOLGI

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LISOSOMAS

• Son pequeñas vesículas rodeadas por membrana y que contienen enzimas digestivos.

• Su función es digerir grandes moléculas capturadas por las células

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En algunas ocasiones, los lisosomas vierten su contenido al exterior de la célula, donde tiene lugar la digestión (digestión extracelular).

LISOSOMAS

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VACUOLAS

• Son estructuras membranosas que acumulan diversas sustancias. Grandes en células vegetales

• Actúan como almacén de nutrientes o sustancias de desecho y como un regulador de la turgencia/rigidez de la célula.

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Proporcionan energía a la célula para que pueda realizar las funciones vitales: mitocondrias y cloroplastos. Ambos poseen su propia información genética (autonomía)

Son orgánulos presentes en el citoplasma de todas las células eucarióticas. Su forma se asemeja a un cilindro alargado. Lo más frecuente es que las mitocondrias estén dispersas en el hialoplasma, y su número depende del tamaño de la célula: unas pocas en las levaduras y de 1000 a 2000 en una célula hepática. Son las encargadas de la obtención de la energía mediante la respiración celular, las moléculas orgánicas se combinan con oxígeno liberando energía en forma de ATP. (ATP-sintetasas)

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La observación al microscopio electrónico pone de manifiesto que cada mitocondria está separada del hialoplasma por una membrana continua: la membrana mitocondrial externa. Esta membrana externa está rodeada interiormente por una segunda membrana: la membrana mitocondrial interna. La membrana interna forma repliegues orientados hacia el interior de la mitocondria y son las llamadas crestas mitocondriales (por lo que su superficie es 5 veces mayor que la de la membrana externa). Las dos membranas mitocondriales delimitan dos compartimentos diferentes: un primer compartimento situado entre la membrana mitocondrial externa y la interna que es el espacio intermembrana; un segundo compartimento limitado por la membrana mitocondrial interna que es la matriz mitocondrial. En la matriz encontramos ADN y ribosomas mitocondriales.

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Los cloroplastos se localizan en células vegetales fotosintéticas y, en los vegetales superiores, tienen forma lenticular (de lenteja). Su número suele ser de unos 40 por célula. Son de color verde debido a su elevado contenido en clorofila. En ellos se produce la FOTOSÍNTESIS que consiste en la formación de materia orgánica a partir de compuestos inorgánicos (H2O, CO2, NO3

=, SO4=, PO4

3-...), que reducen gracias a la energía captada por los pigmentos fotosintéticos.

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La observación al microscopio electrónico de un cloroplasto de una célula de vegetal superior nos revela que cada cloroplasto está rodeado de una doble membrana (externa e interna), la membrana externa separa el cloroplasto del hialoplasma, y la membrana interna, que delimita un estroma. Entre ambas existe un espacio, el espacio intermembrana. La Membrana Interna Cloroplástica (M.I.C.), a diferencia de lo que ocurre en las mitocondrias, carece de crestas y encierra un gran espacio central, el estroma (que contiene ribosomas, enzimas, ADN y ARNt , gránulos de almidón y gotas de lípidos), en el que se bañan un tercer tipo de membrana, la membrana tilacoidal, que constituyen las paredes de unas pequeñas vesículas discoidales aplanadas (a modo de largos sacos cerrados), los tilacoides. En las membranas de los tilacoides se encuentran los pigmentos fotosintéticos, fundamentalmente clorofila y carotenoides. Los tilacoides están comunicados entre sí y encierran un tercer compartimento el espacio tilacoidal (o intratilacoidal). Existen unos tilacoides más alargados que a veces comunican con la M.I.C. y que son llamados lamelas o "tilacoides del estroma".

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Algunas células eucarióticas son capaces de moverse, mediante dos formas distintas: • Mediante cilios y flagelos • Por cambios en la viscosidad del citoplasma

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La estructura del núcleo es diferente según el momento de la vida de la célula. Cuando no se está dividiendo está en INTERFASE. Cuando comienza la división del núcleo, el núcleo cambia completamente: solo permanece el material genético, pero no como cromatina, sino transformado en cromosomas, forma condensada del material genético, mejor para su transporte y reparto.

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Membrana

nuclear

Formada por dos

membranas y con muchos

poros

Separa y protege el ADN

del resto de la célula

Nucleoplasma Formado por ADN

yARN

Contiene enzimas

involucradas en la

replicación del ADN y

transcripción del ARN

Cromátida Formado por ADN y

proteínas

Contiene la información

genética

Nucleolo Esfera de ARN y

proteínas

Síntesis de ribosomas

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Los cromosomas están formados por dos cadenas de ADN repetidas que se espiralizan y se mantienen unidas, de forma que en un cromosoma se distinguen dos partes que son idénticas y reciben el nombre de CROMÁTIDAS, que se unen por un punto llamado CENTRÓMERO. El centrómero divide a las cromátidas en dos partes que se denominan BRAZOS.

