"Introducción".
| Ahora sabemos que la reproducción celular se basa en la
unión de células (óvulos y espermatozoides en el caso del ser humano y otros
seres vivos) que contienen a los
cromosomas con la información necesaria para crear un nuevo individuo que
heredará las características de sus padres. |
La mitosis
y la meiosis: procesos similares pero diferentes
- Durante la meiosis, cada núcleo diploide se divide dos veces y produce cuatro núcleos. Sin embargo, los cromosomas se duplican sólo una vez antes de la primera división nuclear por lo tanto, cada uno de los cuatro núcleos hijos contiene la mitad del número de cromosomas presentes en el núcleo original. En la mitosis, en cambio, después de la duplicación de los cromosomas, cada núcleo se divide sólo una vez. En consecuencia, el número de cromosomas se mantiene invariable
- · Durante la profase de la meiosis se produce el apareamiento de los cromosomas homólogos, seguido de alineamiento de los pares de los homólogos en el plano ecuatorial en la metafase I y la separación de los homólogos en la anafase I. Estos sucesos que no se producen durante la mitosis, son la clave de la reducción del número cromosómico.
- · Debido al entrecruzamiento y a la segregación al azar de los cromosomas, durante la meiosis se recombina el material genético de los progenitores, lo que no ocurre en la mitosis
- · La mitosis puede ocurrir en celular, haploides o diploides, mientras que en la meiosis ocurre solo en células con un número diploide (o por diploide) de cromosomas.
Estructuras
La información que se hereda de una célula a otra se
encuentra en las moléculas de ácido desoxirribonucleico o ADN. El modelo de la
doble hélice de ADN consiste en dos
cadenas de nucleótidos que se conservan unidas mediante puentes de hidrógeno.
Recordemos que un
nucleótido tiene tres elementos:
* Un grupo fosfato.
* Un azúcar de cinco átomos de carbono.
* Una base nitrogenada. (A, G, T, C).
En las células eucariontes el ADN se encuentra asociado a
histonas y otras proteínas.
Cuando la célula no está́ en división celular, el ADN junto
con las proteínas forman una estructura llamada cromatina
La cromatina se
condensa para formar unas estructuras celulares llamadas cromosomas.
En los cromosomas el ADN se encuentra organizado en altos
niveles de empaquetamiento
En cambio, el cromosoma de las bacterias es usualmente una
molécula de ADN circular con algunas proteínas asociadas, que componen al
nucleoide de la célula.
Los genes, las unidades de la herencia, son segmentos de ADN
que están constituidos por cientos a miles de nucleótidos.
Nucléolo
En la biología celular, se dice que el nucléolo es una zona
del núcleo, el cual es considerado una estructura supra macromolecular, que no
posee una membrana que lo limite o divida del resto de las estructuras. El
nucléolo se encarga esencialmente de la transcripción del ARN de los ribosomas
por la polimerasa I, para luego
procesarlo y llevar a cabo el ensamblaje de los componentes que darán lugar a
nuevos ribosomas.
El nucléolo engloba muchas denominaciones, ya sea estructura,
región, orgánulo, agrupación o compartimiento, pero morfológicamente es una
estructura o región. Además genéticamente es considerado una entidad
citogenética, pues es el que determina la división subnuclear y se encarga de
delimitar los dominios de las moléculas funcionales, para realizar su
actividad.
El nucléolo se encarga principalmente de la biosíntesis
de los ribosomas, desde sus elementos del ADN con el fin de formar ARN
ribosómico. También se relaciona a la síntesis de proteínas, y es en la célula donde
lleva a cabo una síntesis proteica acelerada, pues allí se encuentran muchos
nucléolos.
El nucléolo es de gran importancia en la célula, ya que se
han realizado estudios que comprueban que sin la presencia del mismo,
disminuyen los ribosomas en el citoplasma, hasta quedar completamente escasos.
El nucléolo también origina el transporte de pequeñas
porciones del ARN, además de participar en la maduración y en el transporte del
mismo, hasta que llega a su destino final que vendría siendo la célula.
