Bases Cromosómicas de la Herencia

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1 Bases Cromosómicas de la Herencia Introducción al Análisis Genético, Griffiths 8ª Ed. (Cap. 3) Molecular Biology of the cell, Alberts 5ª Ed. (Cap. 21) Theodor Boveri (1902) Walter Sutton (1903)

2 Cromosoma visible al microscopio electrónico El material gené-co se ha duplicado (2n x 2 = 4n)

3 ESTRUCTURA DE UN CROMOSOMA Una molécula de ADN Dos moléculas de ADN Cromátida Centrómero constricción Cromosoma en interfase Cromátidas hermanas idénticas Cromosoma duplicado (x2) en metafase

4 El cromosoma metafásico

5 Cromátidas hermanas idénticas Cinetocoro Centrómero Microtúbulos El cinetocoro es un disco localizado en la parte externa de los cromosomas en los centromeros. Esta compuesto por unas proteínas que anclan a los microtubulos del huso mitotico durante los procesos de division celular. Cromosoma en metafase Una Cromátida Permite que cada cromatida se mueva por separado y se distribuya adecuadamente a los nuevos nucleos.

6 Cromosomas homólogos vs. Cromátidas hermanas Cromosomas Homólogos Cromosomas Homólogos Centrómero Replicación Cromosoma Materno Cromosoma Paterno Cromátidas Hermanas Cromátidas Hermanas

7 Tipos de cromosomas metafásicos Metacéntrico Submetacéntrico Acrocéntrico Telocéntrico Autosomas Cromosomas sexuales

8 Cada especie tiene un número característico de cromosomas. Células de humanos tienen un número diploide (2n), es decir, tienen dos copias (cromosomas homólogos) de cada uno de sus 23 cromosomas diferentes (2n = 46) Los cromosomas metafásicos contienen dos cromátidas cada uno (4n = 92) Las células germinales solo tienen una copia de los cromosomas y se les denomina haploides (n)

9

10 El número de cromosomas en algunas especies Organismo Especie # diploide Humano Homos sapiens 46 Gato Felis catus 38 Bovino Bos taurus 60 Perro Canis familiaris 78 Caballo Eqqus caballus 64 Mosca fruta Drosophila melanogaster 8 Chícharo Pisum sativum 14 Arroz Oryza sativa 24 Frijol Phaseolus vulgaris 22 Maíz Zea mays 20

11 1. Los cromosomas se ubican en el núcleo de células eucariontes. 2. El tamaño nuclear es similar en células germinales, a pesar de que el tamaño celular es diferente. 3. Un individuo recibe igual número de cromosomas nucleares del padre y de la madre. citoplasma núcleo

12 Comportamiento del material nuclear durante la división celular Rickards, 1965

13 La división celular es una fase pequeña del Ciclo Reproductivo Celular 1 2

14 Mitosis: división de células somáticas proceso celular que consiste en la formación de dos células a partir de una conservando el mismo número de cromosomas.

15 Profase: El número de cromosomas es 4n debido a la replicación que ocurrió en la interfase. Hay condensación gradual de los cromosomas. Cromátidas hermanas unidas. Desaparición gradual del nucleólo. La membrana nuclear inicia su desintegración. Prometafase: La envoltura nuclear se ha roto y el huso mitótico se comienza a organizar. Los cromosomas han sido alcanzados por fibras del huso (microtubulos). Metafase: Los centrómeros de los cromosomas están unidos a las fibras del huso mitótico. Se forma la placa metafásica ecuatorial.

16 Anafase: Etapa muy corta en la que cada centrómero se divide en dos, por lo que las cromátidas se convierten en cromosomas y los centrómeros inician su movimiento hacia los polos, llevando hacia cada polo una de las 2 cromátidas hermanas (cromosoma interfásico). Telofase: La dotación de cromosomas se agrupa en los polos y éstos se comienzan a descondensar y adoptan la forma de cromosomas interfásicos. Se forma la membrana nuclear, se reconstituyen los nucleolos.

