el ciclo celular - Amazon Web Services

NÚCLEO
TEMA 11
Ciclo celular
EL CICLO CELULAR
 La división celular ocurre después de completarse las tres fases
preparatorias que constituyen la interfase.
Fases del ciclo celular
Fase G1
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.
Sub Fase G0
Esta etapa sólo se
genera en células
que permanecen
latentes durante un
período de tiempo
determinado, por
ejemplo: neuronas,
glóbulos rojos, etc.
Fase S
Fase G2
Ocurre la duplicación
del ADN y de las
histonas y proteínas
asociadas al mismo.
Ocurren los
preparativos finales
para la división celular.
Es un proceso
anabólico.
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.
Núcleo
NÚCLEO
 Contiene el material genético y organiza su reparto en la
división.
 Dirige la actividad de la célula.
 Existen dos estados en el
núcleo: núcleo en interfase y
durante la división
 Durante la interfase se
distingue:




La envoltura o membrana nuclear.
Nucleoplasma.
La cromatina.
El nucléolo.
NÚCLEO
Membrana nuclear
 Es una membrana doble que rodea al
núcleo.
 Se continua con el retículo endoplásmico.
 La membrana nuclear tiene poros por
donde pasan algunas moléculas desde el
núcleo al citoplasma y viceversa.
Membrana nuclear
 En contacto con la membrana interna del núcleo se encuentra la
lámina nuclear.
Poros nucleares
 Las membranas nucleares están atravesadas por poros que permiten
el paso selectivo de moléculas de cierto tamaño como el ARN.
Nucleoplasma y matriz nuclear
 El nucleoplasma es el medio en el que se realiza la
síntesis de los ácidos nucleicos y contiene todos los
elementos necesarios para ello.
 La matriz nuclear es un entramado de proteínas,
más o menos análogo al citoesqueleto.
 En contacto con la membrana interna del núcleo
se encuentra la lámina nuclear.
Nucleolo
 El nucléolo es una estructura irregular sin membrana formada por los
genes ribosomales (ADN), proteínas y ARN ribosómico que se fabrica
y almacena a este nivel.
 Su función es organizar los componentes de los ribosomas.
Nucléolo
Núcleo
Citoplasma
Cromatina
 La cromatina está formada por ADN y proteínas.
 Heterocromatina, constitutiva y facultativa
 Eucromatina
 En la división nuclear, la
cromatina toma la forma de
cromosomas.
 El número de moléculas de
DNA (cromosomas) es
variable según la especie.
Cromatina y cromosomas
 Durante la interfase, la cromatina adopta la estructura de filamento
de nucleosomas o de filamento de 30 nm.
 Cuando la célula va a dividirse, la cromatina se condensa y forma
los cromosomas.
FIBRA DE 30 nm
FIBRA DE 10 nm
« collar de perlas »
 Compactado en la fibra de 30 nm, un cromosoma humano aún mediría
0.1 cm = 10 veces más grande que el núcleo celular!!
Cromatina y cromosomas
NIVELES DE COMPACTACIÓN
6 veces compactado
40 veces compactado
> 1000 veces compactado
> 10000 veces compactado
Cromosomas
 Centrómero, estrechamiento
que divide al cromosoma en
dos brazos.
 Cinetocoro es una estructura
que hay en cada centrómero, a
la que se pueden unir los
microtúbulos.
 Los telómeros son los
extremos del cromosoma.
 Cada cromátida contiene una
molécula de DNA:
 Son dos en los cromosomas
metafásicos y una en los
anafásicos.
Cromosoma
Tipos de cromosomas
Cromosoma metafásico
Cromosoma anafásico
Tipos de cromosomas
Metacéntrico
Submetacéntrico
Acrocéntrico
Telocéntrico
Cromosomas
Cariotipo
 Se llama cariotipo al número, tamaño y forma de los cromosomas
metafásicos de un organismo.
Número de cromosomas
 Todas las células de un organismo, (excepción de los gametos),
tienen el mismo número de cromosomas.
 Los individuos de una especie tienen el mismo número de
cromosomas.
 En las células diploides de cada par de cromosomas homólogos
uno viene de un progenitor y otro del otro.
 Los cromosomas homólogos tienen información para los mismos
caracteres pero no necesariamente la misma información.
 Los gametos y las esporas tienen un número haploide (n) de
cromosomas (uno sólo de cada pareja).
 Microorganismos, algas y hongos son generalmente organismos
haploides
División Celular
DIVISIÓN CELULAR
 Todos los organismos vivos utilizan la división celular
como mecanismo de reproducción, o como
mecanismo de crecimiento.
 En organismos pluricelulares la división celular está
destinado a la producción de múltiples células, idénticas
entre sí, que posteriormente derivan en una
especialización y se agrupan en tejidos, órganos y
sistemas.
DIVISIÓN CELULAR
 La división celular es, en realidad, un proceso doble:
 la división nuclear, Cariocinesis o Mitosis.
 la división citoplásmica, o Citocinesis.
 Ambos procesos pueden darse uno detrás del otro, o
primero uno, y algún tiempo después el otro.
 Para que pueda darse la división nuclear es necesario
que se de previamente la replicación del ADN.
MITOSIS
 Es
el proceso mediante el cual se reparte
equitativamente el material cromosómico entre las dos
células hijas, asegurando que la información genética
se transmita sin variación de unas células a otras.
 La mitosis es un proceso continuo, sin interrupciones
que para ser estudiada se suele dividir en varias fases:
PROFASE, METAFASE, ANAFASE y TELOFASE.
Profase
 El nucleolo desaparece.
 Los cromosomas comienzan a hacerse visibles con sus