Centriolos
Los centriolos son estructuras u organelos,
que se encuentran en forma de pareja, ubicadas en el Citoesqueleto, su
apariencia es parecida a unos cilindros huecos, y son
llamados diplosoma, por encontrarse de a dos y a su vez dentro de una
célula.
Los centriolos posibilitan el movimiento de los cilios
y flagelos en aquellos organismos que son unicelulares, además interviene
en la división de las celular de los organismos pluricelulares.
También participan en la división celular, donde cada centriolo se vuelve
parte de las células hijas, sirviendo de ejemplo para que se cree el que falta.
Su función principal es formar y organizar los
filamentos que forman parte del huso acromático cuando se lleva a cabo la
división de los núcleos de las células, donde toman posición de modo
perpendicular, en polos opuestos de la célula, de allí surgen un conjunto de
filamentos radiales, a los cuales se les llama áster.
Seguidamente se forma un huso entre los dos
centriolos a través de los filamentos, los cuales se componen de proteínas y
pequeñas cantidades de ácido ribonucleico. Luego los cromosomas se fijan a los
mismos en el centro y se mueven de un lado al otro en la célula, y otros pasan
al lado opuesto.
Histonas
Las
histonas son proteínas básicas, de baja masa molecular y exhiben un alto
contenido (cerca de 20%), de lisina y arginina, muy conservadas evolutivamente
entre los eucariotas y en algunos procariotas. Forman la cromatina junto con el
ADN, sobre la base de unas unidades conocidas como nucleosomas. Cada célula
eucariótica presenta varios cientos de millones de moléculas de histonas,
mientras que las demás proteínas no alcanzan sino unos cientos o como mucho
unos miles.
Con
las cargas positivas de las cadenas laterales de estos restos, las histonas (que
son extremadamente básicas) se unen a los grupos fosfato del ADN (cargados
negativamente); para ello no es relevante la secuencia de bases dentro del ADN.
A menudo, las histonas son modificadas por metilaciones, acetilaciones,
fosforilaciones o ADP-ribosilaciones.
- Metilaciones: Determinan
cambios permanentes en la cromatina. Están destinadas al
mantenimiento de un tipo determinado de expresión génica. Enzimas
encargadas: HMTasas.
- Acetilaciones: En
las colas de las histonas a nivel de lisina y arginina, modifican la
cromatina determinando que pueda transcribir. Enzimas
encargadas: HAT.
- Desacetilaciones: Determinan
la compactación de la cromatina, silencia la actividad
transcripcional. Enzimas encargadas: HDAC.
División
celular
La división celular es una parte muy
importante del ciclo celular en la que una célula inicial se divide para formar
células hijas. Debido a la división
celular se produce el crecimiento de los seres vivos. En los organismos pluricelulares
este crecimiento se produce gracias al desarrollo de los tejidos y en los seres
unicelulares mediante la reproducción asexual.
Tipos de reproducción asociados a la división
celular
Bipartición: es la división
de la célula madre en dos células hijas, cada nueva célula es un nuevo
individuo con estructuras y funciones idénticas a la célula madre. Este tipo de
reproducción la presentan organismos como bacterias, amebas y algas.
Gemación: se presenta cuando unos nuevos
individuos se producen a partir de yemas. El proceso de gemación es frecuente
en esponjas, celentereos, . En una zona o varias del
organismo progenitor se produce una envaginación o yema que se va desarrollando
y en un momento dado sufre una constricción en la base y se separa del
progenitor comenzando su vida como nuevo ser. Las yemas hijas pueden presentar
otras yemas a las que se les denomina yemas secundarias.
Esporulación: esputación o esporogénesis
consiste en un proceso de diferenciación celular para
llegar a la producción de células reproductivas dispersivas de resistencia
llamadas esporas. Este proceso
ocurre en hongos, amebas, líquenes, algunos tipos de bacterias, protozoos, esporozoos , y es frecuente
en vegetales, grupos de muy diferentes orígenes
evolutivos, pero con estrategias reproductivas semejantes, todos ellos pueden
recurrir a la formación de células de resistencia para favorecer la dispersión.
