Reproducción celular eucariota: mitosis y meiosis

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1 Slide 1 / 98 Slide 2 / 98 New Jersey enter for Teaching and Learning Iniciativa de iencia Progresiva Este material está disponible gratuitamente en y está pensado para el uso no comercial de estudiantes y profesores. No puede ser utilizado para cualquier propósito comercial sin el consentimiento por escrito de sus propietarios. NJTL mantiene su sitio web por la convicción de profesores que desean hacer disponible su trabajo para otros profesores, participar en una comunidad de aprendizaje profesional virtual, y /o permitir a padres, estudiantes y otras personas el acceso a los materiales de los cursos. Reproducción celular eucariota: mitosis y meiosis lick para ir al sitio web: Slide 3 / 98 Vocabulario lick en cada palabra de abajo para ver la definición alelo anafase (I) (II) inhibición por contacto anillo contráctil aneuploidía autosoma benigno entrecruzamiento citocinesis diploide transplante de médula ósea cáncer carcinoma ciclo celular placa celular gameta gap 1 (G 1) gap 2 (G 2) fase G 0 haploide centrómero centrosoma quimioterapia quiasma cromosomas homólogos distribución independiente intercinesis interfase surco de división cariotipo Slide 5 / 98 Slide 4 / 98 Vocabulario lick en cada palabra de abajo para ver la definición cinetocoro leucemia linfoma profase radiación sarcoma (I) (II) maligno cromosoma sexual meiosis (I) (II) cromátida hermana metafase metástasis mitosis (I) (II) huso células somáticas transplante de célula fase mitótica (fase M) monosomía madre síntesis (fase S) mieloma múltiple no disyunción poliploidía telofase tétrada trisomía (I) (II) prometafase tumor Slide 6 / 98 Reproducción celular eucariota Temas de unidad Mitosis Sistema de control del ciclo celular Meiosis Haga clic en el tema para ir a la sección Mitosis Volver a la Tabla de ontenidos

2 Slide 7 / 98 La gran idea... Slide 8 / 98 Por qué experimentan Mitosis? La mitosis es un tipo de la reproducción celular, donde una célula producirá una copia idéntica de sí mismo con el mismo número y patrones de genes y cromosomas. La meiosis, por otro lado, es un proceso especial que se utiliza para hacer gametos (células sexuales como esperma y huevos). Estas células tienen la mitad del número de cromosomas de la célula original, y cada uno es único. Las células experimentan la mitosis por una serie de razones. Los organismos usan la mitosis para: reparar daños (como en cicatrices) regenerar partes perdidas (como un lagarto que pierde la cola crecer en tamaño reproducirse asexualmente Slide 9 / 98 iclo celular eucariota Slide 10 / 98 1 uál de las siguientes NO es una función de la mitosis? La célula eucariota tiene dos divisiones principales: la Interfase y la Fase Mitótica. urante la interfase la actividad metabólica es muy alta. La célula está creciendo y copiando N y organelas para poder dividirse. En la fase mitótica se produce la división real de la célula. Esta involucra una serie de pasos (o subfases). E crecimiento regeneración de partes perdidas reproducción asexual reparación de tejidos todas son correctas Slide 11 / 98 Slide 12 / 98 2 uál de las siguientes ocurre durante la interfase? Interfase división celular crecimiento celular y duplicación de los cromosomas reducción en tamaño de la membrana celular reducción en número de organelas La mayoría de las células pasan más del 90% del total de su ciclo en la interfase. En la interfase, existen 3 diferentes sub-fases: Gap 1 (G 1) Síntesis (S Phase) Gap 2 (G 2)

3 Slide 13 / 98 Gap 1 (fase G 1) Slide 14 / 98 Síntesis ( fase S) La célula aumenta en tamaño. La célula incrementa la cantidad de proteínas particularmente aquellas utilizadas en los procesos de duplicación. Ocurre la duplicación de las organelas Ocurre la replicación del N. l final de esta subfase, cada cromosoma se ha duplicado. Las dos copias de un cromosoma permanecen unidas en un punto central llamado centrómero. ada copia es conocida como cromátida hermana. Slide 15 / 98 Gap 2 (Fase G 2) Slide 16 / 98 3 Pensando nuevamente en los procariotas, los cromosomas eucariotas se diferencian de los cromosomas procariotas en que ellos La célula completa su crecimiento preparándose para la división. tienen una estructura circular son más simples Incremente su provisión de proteínas. están alojados en una membrana cercana al núcleo son copiados después de la división celular Slide 17 / 98 Slide 18 / 98 4 Las células eucariotas gastan la mayoría de su tiempo en qué fase del ciclo celular 5 Si se eliminara la fase de síntesis del ciclo celular, las células hijas interfase metafase tendrían la mitad del material genético encontrado en las células parentales serían genéticamente idénticas anafase sintetizarían el material genético perdido en cada una telofase ninguna de esas respuestas son correctas

