La división celular Replicación ADN, número cromosómico, mitosis y meiosis

Transcripción

1 La división celular Replicación ADN, número cromosómico, mitosis y meiosis La división celular es unos de los procesos más importantes del ciclo vital de las células. Es utilizada tanto para renovar la dotación celular de los organismos pluricelulares y en los organismos unicelulares permite la reproducción y la creación de nuevas generaciones de individuos. Antes del inicio de la división celular, se tiene que producir la replicación del ADN. I. División celular: procesos La división celular está dividida en determinados procesos, como serían: la replicación del ADN, la cariocinesis y la citocinesis. 1. Replicación del ADN La replicación del ADN consiste en la elaboración de dos copias exactas del ADN del núcleo celular. Para ello la estructura de doble hélice del ADN se separa en 2 hélices y cada una de ellas sirve de molde, dando lugar a 2 hélices dobles de ADN idénticas a la original. Las copias exactas de ADN se producen gracias a la complementariedad de las bases nitrogenadas que lo forman: ADENINA se complemente siempre con TIMINA y la CITOSINA con GUANINA. Este proceso está controlado por una enzima, conocida como ADN-POLIMERASA. 1

2 Doble hélice de ADN en el momento de su replicación Cariocinesis Es la división del núcleo en 2 copias. Cada uno de los nuevos núcleos formará parte de las células hijas. 3. Citocinesis Consiste en la separación física del citoplasma de la célula madre para la formación de 2 células hijas, durante los procesos de división celular. cariocinesis. Se suele producir posteriormente a la En el caso delas células de organismo animales se observa la aparición de un surco central en la membrana plasmática de la célula madre, que se van estrangulando hasta separar la célula en 2 nuevas células. Además del surco central, se observa la presencia de un huso central en el citoplasma de la célula madre, que es una estructura formada por microtúbulos. En el caso de las células de organismos vegetales se observa un engrosamiento de la pared celular, desde dentro hacia afuera. 2

3 II. Dotación cromosómica Las células de las distintas especies animales y vegetales suelen tener un número determinado y fijo de cromosomas. En el caso del ser humano, tiene 23 pares de cromosomas, que serían un total de 46. El número de cromosomas de las células de un individuo se mantiene constante a los largo de la vida de un organismo y sólo hay variación en la producción de las células reproductoras. Las células reproductoras (gametos) tiene la mitad de los cromosomas del resto de las células del organismo (células corporales o somáticas). Durante la reproducción sexual, la unión de los gametos hace que el nuevo organismo resultante (cigoto) tenga el mismo número de cromosomas que las células somáticas. Número de cromosomas de distintos tipos de mamíferos. Para que las células reproductoras tengan la mitad de los pares de cromosomas, en su formación han sufrido un proceso de división celular conocido como meiosis. Según el número de cromosomas que tienen las distintas especies, se clasifican en: 1. Haploides. Es aquella que tiene todos sus cromosomas diferentes, no se observa ninguno repetido. Se habla entonces de número haploide de cromosomas y es representado por n. 3

4 2. Diploides. En aquella que tiene cromosomas iguales, 2 a 2, es decir que se puede agrupar en parejas de iguales. Esto es debido a que un cromosoma procede de la madre y otro procede del padre. Se habla entonces de número diploide de cromosomas y se representa por 2n. III. División celular: fases En toda célula existen 2 periodos básicos de su vida. Aquel momento en que no se está dividiendo, conocido como interfase y aquel periodo en que se divide, conocido como división celular. En la interfase en cuando se produce el fenómeno de replicación del ADN. Se duplica el material genético. Todo proceso de división celular se observa la cariocinesis y citocinesis. La cariocinesis tiene las siguientes fases: profase, metafase, anafase y telofase. El modelo que se va a desarrollar a continuación está basado en la mitosis. 1. Profase Antes del inicio de la esta fase se ha producido la duplicación de ADN. En esta fase las cadenas de ADN se espiralizan (pasan a tener forma de muelle) dando lugar a las cromátidas de los cromosomas. Sería la conversión de la cromatina en cromosomas. Los centriolos se duplican y desaparece la membrana nuclear. Empiezan entonces cada par de centriolos empiezan a migrar hacia los extremos de la célula (polos opuestos). Entre ambos pares aparecen una serie de fibras de proteínas, que recorren la célula de par de centriolos a par de centriolos. Esta estructura es conocida como huso acromático. Los cromosomas ya formados se desplazan y se unen por su centro (centrómero) cada uno a una fibra, orientando las cromátidas (brazos del cromosoma) hacia los polos de la célula. Una vez unidos, se desplazan hacia el centro de la célula. Cada cromosoma se coloca en una fibra del huso. 4

