Diapositiva 1

lunes 13 de febrero de 2012
REPRODUCCIÓN
CELULAR
lunes 13 de febrero de 2012
La reproducción tiene por objetivo la procreación de nuevos
LA REPRODUCCIÓN
individuos
a partir de los existentes. Es un fenómeno por el
cual los seres vivos producen a expensas de su propio cuerpo
una célula o un grupo de células que mediante un proceso de
desarrollo se transformarán en un nuevo organismo semejante
al de origen. La finalidad es la perpetuación de la vida.
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REPRODUCCIÓN
ASEXUAL
Fue el primer mecanismo de
reproducción que tuvieron
los seres vivos, pues no
requiere procesos complejos.
No se forman gametos y por
lo tanto no hay fecundación
Se lleva a cabo a partir de
células somáticas
Sólo interviene un individuo
Se presenta preferentemente
en organismos unicelulares,
vegetales, en los animales
sólo en los menos
evolucionados.
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REPRODUCCIÓN
SEXUAL
Se
forman
células
especializadas haploides, los
gametos; éstos se unen
mediante la fecundación para
formar el zigoto o célula
huevo.
Es un proceso más complejo
Intervienen dos individuos
Es la forma más extendida e
importante de reproducción
Prácticamente todos los
individuos tienen reproducción
sexual.
Está relacionada íntimamente
con los proceso de evolución
DIFERENCIAS ENTRE AMBOS TIPOS DE REPRODUCCIÓN
DIFERENCIAS
FORMALES
La reproducción asexual
se lleva a cabo a partir de
células somáticas.
En la reproducción
sexual intervienen células
germinales especializadas:
los gametos.
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DIFERENCIAS GENÉTICAS
Reproducción asexual, no
produce variabilidad genética
al existir sólo mitosis.
Reproducción sexual,
produce variabilidad genética
mediante la recombinación
genética en la meiosis y
mediante la fecundación
REPRODUCCIÓN ASEXUAL
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GEMACIÓN:Levaduras, poríferos y cnidarios
ESPORULACIÓN: Hongos y protozoos
BIPARTICIÓN
DIRECTA Ó AMITOSIS: La célula y el
material genético se dividen conjuntamente.
Protozoos y Moneras
INDIRECTA Ó MITOSIS: Primero se
divide el núcleo y después la célula

Mitosis somática

Mitosis reduccional ó Meiosis
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GEMACIÓN
Las células originadas
son desiguales en
tamaño. Levaduras,
Poríferos y cnidarios
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Las células son
iguales en
cuanto al
tamaño. Hongos
y protozoos
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ESPORULACIÓN
BIPARTICIÓN DIRECTA O AMITOSIS
La célula y el
material genético se
dividen conjuntamente.
Protozoos y Moneras
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lunes 13 de febrero de 2012
BIPARTICIÓN INDIRECTA O MITOSIS
Primero se divide el núcleo y
después la célula.
- Mitosis somática
- Mitosis reduccional o Meiosis
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CICLO CELULAR
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RECORDEMOS
El desarrollo y crecimiento de un organismo
depende del crecimiento y multiplicación de
sus células.
Toda célula procede de la división de otra
preexistente (Teoría Celular)
Ciclo Celular: El periodo de tiempo
que transcurre desde que una
célula se forma por división, hasta
que se divide


Interfase: periodo en el cual no se
divide
Mitosis: periodo en el cual se divide
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INTERFASE
No es un momento de reposo, pues en ella tiene
lugar una gran actividad metabólica. Se
subdivide en tres periodos: G!, S y G2
PERIODO S
PERIODO G1
Sigue a la mitosis anterior y
corresponde a la fase de
desarrollo de la célula. Los
cromosomas están esparcidos
en el interior del núcleo
formando las fibras
nucleosómicas.