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Estas cadenas repetidas surgen al final de la Interfase, antes de la división celular, a partir de la replicación de la única cadena que existe en la Interfase; esto quiere decir que una célula que no está en división tiene en su núcleo cadenas individuales de ADN que forman la CROMATINA, mientras que cuando está en división tiene pares de cadenas duplicadas que forman CROMOSOMAS.

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Las células de los individuos de una especie determinada suelen tener un NÚMERO FIJO DE CROMOSOMAS, que en las plantas y animales superiores se presentan por pares. El ser humano tiene 23 pares de cromosomas. En estos organismos, las células reproductoras tienen por lo general sólo la mitad de los cromosomas presentes en las corporales o somáticas. Durante la fecundación, el espermatozoide y el óvulo se unen y reconstruyen en el nuevo organismo la disposición por pares de los cromosomas; la mitad de estos cromosomas procede de un parental, y la otra mitad del otro.

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Célula eucariota animal

Membrana

Citoplasma

Núcleo

Retículo Endoplasmático

Aparato de Golgi

Ribosomas

Mitocondrias

Vacuola

Lisosoma

Citocentro

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Célula eucariota animal

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Célula eucariota vegetal

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1) Núcleolo. (2) Núcleo celular. (3) Ribosoma. (4) Vesículas. (5) Retículo Endoplásmico Rugoso. (6) Aparato de Golgi. (7) Microtúbulos. (8) Retículo Endoplásmico Liso. (9) Mitocondria. (10).Vacuola. (11) Citoplasma. (12) Lisosoma.

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Reproducción celular

En las células procariotas (*) se produce la división simple por bipartición: el ADN de la bacteria se duplica y forma dos copias idénticas. Cada copia se va a un punto de la célula y más tarde la célula se divide en dos mitades. Así se forman dos células hijas iguales, más pequeñas que la progenitora.

Mediante el proceso de reproducción, las células dan lugar a nuevas células. En los organismos unicelulares, la reproducción coincide con la creación de un nuevo ser; en los pluricelulares, las nuevas células forman parte de los diferentes tejidos para sustituir a las que mueren o para crecer.

(*) Hay dos tipos de células: procariotas y eucariotas. Las procariotas son más primitivas, más sencillas, con muy pocos orgánulos, con el material genético disperso en el citoplasma, no envuelto por una membrana nuclear: no tienen un verdadero núcleo. Son las bacterias.

Células hijas formándose

Material genético

División bacteriana.

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Reproducción celular

En las células procariotas (*) se produce la división simple por bipartición: el ADN de la bacteria se duplica y forma dos copias idénticas. Cada copia se va a un punto de la célula y más tarde la célula se divide en dos mitades. Así se forman dos células hijas iguales, más pequeñas que la progenitora.

Mediante el proceso de reproducción, las células dan lugar a nuevas células. En los organismos unicelulares, la reproducción coincide con la creación de un nuevo ser; en los pluricelulares, las nuevas células forman parte de los diferentes tejidos para sustituir a las que mueren o para crecer.

(*) Hay dos tipos de células: procariotas y eucariotas. Las procariotas son más primitivas, más sencillas, con muy pocos orgánulos, con el material genético disperso en el citoplasma, no envuelto por una membrana nuclear: no tienen un verdadero núcleo. Son las bacterias.

División bacteriana.

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Reproducción celular

En las células eucariotas, se diferencian dos procesos en la reproducción celular: la división del núcleo y la división del citoplasma.

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Reproducción celular En las células eucariotas hay dos tipos de división celular: mitosis y meiosis.

Célula madre Células hijas

MITOSIS

MEIOSIS

2n

2n

2n

2n

n

n

n

n

Cuando una célula se divide por

mitosis, las células hijas son idénticas a la célula madre.

Cuando la división es por meiosis, se

reduce a la mitad el número de

cromosomas.

diploides

haploides

Por meiosis se dividen las células germinales (madres) de los espermatozoides (situadas en los testículos) y las células germinales (madres) de los óvulos (en los ovarios). Las células hijas, los gametos, son haploides (n).

(*) Células somáticas: células que constituyen el organismo, excepto las sexuales.

El cuerpo crece porque las células somáticas (*) se dividen por mitosis. En un adulto la mitosis hace posible la regeneración de las células muertas.