4 Slide 19 / 98 Fase mitótica Slide 20 / 98 Sub-fases de la mitosis La mitosis se desglosa en 5 sub-fases. espués de que una célula completa su preparación para la división, entra en la fase mitótica. Existen 2 sub-fases en esta fase Mitosis (división del núcleo) y itocinesis (división del citoplasma). profase metafase telofase prometafase anafase Slide 21 / 98 Slide 22 / 98 centrosomas olecciones de microtúbulos forman una estructura en forma de huso desde 2 centrosomas (centros de organización de microtúbulos en la célula) Los centrosomas comienzan a viajar a los extremos opuestos (polos) de la célula. La envoltura nuclear comienza a desintegrarse. El nucleolo y la membrana nuclear desaparecen El huso está casi terminado y listo para proveer a los cromosomas de una estructura para viajar Los cromosomas se unen al huso y a sus cinetocoros, una estructura de proteína ubicada en la región del centrómero de las cromátidas hermanas Slide 23 / 98 Slide 24 / 98 entrosomas vs. cinetocoros La imagen de una célula humana durante la división mostrando: husos desde el centrosoma en verde cromosomas en azul El huso está completamente formado Los cromosomas se alinean sobre la placa metafásica (plano ecuatorial del huso acromático) cinetocoros en rosa

5 Slide 25 / 98 6 La fase de la mitosis durante la cual la envoltura nuclear se desintegra es llamada interfase profase metafase anafase Slide 26 / 98 7 uál de los siguientes pares es correcto? cinetocoro:forma el huso; centrómero: mantiene las cromátidas juntas cinetocoro:se une al huso centrosoma: mantiene las cromátidas juntas centrosoma: forma el huso; centrómero: mantiene las cromátidas juntas centrosoma:mantiene las cromátidas juntas cinetocoro: se une al uso Slide 27 / 98 Slide 28 / 98 8 urante que fase los cromosomas se alinean sombre una placa localizada en el ecuador de la célula? interfase profase metafase anafase Las cromátidas hermanas se separan una de la otra y son tiradas hacia los 2 polos por las fibras del huso Slide 29 / 98 Slide 30 / 98 itocinesis ontinúa la elongación celular ontinuando con la telofase, el citoplasma se divide. La envoltura nuclear reaparece alrededor de los cromosomas Reaparece el nucleolo La citocinesis difiere para células vegetales y animales.

6 Slide 31 / 98 9 urante qué fase la envoltura nuclear reaparece? Slide 32 / El proceso a partir del cual el citoplasma de una célula eucariota se divide es llamado interfase mitosis metafase citocinesis anafase telofase telofase formación del huso Slide 33 / 98 Slide 34 / uál de estas etapas no es igual en todas las células? itocinesis Telofase nafase Metafase E Prometafase F Profase itocinesis - élula animal Un anillo de microfilamentos forma un anillo contráctil alrededor del exterior de la célula. El anillo forma un surco de división que divide al citoplasma en dos. Slide 35 / 98 itocinesis - élula vegetal Las vesículas que contienen material de la pared celular se acumulan en el centro de la célula y luego se fusionan. La placa celular se forma desde el interior hacia el exterior y se convierte en una pared entre las 2 nuevas células. Las membranas que rodean a las vesículas se fusionan para formar nuevas partes de la membrana plasmática. Slide 36 / 98 omparación de citocinesis célula animal célula vegetal