Los genes se transcriben de
acuerdo con las necesidades
metabólicas de la célula. En
el citoplasma se suceden
diferentes proceso metabólicos
y también se forman nuevos
orgánulos
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Es la síntesis de ADN. La doble hélice se
abre en diversos puntos llamados ojos de
replicación, es en ellos donde se produce la
síntesis de ADN. Se produce la síntesis de
histonas. Simultáneamente se
transcriben los genes necesarios
PERIODO G2
Es el que antecede a la mitosis. En este
periodo los cromosomas están ya
duplicados, es decir, están formados por
dos cromátidas unidas a nivel del
centrómero. Se produce la síntesis de
proteínas, factores de condensación,
ARN,..
INTERFASE
Se observa el nucleolo.
la cromatina aparece
dispersa.
La envoltura nuclear está
intacta.
Sólo se observa una pareja
de centriolos
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FASES Y ETAPAS DEL CICLO CELULAR
2h-6h
Mitosis
1h
6h-10h
4h-6h
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TRANSFORMACIONES DE UN CROMOSOMA DURANTE EL
CICLO CELULAR
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MITOSIS
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Proceso mediante el cual las células eucariotas
somáticas se dividen asegurando el reparto
cuantitativo y cualitativo del material
genético
Una célula se divide en dos células hijas
iguales entre sí y a la célula madre
La mitosis garantiza poblaciones de células
idénticas que constituyen tejidos, órganos
Comprende:
 Cariocinesis: división del núcleo
 Citocinesis: división del
citoplasma
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CARIOCINESIS
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PROFASE
La cromatina empieza a
condensarse, se aprecian
ligeramente las dos
cromátidas
hermanas
Se diferencian los
cinetocoros
Se desorganiza el nucleolo
y la membrana nuclear
Duplicación del centrosoma
Se organizan los
microtúbulos
del aster y del huso
mitótico
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METAFASE
Se completa la formación
del huso mitótico
La membrana nuclear ya ha
desaparecido
Los cromosomas se disponen
en el plano ecuatorial,
alineados
(cinetocoros, dirigidos a
polos
opuestos)y perpendiculares
al
huso mitótico
Placa
metafásica
Condensación máxima de los
cromosomas
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ANAFASE
Se duplican los
centrómeros y
Se separan las cromátidas
hermanas( las fibras
cromosómicas se acortan
y
tiran de los cinetocoros),
ahora se denominan
cromosomas hijos
Se alargan las fibras
polares
alejamiento de los polos
Inicio de la citocinesis
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TELOFASE
La descondensación sigue y
los cromosomas son menos
visibles al microscopio
Se forma la membrana
nuclear
Reaparición del nucleolo a
nivel del organizador
nucleolar
Los microtúbulos se agrupan
en haces
Recuperación de las
actividades metabólicas de
la célula
Termina la citocinesis
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CITOCINESIS
La división del
citoplasma se
inicia ya al
final de la
anafase y
continúa a lo
largo de la
telofase. Se
produce de
manera
distinta en las
células
animales y
vegetales
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http://highered.mcgraw-hill.com/
sites/9834092339/student_view0/chapter10/
animation_-_cytokinesis.html
CITOCINESIS CÉLULA ANIMAL
Se produce una invaginación de la membrana
plasmática y se forma un surco circular que estrecha
progresivamente a la célula. El anillo contráctil que se
forma está constituido por filamentos de actina y
miosina.
Al final de la telofase las células hijas quedan unidas
por un puente citoplasmático que termina por romperse
separándose las dos células hijas.
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CITOCINESIS CÉLULA ANIMAL
La pared celular impide la formación del surco de
segmentación. En su lugar, se forma un tabique, el
fragmoplasto, a partir de las vesículas del C. de Golgi y
los microtúbulos residuales del huso mitótico. Estas
vesículas contienen sustancias pécticas que formarán
la lámina media. La división no es completa, se
mantienen unas comunicaciones entre ambas, los
plasmodesmos
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SIGNIFICADO BIOLÓGICO DE LA MITOSIS
Garantizar el reparto equitativo del
material genético entre las células hijas
Células idénticas
Reproducción sexual
Formación de
tejidos
(reparar,
crecer,…)
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Reproducción asexual
Las células hijas idénticas a
la progenitora (mismas
ventajas y desventajas), se
forma un clon de células.
