Reproducción. Objetivos. Introducción. Desarrollo. Palabras clave. Biología Unidad 15. Reproducción

Transcripción

1 Biología Unidad 15 Reproducción Objetivos Conocer las características de la reproducción sexual y asexual. Aprender las características generales de la división celular por mitosis y meiosis. Introducción Una de las características básicas de los seres vivos es la capacidad de reproducirse; es decir, la capacidad de formar nuevos organismos a partir de uno o dos padres. Esto ha dado la oportunidad a muchos organismos de perpetuar y preservar la especie en diferentes medios. Desarrollo Reproducción Para que la reproducción se lleve a cabo es necesario que el organismo crezca y se prepare hasta alcanzar la madurez sexual. En biología se divide la reproducción en dos grandes grupos: asexual y sexual. La primera es el tipo de reproducción más primitiva, ya que no se requiere la intervención de gametos y los organismos pueden formarse a partir de un ser vivo preexistente. La segunda requier la intervención de dos gametos de progenitores diferentes. Reproducción asexual Bipartición o fisión binaria: es el único realizado por organismos procariotas y eucariotas. Se caracteriza por el crecimiento celular, seguido de la duplicación del ADN y la división en dos células hijas de tamaño similar y con características genéticas idénticas a la célula progenitora. En el caso de los procariontes es su único tipo de reproducción y la principal diferencia con las células eucariontes es que las clon material genético gametos órganos sexuales 1

2 células procariontes no tienen núcleo celular, su ADN consta de una sola molécula circular suspendida, la cual se duplica; posteriormente, el citoplasma se alarga y se estrangula, esto da origen a dos células hijas iguales a la madre en información genética, pero más pequeñas. Una ventaja de este tipo de reproducción es que es muy rápida, en la mayoría de los casos bastan veinte minutos. Algunas células eucariontes también se reproducen por fisión binaria, la diferencia con los procariontes es que en estos organismos la división comienza con la mitosis del núcleo celular, seguido por la división de la célula misma Este proceso sucede principalmente en los protozoos (ameba, paramecio, ciliados), levaduras y algas unicelulares. Gemación: en este tipo de reproducción el organismo progenitor forma brotes o yemas, gracias a una serie de divisiones mitóticas. Se presenta en organismos unicelulares o pluricelulares. A nivel unicelular la división es desigual. A nivel pluricelular se forma un brote o protuberancia que poco a poco crece hasta que se diferencia un nuevo organismo, cuando tiene el tamaño adecuado y puede alimentarse por sí mismo, en algunos casos se separa, mientras que en otras ocasiones no es necesaria la separación y continúan juntos formando colonias como las esponjas y los celenterados. Esporulación: lo que caracteriza este tipo de reproducción es la presencia de esporas, que son células reproductoras protegidas por una pared externa resistente y que pueden ser móviles o fijas. Esta pared les permite mantenerse en un periodo de latencia hasta que se presenten condiciones favorables; caen al medio, la pared protectora se rompe y da origen a un nuevo organismo. Este tipo de reproducción se presente en los hongos, algas, helechos y algunos musgos Partenogénesis: es un tipo de reproducción muy particular, aquí los nuevos organismos son generados por el gameto femenino (óvulo), por lo que, aunque se presente una célula sexual, es considerada un tipo de reproducción asexual porque los gametos no se fusionan, por lo tanto, no hay fecundación. Este tipo de reproducción se da con cierta frecuencia en crustáceos, insectos y con menor frecuencia en anfibios y reptiles. Reproducción vegetativa: se presenta en algunas especies de plantas y consiste en la generación de un nuevo individuo a partir de una parte especial de su progenitor, la cual se regenera (hojas, tallo y raíces). Reproducción sexual La reproducción sexual ocurre en la presencia de dos progenitores (padres), los cuales, contribuyen con una célula especializada llamada gameto, en el caso de las hembras se llama óvulo y en el caso de los machos espermatozoide, la unión de esta célula forma un cigoto que posteriormente se convertirá en un nuevo organismo. Este cigoto tiene la información genética que proviene de ambos padres, pero lo hace diferente. La ventaja biológica de la reproducción sexual es que resulta una fuente de variabilidad para los organismos, recordemos que a partir de la variabilidad actúa la selección natural y 2

3 se da la evolución de las especies. La desventaja es que este tipo de reproducción necesita una gran inversión energética y tiempo. División celular Según la teoría celular todas las células proceden de otra célula; el proceso mediante el cual se genera una célula nueva a partir de una célula preexistente se llama división celular. Depende del tipo de célula el tipo de división celular que va a presentar, la división celular proporciona la base para el ciclo celular interfase crecimiento, tanto en los seres que se reproducen sexualmente como en los que lo hacen asexualmente, y para la transmisión de las características hereditarias de una generación de células a la siguiente. En la formación de las células somáticas o corporales el proceso de división nuclear es lo que se conoce como mitosis. En este tipo de división cada célula hija recibirá un juego completo e idéntico de cromosomas de la célula progenitora. En los organismos que se reproducen sexualmente, la división celular que se presenta es llamada meiosis; en este proceso los progenitores producirán un tipo de células especializadas llamadas gametos que contienen sólo la mitad del número de cromosomas del organismo progenitor, de modo que al unirse el gameto femenino (óvulo) y el masculino (espermatozoide) se formará un nuevo organismo con el número de cromosomas completo. Mitosis Es el tipo de reproducción celular que permite que los núcleos hijos tengan el mismo número de cromosomas que el núcleo de la célula materna, esta división se presenta durante el ciclo celular, el cual se divide en tres etapas: interfase, mitosis y citocinesis. mitosis interfase En la interfase se replica el ADN y cada cromosoma hace una copia exacta de sí mismo, por lo que quedan constituidos dos cromosomas hijos o cromátidas, que se mantienen unidas por una estructura llamada centrómero. La interfase se divide en tres fases: G1: la célula presenta un crecimiento celular importante, hasta llegar a duplicar su tamaño y masa por la síntesis de proteínas y ARN en los ribosomas. Tiene una duración de entre 6 y 12 horas. S: llamada de síntesis; aquí se presenta la duplicación del ADN formando cromosomas hermanos; tienen la misma información genética. Dura aproximadamente de 10 a 12 horas, dependiendo del tipo celular. G2: la célula se prepara para la mitosis. En esta fase la célula continúa con la síntesis 3

