Ciclo Celular - Mitosis

CICLO CELULAR. MITOSIS. MEIOSIS
1) Ciclo celular
Es la capacidad que tienen las células de reproducirse. Consta de dos etapas fundamentales:
Interfase y la división celular.
La interfase consta de tres etapas:
G1: gap, Es el intervalo en el cual no hay síntesis de ADN. Es muy variable, puede durar días,
meses o años. ( las células que no se dividen; ej.: nerviosas, o que se dividen poco; ej: linfocitos; se
hallan en el período G1 que en estos casos se llamará G0 porque las células se retiran del ciclo
celular).
S: etapa donde se duplica el ADN, no hay división celular. Preparación para la mitosis.
G2: intervalo, Tiempo que transcurre entre el final de la síntesis de ADN y el comienzo de la
mitosis. Durante esta etapa la célula contiene el doble (4n) de la cantidad de ADB presente en la
célula diploide original (2n). Le provee a la célula un lapso durante el cual actúan mecanismos de
seguridad para controlar si las moléculas de ADN se replicaron correctamente.
División celular:
M: es la etapa del ciclo celular donde se produce la división celular. Puede ser mitosis o meiosis,
pero si es meiosis determinará el fin del ciclo celular.
2) Mecanismos de regulación del ciclo celular:
Hay mecanismos especiales para coordinar los procesos de síntesis en el núcleo y en el citoplasma
y determinar el inicio y el fin de las fases del ciclo celular. En estos mecanismos actúan proteínas de
regulación, cuyas concentraciones varían en las diferentes etapas del ciclo celular. Estas son las
ciclinas y las quinasas dependientes de las ciclinas.
Hay varios tipos de ciclinas:
CDK, CDC, MPF (están en G2 y permiten entrar en M) y SPF (están en G1 y permiten entrar en S).
Desarrollo del control:
Poco antes de finalizar la fase G1 la célula toma la decisión de dividirse. Recibe el nombre de
punto de arranque o de control G1. Aquí intervienen las ciclinas y las quinasa (cdk2). Luego la
célula ingresa en fase S, comienza a replicar su ADN, cuando una ciclina G1 activa a la quinasa
cdk2, ésta inicia una cadena de fosforilación en sucesivas proteínas intermedias. Finalmente se
activan las moléculas responsables de la replicación del ADN.
La Cdk2 se activa sólo cuando la ciclina C1 alcanza un determinado umbral de concentración. A
partir de allí la Cdk2 y la ciclina 1componen un complejo proteico denominado SPF.
El SPF induce la apertura de los orígenes de replicación y activa a moléculas involucradas en la
síntesis del ADN. En cierto momento de la fase S la concentración de la ciclina G1 comienza a
declinar, cuando cae por debajo del umbral se separa de la Cdk2, con lo cual el SPF deja de
existir. Las ciclinas son degradadas.
En la fase M: intervienen la Cdc2 y la ciclina M, que comienza a sintetizarse a partir de la fase G2.
cuando la cilcina alcanza un determinado umbral de concentración se une a la Cdc2 y ambas
moléculas componen un complejo MPF. Activada por la ciclina M la Cdc2 fosforila varias
moléculas.
MITOSIS
En esta división celular los materiales de la célula se duplican y luego se reparten equitativamente
entre las dos células hijas. En el citoplasma se producen dos procesos importantes: a) La formación
del huso mitótico: se forma cada vez que la célula comienza a dividirse y desaparece cuando
termina la división. El huso está compuesto por microtúbulos que sirven de armazón estructural, es
un sistema generador de fuerzas que controla la posición de los cromosomas y su distribución en las
células hijas. Para ello los microtúbulos del huso se implantan en los centrómeros.
La mitosis tiene 5 etapas: ( en las dos últimas etapas se produce además la citocinesis)
Profase: se condensa la cromatina y los cromosomas se hacen visibles (1). Los centríolos se
empiezan a separar hacia los polos opuestos (2). Se empieza a desarmar la lámina nuclear (3).
Prometafase: Desaparece la lámina nuclear y por ello también se desarma la carioteca. Los
cromosomas quedan sueltos (6). Los centríolos llegan a los polos y forman el huso mitótico (4). El
huso está formado por tres tipos de microtúbulos (5):
1) Aster: cortos, nacen del polo en forma radiada.
2) Polares: largos, van hacia el ecuador celular y su extremo + se une a los microtúbulos que
vienen del polo opuesto.
3) Cinetocóricos: van desde el polo hasta los cinetocoros (están en los centrómeros, parte más
delgada del cromosoma).
Metafase: los 46 cromosomas quedan alineados en el plano ecuatorial (1). Los microtúbulos se
polimerizan y despolimerizan para poder centrar a los cromosomas.
Anafase temprana: se separan las cromátidas hermanas y se dirigen hacia los polos por
despolimerización.