7 Slide 37 / La citocinesis en una célula vegetal es un resultado de que en la célula: surge una división espontánea se forma un surco de división en el medio se divide desde el exterior hacia el interior Slide 38 / 98 Resumen de fases del ciclo celular Interfase Gap 1 (G 1) Síntesis (Fase S) Gap 2 (G 2) se forma una pared celular Fase mitótica (Fase M) Mitosis Profase Prometafase Metafase nafase Telofase itocinesis Slide 39 / 98 Slide 40 / 98 Revisión: sub-fases de la mitosis y la citocinesis Sistema de control del ciclo celular nafase Metafase itocinesis Profase Telofase Prometafase Volver a la Tabla de ontenidos Slide 41 / 98 Slide 42 / 98 Sistema de control del ciclo celular Existen tres puntos de control importantes para regular el ciclo: en Gap1, en Gap 2, y antes de la Mitosis. En cada punto, se libera una señal que dice "Está bien, se puede continuar". Si no se libera la señai, el ciclo entero para, esto previene problemas en la multiplicación celular.

8 Slide 43 / 98 Slide 44 / Las células nerviosas humanas permanecen indiferenciadas a menos que ocurra una lesión. se dividen más fácilmente que otras células están permanentemente en una etapa de no división dejan de dividirse después de un número de generaciones celulares 14 Las células pueden reproducirse sólo si reciben la señal química apropiada en: Gap 1 Gap 2 ntes de la mitosis Todas las de arriba Slide 45 / 98 Slide 46 / 98 áncer áncer es una término general para muchos desordenes en organismos pluricelulares causados por una división celular descontrolada. Las células cancerosas y las células normales son idénticas con la excepción de que las células cancerosas se dividen descontroladamente. Las células cancerosas no son sensibles al sistema de control del ciclo celular. Las células cancerosas se dividen sin control y pueden formar metástasis en otros sitios del cuerpo. Inhibición por contacto Las células típicamente sólo crecerán y se reproducirán hasta que se toquen una a la otra y entonces el sistema de control del ciclo celular interrumpirá la señal de continuar. Esto es llamado inhibición por contacto. Las células cancerosas no presentan inhibición por contacto, en lugar de eso, crecen y se forman masas llamadas tumores. lgunas células cancerosas sintetizan continuamente factores que las mantienen dividiéndose. Video sobre inhibición por contacto Slide 47 / 98 Slide 48 / 98 Tumores cancerosos Los tumores que causan daños a los tejidos circundantes son llamados tumores malignos. Se puede decir que forman metástasis, sistemáticamente propagan el cáncer a otras áreas del cuerpo. Los tumores que no ponen en peligro la vida o causan otros daños son llamados tumores benignos. Generalmente, cuando alguien muere debido al cáncer, no es como resultado de un tumor primario, sino que muere por metástasis. células de carcinoma oral

9 Slide 49 / Un tumor benigno difiere de un tumor maligno debido a que es canceroso no forma metástasis se propaga de su lugar original nunca causa problemas de salud Slide 50 / uál de los siguientes tipos de células más probablemente pasan menos que el 90% de su tiempo en interfase? célula nerviosa célula muscular células cancerosas células de la sangre Slide 51 / 98 Slide 52 / La falta de inhibición por contacto puede conducir a tumores. Verdadero Falso Tipos de cáncer arcinoma: cáncer de tejido epitelial Sarcoma: cáncer de tejido conectivo Leucemia, Linfoma, Mieloma múltiple: cáncer de sangre- que forman tejidos Slide 53 / 98 Un cáncer específico: Melanoma E método para reconocer un potencial melanoma (el cáncer de piel más peligroso) Slide 54 / 98 Tratamiento del cáncer La Radiación y la quimioterapia son los dos tratamientos más prescriptos para el cáncer. símetrica lesión de piel. orde irregular de la lesión. olor: los melanomas tienen múltiples colores iámetro: lunares más grandes que un lápiz Engrandecimiento E