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Procesos de división celular
· Mitosis es la forma más común de la división celular en
las células eucariotas. Una célula que ha adquirido determinados parámetros
o condiciones de tamaño, volumen, almacenamiento de energía, factores
medioambientales, puede replicar totalmente su dotación de ADN y dividirse en dos células
hijas, normalmente iguales. Ambas células serán diploides o haploides, dependiendo de la
célula madre.
· Meiosis es la división
de una célula diploide en cuatro células haploides. Esta división celular se
produce en organismos multicelulares para producir gametos haploides, que pueden
fusionarse después para formar una célula diploide llamada cigoto en la fecundación.
|
Factores que explican la división celular
·
La
fisión binaria
Los organismos como
las bacterias típicamente tienen un solo cromosoma. Al inicio del
proceso de fisión binaria, la molécula de ADN del cromosoma de la célula se replica,
produciendo dos copias del cromosoma. Un aspecto clave de la reproducción
celular de la bacteria es asegurarse de que cada célula hija recibe una copia
del cromosoma. Citocinesis es la
separación física de las dos células hijas nuevas.
·
Reproducción
celular que involucra la mitosis.
La mayoría de los
organismos eucariotas como los
humanos tienen más de un cromosoma. Con el fin de asegurarse de que una copia
de cada cromosoma sea segregado en cada célula hija se utiliza el huso mitótico. Los cromosomas se
mueven a lo largo de los microtúbulos largos y
delgados como los trenes en movimiento a lo largo de las vías del tren. Los
seres humanos son diploides, tenemos dos copias
de cada tipo de cromosoma, uno del padre y uno de la madre .
·
Reproducción
celular que involucra la meiosis.
Las células sexuales,
denominadas también «gametos», son producidas por meiosis. Para la producción
de esperma hay dos pasos
(citocinesis) que producen un total de cuatro células N, cada una con la mitad
del número normal de cromosomas. La situación es diferente: en los ovarios la
producción de huevos en uno de los cuatro conjuntos de cromosomas que se
segrega se coloca en una célula huevo grande, listo para ser combinado con el
ADN de una célula de esperma.
Divisiones
silenciosas
Las
divisiones silenciosas son divisiones sin mutaciones. A veces se confunden con
mutaciones que no son detectables. Pero se puede comprobar si las divisiones
son silenciosas por comparación de las frecuencias de los alelos de la línea
celular con la suma de las frecuencias de los alelos de las dos células
derivadas, lo cual tiene que ser similar. No se puede detectar una división que
origina una célula sin mutaciones y otra muerta.
Meiosis
La meiosis es la otra forma principal que se dividen
células. La meiosis es la división celular que crea células del sexo, como
óvulos femeninos o células de la esperma masculinas. En la meiosis, cada nueva
célula contiene un conjunto único de información genética. Después de la meiosis,
la esperma y célula huevo se pueden unir para crear un nuevo organismo.
Tenemos diversidad genética en todos los organismos de
reproducción sexual por la miosis. Durante la meiosis, una pequeña porción de
cada cromosoma se rompe y se suelda a otro cromosoma. Este proceso se denomina
“entrecruzamiento” o “recombinación genética.” Recombinación genética es la
razón hermanos completos creados con célula huevo y células de la esperma de
los mismos padres se pueden mirar muy diferentes uno al otro.
El ciclo celular de la meiosis
La meiosis tiene dos ciclos de división celular,
convenientemente llamado la Meiosis I y la Meiosis II.:
- · La Meiosis I reduce a la mitad el número de cromosomas y también es cuando ocurre el intercambio.
- · La Meiosis II reduce a la mitad la cantidad de información genética en cada cromosoma de cada célula. El resultado es cuatro células hijas llamadas células haploides. Las células haploides tienen sólo un conjunto de cromosomas - mitad del número de cromosomas que la célula madre.
