División celular

TEMA 9: DIVISIÓN CELULAR: MITOSIS Y MEIOSIS
1. EL CICLO CELULAR
Se denomina así a la secuencia cíclica de acontecimientos en la vida de una célula
desde que nace por división de otra, hasta que se divide de nuevo. El ciclo comprende
dos momentos principales:
- La mitosis (M): es el período de división celular
- La interfase: es el período de crecimiento entre dos divisiones y comprende a su vez
dos fases de crecimiento diferenciadas: G1 y G2, y una fase intermedia de síntesis
de ADN: S.
- Algunas células pueden entrar en una fase de inactivación de la división y el
crecimiento llamada G0, propia de las células muy especializadas.
Para pasar de una fase a otra es necesario sobrepasar unos puntos de restricción o
arranque: son interruptores que permiten el paso hacia la siguiente fase cuando se
cumplen determinadas condiciones, pero que no permiten nunca el retroceso.
2. LOS CROMOSOMAS
El ADN en interfase se encuentra poco empaquetado, en forma de cromatina. Sería
como un costurero desordenado, con hilos enredados, con tantos hilos como
cromosomas. El ADN durante la mitosis se empaqueta formando los cromosomas (sería
como un costurero con todos los hilos enrollados en su correspondiente bobina, con
tantas bobinas como cromosomas). Un cromosoma, por tanto, es ADN empaquetado en
dos cromátidas (las bobinas son dobles) unidas por un punto central o centrómero y con
dos puntos laterales de enganche que permiten que sea desplazado: los cinetocoros.
Biología 2010 / Javier Mateos García
1
3. DIVISIÓN CELULAR SIMPLE
En las células procarióticas no es necesario un procedimiento especializado de
división como la mitosis, pues sólo tienen un cromosoma circular que se divide por
separación de las dos hebras de ADN.
4. MITOSIS Y CITOCINESIS
La mitosis es el procedimiento especializado que emplean las células eucarióticas
para dividir su material cromosómico en dos mitades iguales. Para su estudio se puede
dividir en varias fases: profase, metafase, anafase y telofase. Para completar la
división celular es necesario repartir el citoplasma con sus orgánulos y la membrana
plasmática, tarea que se realiza en otra fase llamada citocinesis. Hay dos tipos:
- Mitosis astral: se produce en las células animales, que tienen microtúbulos astrales.
- Mitosis anastral: se produce en las células vegetales, que no tienen.
4.1. Profase
Se inicia tras la fase S, en la que la célula ha duplicado la información cromosómica
fabricando una cromátida hermana (exactamente igual) en cada cromosoma. Por lo que
ahora tienen dos cromátidas todos los cromosomas.
Biología 2010 / Javier Mateos García
2
4.2. Metafase
En ella los cromosomas se colocan al azar, rodeando el huso mitótico por su zona
ecuatorial.
4.3. Anafase
Biología 2010 / Javier Mateos García
3
4.4. Telofase
4.5. Citocinesis
El resultado son dos células diploides con 2n = 3, con cromosomas que tienen una sola
cromátida. Son dos células genéticamente iguales.
5. MEIOSIS
La meiosis es el procedimiento especial de división que tienen las células sexuales,
que consiste en dos divisiones sucesivas, tras las cuales se obtienen cuatro células
haploides, distintas entre sí y con la mitad de cromosomas que la célula madre. Se
puede dividir en:
leptoteno (lepto>delgado, teno>cinta),
zigoteno (zygo>yugo)
- Profase I
paquiteno (paqui>espeso)
Diploteno (diplo>doble)
1º.Primera división meiótica
diacinesis (dia>separación, cinesis>mov.)
- Metafase I
- Anafase I
- Telofase I
- Profase II,
- Metafase II
2º.Segunda división meiótica: - Anafase II
- Telofase II
3º. Citocinesis
Biología 2010 / Javier Mateos García
4
5.1. Profase I
o Leptoteno: Los cromosomas no se han acabado de empaquetar, por lo que no
se observan las dos cromátidas hermanas. Permanecen unidos a la lámina
fibrosa por sus extremos.
o Zigoteno: los cromosomas homólogos comienzan a emparejarse, uniéndose
como las dos partes de una cremallera que se cierra. El proceso se llama
sinapsis y se lleva a cabo con la formación de una estructura proteica
llamada complejo sinaptonémico (syn>unión, hap>tocar, nem>hilo).
o Paquiteno: durante esta fase se produce el intercambio de fragmentos entre
los cromosomas homólogos, que ahora se denominan bivalentes. El
procedimiento se llama entrecruzamiento o sobrecruzamiento y su
consecuencia es la recombinación génica (aparición de nuevas
combinaciones de genes en los cromosomas paterno y materno)
o Diploteno: Los cromosomas homólogos se separan, pero permanecen unidos
por los puntos de intercambio de fragmentos, que se denominan quiasmas.
