Taller Biología BLOQUE 2. MICROSCOPÍA Y CITOLOGÍA PRÁCTICA 4. MITOSIS 4º E.S.O. INTRODUCCIÓN TEÓRICA

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1 AMPLIACIÓN DE BIOLOGÍA 4º ESO Taller Biología 4º E.S.O. BLOQUE 2. MICROSCOPÍA Y CITOLOGÍA PRÁCTICA 4. MITOSIS INTRODUCCIÓN TEÓRICA La Wikipedia nos dice que, la mitosis es un proceso de reparto equitativo del material hereditario característico de las células eucariotas. Normalmente concluye con la formación de dos núcleos separados (cariocinesis), seguido de la partición del citoplasma (citocinesis), para formar dos células hijas. La mitosis completa, que produce células genéticamente idénticas, es el fundamento del crecimiento, de la reparación tisular y de la reproducción asexual. La meiosis, un proceso que comparte mecanismos con la mitosis pero que no debe confundirse con ella (es otro tipo de división celular, exclusivo para la formación de gametos), produce células genéticamente distintas y, combinada con la fecundación, es el fundamento de la reproducción sexual y la variabilidad genética. FASES DEL CICLO CELULAR La división de las células eucarióticas es parte de un ciclo vital continuo, el ciclo celular, en el que se distinguen dos períodos mayores, la interfase, durante la cual se produce la duplicación del ADN, y la mitosis, durante la cual 45

2 DEPTO. BIOLOGÍA-GEOLOGÍA. I.E.S. CEUTI se produce el reparto idéntico del material antes duplicado. La mitosis es una fase relativamente corta en comparación con la duración de la interfase. INTERFASE La célula está ocupada en la actividad metabólica preparándose para la mitosis. Los cromosomas están desorganizados en el núcleo en forma de cromatina, aunque en ocasiones el nucleolo puede ser visible. La célula puede contener un centrosoma con un par de centríolos (o centros de organización de microtúbulos en los vegetales) los cuales son sitios de organización para los microtúbulos. 46

3 AMPLIACIÓN DE BIOLOGÍA 4º ESO MITOSIS 1.Profase: condensación de los cromosomas y desarrollo del huso acromático. Los dos centros de origen de los microtúbulos son los centrosomas. La cromatina (ADN desenrrollado) ha comenzado a condensarse y se observan las cromátidas). Las estructuras en color rojo son los cinetocoros. Es la fase más larga de la mitosis. 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, los cromosomas replicados están formados por dos cromátidas, unidas a través del centrómero. Uno de los hechos más tempranos de la profase en las células animales es duplicación del centrosoma; los dos centrosomas hijos (cada uno con dos centriolos) migran entonces hacia extremos opuestos de la célula. Los centrosomas actúan como centros organizadores de microtúbulos, controlando la formación de unas estructuras fibrosas, los microtúbulos. De esta forma, el huso de una célula mitótica tiene dos polos que emanan microtúbulos. En la profase tardía desaparece el nucleolo y se desorganiza la envoltura nuclear. 2. Metafase: Colocación de los cromosomas (duplicados) en el plano ecuatorial de la célula. En el inicio de la metafase (prometafase para algunos textos) la membrana nuclear se ha disuelto, y los microtúbulos invaden el espacio nuclear. Los microtúbulos pueden anclar cromosomas a través de los cinetocoros o interactuar con microtúbulos emanados por el polo opuesto. 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 dos 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. 3. Anafase: los microtúbulos anclados a cinetocoros se acortan y los dos juegos de cromosomas se aproximan a cada uno de los centrosomas. Cuando todos los cromosomas están correctamente anclados a los microtúbulos del huso y alineados en la placa metafásica, la célula procede a 47