10 Slide 55 / 98 Quimioterapia y radiación La quimioterapia interrumple el ciclo celular, se dirige a la normal formación del huso mitótico. La quimioterapia es sistémica afecta al cuerpo entero. La radiación se localiza específicamente, va directamente al área afectada por el tumor. Interrumpe el ciclo celular dañando el N en la zona y las células cancerosas no pueden repararse a sí mismas y dividirse continuamente cuando esto ocurre. Slide 57 / 98 Efectos colaterales del tratamiento del cáncer El típico efecto colateral de la quimioterapia son los daños que ocurren también en las células normales las cuáles son afectadas con las sustancias químicas. Esto se ve fácilmente en las células que se reproducen más rápido, como los folículos capilares, causando la caída del pelo y nauseas en el tracto digestivo. Slide 56 / 98 élulas madre/transplantes de médula ósea La mayoría de los cáncer son tratados también con células madres o transplantes de médula de hueso. Esos procedimientos son similares, pero el trasplante de células madre implica la recolección de células madres adultas de sangre periférica y es un método más reciente. Las células madre son células indiferenciadas de la médula ósea que producen células sanguíneas. Una vez trasplantadas estas células reemplazarán a las células cancerosas del individuo. El método más viejo, transplante de médula ósea, implica un procedimiento quirúrgico donde la médula ósea que contienen células madre son removidas desde los huesos de la pelvis y trasplantadas. Un paciente puede servir como su donante en algunos casos. Este tipo de trasplante es conocido como un trasplante autólogo. En otros casos, un paciente puede necesitar un donante para proveer de células madre. En este caso, esto es conocido como transplante alogénico. Slide 58 / uál de las siguientes opciones es verdadera acerca de la radiación como tratamiento para el cáncer? es sistémico afectando al cuerpo entero daña el N celular, perturbando su habilidad para dividirse perturba el ciclo celular, al dirigirse a la formación del huso mitótico involucra un procedimiento quirúrgico Slide 59 / 98 Slide 60 / uando recibe quimioterapia al paciente se le cae el pelo debido a que: los folículos pilosos producen células cancerosas los químicos inyectados atacan los enlaces de disulfuro comunes en las células del pelo. los químicos inyectados durante el tratamiento afectan a las células que más rápidamente crecen. los químicos son inyectados cerca a la línea del pelo, alcanzando a esas células antes que a otras. 20 uál es el más nuevo y efectivo tratamiento de cáncer de sangre tal como la leucemia? quimioterapia radiación trasplante de células madre trasplante de médula ósea

11 Slide 61 / 98 Slide 62 / 98 Meiosis Volver a la Tabla de ontenidos Gametas Las células sexuales de los organismos son llamados gametas. Óvulos en hembras, esperma en machos. En muchos organismos eucariotas, las células somáticas (aquellas que no son células sexuales) tienen dos set de cromosomas (diploides). Las gametas tienen una dotación de cromosomas (haploide) y se forman a partir de la meiosis. El ciclo sexual alterna entre fases haploides y diploides. La fusión de gametas haploides durante la fertilización resulta en una descendencia diploide. Slide 63 / 98 Slide 64 / 98 romosomas homólogos Los pares de cromosomas coincidentes en las células somáticas de organismos diploides son llamados cromosomas homólogos. En los humanos, cada célula somática contiene 46 cromosomas, de los cuales forman 23 pares de cromosomas. Los cromosomas homólogos comparten la forma y el locus genético, cada par controla iguales características hereditarias. ada para es heredado desde los padres, uno desde la madre, otro desde el padre (los conjuntos se combinan en la primera célula siguiente a la fertilización y luego transmitido a partir de mitosis) Un cariotipo es un inventorio fotográfico de cromosomas- los cromosomas están separados digitalmente y ordenados. ariotipo ariotipo de una mujer que muestra 23 pares de cromosomas homólogos. Slide 65 / 98 Slide 66 / 98 lelos Los cromosomas homólogos pueden llevar diferentes versiones del mismo gen. Esas "versiones" son llamadas alelos 21 os cromosomas que llevan locus para un mismo rasgo en idénticas posiciones sobre los cromosomas, pero que pueden especificar diferentes versiones de un mismo rasgo constituyen un par de: 2 ejemplos: el color de pelaje y el color de ojos en ratones. olor de pelaje: Marrón y blanco son diferentes versiones del mismo gen para color de pelaje. olor de ojos: Ojos negros y ojos rosa son diferentes alelos de un gen que codifica para el color de ojos. cromosomas homólogos cromosomas complementarios cromosomas heterocigotas ninguna de las opciones son correctas

