guia de estudio ciclo celular

GUIA DE APRENDIZAJE “REPRODUCCIÓN CELULAR”
GUÍA DE ESTUDIO REPRODUCCIÓN CELULAR “MITOSIS &MEIOSIS”
Las células como unidades elementales de la vida, necesariamente tienen la capacidad de reproducirse, es decir
producen replicas de si misma partiéndose en dos. Esto quiere decir que células diploides* (2n) generan células
diploides, con el mismo material genético que la célula de origen, por ello es necesario que las células aumente
de tamaño y duplique su material genético. El periodo en que las células crece y duplican su material hereditario,
para posteriormente partirse en dos, se llama INTERFASE (G1 G0, S y G2) y el periodo dedicado a repartirse en
dos células hijas equitativamente el material génico duplicado y “el citoplasma” (cito diéresis) se conoce como
MITOSIS
La reproducción celular por mitosis genera células diploides idénticas entre si, conservando el numero de
cromosomas, existe también otra modalidad la reproducción meiótica, ella mas que constituir un proceso de
reproducción celular que aumenta el numero de células, es un mecanismo cuya función es reproducir gametos y
constituye un proceso por el cuál las células diploides (2n) generan células que tienen solo un cromosoma de
cada par, vale decir células HAPLOIDES (n)
ETAPAS DEL CICLO CELULAR
G1 “GAP1” ó Intervalo 1
La célula presenta actividad bioquímica intensa, aumentando de tamaño, ribosomas y mitocondrias,
Enzimas, así como otras moléculas y estructuras son sintetizadas de novo las fibras de cromatina (cromosomas)
son simples y se le asocia al valor 2c. El tiempo de duración algunas horas, meses o años,
Aunque estos dos últimos casos pueden considerar G0
S “Síntesis”
Duplicación del ADN y síntesis de proteínas asociadas al ADN, se forman dos copias idénticas de ADN. Al final
de la etapa se le asigna el valor de 4c (tiempo de duración algunas horas)
G2
Reparación del ADN dañado y comienza la síntesis necesaria para la conformación de la cromatina, que inicia
lentamente su enrollamiento y compactación. Esto provocara la aparición de los cromosomas (46 en los
humanos), que van a permitir la separación del material genético de las células en la mitosis y en la meiosis,
Además en las células animales se duplica el par de centríolos. También se inicia el ensamblaje de la estructura
del huso mitótico sobre el cual se organizarán los cromosomas.
Material genético 4c.
G0 fase de reposo proliferativo, donde se encuentran aquellas células que no están proliferando (multiplicando)
y experimentan el proceso de diferenciación. Dependiendo de la situación puede revertirse en forma facultativa,
volviendo al ciclo y de aquí a la mitosis, como sucede con las células hepáticas o hepatocitos. Para aquellas
células muy diferenciadas el retorno a la fase de proliferación, es en general, casi imposible, es el caso de las
células nerviosas o neurona, aunque hay excepciones como es el ejemplo de las neuronas del bulbo olfativo que
retornan al ciclo celular
MITOSIS: Es la división del núcleo (donde las cromatida hermanas de cada cromosoma se separan), para
producir dos células “Hijas” idénticas.
El objetivo de la mitosis es obtener células con la misma información genética y que podrían ser utilizadas en la
reparación de heridas, crecimiento de órganos, crecimiento del organismo, En organismos unicelulares el
proceso de división también existe, cuyo finalidad es duplicar el número de individuos; como por ejemplo la
bipartición en las bacterias
Por fines didácticos la mitosis se dividen en 4 fases: PROFASE, METAFASE, ANAFASE Y TELOFASE
PROFASE: Previa duplicación del ADN durante la interfase, se produce la condensación del material
genético (que normalmente existe en forma de cromatina), con lo que se forman los cromosomas; y el
desarrollo bipolar del huso mitótico. Uno de los hechos más tempranos de la profase es la migración de dos pares
de centríolos hacia extremos opuestos de la célula. La envoltura nuclear se desorganiza y se presenta el huso
mitótico organizado. Los cromosomas han sido alcanzados en el cinetocoro por las fibras del huso
(microtúbulos).
METAFASE: El huso mitótico, que se une a los cromosomas por el cinetocoro desplaza a los cromosomas
hacia el plano ecuatorial, formando la placa ecuatorial o metafásica.
ANAFASE: Es la fase más corta de la mitosis, en ella los microtúbulos del huso separan los cromosomas
longitudinalmente, lo que da lugar a la separación de las cromátidas hermanas, ahora llamadas cromosomas, que
se dirigen a polos opuestos. Este movimiento esta mediado por la polimerización y despolimerizacion de los
microtúbulos del huso mitótico. Comienza a formarse la membrana nuclear
En paralelo ocurre LA CITOCINESIS, la separación física del citoplasma en dos células hijas durante la
división celular es denominado segmentación. Su mecanismo es distinto en la célula animal (por estrangulación)
o vegetal (por tabicación).