Los cromosomas ya se han acabado de empaquetar y podemos observar las
dos cromátidas de cada cromosoma, por lo que las parejas de cromosomas
homólogos unidas se denominan tétradas.
o Diacinesis: en ella desaparece la membrana nuclear y acaba de formarse el
huso.
5.2. Metafase I
Biología 2010 / Javier Mateos García
5
Los pares de cromosomas homólogos se sitúan en el ecuador del huso al azar,
sin orden en la secuencia ni en la colocación lateral de los cromosomas paterno y
materno. En poliploides también forman bivalentes (p.e. el trigo es 6n=42 y
forma 21 bivalentes en metafase I, pues los 6 juegos no son exactamente iguales
sino que hay 3 tipos: son iguales dos a dos)
5.3. Anafase I
Se rompen los quiasmas y cada cromosoma homólogo es arrastrado hacia un
polo del huso por los microtúbulos cinetocóricos.
5.4. Telofase I
Durante esta fase se regenera la membrana nuclear y se empiezan a separar los
dos núcleos para repartirse el citoplasma.
5.5. Citocinesis: se produce un surco de segmentación que separa las dos células
hijas de la primera división y los cromosomas se desempaquetan ligeramente.
5.6. Profase II: en esta etapa desaparecen las membranas nucleares y se forma el
huso de nuevo.
5.7. Metafase II
Los cromosomas se colocan en el ecuador del huso al azar. Los fragmentos
recombinados de cada cromosoma pueden quedar a un lado u otro
independientemente de la colocación de los demás.
5.8. Anafase II: Se rompen los cromosomas por los centrómeros y las cromátidas
migran hacia los polos del huso arrastradas por los microtúbulos cinetocóricos.
5.9. Telofase II: se regeneran las membranas nucleares y se forma el surco de
segmentación que dividirá el citoplasma de las dos células hijas.
Biología 2010 / Javier Mateos García
6
5.10. Citocinesis: se completa la división del citoplasma de las dos células para
formarse cuatro células hijas.
6. MEIOSIS GAMETOGÉNICA
Es el procedimiento que emplean todos los organismos con reproducción sexual
para producir sus células sexuales o gametos.
6.1. Espermatogénesis
Las células madre sexuales se denominan espermatogonias y producen
espermatocitos primarios (meiocitos) por mitosis. Cada espermatocito
primario da lugar a 2 espermatocitos secundarios en la primera división
meiótica y estos producen en la 2ª división cuatro espermátidas, que maduran
dando lugar a cuatro espermatozoides.
6.2. Ovogénesis
Las células madre sexuales femeninas se denominan ovogonias y dan lugar a
ovocitos primarios por mitosis. Estos ovocitos primarios sufren una primera
división meiótica dando lugar a un ovocito secundario y un cuerpo polar (célula
con el núcleo igual que el otro ovocito, pero sin apenas citoplasma, que aborta)
El ovocito secundario sufre la segunda división meiótica dando lugar a otro
corpúsculo polar y a un único óvulo funcional.
Biología 2010 / Javier Mateos García
7
7. DIFERENCIAS
ASEXUAL
ENTRE
LA
REPRODUCCIÓN
SEXUAL
Requiere la presencia de dos células especializadas.
Es un procedimiento más lento que necesita el reconocimiento
de las dos células y su fusión. El procedimiento genera
muchas células especializadas, todas distintas, que al unirse
dan lugar a combinaciones de caracteres distintas
Si hay un cambio en el medio, es posible que alguna de las
combinaciones producidas pueda estar mejor adaptada.
Biología 2010 / Javier Mateos García
SEXUAL
Y
LA
ASEXUAL
Sólo necesita una única
célula normal
Es un procedimiento rápido
que en poco tiempo produce
una gran población de
descendientes, todos iguales
Si hay un cambio del medio
toda
la
población
se
encuentra desadaptada.
8