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Células en diversos estadios de la división en el ápice de raíz de cebolla
http://highered.mcgraw-hill.com/sites/0072495855/student_view0/chapter2/
animation__how_the_cell_cycle_works.html
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Variación de la cantidad de ADN de una célula
durante un ciclo celular
4n
2n
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MEIOSIS
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La meiosis es un mecanismo de división celular que
permite obtener células haploides (n) con diferentes
combinaciones de genes, a partir de células diploides (2n)
Finalidad de la meiosis
Reducir el
número de
cromosomas a la
mitad, para
contrarrestar la
duplicación que
se produce como
consecuencia de
la fecundación
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Establecer reestructuraciones
en los cromosomas homólogos
mediante el intercambio de
material genético
(recombinación). Este proceso
genera la variabilidad
necesaria que permite a las
especies evolucionar.
2n
1ºdivisión
&onsis$ en dos
divisiones nucleares ,
'recedidas por una
(ola duplicación de
)D*
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2xn
2º división
2xn
2ºdivisión
n
n
n
n
!iene lugar en las células
"erminales de las gónadas de
los organismos que se
#eproducen sexualmen$.
(game%génesis)
Importante:
En la 1ª división se produce el apareamiento de
los cromosomas homólogos
La no separación de los centrómeros hasta la 2ª
división
La profase I en algunas especies se alarga
bastante, por ejemplo en la mujer los ovocitos
(5º mes de vida fetal) permanecen bloqueados
(diploteno) hasta la pubertad
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División I o mitosis reduccional
Profase I
Leptoteno
Zigoteno
Paquiteno
Diploteno
Diacinesis
Metafase I
Anafase I
Telofase I
División II o mitosis eucacional
Profase II
Metafase II
Anafase II
Telofase II
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PRIMERA DIVISIÓN MEIÓTICA
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PROFASE I
Se divide en:
-Leptoteno
- Zigoteno
- Paquiteno
- Diploteno
- Diacinesis
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Es el periodo más largo.
En esta etapa se suceden los
acontecimientos más
característicos de la meisosis
(apareamiento y recombinación
de los cromosomas).
La envoltura nuclear se conserva
hasta el final de la fase, después
se desinstegra a la vez que
desaparece el nucleolo y se
forma el huso mitótico
Lo cromosomas aparecen
como largos filamentos
que presentan unos
gránulos, los
cromómeros.
Cada cromosoma está
constituido por dos
cromátidas, aunque no
se observan bien
diferenciadas al m.o., y
se encuentra unidos en
diversos puntos a la
envoltura nuclear.
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LEPTOTENO
Los cromosomas homólogos
se aparean punto por
punto en toda su longitud.
Este apareamiento puede
comenzar bien por el
centro o por los extremos
y continuar a lo largo de
todo el cromosoma.
Los cromosomas no se
fusionan, permanecen
separados por el complejo
sinaptonémico (ARN y
proteínas).
El proceso de
apareamiento se denomina
sinapsis
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ZIGOTENO
COMPLEJO SINAPTONÉMICO : apareamiento gen a gen
41
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Se produce el acortmaiento progresivo y enrollamiento de
los cromosomas, observándose las dos cromátidas.
Cada par de cromosomas homólogos es un bivalente y el
conjunto de cuatro croma´tidas no hermanas una tétrada.
En distintos puntos se forman
nódulos de recombinación: son
zonas en las cuales se producen
fracturas transversales en al menos
dos de las cromátidas, seguido de
un intercambio de segmentos. Este
proceso se denomina
entrecruzamiento
(sobrecruzamiento o crossing-over).
La consecuencia genética es el
intercambio de genes (alelos), e
decir de información genética, que
constituye el fenómeno dela
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PAQUITENO
Tétradas
Cromátidas no
hermanas
Recombinación
Los bivalentes inician su
separación, aunque se
mantienen unidos por los
puntos donde tuvo lugar el
sobrecruzamiento, estas
uniones son los quiasmas y
permiten ver los puntos en
los que hubo
sobrecruzamientos.
