Reproducción Celular
¡Bienvenidos un día mas a mi blog!
¿Qué entendemos por reproducción celular?
Por una parte, reproducción es el proceso y el resultado de reproducir. Esta acción permite generar una copia, producir nuevamente un nuevo organismo con idénticas características biológicas. Mientras que celular, por su parte, es aquello vinculado a las células (el constituyente primordial de un ser viviente).
La noción de reproducción celular hace mención al procedimiento que permite generar nuevas células a partir de una célula madre. Se trata de un proceso de división de las células, que posibilita el crecimiento de los organismos.
En el caso de las células eucariotas, la reproducción celular suele desarrollarse a través de la mitosis. Este proceso implica que, cuando una célula alcanza un cierto grado de desarrollo, se divide en dos células hijas que son iguales y que replican la totalidad del ADN de la célula madre.Otro tipo de reproducción celular es la meiosis. En este caso, una célula diploide desarrolla dos divisiones de manera sucesiva y, de este modo, genera cuatro células haploides. La meiosis, por lo tanto, implica dos divisiones citoplasmáticas y nucleares (la meiosis I y la meiosis II) que deriva en la producción de las células haploides.
Ciclo Celular:
Se llama ciclo celular al conjunto de las etapas desarrolladas entre dos divisiones de células que se llevan a cabo de manera consecutiva. El proceso comienza en el momento en que surge una nueva célula, que desciende de otra que se dividió, y finaliza cuando esa célula protagoniza la siguiente división y da origen a otro par, que se consideran sus hijas.
Puede entenderse el ciclo celular como una serie de sucesos que se producen de manera ordenada mientras una célula crece y finalmente se divide en dos células hijas. Las células pasan por dos estados: la interfase (estado de no división) y la fase M (estado de división).
En la interfase, la célula realiza ciertas funciones específicas mientras avanza hacia la división celular. La etapa inicial se conoce como Fase G1, cuando comienza a sintetizar el ARN y las proteínas. En esta fase la célula logra duplicar su masa y su tamaño. Luego llega la Fase S con la síntesis del ADN y la duplicación de cada cromosoma.
El ciclo celular continúa con la Fase G2 de la interfase: sigue la síntesis de ARN y de proteínas y se inicia la división. En esta instancia la célula ingresa en el segundo estado, denominado Fase M.
Esta Fase M es cuando se concreta la división de la célula: la célula progenitora se divide en otras dos células (las células hijas), que son idénticas. La Fase M incluye la mitosis y la citocinesis.
La mitosis es un proceso biológico que tiene lugar en el núcleo de una célula eucariota, justo antes de que ésta se divida; en pocas palabras, consiste en que el material hereditario característico se reparta de forma equitativa. La citocinesis, por su parte, es la división física del citoplasma en dos células.
Profase : los cromosomas comienzan a hacerse visibles , y se espirilizan haciéndose más cortos y gruesos. El diplosoma del centrosoma se duplica y emigran a polos apuestos , apareciendo entre ellos el huso acromático .La membrana nuclear y el nucléolo finalmente se fragmentan hasta que desaparecen al final de esta fase .
Metafase :los cromosomas se sitúan en el centro de la célula y forman la placa ecuatorial , arrastrados por el huso mitótico o acromático , formado por los dos centrosomas, los microtúbulos polares y los microtúbulos cinetocóricos .Se observan perfectamente los cromosomas metafásicos
Anafase : los cromosomas se rompen por el cinetocoro , y cada cromátida es arrastrada hacia polos opuestos de la célula . Estos cromosomas constituidos por una sola cromátida se llaman , cromosomas anafásicos .
Telofase : una vez que los cromosomas hijos llegan a los polos de la célula , comienzan a desespirilizarse y el nucléolose formará de nuevo .
Meiosis:
La meiosis es un proceso de división celular a través del cual a partir de una célula diploide se producen cuatro células haploides.
Las células haploides son aquellas que contienen un solo juego de cromosomas. Los gametos o las células sexuales (es decir, los óvulos y los espermatozoides) son células haploides. Así, pues, el objetivo de la meiosis es generar células sexuales.
Por esta razón, cuando un espermatozoide y un óvulo se unen en la fecundación, sus dos juegos de haploides de cromosomas se unen para formar un nuevo conjunto diploide completo, es decir, un ADN o genoma totalmente nuevo.
Meiosis I :
La meiosis I, también conocida como fase reductiva, es la etapa donde los pares de células homólogas se separan, dando como resultado que el material genético de las células hijas sea la mitad del de las células progenitoras. Es esto lo que genera diversidad genética. Se subdivide en cuatro fases:
Profase I; los cromosomas se condensan y forman pares. Se produce el entrecruzamiento y la recombinación genética, que permite el intercambio de partes de cadenas de ADN que dan lugar a un nuevo material genético.
A su vez, esta etapa se subdivide en 5 etapas:
-Leptoteno,cigoteno,paquiteno,dlipoteno y diacinesis
Metafase I: los pares homólogos se alinean en la placa metafásica para que se produzca la separación.