Célula madre Células hijas

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Cuando los organismos crecen o reparan tejidos dañados, forman nuevas células mediante el proceso de división celular llamado mitosis.

1.- La mitosis

La mitosis es una parte del ciclo celular

Al final de cada mitosis hay dos células hijas

Un adulto tiene muchas más células que un bebé. Todas se han formado por mitosis sucesivas, a partir del cigoto.

El ciclo celular:

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1.- La mitosis

Para que pueda darse la división nuclear es necesario que se de previamente otro proceso, que es la replicación o autoduplicación del ADN.

Fíjate que las dos cromátidas de un cromosoma terminan separándose y repartiéndose a las células hijas

La autoduplicación del ADN ocurre al final etapa del ciclo celular llamada interfase.

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1.- La mitosis

La mitosis no es exactamente una reproducción en sí misma, sino que 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, relativamente rápida, que para ser estudiada se suele dividir en varias fases, que son la PROFASE, la METAFASE, la ANAFASE y la TELOFASE.

DIVISIÓN NUCLEAR (CARIOCINESIS)

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La mitosis

La mitosis no es exactamente una reproducción en sí misma, sino que es un proceso de división nuclear (cariocinesis) 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, relativamente rápida, que para ser estudiada se suele dividir en varias fases, que son la PROFASE, la METAFASE, la ANAFASE y la TELOFASE.

CARIOCINESIS

CITOCINESIS

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Comienza con la conversión de la CROMATINA en CROMOSOMAS (1) por un proceso de espiralización de las cadenas (igual que si tenemos un alambre largo y lo convertimos en un muelle), seguiremos teniendo lo mismo, pero de forma diferente: las dos cadenas que son completamente idénticas (ya que una se ha formado por replicación de la otra) se espiralizan juntas originando las cromátidas del cromosoma. Se duplican los centríolos (2). La membrana nuclear desaparece (3). Cuando ya ha desaparecido la membrana nuclear, los centríolos migran hacia los polos (extremos) de la célula (4), apareciendo entre los dos pares de centríolos una serie de fibras de proteína dispuestas de polo a polo que reciben el nombre en conjunto de HUSO ACROMÁTICO (5). Los cromosomas ya formados se mueven y se unen a una fibra del huso por su centrómero (un sólo cromosoma por fibra) (6), de manera que las cromátidas miran hacia los polos de la célula. Cuando se han unido se van moviendo hasta situarse en el centro de la célula. En la célula vegetal no existen centríolos y a veces no se ve el huso acromático.

PROFASE

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Es una fase breve en la que todos los cromosomas se encuentran situados en el ecuador (parte media) de la célula, formando una figura muy característica llamada PLACA ECUATORIAL (1). Tras colocarse aquí comienza la siguiente fase.

METAFASE

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Las cromátidas se separan y se desplazan hacia los centríolos, 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.

ANAFASE

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Es como una profase al revés, los cromosomas se desespiralizan y se transforman en cromatina (2); aparece la membrana nuclear (1), quedando una célula con dos núcleos. Aquí concluye la mitosis propiamente dicha.

TELOFASE

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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.

DIVISIÓN CITOPLASMÁTICA (CITOCINESIS)

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La meiosis

INTERFASE (duplicación del ADN)

1. PROFASE I (Condensación de los cromosomas)

2. METAFASE I (Los cromosomas se disponen en parejas)

3. ANAFASE I (Separación

de los cromosomas)

4. TELOFASE I y CITOCINESIS

5. PROFASE II (se

vuelve a formar el huso)

Células hijas

6. ANAFASE II (Separación de cromátidas)

7. TELOFASE y CITOCINESIS

MEIOSIS I (separación de cromosomas homólogos)

MEIOSIS II (separación de cromátidas hermanas)

SOBRECRUZAMIENTO

MEIOSIS II (separación de cromosomas homólogos)

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La meiosis

MEIOSIS

2n

n

n

n

n

haploides

Por meiosis se dividen las células germinales (madres) de los espermatozoides (situadas en los testículos) y las células germinales (madres) de los óvulos (en los ovarios). Las células hijas, los gametos, son haploides (n).

Célula madre 4 Células hijas

Cuando la división es por meiosis, se

reduce a la mitad el número de

cromosomas.