12 Slide 67 / 98 Slide 68 / Un cariotipo es análogo para cuál de los siguientes ejemplos? un mapa de tesoro escondido una película que muestra el ciclo reproductivo de un escarabajo una fotografía de cada pareja en un baile la clave de respuestas para una prueba Meiosis La Meiosis reduce el número de cromosomas en un organismo diploide para producir células sexuales. omo la mitosis, la meiosis comienza con una simple duplicación de cromosomas. Y a diferencia de la mitosis, el producto resultante de la meiosis es 4 células hijas, cada una con la mitad del número de cromosomas (haploide) Slide 69 / 98 Slide 70 / 98 Las dos divisiones de la Meiosis profase I Los procesos que implican 2 divisiones consecutivas, simplemente se llaman Meiosis I y Meiosis II. La reducción del número de cromosomas ocurre en la Meiosis I. Luego, las cromátidas hermanas se separan en la Meiosis II, resultando en 4 células. metafase I anafase I telofasei La envoltura nuclear desaparece y el huso comienza a formase. Los pares de cromosomas homólogos (replicados durante la interfase) forman una tétrada. 2 copias del cromosoma materno 5 2 copias del cromosoma paterno 5 Slide 71 / 98 Entrecruzamiento (crossing over) El entrecruzamiento ocurre durante la profase I. Es una reorganización genética entre 2 quiasma cromosomas homólogos que sucede en un sitio llamado quiasma Video sobre entrecruzamiento El entrecruzamiento incrementa la variación genética de la descendencia. Ya que esto ocurre varias veces en un lugar variable en cada tétrada, la variación que puede ocurrir entre 2 padres es extremadamente grande. Esta es una de las razones, a excepción de los gemelos idénticos, por la que cada individuo es una única entidad genética. profase I anafase I telofase I Slide 72 / 98 metafase I Video sobre distribución independiente Las tétradas se alinean en la placa ecuatorial de la célula. La manera en que los cromosomas se alinean durante la metafase I, da a cada célula una única combinación de genes desde cada cromosoma de los padres (una distribución independiente). Junto con el crossing over estos métodos representan la mayor parte de la variación genética en las poblaciones.

13 Slide 73 / 98 Slide 74 / 98 istribución independiente profase I ados n pares de cromosomas, existen 2 n maneras en las cuáles los cromosomas pueden alinearse durante la metafase I. metafase I En los humanos existen 2 23 maneras (8 millones) maneras de combinarse los homólogos. Esto significa que la combinación de gametas humanas puede producir 64 trillones de combinaciones en el cigoto. telofase I anafase I La tétrada se divide, los cromosomas heredados de la madre y el padre se mueven de un polo a otro, independientemente de otros cromosomas. Slide 75 / 98 Slide 76 / 98 profase I profase II: la envolura nuclear desparece, se forma el huso metafase I anafase I telofase I La envolutura nuclear reaparece. El núcleo ahora es haploide. intercinesis ivisión del citoplasma similar a la citocinesis. Las células ahora son haploides. 4 células hijas haploides metafase II:cromosomas con 2 cromátidas hermanas se alinean en el ecuador anafase II: los cromosomas se separan, una cromátida se mueve hacia cada polo telofase II: la envoltura nuclear reaparece citocinesis: se divide el citoplasma Slide 77 / 98 Slide 78 / La reorganización genética entre 2 cromosomas homólogos se llama: 24 El entrecruzamiento puede ocurrir varias veces en cada par de homólogos E quiasma reorganización homóloga entrecruzamiento reducción haploide división meiótica Verdadero Falso

14 Slide 79 / 98 Slide 80 / La distribución independiente establece que cada par de gametas se separa independientemente de la otra durante la meiosis los genes se distribuyen independientemente en los animales pero no en las plantas la distribución independiente produce individuos poliploides los cromosomas individuales de cada padre se distribuyen independientemente unos de otros durante la meiosis. 26 uál de las siguientes declaraciones es falsa? E la meiosis ocurre en los ovarios y los testículos de los animales los ciclos sexuales implican una alternancia de etapas diploides y haploides la mitosis produce células hijas con la mitad del número de cromosomas que las células parentales un humano normal tiene 46 cromosomas una célula haploide tiene la mitad de los cromosomas que una célula diploide Slide 81 / 98 Slide 82 / uál de estos NO pertenece a la meiosis? entrecruzamiento 28 excepción de los gemelos idénticos, los hermanos con los mismos padres probablemente lucirán similares pero no idénticos el uno al otro debido a apareamiento de cromosomas homólogos tienen idénticos cromosomas fertilización al azar producción de gametas tienen idénticos genes pero no cromosomas tienen una similar pero no idéntica combinación de genes tienen una pequeña chance de tener genes idénticos Slide 83 / 98 Slide 84 / 98 ccidentes en la Meiosis lteraciones en el número de cromosomas No disyunción es la falla de un par de cromosomas para separarse durante la meiosis I o la meiosis II. La fertilización de un óvulo resultante de la no disyunción con un espermatozoide normal resulta en un cigoto con un número anormal de cromosomas. En la mayoría de los casos, la descendencia que se desarrolla a partir de un cigoto con un número incorrecto de cromosomas, aborta espontáneamente. Esta es una razón para el gran número de abortos espontáneos que suceden durante el primer trimestre de gestación. Existen dos tipos principales de ateraciones: aneuploidía y poliploidía.