dos cromátidas unidas por el centrómero (1).
Se duplican los centriolos (2) y migran a los polos (4).
La envoltura nuclear empieza a desaparecer (3).
Los microtúbulos del citoesqueleto se reorganizan y se
forma el huso mitótico, que servirá para arrastrar las
cromátidas de cada cromosoma hacia los polos
opuestos (5).
Los cromosomas se unen a las fibras del huso por el
centrómero (6).
Metafase
 Fase breve en la que todos los cromosomas se encuentran situados
en el ecuador de la célula, formando la PLACA ECUATORIAL (1).
Anafase
 Los centrómeros se dividen y las cromátidas se
separan desplazandose hacia los centriolos.
 Al tiempo van desapareciendo las fibras del huso.
Anafase
Telofase
 Los cromosomas se
desespiralizan y se
transforman en cromatina (2);
aparece la membrana nuclear
(1), quedando una célula con
dos núcleos.
Citocinesis en células animales
 Es la división del
citoplasma en dos
partes, con la repartición
aproximada de los
orgánulos celulares.
 En las células animales
se hace por
estrangulación (anillo
contractil), desde fuera
hacia adentro:
segmentación.
Citocinesis en células vegetales
 En las vegetales se hace por crecimiento de la pared
celular desde dentro hacia afuera.
Citocinesis en células vegetales
 La pared celular no permite el estrangulamiento.
 La citocinesis ocurre por formación de un tabique de
separación (fragmoplasto) entre las 2 células hijas.
 El fragmoplasto se origina en la zona ecuatorial a partir
de la fusión de microtúbulos y vesículas del aparato de
Golgi.
 Al finalizar la fusión permanecen algunos puentes que
conectan el citoplasma de las dos células hijas (Retículo
endoplásmico).
Estas
conexiones
son
los
plasmodesmos.
Animaciones mitosis
MEIOSIS
 Meiosis es un proceso en el cuál
una célula diploide (2n),
experimentará dos divisiones
celulares sucesivas, generando
cuatro células haploide (n).
 Este proceso se lleva a cabo en
dos divisiones nucleares y
citoplasmáticas, llamadas,
Meiosis I y Meiosis II. Ambas
comprenden Profase, Metafase,
Anafase y Telofase.
Meiosis
MEIOSIS
 Durante la meiosis I los miembros de cada par de cromosomas
homólogos se unen primero y luego se separan y distribuyen en
diferentes núcleos.
 En la Meiosis II, las cromátidas hermanas de cada cromosoma se
separan y distribuyen en las células hijas. Entre estas dos etapas
sucesivas no existe la etapa S.
Meiosis I: Profase
 Se divide en: Leptoneno, zigoteno, paquiteno,
diploteno y diacinesis.

Leptoteno: los cromosomas individuales comienzan a
condensar en filamentos largos dentro del núcleo.

zigoteno: Los cromosomas homólogos comienzan a
acercarse hasta quedar apareados en toda su
longitud (formando estructuras que se denominan
bivalentes o tétradas).