4 DEPTO. BIOLOGÍA-GEOLOGÍA. I.E.S. CEUTI entrar en anafase. Entonces tienen lugar dos sucesos. Primero, la separación de las cromátidas. Estas cromátidas hermanas, que ahora son cromosomas hermanos diferentes, son separados por el acortamiento de los microtúbulos que se dirigen hacia los centrosomas respectivos. A continuación, los microtúbulos no asociados a cinetocoros se alargan, empujando a los centrosomas (y al conjunto de cromosomas que tienen asociados) hacia los extremos opuestos de la célula. Al final de la anafase, la célula ha conseguido separar dos juegos idénticos de material genético en dos grupos definidos, cada uno alrededor de un centrosoma. 4. Telofase: Los cromosomas se desorganizan y reaparece la envoltura nuclear. La telofase es la reversión de los procesos que tuvieron lugar durante 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 membrana nuclear se reforma alrededor de ambos grupos cromosómicos, utilizando fragmentos de la membrana nuclear de la célula original. Ambos juegos de cromosomas, ahora formando dos nuevos núcleos, se desorganizanan de nuevo en cromatina. La cariocinesis ha terminado, pero la división celular aún no está completa. CITOCINESIS La citocinesis es un proceso independiente, que se inicia simultáneamente a la telofase. Técnicamente no es parte de la mitosis, sino un proceso aparte, necesario para completar la división celular. En las células animales, se genera un surco de escisión en el lugar donde estuvo la placa metafásica, estrangulando el citoplasma y aislando así los dos nuevos núcleos en dos células hijas. Tanto en células animales como en plantas, la división celular está dirigida por vesículas derivadas del Aparato de golgi, que se mueven a lo largo de los microtúbulos hasta la zona ecuatorial de la célula. En plantas esta estructura da lugar a una placa central llamada fragmoplasto que progresa hasta separar ambas células. Actividades: intenta identificar las etapas comentadas anteriormente en las imágenes siguientes. 48

5 AMPLIACIÓN DE BIOLOGÍA 4º ESO MATERIALES o Microscopio o Portaobjetos o Cubreobjetos o Lanceta estéril o Cubeta de tinción o Aguja enmangada o Pinzas o Palillos o Frasco lavador o Mechero de alcohol o Tijeras o Papel de filtro o Vaso de precipitados o Vidrio de reloj o Orceína A o Orceína B 49

6 DEPTO. BIOLOGÍA-GEOLOGÍA. I.E.S. CEUTI PROCEDIMIENTOS 1. Llenar un vaso de precipitados con agua y colocar un bulbo de cebolla sujeto con dos o tres palillos de manera que la parte inferior quede inmersa en el agua. Al cabo de 3-4 días aparecerán numerosas raicillas en crecimiento de unos 3 o 4 cm de longitud. 2. Cortar con las tijeras unos 2-3 mm del extremo de las raicillas y depositarlo en un vidrio de reloj en el que se han vertido 2-3 ml de orceína A. 3. Calentar suavemente el vidrio de reloj a la llama del mechero durante unos 8 minutos, evitando la ebullición, hasta la emisión de vapores tenues. 4. Con las pinzas tomar uno de los ápices o extremos de las raicillas y colocarla sobre un portaobjetos, añadir una gota de orceína B y dejar actuar durante 1 minuto. 5. Con la punta de la lanceta cortar los últimos 2mm de la raíz, sólo utilizaremos el extremo, el resto se tira. 6. Colocar el cubreobjetos con mucho cuidado sobre la raíz. Con el mango de una aguja enmangada dar unos golpecitos sobre el cubre sin romperlo (puedes protegerlo con la goma de borrar) de modo que la raíz quede extendida. 7. Sobre la preparación colocar unas tiras de papel de filtro, 5 o 6. Poner el dedo pulgar sobre el papel de filtro en la zona del cubreobjetos y hacer una suave presión, evitando que el cubre resbale. Si la preparación está bien asentada no hay peligro de rotura por mucha presión que se realice. 8. Observar al microscopio. En esta dirección tienes una explicación interactiva acerca de la mitosis (está en inglés, pero ese es el idioma de la ciencia, que le vamos a hacer ) 50