4 de proteínas y ARN. En la fase final las cromátidas empiezan a condensarse para dar inicio a la mitosis. Después de la interfase, cuando la célula se prepara para dividirse, sigue el proceso conocido como mitosis, el cual se divide en cuatro etapas: Profase: los cromosomas ya duplicados, se acortan y engrosan, por lo que son perfectamente visibles con una forma de V. El centriolo se divide en dos centriolos hijos que migran hacia los polos de la célula. La membrana nuclear se rompe y desorganiza, lo mismo que el nucléolo. Entre ambos centriolos se tienden hebras o filamentos que están bien separados en el ecuador celular y convergen hacia los centriolos, los cuales constituyen las fibras del huso acromático o mitótico. Metafase: los cromosomas se sitúan en la parte media de las fibras del huso con sus vértices orientados hacia el centro y se forma la placa ecuatorial. Anafase: cada uno de los cromosomas hermanos se separan en dos cromosomas hijos. Estos comienzan a desplazarse hacia los centriolos siguiendo la dirección de las fibras del huso. Telofase: cuando están próximos a los centriolos, los cromosomas vuelven a alargarse tomando el aspecto de la interfase. A continuación, en cada núcleo hijo se forma una membrana nuclear y reaparece el nucléolo. Para finalizar este ciclo celular es necesario separar los dos núcleos celulares mediante un proceso conocido como citocinesis. En las células animales, la división del citoplasma se realiza por estrangulación del mismo, en el ecuador celular, dividiendo el citoplasma en dos mitades. En las células vegetales, en cambio, la división del citoplasma se produce por la aparición de un tabique en la región central del ecuador, que crece hacia la periferia y separa las células hijas. Con este último proceso se generan dos células hijas, cuyos núcleos contienen el mismo número de cromosomas, son idénticos a la célula madre. 4

5 Meiosis Durante la reproducción celular por meiosis se da origen a cuatro células hijas idénticas, con la mitad del número de cromosomas de la especie por lo que se dice que son células haploides (n). aploide gametos Para la reducción del número de cromosomas es necesario que la célula realice dos divisiones, cada una va a consistir de cuatro fases parecidas a las presentadas en la división celular por mitosis. Primera división: la primera división está compuesta por las siguientes fases; profase I, metafase I, anafase I y telofase I; el proceso es similar a la de la mitosis; sin embargo, durante la profase I los cromosomas homólogos se aparean y se presenta el intercambio de genes entre ellos, a este proceso se le llama recombinación cromosómica y representa una fuente de variabilidad de caracteres en las especies. Otra diferencia es que al término de esta división quedan dos células haploides duplicadas. Segunda división: es más parecida a la de la mitosis y está compuesta por las siguientes fases; profase II, metafase II, anafase II y telofase II. En esta división no incluye la replicación de ADN, durante la anafase II las cromátidas de cada uno de los cromosomas se separan y migran a los polos. Da como resultado cuatro células hijas haploides. Esta división permite la homeostasis en relación con el número de cromosomas que debe tener un organismo. Durante la reproducción, al unirse el gameto masculino con el gameto femenino, se reconstituye el número de cromosomas característico de la especie, ya que se genera un organismo diploide. 5

6 Gametogénesis Es el proceso mediante el cual se forman los gametos o células reproductoras, a partir de las células germinales, por medio de la meiosis. Para la formación de espermatozoides o gametos masculinos, el proceso se llama espermatogénesis y se lleva a cabo en los testículos, mientras que para las células femeninas, se denomina ovogénesis y se presenta en los ovarios. Consolidación La reproducción es un proceso biológico que permite la creación de nuevos organismos. Los tipos de reproducción son dos: asexual y sexual. En la reproducción asexual se necesita un gameto para generar un nuevo organismo y en la reproducción sexual intervienen dos gametos progenitores diferentes, así se genera un nuevo organismo. En el nivel celular, existen dos procesos reproductivos: mitosis y meiosis. Reproducción Mecánica Celular Sexual Asexual Mitosis Meiosis Hay presencia de gametos Óvulo Espermatozoide Fecundación Cigoto No hay presencia de gametos Fisión binaria Gemación Esporulación Partenogénesis Reproducción vegetativa Profase Metafase Anafase Telofase De una célula madre diploide se obtienen dos células diploides. Primera división: Profase 1 Metafase 1 Anafase 1 Telofase 1 Segunda división: Profase 11 Metafase 11 Anafase 11 Telofase 11 De una célula madre diploide se obtienen cuatro células haploides. 6

7 Cierre Ordena cronológicamente las fases de la mitosis. 1. Telofase 2. Anafase 3. Profase 4. Metafase A) 1, 2, 3, 4 B) 3, 1, 4, 2 C) 3, 4, 2, 1 D) 4, 3, 1, 2 7