GUIA # 1 NOVENO. Mitosis: función y regulación. La división celular explica muchos procesos que realizan los organismos

Transcripción

1 GUIA # 1 NOVENO Mitosis: función y regulación La división celular explica muchos procesos que realizan los organismos Un organismo unicelular, como por ejemplo un protozoo, bajo ciertas condiciones es capaz de reproducirse generando un número cada vez mayor de individuos de la misma especie. De igual forma, en un organismo pluricelular, los billones de células que lo constituyen provienen de una sola célula. En ambos casos, la célula original genera dos células fenotípicamente idénticas, las que, a su vez, se dividen generando cuatro células; y así sucesivamente, hasta conseguir muchos millones de células Actividad 1 Reconociendo procesos de división celular De los siguientes procesos que ocurren normalmente en el ser humano, marca aquellos que deberían realizarse por división celular. Figura 1 a. Crecimiento de huesos b. Desarrollo embrionario c. Formación de células de la sangre d. Regeneración de la piel e. Cicatrización f. Formación de un tumor (cáncer) Qué mecanismos son comunes a todos estos procesos? En cualquiera de los ejemplos anteriores, las células hijas son más pequeñas que las células madre. Por tanto, cualquiera de las dos células hijas carece de ciertos materiales que poseía la célula madre. Según lo que tú ya sabes, qué estructuras deberían traspasarse necesariamente a cada una de las células hijas? A pesar que el proceso de división celular puede ocurrir en muchos tipos de células, con formas y funciones distintas, llama la atención que las células hijas tarde o temprano adquieran siempre el aspecto y la función de la célula madre. Cómo podrías explicar esta situación?

2 Actividad 2. Análisis de experimento sobre división celular Figura 2 Observa la Figura 2, que señala un experimento realizado en ratas. Si se separan las dos primeras células del desarrollo embrionario (llamadas blastómeros) de una rata albina y cada una de ellas se trasplantan al útero de dos ratas hospederas: una rata hospedera gris y otra rata hospedera manchada, de ambas ratas hospederas nacerán crías albinas. a) Describe el experimento y los resultados b) Por qué se utilizaron ratas huéspedes no albinas? c) Cuál es la conclusión que se puede hacer basándose en los resultados? d) Se puede afirmar que la división celular, que propaga las características de la célula huevo, permite traspasar el genotipo y el fenotipo de la rata albina original? Por qué? Resumiendo: Para que el proceso de división celular sea válido, la célula madre debe entregar a cada una de sus células hijas el tipo y la cantidad exacta de material genético que ésta posee. Para realizarlo, copia cada una de sus fibras de ADN mediante un proceso conocido como replicación. Poco antes que se produzca la división, al interior del núcleo de Figura 3. Esquema de célula antes y después de la replicación una célula humana se debería poder contar un total de 23 pares de fibras duplicadas. En la figura 3 se esquematiza esta nueva situación. Se han pintado de color azul las fibras "originales" y de color rojo las "copias", representado solo 10 fibras de las 23. Si cada fibra posee entonces un "original" y una "copia", se espera que se distribuyan una cada una en las dos células hijas. En la realidad cada fibra de cromatina del ADN humano puede llegar a medir varios centímetros de largo. Si, al mismo tiempo, toda la cromatina al interior del núcleo ocupa un espacio cercano a los 5 x 10-7 mm 3, resulta muy difícil de entender de qué manera pueden separarse originales y copias entre las dos células hijas, sin lugar a errores.

3 Actividad 3. Investigando las etapas de la mitosis Las siguientes figuras muestran las etapas fundamentales de la mitosis. Sin embargo, están desordenadas cronológicamente. Basándose en los conocimientos recogidos en el transcurso de este capítulo, realiza las siguientes tareas: Ordénalas de manera lógica, poniéndoles un número en el recuadro inferior. Averigua el nombre y función de las estructuras de la célula. Copia los esquemas en tu cuaderno, en el orden correcto. Averigua el nombre de cada etapa. Figura 4. Esquemas de diversas etapas de la mitosis Como hemos visto, la mayor parte del tiempo las células de un tejido no muestran cromosomas. Su material genético se encuentra en forma de cromatina y los cromosomas aparecen exclusivamente durante el proceso de división celular. Cuando una célula no se encuentra en división, se dice que está en interface. El "Ciclo Celular" incluye ambos conceptos, pues se define como el tiempo que transcurre entre el nacimiento y la muerte o división de las células, es decir su interface seguida de su división celular. Existen tejidos que se caracterizan por mantener zonas de continua división celular. Por ejemplo, bajo las capas superficiales de piel existe una región que se dedica a producir nuevas células que reemplacen las que se pierden en la parte superior. Algo similar ocurre con tejidos vegetales que crecen intensamente en la punta de tallos y raíces. Las células que - como éstas - están en continua mitosis, se afirma que están en ciclo proliferativo. Observa el siguiente esquema que resume el ciclo celular: Interfase G1 S G2 Duración aproximada Actividad celular 4 horas 10 horas 4 horas 2 horas Síntesis de proteínas y ácidos nucleicos. Actividad normal de la célula Replicación paulatina del ADN Síntesis de proteínas del citoesqueleto M División del material genético Cantidad de material genético

4 Actividad 4. Justificando las etapas de la interface. Justifica el rol de las etapas G1, S y G2 de la Interface. Interpreta el gráfico de la página anterior. Explica por qué se llama "ciclo celular", si técnicamente una célula sólo se puede dividir una vez en su vida. Un ciclo proliferativo incluye todas estas etapas y eventualmente agrega una etapa Go, llamada de reposo proliferativo o de diferenciación. Es decir, la célula interrumpe su ciclo celular para desarrollar las características propias del tejido al que pertenece. En los organismos multicelulares, como los animales y plantas existen diferentes tipos de poblaciones celulares. Unas en proliferación, tales como los tejidos en renovación (piel, médula ósea), las células cancerosas o las células en cultivo. Otras poblaciones están habitualmente en reposo proliferativo (Go), sin embargo, después de estimularlas con algún estímulo específico pueden entrar nuevamente al ciclo proliferativo. Un tejido es un grupo de células de similar forma y función, con algún mecanismo de comunicación que favorece el trabajo conjunto y coordinado Todos los mecanismos que caracterizan a la mitosis ocurren de manera similar en todos los procesos que se basan en este tipo de división celular. Actividad 5. Mitosis en unicelulares y multicelulares. Observa atentamente el siguiente esquema que señala los procesos que se realizan a través de mitosis, distinguiendo aquellos que se realizan en organismos unicelulares o en multicelulares Fisión binaria gemación Esporulación MITOSIS Mecanismos de reproducción asexuada: Esporulación y fragmentación Desarrollo embrionario Crecimiento Cicatrización Regeneración de tejidos Escoge cualquiera de los procesos señalados y construye un esquema completo de mitosis utilizando los elementos estructurales y contextuales novedosos de este proceso. Por ejemplo, si escoges fisión binaria, puedes representar la mitosis en un paramecio o una ameba, con todas las estructuras propias de estos microorganismos.

5