TELOFASE: En la Telofase los cromosomas llegan a los polos y comienzan a descondensarse adoptando la
forma helicoidal los cromosomas, aparece el nucleolo, y se reconstruye la membrana nuclear a partir del retículo
endoplásmico y los restos de membrana.
MEIOSIS
El proceso de la dura semanas o incluso años. A lo largo del mismo tienen lugar dos divisiones sucesivas, cada
una de ellas meiosis tiene una duración variable, pero es mucho más largo que la mitosis, suele durar varios días
y a veces similar a una mitosis, por lo que, para su estudio, se divide en las siguientes fases:
Primera división meiótica. Como en la mitosis, cada cromosoma se habrá replicado previamente en dos
cromátidas genéticamente idénticas, pero en lugar de separarse se comportan al principio como una sola unidad.
En esta división se distinguen:
Profase I. Los cromosomas se van condensando. Al mismo tiempo, cada pareja de cromosomas homólogos se
reconocen, y se van apareando o uniendo a lo largo de toda su longitud, mediante el proceso de sinapsis
cromosómica, originando un bivalente de dos cromosomas y cuatro cromátidas. Ahora tendrá lugar un
acontecimiento de gran trascendencia: el entrecruzamiento, en el que los cromosomas no hermanos (uno de
origen paterno y otro materno) intercambian fragmentos de cromátidas, recombinándose la información
hereditaria procedente del padre y de la madre. Posteriormente los cromosomas se separan en algunos puntos y
permanecen unidos en otros llamados quiasmas. Al final de esta fase, por fin, se hacen visibles las dos
cromátidas de cada cromosoma.
Figura 1: Transformaciones de los cromosomas durante la sinápsis
cromosómica de la profase I de la meiosis
Metafase I. Los cromosomas se disponen en el plano ecuatorial de la célula, pero, al contrario de la mitosis, los
microtúbulos del huso se unen por un solo lado al cinetocoro de los cromosomas.
Anafase I. Se separan los quiasmas y un juego completo de cromosomas se desplaza hacia cada polo de la
célula.
Telofase I. Se forman dos núcleos y, en la mayoría de los casos, también se divide el citoplasma originándose
dos células con un número n de cromosomas, cada uno con dos cromátidas.
Figura 2: Evolución de los cromosomas y los cinetocoros a lo largo de la meiosis
- Segunda división meiótica. Se inicia sin que se produzca una replicación previa del ADN de los cromosomas
resultantes de la división anterior. En ella se distinguen:
Profase II. Es muy breve, los cromosomas se descondensan, las membranas nucleares se rompen y se forman
nuevos microtúbulos del huso.
Metafase II. Los cromosomas se alinean en la placa metafásica. Pero ahora los microtúbulos del huso se unen
por ambos lados a cada cromosoma.
Anafase II. Se separan las cromátidas de cada cromosoma y se dirige un juego completo a cada polo de ambas
células.
Telofase II. Se forman nuevas envolturas nucleares y se originan, finalmente, cuatro núcleos (y generalmente
cuatro células separadas) haploides, cada uno con un solo juego de cromosomas formados por una sola
cromátida.
A través de la meiosis no sólo se forman células haploides que harán posible la fecundación y la reproducción
sexual, al mismo tiempo, como se ha visto, también se recombina, mediante el entrecruzamiento cromosómico la
información genética que pasa de una generación a la siguiente, lo cual favorece la variabilidad genética de las
poblaciones y, por tanto, la adaptación y la evolución de las especies.
Por otro lado, un proceso necesario para la reproducción sexual del organismo es la meiosis, en la que se forman
cuatro células haploides a partir de una diploide, y se produce además una mezcla de genes paternos y maternos
con la consiguiente variabilidad genética. Según el momento en que se produzca la meiosis se diferencian los
ciclos biológicos haplonte, diplohaplonte y diplonte. En el proceso de meiosis se distinguen dos divisiones
consecutivas, y en cada una de ellas también se diferencian cuatro etapas: profase, metafase, anafase y telofase.
La más larga y compleja es la profase I.
Hitos científicos
1890 Waldeyer comprueba que los cromosomas se dividen de forma exacta durante la meiosis, originando dos
células hijas con idéntica dotación cromosómica.
1998 Thomson, Gearhart y Pedersen descubrieron las primeras células madre embrionarias de la especie
humana, abriendo el camino para el posible desarrollo futuro de tejidos y órganos, creados en el laboratorio para
realizar trasplantes.