17 Importancia genética de la Mitosis Mantener la cantidad de material genético constante de generación en generación Producir dos células hijas idénticas Distribuir equitativamente el material genético Es la división celular de las células somáticas

18 Meiosis: división de células germinales La meiosis comprende dos rondas de divisiones nucleares sucesivas, con un solo evento de replicación del DNA. 2n 2n I - Se separan cromosomas homólogos II Se separan cromátidas hermanas

19 PROFASE I : tiene lugar la recombinación homóloga Sub-etapas de la Profase I Sinapsis: cromosomas bivalentes Quiasmas: huellas de entrecruzamiento

20 Recombinación entre cromosomas homólogos Quiasma

21 Variabilidad genética 2 Pares de Cromosomas Homólogos (2n) 2 Pares de Cromosomas Homólogos (4n) Núcleos hijos I Núcleos hijos II Interfase Cromosomas Homólogos Recombinantes

22 Importancia genética de la Meiosis Generar células haploides con la mitad del número cromosómico original de las células diploides A través de un ciclo de meiosis y de fecundación el número de cromosomas se mantiene en organismos que se reproducen sexualmente. La recombinación genética genera más variación en las combinaciones finales.

23 Mecanismos de la meiosis para aumentar la variabilidad genetica Cada cromosoma tiene la misma oportunidad de alinearse en uno u otro lado de la placa ecuatorial metafásica I. Como resultado, cada núcleo generado por meiosis tendrá diferente combinación de cromosomas; (con 4 cromosomas diferentes el número de posibles rearreglos es de 16). No existen dos células con la misma información como producto de la meiosis.

24 Espermatogénesis La espermatogénesis es el mecanismo encargado de la producción de espermatozoides. Este proceso se desarrolla en los testículos. La espermatogénesis tiene una duración aproximada de 64 a 75 dias en la especie humana, y se extiende desde la adolescencia durante toda la vida del macho. Ciclo reproductivo en humano

25 Ovogénesis En los seres humanos el feto femenino empieza a formar ovogonias, pero se detiene el proceso de meiosis en la etapa de ovocito primario, específicamente en profase I, conocido como período de diploteno. Este período se mantiene suspendido hasta que, a partir de la pubertad y por efectos hormonales, se desprende un ovocito en cada ciclo menstrual, se concluye entonces la primera división meiótica y se inicia la segunda. Ésta a su vez se interrumpe, y no se completa hasta la fecundación, si es que ésta ocurre. Ciclo reproductivo en humano

26 Ciclo reproductivo en plantas con flores Meiocyte ( ) (2n) Tassel Ear shoot Meiocyte ( ) (2n) Los gametofitos masculinos se forman a partir de meiocitos en la espiga. Los gametofitos femeninos a partir de meiocitos en la mazorca. Mitosis Tube nucleus (n) Meiosis Meiospore (n) Sperm nuclei (n) Sperm cells Mature sporophyte (2n) Embryo (2n) Male gametophyte (germinated pollen grain) Fertilization Mature kernel Meiosis Meiospores (n) Endosperm (3n) Surviving meiospore Mitosis Polar nuclei (n) Female gametophyte Egg nucleus (n) Hay mitosis de meiocitos, por lo que los gametofitos contienen más de un núcleo. Un núcleo espermático se combina con dos núcleos polares en el centro de gametofito femenino (3n) y forma el endospermo. Otro núcleo espermático se combina con un núcleo del óvulo (2n) para formar el cigoto y futuro embrión. Figure 3-34 Alternation of generations of corn. The male

27 Ciclo diploide Ciclo haploide (hongos y levaduras)

28 1. Cuál es el significado de la recombinación homóloga? 2. Si un gameto de una planta diploide con-ene 5 cromosomas diferentes, cuantos cromosomas hay en una célula somá-ca? 3. Cuál es el número de cromosomas que con-ene una célula germinal de esta planta después de la telofase I de la meiosis? 4. Tomando en cuenta la distribución de cromosomas homólogos en la Meiosis, cuantas posibles variantes habrá en los gametos de una planta diploide con un número de cromosomas n = Hacer un esquema detallado de las fases de la Meiosis para una especie que con-ene número de cromosomas 2n = 6 (entregar a la siguiente clase)

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