5 2. Metafase Es una fase muy breve de la división celular y se caracteriza por la formación de la conocida como placa ecuatorial. Consiste en que todos los cromosomas se encuentran en la parte central de la célula. 3. Anafase En esta fase las cromátidas se separan y migran hacia los centriolos, a la vez que van desapareciendo las fibras del huso. Es en esta fase se ha repartido el material hereditario en 2 en las 2 partes. Se distingue un anafase temprano, en las que las cromátidas están empezando a separarse y una tardía, en la que las cromátidas están en los polos. 4. Telofase En esta fase las cromátidas se desespiralizan, formando de nuevo la cromatina. Aparece de nuevo la membrana nuclear y la célula queda con 2 núcleos. Posteriormente aparece la citocinesis o división del citoplasma, repartiéndose las distintas organelas u órganos citoplasmáticos. Imagen resumida de la mitosis. Fuente : 5

6 IV. Tipos de división celular: mitosis y meiosis Existen 2 tipos básicos de división celular, son la mitosis y la meiosis. La mitosis no es un proceso de reproducción, es un proceso de división celular en el que la célula madre duplica su material genético y de esta forma las dos células hijas tendrán exactamente el mismo contenido genético que la célula madre de la que proceden. Es un proceso rápido y continuo. Como se ha visto anteriormente tiene 4 fases: profase, metafase, anafase y telofase. Se puede producir tanto en células haploides como diploides. En el caso de la meiosis tampoco es un proceso de reproducción, es otro proceso de división celular, muy parecida en sus fases a la mitosis, pero el resultado final es distinto, debido a que las células obtenidas tienen la mitad del material genético de la célula madre. La meiosis se da exclusivamente en células diploides. En la meiosis se dan las siguientes fases: 1. División 1 La cariocinesis está formada por: a) Profase 1. Esta profase en igual que en el caso de la mitosis. Lo único distintos en el comportamiento de los cromosomas. Los cromosomas se agrupan por parejas, de forma que los cromosomas homólogos quedan cada uno colocados enfrentados. En este momento se produce la llamada recombinación genética, pues se produce un intercambio de trozos de cadena de ADN, apareciendo cromátidas que antes no existían, llamadas cromátidas recombinadas. Cada par de cromosomas se colocan en una fibra del huso. 6

7 b) Metafase 1. Los pares de cromosomas homólogos se colocan en la parte media de la célula, formando la placa ecuatorial. c) Anafase1. Se produce la separación y migración de los cromosomas homólogos, por lo que a diferencia de lo que sucedía en la mitosis, los que se desplazan son cromosomas enteros en lugar de cromátidas. Al final de la anafase I hay dos juegos de cromosomas separados en los polos opuestos de la célula, uno de cada par, por lo que es en esta fase cuando se reduce a la mitad el número de cromosomas. d) Telofase. Igual que en la mitosis Posteriormente viene la citocinesis, dando lugar a la división en 2 células hijas, que se preparan para una segunda división celular. 2. División 2 Sería como una mitosis normal, donde en la profase con los cromosomas individuales los que ocupan cada fibra del huso y en anafase se separan las cromátidas. En la meiosis de cada célula madre diploide se obtiene como resultado 4 células hijas haploiodes, con distinta información genética. La función de estas células haploides es intervenir en la reproducción. 7

8 Imagen de una meiosis resumida. Fuente Meiosis_Overview_es.svg.png 8

9 Test 1. En qué fase del ciclo vital de la célula se produce la replicación del ADN? a) En la profase. b) En la interfase. c) En la cariocinesis. d) En la citocinesis. 2. Qué es la cariocinesis? a) Es la división de la célula en 2 células hijas. b) Es la división del citoplasma en 2 partes c) Es la división del núcleo en 2 partes. d) Es la replicación del ADN. 3. Qué es una especie haploide? a) Aquella especie que tiene los cromosomas distintos, pero repetidos. b) Aquella especie que tiene todos los cromosomas distintos sin repetirse. c) Aquella especie que tiene todos los cromosomas repetidos e iguales. d) Aquella especie que no tiene cromosomas. 4. Qué ocurre con los centriolos en la profase? a) Empiezan a migrar a los extremos de la célula. b) Se duplican. c) No ocurre nada con ellos. d) A y b son correctas. 5. En qué células de puede producir la mitosis? a) En células haploides b) En células diploides c) Sólo en células reproductoras d) A y b son correctas. 6. En qué células se puede producir la meiosis? a) En células haploides. 9

10 b) En células diploides. c) Sólo en células reproductoras. d) A y b son correctas. 7. Cuál es el resultado de la mitosis? a) De cada célula madre, 2 células hijas diploides iguales. b) De cada célula madre, 4 células hijas haploides distintas. c) DE cada célula madre, 4 células hijas diploides iguales. d) De cada célula madre, 2 células hijas distintas. 8. Cuál es el resultado de la meiosis? a) De cada célula madre, 4 células hijas diploides iguales. b) De cada célula madre, 2 células hijas diploides iguales. c) De cada célula madre, 4 células hijas haploides distintas d) Ninguna de las anteriores. 9. Cuántos procesos de división tiene la meiosis? a) 3. b) 4. c) 2. d) Qué estructura del cromosoma se une a las fibras del huso acromático? a) La cromatina. b) Las cromátidas c) El centrómero. d) No se une. Respuestas: 1 b / 2 c / 3 b / 4 d / 5 d / 6 b / 7 a / 8 c / 9 c / 10 c. 10