Anafase tardía: Cambia la forma de la célula. Pasa de ser esférica, a ser más alargada. Este cambio
de forma está dado por la polimerización de los microtúbulos polares. Al estirarse la célula y
retirarse los cromosomas del centro, solo quedan los discos o placa intermedia. Alrededor se forma
un anillo (remanentes de las fibras del huso) de actina y miosina II, que tendrá como fin estrangular
a la célula y dividir su citoplasma (a este proceso se lo llama citocinesis)
Telofase: Las cromátidas llegan a los polos. Desaparecen las fibras cinetocóricas del huso. Las
fibras polares exhiben una mayor longitud. Los cromosomas se convierten en fibras de cromatina
desenrolladas (2), éstas son rodeadas por partes del retículo endoplásmatico ( que forman la
envoltura nuclear definitiva) en torno de los dos núcleos hijos.(1) En los núcleos reaparecen los
nucléolos y se completa la contracción del anillo dando fin a la citocinesis.
MEIOSIS
Definición:
Es un tipo especial de división celular exclusiva de los organismos que se reproducen
sexualmente. La meiosis es de vital importancia ya que si la reproducción fuese por mitosis cada
gameto tendría 46 cromosomas y el cigoto 92, por ende el número de cromosomas se duplicaría
cada generación.
Por esa razón:
a) el número de cromosomas se reduce a la mitad.
b) se produce la recombinación genética, el intercambio de segmentos cromosómicos
c) la separación al hazar de los cromosomas homólogos paternos y maternos.
Cromosomas homólogos: son las dos versiones de cromosomas idénticos, uno aportado por el
padre y el otro por la madre.
Diferencias entre meiosis y mitosis
MITOSIS
Lugar donde * en las células somáticas
se producen
Etapas
y *después de la duplicación hay una
número
de división celular con lo que las células
células hijas hijas tienen la misma cantidad de
ADN que las células madres y un
número diploide de cromosomas.
Fases
* Fase S se produce la síntesis del
ADN y es seguida por G2.
Cromosomas
Duración
Material
genético
MEIOSIS
* en las células sexuales
* después de la duplicación hay dos
divisiones ( I y II) dando cuatro
células
hijas
haploides
que
contienen la mitad del ADN.
* Fase S más larga, síntesis del
ADN. La fase G2 es muy corta o no
existe.
* Los cromosomas evolucionan * los cromosomas homólogos ( en
independientemente unos de otros.
división I) se relacionan entre sí (
aparean) e intecambian partes ( se
combinan).
* Corta, aproximadamente una hora. * Es larga, en el hombre dura 24
días; en la mujer varios años.
* no varía en las próximas * genera una gran variabilidad
generaciones
genética.
Complejo sinaptonémico:
Es un armazón proteico que se construye para que se produzca el alineamiento y la recombinación
de los cromosomas homólogos, estabilizándolos para facilitar esta última. Posee dos componentes
laterales, sobre los cuales se aplican las cromátidas de un cromosoma homólogo y una parte central
entre ambas. (Laterales: proteínas básicas; lateral y central: proteínas fibrilares).
Consecuencias genéticas de la meiosis:
La meiosis puede considerarse un mecanismo destinado a distribuir al azar genes maternos y
paternos en los gametos, tanto por recombinación genética como por la segregación de cromosomas
homólogos.
Etapas de la división meiótica:
La meiosis comprende 2 divisiones celulares. La primera se caracteriza por su larga profase, en
ella los cromosomas homólogos se aparean y recombinan para intercambiar material genético.
M
E
I
O
S
I
S
Profase I
I
Preleptonema: los cromosomas son difíciles de observar.
Leptonema: aumenta el tamaño del núcleo y de los cromosomas, los
que parecen ser simples en vez de dobles.
Cigonema: se produce el apareamiento de los cromosomas homólogos,
entre los cuales se forma el complejo sinaptonémico.
Paquinema: se produce la recombinación genética. Las cromátidas
hermanas intercambian información, se produce el crossing-over o
recombinación genética (entrecruzamiento de información)
Diplonema: los cromosomas homólogos comienzan a separarse y se
desintegra el complejo sinaptonémico. La separación no es completa,
quedan unidas en el lugar donde tuvo lugar el intercambio de
información. Esos puntos de unión se llaman quiasmas.
Diacinesis: la cromatina se vuelve a condensar, se distribuye por todo
el núcleo y desaparece el nucléolo.
Prometafase I
Metafase I
Anafase I
Telofase I
INTERFASE
M
E
I
O
S
I
S
II
Profase II
Metafase II
Anafase II
Telofase II
Diferencias entre meiosis femenina y masculina:
MEIOSIS FEMENINA
A los 20 días desde la fecundación aparecen
las primeras células germinativas. Se dividen y
transforman en ovogonios. Entre el 3° y 7° mes
los ovogonios entran en meiosis y se convierten
en ovocitos I. Luego en cada ciclo menstrual
varios ovocitos entran en meiosis I, pero solo 1
o 2 la termina. Esos son los llamados ovocitos
II. Son liberados por el ovario a las trompas de
Falopio.
Puede durar hasta 50 años
MEIOSIS MASCULINA
Las células germinativas primitivas se
convierten en espermatogonio, luego estos
entran en meiosis en la pubertad.
Dura hasta una edad relativamente avanzada.