Paquiteno: los cromosomas homólogos están
perfectamente apareados. Se produce el fenómeno
de entrecruzamiento o crossing-over.
Entrecruzamiento
 Intercambio de un segmento de DNA entre los dos cromosomas
homólogos, su resultado es una combinación nueva de material
genético: recombinación genética.
 La recombinación genética es el proceso mediante el cual la
información genética se redistribuye. Es gracias a ella que se ha dado
la diversidad en la evolución al crear diversidad en los alelos de
distintos genes.
Entrecruzamiento
 Quiasma es el punto
o lugar físico donde
ocurre el intercambio
de material genético o
entrecuzamiento.
Meiosis I: Profase (continuación)
 Se divide en: Leptoneno, zigoteno, paquiteno,
diploteno y diacinesis.

Diploteno: Los cromosomas comienzan a
separarse, pero continúan unidos por los quiasmas.
Meiosis I: Profase (continuación)
 Se divide en: Leptoneno, zigoteno, paquiteno,
diploteno y diacinesis.


Diacinesis: rompimiento de la membrana nuclear.
Durante toda la profase I continuó la síntesis de
RNA en el núcleo. Al final de la diacinesis cesa la
síntesis de RNA y desaparece el nucleolo.
Los cromosomas adosados a fibras del huso
comienzan a moverse al plano ecuatorial.
Meiosis I (continuación)
Metafase I
 Los cromosomas homólogos se
disponen en el plano ecuatorial (al
azar).
 Existe 50% de probabilidades que
las células hijas reciban el homologo
del padre o de la madre por cada
cromosoma.
Anafase I
 Los quiasmas se separan.
 Los microtubulos del huso se
acortan quedando un juego
haploide de cromosomas en cada
lado.
Meiosis I (continuación)
Citocinesis I
Telofase I
 Cada célula hija tiene la mitad de
cromosomas pero cada una
tiene un par de cromátidas.
 Los husos desaparecen y se
forma la membrana nuclear.
 Los cromosomas se desenrollan
formando una cromatina.
 Después de la telofase 1 ocurren 2
procesos importantes:


Una citocinesis similar a la que
ocurre en la mitosis
Una interfase en la que no existe
fase S, es decir no hay duplicación
del material genético.
Meiosis I
Meiosis II
Profase II
Comienza a desaparecer la envoltura
nuclear y el nucleolo.
 Los cromosomas comienzan a acortarse
y engrosarse.
 Se forma el huso entre los centríolos,
desplazados a los polos de la célula.

Metafase II
 Los cromosomas se alinean en el
plano ecuatorial de la célula.
Meiosis II (continuación)
Anafase II
 Las cromátidas se separan por
sus centrómeros, y un juego de
cromosomas se desplaza hacia
cada polo como lo hacen en la
anafase mitótica.
Telofase II
 Hay un miembro de cada pareja de
homologos en cada polo.
 Se reensamblan las envolturas
nucleares y desaparece el huso
acromático.
 Los cromosomas se descondensan para
formar hilos de cromatina.
Citocinesis Meiosis II
 Finalmente ocurre la citocinesis.
 Las dos divisiones sucesivas producen cuatro núcleos haploide y
completamente distintos.
 Esto se debe al entrecruzamiento de la profase I y al azar que
intervino en la orientación de los cromosomas en la metafase 1.
Meiosis I y II
Meiosis I y II
Importancia biológica de la meiosis
 A nivel genético:



Se produce la recombinación de genes durante el entrecruzamiento.
Las células hijas son haploides,
Las cromátidas de las células hijas no son iguales entre sí.
Todo ello aumenta la variabilidad de la información genética que lleva
la célula.
 A nivel celular: Pasamos de células diploides a haploides.
 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.
MITOSIS Y MEIOSIS
Profase I
Metafase I
Anafase I
Recombinación
cromosomas homólogos
Metafase II
Anafase II
Ciclos Biológicos
CICLOS BIOLÓGICOS
 En los seres vivos con reproducción sexual tiene
que producirse, como hemos visto,
necesariamente la meiosis, para que los gametos
sean haploides.
 Según el momento en que se realice la meiosis,
se distinguen los siguientes tipos de ciclos
biológicos: haplontes, diplontes y
diplohaplontes.
CICLOS BIOLÓGICOS
Haplontes
Diplontes
Diplohaplontes
Ciclo diplohaplonte de los musgos
Ciclo diplohaplonte de los helechos
Ciclo diplohaplonte de las espermafitas
Gametofito ♂ n
Adulto 2n
(esporofito)
Meiosis
Fecundación
Cigoto 2n
Gametofito ♀ n
Ciclo biológico de las plantas