En cada par de cromosomas
homólogos pueden persistir
uno o varios quiasmas,
depende del número de
sobrecruzamientos que haya
tenido lugar.
el complejo sinaptonémico
desaparece.Los quiasmas se
van desplazando hacia los
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DIPLOTENO
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Las cromátidas aparecen
muy condensadas
preparándose para la
metafase. La separación
entre los bivalentes
persiste y permanecen los
quiasmas en los extremos.
en los extremos
Al final de la profase la
envoltura nuclear ha
desaparecido totalmente y
El centrosoma se duplica
se forma el huso mitótico.
El nucleolo se desorganiza
El centrosomas se duplica
y el nucleolo se
desorganiza.
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DIACINESIS
Los bivalentes se disponen
sobre el ecuador del huso,
formando la placa
metafásica,pero lo hacen
de tal forma que los dos
cinetocoros que tiene cada
homólogo se orientan
hacia el mismo polo,
opuesto al que se orientan
los
otros
dos cinetocoros.
Nunca
dos cromosomas
homólogos
al mismo nunca
polo
De
esta irán
manera
dos
La condensación de los
cromosomas
homólogos
cromosomas es máxima
irán al mismo polo.
La condensación de los
cromosomas es máxima
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METAFASE I
Placa
metafásica
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Tétrada
Cromosomas homólogos
Bivalente
Bivalente
Quiasma
Cromátidas
no hermanas
Cromátidas
no hermanas
Cromátidas recombinadas
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Los cromosomas sólo presentan un
centrómero para las dos cromátidas.
Debido a esto se separan a polos
opuestos cromosomas completos con
sus dos cromátidas. Recordemos que
en la mitosis en esta fase se
separan cromátidas hermanas.
Se produce la rotura de los
quiasmas y los cromosomas
emigran
En la mitosis
a los
poloscromátidas
opuestos
y se
se separan
hermanas
distribuyen
al azar.
Se produce la rotura de los quiasmas
Esta distribución al azar es una de
las fuentes de variabilidad, pues se
produce una gran cantidad de
gametos (2n).
Los cromosomas homólogs tienen
Loscromátida
cromosomas homólogos:
ahora una
original y una
Una cromátida original y una mixta
mixta.
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ANAFASE I
TELOFASE I
Los
cromosomas
llegan allegan
los
Los
cromosomas
a los
respectivos polos, se forman las
respectivos polos. Se forman
dos envolturas nucleares
las
nucleares.
Se
ha envolturas
logrado la diversidad
genética
cromosoma:
Se ha(cada
logrado
la diversidad
cromátidas diferentes).
genética
(cada
cromosoma
No
se ha reducido
la información
genética
tienen cromátidas
diferentes).
No se ha reducido la
información genética, pero
sí el número de cromosomas.
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PROFASE I
ANAFASE I
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METAFASE I
TELOFASE I
CITOCINESIS I
SEGUNDA DIVISIÓN MEIÓTICA
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Después de la primera división, sucede una interfase
que puede ser variable en su duración, incluso
puede faltar. en cualquier caso, nunca hay síntesis
de ADN, es decir, es una interfase sin periodo S, no
hay duplicación de ADN
Es una mitosis normal en la cual en la anafase II se
separan cromátidas.
Surgen así cuatro células con n cromosomas, es
decir con la mitad de la información genética.
Además las cuatro células son diferentes entre sí
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MEIOSIS II
Placa metafásica
PROFASE II
METAFSE II
4 núcleos n
(haploide)
diferentes
entre sí
Los centrómeros se duplican y
se separan cromátidas
ANAFASE II
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TELOFASE II
PROFASE II
METAFSE II
ANAFASE II
TELOFASE II
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A nivel genético el sobrecruzamiento da lugar a
combinaciones nuevas de genes, que junto con el
reparto al azar de las cromátidas en la anafase II, da
como resultado la formación de cuatro células
diferentes, con nuevas colecciones de genes. Estas
nuevas combinaciones se verán sometidas
posteriormente a las presiones de la selección natural,
de tal forma que sólo sobrevivirán los más aptos. A
nivel genético, la meiosis es una de las fuentes de
variabilidad de la información genética que permite a
las especies evolucionar.
lunes
13 de febrero de 2012
!