15 Slide 85 / 98 neuploidía Ocurre aneuploidía ocuando un gameto que ha experimentado una meiosis defectuosa y tiene un número anormal de cromosomas se une con un óvulo normal o un espermatozoide normal. El cigoto así formado tendrá un número anormal de cromosomas. En una trisomía, el cigoto tiene una copia extra de un cromosoma. Si al cigoto le falta un cromosoma se llama monosomía. Slide 86 / 98 Trisomía 21 - Síndrome de own La Trisomy 21 es la más común anormalidad del número de cromosomas con 3 copias del cromosoma 21. Esto ocurre en 1 de 700 nacimientos. La incidencia del Síndrome de own aumenta con la edad de la madre. El Síndrome de own (nombre común para la Trisomía del par 21) incluye una amplia variedad de características físicas, mentales, suseptiblidad a enfermedades. (hecho poco conocido: la incidencia también aumenta con la edad del padre) Slide 87 / 98 Slide 88 / La no disyunción ocurre cuando una porción de un cromosoma se desprende los cromosomas se replican muchas veces dos cromosomas se fusionan en uno se pierde un cromosoma entero en la Meiosis I Slide 89 / La aneuploidía ocurre cuando un gameto que ha tenido un problema en la termina con un cromosoma mitosis, extra mitosis, más o menos Slide 90 / Un individuo con una trisomía tiene copia/s extra de un cromosoma uno dos tres cuatro meiosis, extra meiosis, más o menos

16 Slide 91 / 98 neuploidía en cromosomas sexuales Un número inusual de cromosomas sexuales(aquellos que determinan el sexo, tales como X, Y) no altera el balance genético tal como un inusual número de autosomas (todos los otros cromosomas) - probablemente debido al hecho que el cromosoma Y lleva menor cantidad de genes. Las anormalidades en los crosomosas sexuales resultan en individuos con una variedad de características, la mayoría afectan la fertilidad y la inteligencia. uanto más grande es el número de cromosomas X, mayor será la probabilidad de que ese individuo tenga retraso mental. Slide 92 / 98 El rol del cromosoma Y Las anormalidades de los cromosomas sexuales ilustran el rol de los cromosomas Y en determinar el sexo en las personas. Un único cromosoma Y es suficiente para producir un individuo masculino incluso en combinación con un número de cromosomas X. Ejemplo: XXY - Síndrome de Klinefelter La falta de un segundo cromosoma X o Y resultará aún en que ese individuo sea femenino debido a la ausencia de un cromosoma Y. Ejemplo: Xo - Síndrome de Turner Slide 93 / 98 Síndrome de Turner - Monosomía Slide 94 / La aneuploidía en los cromosomas sexuales no tiene mayores consecuencias para el individuo. Verdadero Falso Slide 95 / 98 Poliploidía La poliplodía es letal en los seres humanos. Ocurre cuando un organismo tiene un set extra de cromosomas. Slide 96 / 98 Polyploidía en humanos Pero es normal en plantas y algunas veces necesario para completar ciertas etapas en el ciclo vital de las plantas! Plantas triploides banana sandía manzana Las plantas poliploides tienden a ser más grandes y tener mejores características hortícolas y agrícolas. Plantas tetraploides papa puerro tabaco

17 Slide 97 / Tener un set extra de cromosomas es conocido como aneuploidía sindrome de Turner Slide 98 / Un ser humano con poliploidía podría aún reproducirse normalmente. Verdadero poliploidía entrecruzamiento Falso