Recuerda que ya hemos visto que:

Debe existir un mecanismo por el cual se reduzca a la

mitad el número de cromosomas para formar

óvulos o espermatozoides. Este mecanismo es la

MEIOSIS (del griego meios =

mitad)

2n 2n

2n 2n

n n

Page 111: Ud4 la celula

La meiosis

Tampoco es una reproducción en sí misma, sino que es un proceso de división nuclear que utiliza los mismos mecanismos que la mitosis, por lo que es bastante parecida, aunque su significado biológico es diferente ya que es reducir a la mitad el número de cromosomas para que no se duplique el número de la especie tras la fecundación (= fusión de gametos). La meiosis es en realidad una doble división (de las cuales la segunda es como una mitosis normal) que se da exclusivamente en células diploides. El proceso comienza igual que la mitosis, es decir, con una replicación previa de todas las cadenas de ADN al final de la interfase, de manera que al comenzar la división tenemos doble número de cadenas; tras la duplicación comienza la meiosis.

Animación de la meiosis

Primera división

Segunda división

2n

n n n n

Como hay dos divisiones, se forman cuatro células hijas, que son haploides (n)

Célula madre

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La meiosis

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La meiosis

DIVISIÓN I PROFASE I

Es similar a la de mitosis en cuanto a que es una fase de preparación: - desaparece la membrana nuclear (3) - se espiralizan las cadenas de ADN, apareciendo los cromosomas (1) - se duplican los centríolos (2) y migran a los polos (4) - se forma el huso acromático (6) - cada par de cromosomas se une a una fibra del huso (5)

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La meiosis

DIVISIÓN I PROFASE I

Hasta aquí sucede como en una profase mitótica normal. Las diferencias con la profase normal se dan en el comportamiento de los cromosomas, ya que éstos antes de unirse a las fibras del huso se van moviendo y se agrupan por parejas de manera que los cromosomas que son iguales (CROMOSOMAS HOMÓLOGOS) quedan formando pares unidos cromátida contra cromátida; esta unión va a permitir que se lleve a cabo el proceso más importante de la reproducción sexual ya que es el que permite que las generaciones filiales sean diferentes a las parentales, es la RECOMBINACIÓN GENÉTICA, que consiste en que las cromátidas de los cromosomas homólogos que quedan juntas se intercambian trozos de sus cadenas de ADN, apareciendo cromátidas nuevas que antes no existían, las cromátidas recombinadas, que darán lugar a la aparición de individuos adultos nuevos que tampoco existían anteriormente.

La recombinación genética

Una vez realizada la recombinación en todos los cromosomas cada par de homólogos se une a una fibra del huso (5), es decir, se colocan dos cromosomas por cada fibra del huso acromático, en lugar de un cromosoma por fibra como sucedía en la mitosis; luego los pares se desplazan para colocarse en el centro de la célula.

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La meiosis

DIVISIÓN I METAFASE I

Los pares de cromosomas homólogos se sitúan en la parte media de la célula formando la placa ecuatorial (1).

ANAFASE I

Se produce la separación y migración de los cromosomas homólogos, por lo que a diferencia de lo que sucedía en la mitosis, los que se desplazan son cromosomas enteros en lugar de cromátidas. 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.

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La meiosis

DIVISIÓN I TELOFASE I

Como en la telofase normal, se puede regenerar nuevamente el núcleo (1), iniciándose inmediatamente la División II

CITOCINESIS I

La célula binucleada divide su citoplasma en dos, quedando dos células hijas que van a entrar en la segunda división meiótica.

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La meiosis DIVISIÓN II

Es como una mitosis normal que se da simultáneamente en las dos células hijas; en profase II se unen cromosomas individuales a las fibras del huso y en anafase II se separan cromátidas; al final de la citocinesis II tendremos cuatro células hijas que tendrán cada una la mitad de las cadenas de ADN que tenían en la interfase; serán por tanto células haploides cuya función será la de intervenir en la fecundación, es decir, serán gametos. En las células vegetales la meiosis es similar pero con las mismas diferencias que en la mitosis normal

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LA MEIOSIS

Las células reproductoras se producen mediante un proceso llamado meiosis que reduce a

la mitad el número de cromosomas. En este proceso sólo va a cada célula reproductora

uno de los cromosomas de cada par de homólogos.

Esta es la razón por la que los gametos son haploides en lugar de diploides.

Además, se produce una recombinación genética entre las parejas de cromosomas

homólogos.

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La mitosis y la meiosis

Compara: hay semejanzas y diferencias entre mitosis y meiosis:

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Los niveles de organización biológicos

Niveles abióticos

Niveles bióticos

Particulas subatómicas

Átomos

Moléculas

Macromoléculas

Orgánulos

Células

Tejidos

Órganos

Aparatos y sistemas

Individuo

Población

Comunidad

Ecosistema

Ecosfera