Antes de que la meiosis I comienza, la célula pasa a través
de la interfase. Al igual que en la mitosis, la célula madre utiliza este
tiempo para prepararse para la división celular reuniendo los nutrientes y
energía y haciendo una copia de su ADN. Durante las próximas etapas de la
meiosis, este ADN será cambiado alrededor durante la recombinación genética y
luego dividido entre cuatro células haploides.
CROMOSOMAS
Son estructuras en el interior de la célula que contienen la
información genética. Cada cromosoma de nuestras células está formado por una
molécula de ADN, asociada a ARN y proteínas.
Los cromosomas en las células eucarióticas humanas están
clasificados por sexo, cromosomas X asociados al sexo masculino y cromosomas Y
al femenino. Están constituidos en 23 pares, todos en pareja XY para un total
de 46 cromosomas. Cualquier variación en estas cantidades constituye un
trastorno cromosómico que pueden generar problemas físicos y de comportamiento
en el transcurso del crecimiento, como la homosexualidad.
Son visibles en el proceso de mitosis tan claramente que
pueden deter ºminar la composición de
estos y a su vez se visualiza el cariotipo genético en el que están presentes
los cromosomas en parejas. Este análisis arroja resultados del sexo, material
genético y otras informaciones en torno a la génesis de un organismo.
La cromatina es
la sustancia que sirve para crear los cromosomas. Más específicamente, la
cromatina se compone de moléculas de ADN, ARN y de proteínas. Contenida en el
núcleo de cada célula de nuestro cuerpo, la cromatina representa más o menos
dos metros de molécula de ADN, en forma hipercompacta. El núcleo de una célula
sólo mide de 5 a 7 micrómetros. Se distinguen dos tipos de cromatina: la
eucromatina (ADN activo y descondensado) y la heterocromatina (ADN altamente
condensado e inactivo).
El centrómero
es la constricción primaria de los cromosomas. En el núcleo eucariota durante
la división celular el ADN se condensa formando los cromosomas, los cuales
pueden observarse al microscopio óptico. Una de las características que se
pueden apreciar al microscopio en los cromosomas es la existencia de ciertas
constricciones, zonas donde el cromosoma se estrecha. Estas constricciones se
clasifican como primarias, si están presentes en todos los cromosomas; o
secundarias si aparecen solo en algunos de los cromosomas o tienen un carácter
transitorio.
Está compuesto
por ADN y proteínas. El ADN normalmente está formado por secuencias altamente
repetidas y secuencias satélites (secuencias de ADN concretas que se repiten
por el genoma sin motivo aparente) y que rara vez se transcribe, es una
secuencia que no codifica proteínas
Fases de la
mitosis
Este proceso tiene una serie de operaciones sucesivas que
se desarrollan de una manera continua, pero para facilitar su estudio han sido
separadas en varias fases: interfase, profase, metafase, anafase y telofase.
- Interfase: Durante la interfase, la célula se encuentra en estado basal de funcionamiento. En dicha fase se lleva a cabo la replicación del ADN y la duplicación de los orgánulos para tener un duplicado de todo antes de dividirse. Es la etapa previa a la mitosis donde la célula se prepara para dividirse, en ésta, los centríolos y la cromatina se duplican, aparecen los cromosomas los cuales se observan dobles
- Profase: Se produce en ella la condensación del material genético (ADN, que en interfase existe en forma de cromatina), para formar unas estructuras altamente organizadas, los cromosomas. Como el material genético se ha duplicado previamente durante la fase S de la Interfase, los cromosomas replicados están formados por dos cromátidas, unidas a través del centrómero por moléculas de cohesinas. Esta se divide en “profase temprana y profase tardía
- Metafase: En esta, el huso ha capturado todos los cromosomas y los ha alineado en el centro de la célula, listos para dividirse. Esto quiere decir que a medida que los microtúbulos encuentran y se anclan a los cinetocoros durante la prometafase, los centrómeros de los cromosomas se congregan en la "placa metafásica" o "plano ecuatorial", una línea imaginaria que es equidistante de los dos centrosomas que se encuentran en los 2 polos del huso. Este alineamiento equilibrado en la línea media del huso se debe a las fuerzas iguales y opuestas que se generan por los cinetocoros hermanos. Dado que una separación cromosómica correcta requiere que cada cinetocoro esté asociado a un conjunto de microtúbulos (que forman las fibras cinetocóricas), los cinetocoros que no están anclados generan una señal para evitar la progresión prematura hacia anafase antes de que todos los cromosomas estén correctamente anclados y alineados en la placa metafásica. Esta señal activa el checkpoint de mitosis.