A nivel celular ,
la meiosis da
lugar a la
reducción
cromosómica. Es
decir se
generan células
con la mitad de
la información
genética que la
célula madre,
para
contrarrestar la
duplicación que
se produce
como
consecuencia
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A nivel orgánico, las
células haploides
resultantes de la meiosis
son los gametos, (células
reproductoras sexuales)
o esporas (c.asexuales).
En muchos organismos
los gametos llevan los
cromosomas sexuales
diferentes y son los
responsables de la
determinación del
sexo,podemos decir que
la meiosis está implicada
en los procesos de
diferenciación sexual.
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DIFERENCIAS
MITOSIS Y MEIOSIS
Reparto exacto del
material genético.
Se generan células
idénticas entre sí e
idénticas a la célula
madre.
Es propia de los
organismos unicelulares
para su reproducción
asexual y en
pluricelulares para su
desarrollo, crecimiento y
reparación y regeneración
de tejidos y órganos
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Se genera una fuente de
variabilidad debido al
sobrecruzamiento y a la
segregación al azar de los
cromosomas homólogos.
Se produce una reducción en
el juego de cromosomas a la
mitad.
Sirve para la formación de
células reproductoras
sexuales: los gametos, o las
células reproductoras
asexuales como las esporas.
CICLOS BIOLÓGICOS
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Los ciclos
biológicos son las
fases de desarrollo
de un organismo
de una especie
determinada desde
que nace hasta
que se reproduce.
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Según el momento en que se
lleva a cabo la meiosis y la
fecundación se distinguen tres
tipos de ciclos:
Ciclo haplonte
Ciclo diplonte
Cilco diplo-haplonte
(alternancia de generaciones)
En este tipo de ciclo el
zigoto diploide originado
por fecundación
experimenta la meiosis (R!)
y da lugar a cuatro células
haploides o esporas
asexuadas que se
desarrollan dando origen a
un individuo (n). Éste
formará gametos que serán
también (n).
La meiosis por lo tanto se
produce inmediatamente
después del la fecundación.
Presentan, Moneras
este ciclo, los
Moneras, algunas algas,
hongos y protistas
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CICLO HAPLONTE
Fecundación
R!
Zigoto
n
2n
n
R!
esporas
Individuo (n)
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n
En este tipo de ciclo la
meiosis (R!) no está después
de la fecundación sino que
la precede. Por lo tanto el
individuo adulto es diploide
(2n) y sólo los gametos son
haploides (n).
El estado diploide
representa una ventja
adadptativo respecto al
estado haploide, ya que
cada carácter está regulado
por
dos genes
El estado
diploide y ésto hace
representa
una ventaja la
que
se incremente
adaptativa: Cada carácter
estabilidad
está regulado genética.
por dos genes
Presentan
ciclola los
por lo que seeste
incrementa
estabilidadygenética
animales
algunas especies
de unicelulares , algas y
hongos.
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CICLO DIPLONTE
Zigoto
Fecundación
R!
R!
R!
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CICLO DIPLOHAPLONTE
El zigoto es diploide y
apartir de él se
desarrolla una
generación diploide en
la que tiene lugar la
meisosis (R!), no para
producri gametos, sino
para dar células
haploides, las esporas
(n) y cada una
desarrollará un
individuo haploide (n)
que a su vez formará
gametos.
Este tipo de ciclo se de
en el reino vegetal.
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Zigoto
Esporofito
Fecundación
R!
