El ADN como material genético
Funciones del ADN: 1) Replicación
2) Expresión del ADN
Dogma Central de la Biología Molecular
Mutación: cambio heredable en la secuencia del ADN
Mutación..
Mutación:
Cromosomas Cromosomas homólogos
Cada especie tiene un número característico de cromosomas. Células de humanos tienen un número diploide (2n), es decir, tienen dos copias de cada uno de los 23 cromosomas. Cada vez que la célula se divide, recibe las dos copias de los cromosomas (Mitosis). Las células reproductoras solo tienen una copia de los cromosomas y se le denomina haploide (n) y se obtienen por un proceso que llamamos Meiosis.
El número cromosómico por especie es estable
ADN de la bacteria Escherichia coli Bacteria en división
Célula eucarionte
Ciclo celular
Mitosis: proceso celular que consiste en la formación de dos células a partir de una de ellas conservando el mismo número de cromosomas.
Profase Prometafase Interfase Metafase MITOSIS Anafase Citocinesis Telofase
Centrosomas (centros de organización de microtúbulos) Centriolos Se encuentran en células animales. Estos organelos están localizados cerca del núcleo en el centrosoma. Es una masa granular que sirve como organizador central de microtúbulos. Cada centriolo está formado de 9 cúmulos de microtúbulos, arreglados en anillos.
Huso mitótico
El cinetocoro es un disco localizado en la parte externa de los cromosomas, en los centrómeros, compuesto por unas proteínas donde anclan los microtúbulos del huso mitótico, durante los procesos de división celular (meiosis y mitosis). El cinetocoro es una estructura proteica que permite que cada cromátida se mueva por separado y se distribuya adecuadamente a los nuevos núcleos.
Profase: 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 (microtúbulos). Metafase: Los centrómeros de los cromosomas están unidos a las fibras del huso mitótico. Se forma la placa metafásica.
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 uno de los 2 cromosomas (cromátidas hermanas).
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.
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
En células germinales ocurre un proceso de división llamado meiosis. Profase I Profase II Metafase I Anafase I No hay duplicación ni interfase Metafase II Anafase II Telofase I Telofase II
La meiosis comprende dos rondas de divisiones nucleares sucesivas, con un solo evento de replicación del ADN.
Leptoteno: condensación inicial, se observan estructuras filiformes. Zigoteno: Los cromosomas homólogos se colocan por pares uno al otro lado (cierre). A esta asociación entre cromosomas homólogos se llama sinapsis y hace posible el intercambio de segmentos entre cromosomas (entrecruzamiento). Divalentes: A los dos cromosomas en sinapsis (4 cromátidas en total). Paquiteno: acortamiento y engrosamiento de la divalentes. Diploteno: Los dos cromosomas homólogos se separan pero mantienen zonas de contacto llamadas quiasmas. Las cromátidas hermanas permanecen unidas por el centrómero. Quiasma: huella de entrecruzamiento. Diacinesis: se caracteriza por la máxima condensación y enrrollamiento de los cromosomas.
Recombinación entre cromátidas hermanas
Células haploides
El proceso de recombinación puede crear un número muy grande de combinaciones de genes Cada par de cromosomas se separa de manera independiente Existe un número 2 n de combinaciones que la meiosis puede producir. Para el caso de humanos es más de 8 millones de diferentes combinaciones. Esto origina que no existan dos células con la misma información como producto de la meiosis.
Significado genético de la meiosis 1.- Generar células haploides con la mitad del número cromosómico original de las células diploides. Debido a que tiene dos ciclos de división, pero sólo uno de replicación. A través de un ciclo de meiosis y de fecundación el número de cromosomas se mantiene en organismos que se reproducen sexualmente. 2.- En metafase I cada cromosoma de los padres tienen la misma oportunidad de alinearse en uno u otro lado de la placa ecuatorial metafásica. Por lo que cada núcleo generado por meiosis tendrá diferente combinación de cromosomas maternos y paternos. En Drosophila que tiene 4 cromosomas (en condición haploide) el número de posible rearreglos es de 16 (tomando la fórmula general 2 n ). 3.- El entrecruzamiento (recombinación genética) entre cromátidas maternas y paternas genera más variación en la combinaciones finales
Comparación entre mitosis y meiosis
1.- Una célula humana tiene 46 en total o 23 pares de cromosomas. A continuación de la mitosis, las células hijas tendrán cada una un total de cromosomas. Después de la meiosis I, las dos células hijas tendrán cromosomas, y después de la meiosis II cromosomas. 2.-El estado de meiosis dónde las células se vuelven haploide. A. B. C. D. profase I profase II anafase I Telofase I
a) Considera dos pares de cromosomas, uno largo y otro chico. Dibuja todas las posibles combinaciones que puede ocurrir durante la metafase de la meiosis I. b) Asume que un gen con dos alelos está presente en los cromosomas largos (A,a) y que otro gen con dos alelos está presente en los cromosomas cortos (B,b). Calcula la probabilidad de generar las siguientes combinaciones: AB, Ab, ab, ab.
Algunos organismos alternan sus fases haploides y diploides durante su ciclo de vida
Ciclo reproductivo en las plantas
Espermatogénesis La espermatogénesis es el mecanismo encargado de la producción de espermatozoides. Este proceso se desarrolla en los testículos. La espermatogénesis se extiende desde la adolescencia y durante toda la vida.
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.
Comparación entre la ovogénesis y la espermatogénesis