MECANISMOS DE DIVISIÓN CELULAR Las células procariontes se dividen por medio de un proceso sencillo llamado fisión binaria. En el caso de células eucariontes el método más común de división es por mitosis y en casos especiales, como es el caso de la división de células germinales para formar gametos, estas se dividen por meiosis. Fisión binaria. El cromosoma de células procariontes es un cromosoma circular constituido por una doble hélice de ADN, no asociado a histonas. Este cromosoma se encuentra adherido a un sitio de unión en la membrana plasmática. Durante la fisión binaria este cromosoma circular se duplica y las dos copias quedan unidas una cerca a la otra. Conforme la célula crece, la membrana entre esos dos puntos de unión va creciendo y los dos cromosomas se van alejando uno del otro. Posteriormente la membrana celular empieza a crecer hacia adentro, invaginándose cada vez más hasta que se divida la célula en dos células hijas. CROMOSMA EUCARIONTE Cada cromosoma en las células eucariontes es lineal y está formado por la doble hélice de ADN asociado a proteínas histonas las cuales le dan estabilidad. Cada sección formada por proteína histona y secciones de ADN se le denomina nucleosoma, División celular: mitosis 1
Se denomina genoma a la suma total de los cromosomas en las células de los individuos de una especie. Es propia de cada especie. En la mayoría de las especies, las células somáticas (células no sexuales), tienen dos juegos de cromosomas, es decir dos cromosomas de cada tipo, por tanto su genoma es diploide, representado por (2N). Cada uno de los pares de esos dos juegos de cromosomas se les denomina Cromosomas Homólogos: Son cromosomas que portan información para las mismas características aunque no necesariamente la misma información. En cada par de cromosomas homólogos, uno proviene de la madre, y el otro del padre. Los cromosomas paternos y maternos pueden llevar alelos diferentes o alelos iguales En la mayoría de los organismos, las células sexuales o gametos tienen un cromosoma de cada tipo, es decir, su genoma es haploide y se representa como N. Por ejemplo, en el caso de los humanos, todas las células somáticas del cuerpo tienen el número diploide de cromosomas (2N) = 46 de los cuales 44 son autosomas y 2 cromosomas sexuales X o Y. Un juego de 23 cromosomas es de origen paterno (dado por el espermatozoide) y un juego de 23 cromosomas es de origen materno (dado por el óvulo).. El huso acromático, consta de dos conjuntos de microtúbulos. Cada conjunto se extiende a partir de uno de los polos del huso. Los dos conjuntos se encuentran en el ecuador del huso. Es el encargado de mover a los cromosomas durante la mitosis lo que permite que se mantenga el número de cromosomas. En el caso de las células animales, el huso acromático se forma a partir de los centriolos que son unas estructuras citoplasmáticas que se encuentran cerca del núcleo. En células vegetales no hay centriolo y el huso acromático se origina por reordenamiento de microtúbulos proteicos del citoplasma. CICLO CELULAR Representa la secuencia de acontecimientos en la célula desde una división de una célula a la siguiente. La mayoría de las células se originan e inmediatamente inician su especialización en función, sin embargo otras, como las células meristemáticas están en continua división mitótica. INTERFASE Usualmente es la parte más larga del ciclo. Consta de tres subfases G1, G2 y G3 G1 Período de crecimiento y diferenciación celular antes de que se duplique el ADN, hay duplicación de componentes citoplasmáticos. S Síntesis : es un período en el cual los cromosomas se duplican G2 La célula continúa creciendo, organizando compuestos, síntesis de proteínas, antes de dividir el núcleo Cromosoma duplicado a partir de la subfase S de la interfase Cromosoma simple en G1 División celular: mitosis 2
MITOSIS Periodo de división del núcleo. Se da una ves que ha ocurrido la interfase y posteriormente es seguida por la división del citoplasma. La mitosis se representa por cuatro etapas: Profase, Metafase, Anafase, Telofase Control del ciclo Una vez que se inicia la fase S, el ciclo automáticamente sigue hacia la fase G2 y mitosis El ciclo tiene un freno molecular en G1. El Cáncer involucra una pérdida del control del ciclo, por mal funcionamiento del sistema de frenos. Frenado del ciclo: Algunas células normalmente paran en G1 de interfase Ej. Neuronas en el cerebro humano. Condiciones adversas pueden alterar el ciclo: Ej: Escasez de nutrientes detienen a las amebas en interfase FASES DE LA MITOSIS (DIVISIÓN DEL NÚCLEO).- Profase Representa el inicio de la Mitosis. Los cromosomas duplicados empiezan a condensarse y acortarse. Las fibras del huso acromático se van organizando. En células animales un par de centriolos se mueve a polos opuestos de la célula, a partir de los cuales se organiza el huso. Las fibras del huzo comienzan a unirse a los centrómeros de los cromosomas duplicados. La membrana nuclear comienza a desintegrarse. Los nucléolos se desorganizan. Membrana celular Membrana nuclear se va desintegrando Cromosomas duplicados se van condensando La célula animal representada en el esquema tiene un genoma diploide 2N = a 4 es decir tiene dos cromosomas de cada tipo. Metafase: Todos los cromosomas han sido orientados y se alinean en el ecuador de la célula. Cada cromosoma está todavía formado por dos cromátidas. En esta fase de la mitosis los cromosomas están condensados al máximo. Cromosomas alineados en el plano ecuatorial de la célula División celular: mitosis 3
Anafase: Las cromátidas hermanas de cada cromosomas se separan a nivel del centrómero y son guiadas por las fibras del huso hacia extremos opuestos de la célula. Cada cromátida constituye ahora un cromosoma. Cromosomas simples (cromátidas) son llevados a polos opuestos de la célula Telofase: En cada polo de la célula, los cromosomas se vuelven a descondensar: Cada grupo de material genético va siendo delimitado por una nueva membrana nuclear. Se reorganizan de nuevo los nucléolos. Gradualmente se va dando el proceso de Citocinesis que consiste en la división del citoplasma. Cada grupo de cromosomas es delimitado por membrana nuclear CITOCINESIS. División del citoplasma Durante la citocinesis, en el caso de las células vegetales que tienen una pared celular, este proceso se da por una deposición continua de materiales en el centro de la célula, como retículo endoplasmático, vesículas que transportan compuestos como celulosa y hemicelulosa formando lo que se conoce como la placa celular, la cual progresivamente va creciendo hacia los extremos de la célula hasta que el citoplasma se divide en dos, formándose las dos células hijas. División celular: mitosis 4
En el caso de las células animales, que no tienen pared, la citocinesis se da por una invaginación progresiva de la membrana celular hacia adentro jalada por microfilamentos unidos a la membrana que se contraen hasta que el citoplasma se divide en dos y se forman las dos células hijas. RESULTADO DE LA MITOSIS: A partir de una célula madre se forman dos células hijas, cada una con el mismo número de cromosomas que la célula madre. Importancia de la mitosis.- Mecanismo por los cuales organismos unicelulares eucariontes se reproducción asexualmente.- En organismos multicelulares la mitosis permite: la formación del cuerpo el crecimiento de los individuos reemplazo de células la regeneración de tejidos la cicatrización. Imágenes de células de cebolla en proceso de división. Profase Interfase Anafase División celular: mitosis 5
En esta zona de la célula se inicia la formación de la placa celular que conduce a la división del citoplasma y formación de las dos células hijas Telofase Metafase Células hijas División celular: mitosis 6