Gametofito
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REPRODUCCIÓN EN
PROCARIOTAS
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Generalmente las
bacterias se
multiplican por
bipartición o
división binaria;
tras la replicación
del ADN, que está
dirigida por la ADN
polimerasa de los
mesosomas, la pared
bacteriana crece
hasta formar un
tabique transversal
que separa las dos
nuevas bacterias
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REPRODUCCIÓN ASEXUAL:
BIPARTICIÓN TRANSVERSAL
MECANISMOS PARASEXUALES
Estos mecanismos explican la variabilidad que presentan
las bacterias cuando habitan con otras. Por ejemplo la
resistencia a antibióticos que presentan las bacterias
patógenas que viven en el intestino al convivir con las
bacterias simbiontes que resisten estos fármacos
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MECANISMO PARASEXUAL: TRANSFORMACIÓN
Se produce cuando una bacteria
es capaz de captar fragmentos
de ADN de otra bacteria que se
encuentran dispersos en el
medio donde vive y mediante
entrecruzamiento sustituir a los
fragmentos homólogos en la
bacteria receptora, cambiando
la información de ésta. Sólo
algunas bacterias pueden ser
transformadas, se dice que son
competentes
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Se descubrió en 1928,
cuando Griffit observó que
al añadir células de una
cepa
patógena
de
Streptococcus pneumonie ,
m u e r t a s
p o r
calentamiento,
a
una
suspensión de bacterias
vivas no patógenas, una
fracción pequeña de éstas
se
convertían
en
patógenas.
Colonias smooth
Colonias rough
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El carácter patógeno lo
induce un gen S (liso),
responsable de la
formación de una
cápsula de
carbohidratos, mientras
que en aquellas
bacterias que poseen
el alelo R ( rugoso) de
ese gen, no presentan
esa cápsula ,
careciendo entonces la
célula de
patogenicidad.
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Debido al calor,
en las bacterias S
se liberaba
material
cromosómico, que
atravesaba la
pared celular de
las bacterias
vivas para sufrir
recombinación
genética con el
cromosoma
huesped.
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EXPERIMENTO DE GRIFFITH
lunes 13 de febrero de 2012
lunes 13 de febrero de 2012
lunes 13 de febrero de 2012
lunes 13 de febrero de 2012
Proceso
mediante
el cual una bacteria
(dadora)
transmite
una réplica de su
cromosoma
a
otra
bacteria (receptora).
La bacteria dadora
(“célula
masculina”)
posee el factor F
(factor de fertilidad),
lo que le permite
formar unos filamentos
(pelos
sexuales)que
sirven de puente para
la transferencia de
ADN a la bacteria
receptora.
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MECANISMO PARASEXUAL:
CONJUGACIÓN
Se distinguen:
Bacterias F+: tienen el factor F formando un cromosoma
circular (episoma).
Bacterias Hfr: el factor F está integrado en el cromosoma
circular.
Bacterias F- : carecen de factor F
Cuando
una
bacteria
F+
conjuga con una
bacteria F- , le
t r a n s fi e r e
a
través del puente
de conjugación el
f a c t o r
F ,
convirtiéndola en
F+
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F+
F-
F+
Plásmido
F+
Si el episoma se integra en el
cromosoma bacteriano, la
bacteria F+ pasa a Hfr
Si la bacteria dadora es
Hfr, como el puente de
conjugación dura poco
tiempo a veces, no se
transfiere
el factor F,
permaneciendo entonces
como F-. La parte del
cromosoma
transferido
normalmente se aparea
con
su
segmento
homólogo, cambiando el
genoma
de
esta
bacteria.
lunes 13 de febrero de 2012
F+
Episoma
Hfr
F-
Hfr
F-
MECANISMO PARASEXUAL:
Cuando los genes
TRANSDUCCIÓN
bacterianos son
transferidos de una
bacteria a otra
mediante un fago
(virus que infecta
bacterias), que por
azar lleva un
fragmento de ADN
de otra bacteria que
infectó
anteriormente y se
comporta como un
vector intermediario
entre las dos (ciclo
1. Fijación del fago; 2. Respuesta lítica; 3.
Transducción del fragmento de ADN a otra bacteria;
lítico de un fago)
4. Integración del ADN en el genoma
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Ventajas
Reproducción
sexual

Genera variabilidad
(evolución)
 Proporciona un
genoma más estable
versátil y complejo

Menor gasto
energético
 No se frena la
expansión
demográfica
 No aparecen
combinaciones
genéticas menos
eficaces


Reproducción
asexual
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Inconvenientes
Frena la
expansión
demográfica
 Mayor gasto
energético
No responde
cuando las
condiciones del
medio cambian
( no evolución)