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Es la reversión de los procesos que tuvieron
lugar durante la profase y prometafase. Durante la telofase, los microtúbulos
no unidos a cinetocoros continúan alargándose, estirando aún más la célula. Los
cromosomas hermanos se encuentran cada uno asociado a uno de los polos. La envoltura
nuclear se reforma alrededor de ambos grupos cromosómicos, utilizando
fragmentos de la envoltura nuclear de la célula original. Ambos juegos de
cromosomas, ahora formando dos nuevos núcleos, se descondensan de nuevo en
cromatina. La cariocinesis ha terminado, pero la división celular aún no está
completa
Si a continuación no se produce la
citocinesis, entonces se originará una célula binucleada. La polinucleación en
los tejidos de muchos organismos, es un proceso genéticamente programado de citodiferenciación
y desarrollo.
El siguiente paso es la citocinesis, generalmente aparece
en secuencia inmediata al terminar la cariocinesis
Un pequeño vídeo para mejor comprensión del tema: Proceso de la mitosis
Replicación
celular
El resultado esencial de la mitosis es la continuidad de la
información hereditaria de la célula madre en cada una de las dos células
hijas. El genoma se compone de una determinada cantidad de genes organizados en
cromosomas, hebras de ADN muy enrolladas que contienen la información genética
vital para la célula y el organismo. Dado que cada célula debe contener
completa la información genética propia de su especie, la célula madre debe
hacer una copia de cada cromosoma antes de la mitosis, de forma que las dos
células hijas reciban completa la información. Esto ocurre durante la fase S de
la interfase, el período que alterna con la mitosis en el ciclo celular y en el
que la célula entre otras cosas se prepara para dividirse. Tras la duplicación
del ADN, cada cromosoma consistirá en dos copias idénticas de la misma hebra de
ADN, llamadas cromátidas hermanas, unidas entre sí por una región del cromosoma
llamada centrómero. Cada cromátida hermana no se considera en esa situación un
cromosoma en sí mismo, sino parte de un cromosoma que provisionalmente consta
de dos cromátidas.
Fuentes consultadas:
*Schnek,A. & Massarini, A. (2008). Biología Curtis : Médica Panamericana. *González,P. & Uriarte,M. (2015). Biología II. Ciudad de México : Secretaría de Educación Pública
1- El ADN.
2- Plantas
3- Gónadas.
4- Meiosis.
5- Singamia.
6- Hermafroditismo.
7- Abeja.
8- Fragmentación.
9- Gametos.
10- Ovulación.
sopa de letras
Posteriormente completa las siguientes frases con las
palabras proporcionadas de la Sopa de Letras:
1.- En las células eucariontes el ADN se encuentra asociado
a ______________ y otras proteínas.
2.- Cuando la célula no está en división celular, el ADN
junto con las proteínas forman una estructura llamada ________________.
3.- La cromatina se condensa para formar unas estructuras
celulares llamadas ___________________.
4.- En los cromosomas el ADN se encuentra organizado en
altos niveles de ______________.
5.- En cambio, el cromosoma de las bacterias es usualmente
una molécula de ADN circular con algunas proteínas asociadas, que componen al
______________ de la célula
6.- Los
________________, las unidades de la herencia, son segmentos de ADN que están
constituidos por cientos a miles de nucleótidos.
 integrantes: Albarran Herrera Aura Ximena Castillo Media Joshua Cuxim Novelo Victor Adair Flores Ovando Fabiola Rodriguez Dorado Farid Gael Tello Vidal Jose Alberto |
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