Anafase I: los cromosomas se separan moviéndose a extremos opuestos de las células, mientras que las cromátidas hermanas permanecen juntas.
Telofase I: se forman las células haploides. Cada cromosoma tendrá dos cromátidas hermanas, que ya no serán iguales entre sí.
Meiosis II:
La meiosis II, llamada también fase duplicativa, es la etapa en que se separan las cromátidas, produciendo un par de células hijas que contiene, cada una, 23 cromosomas, y donde cada cromosoma tiene, a su vez, una sola cromátida.
Profase II: los cromosomas se condensan.
Metafase II: los cromosomas se alinean en la placa metafásica.
Anafase II: las cromátidas hermanas se separan en extremos opuestos de la célula.
Telofase II: los gametos recién formados son haploides. Cada cromosoma tiene solo una cromátida. El producto final de la meiosis son espermatozoides u óvulos.
Diferencias entre Meiosis y Mitosis:
Actividades Lessons Plan:
Actividades finales:
1. A la vista de la imagen, conteste las siguientes cuestiones:
a) ¿Qué etapa de la mitosis representa? [0’2].
¿Qué indican las flechas A, B y C? [0’3]. ¿Se trata de una célula animal o vegetal?, razone la respuesta [0’25]. Describa detalladamente los fenómenos naturales que ocurren en esta etapa [0’25].
La etapa que representa es la telofase. La flecha A indica los cromosomas hijos con una sola crómatida, el dibujo B representa el huso acromático y el C se trata de la membrana nuclear , la cual va iniciar el proceso de citocinesis
Es una célula animal debido a que la citocinesis se produce por estrangulación y no hay presencia de pared celular.
b) Describa los fenómenos celulares que tienen lugar en las restantes etapas de la mitosis [0’75]. Explique cuál es el significado biológico de la misma [0’25].
Las fases de la mitosis son las siguientes;
-
Profase : los cromosomas empienzan a hacerse visibles , y se espirilizan haciéndose más cortos y gruesos.El diplosoma del centrosoma se duplica y emigran a polos apuestos , apareciendo entre ellos el huso acromático .La membrana nuclear y el nucléolo se fragmentan hasta que desaparecen al final de esta fase .
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Metafase :los cromosomas se sitúan en el centro de la célula y forman la placa ecuatorial , arrastrados por el huso mitótico o acromático , formado por los dos centrosomas, los microtúbulos polares y los microtúbulos cinetocóricos .Se observan perfectamente los cromosomas metafásicos
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Anafase : los cromosomas se rompen por el cinetocoro , y cada cromátida es arrastrada hacia polos opuestos de la célula . Estos cromosomas constituidos por una sola cromátida se llaman , cromosomas anafásicos .
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Telofase : una vez que los cromosomas hijos llegan a los polos de la célula , comienzan a desespirilizarse y el nucléolose formará de nuevo .
La división mitótica es conservativa, es decir las células hijas presentan exactamente el mismo número y el mismo tipo de cromosomas que la célula madre. Pueden llevarla a cabo tanto células diploides (2n) como haploides (n).
2. A la vista del esquema responda razonadamente a las siguientes preguntas:
Indique qué momento del ciclo celular representan los esquemas arriba indicados [0’3], lo que señalan los números [0’3], y describa los fenómenos celulares que ocurren en A, B y C [0’4].
Loa dibujos pertenecen al ciclo celular , el dibujo A representa la fase g2 de la interfase , siendo la última etapa , antes de comenzar la fase de mitosis . A continuación el dibujo B y C , corresponden a la primera fase mitótica , es decir , la profase . El D y el E , pertenecen a la matease , el dibujo F correspondería a la anafres . Por último los dibujos G y H , pertenecen a la telofase .
A: Período G2 ; Es el período premitótico . Al final de esta etapa el ADN, ya duplicado en el período S, empieza a condensarse . Continúa la síntesís de ARNm y de proteínas, sobre todo de H1.
B:Profase. Los cromosomas comienzan a hacerse visibles. Cada uno está constituido por dos filamentos, cromátidas, unidos en toda su longitud uno al otro. Cada vez se espirilizan más, haciéndose más cortos y más gruesos.
C:Profase; el diplosoma del centrosoma se duplica y cada pareja de centríolos empieza a emigrar hacia polos opuestos de la célula, apareciendo entre ellos unas fibras, microtúbulos, continuas, de 200 Å de diámetro, que darán lugar al huso acromático.
b) Diga si los dibujos corresponden a una célula animal o vegetal [0’2]. Indique, razonando la respuesta, dos características en las que se basa [0’8].
Los dibujos pertenecen a una célula animal porque , observamos orgánicos como los centriolos con fibras de áster , los cuales no se encuentran en una célula vegetal. Además podemos observar como la citocinesis se realiza por estrangulación, y noa través de la formación de un fragmoplasto como ocurriría con las células vegetales .
3. En relación con la figura adjunta conteste las siguientes cuestiones:
a) ¿Qué representa la gráfica 1? Explique cómo cambia el contenido de ADN desde la fase A hasta la fase G.
La gráfica representa la variación del contenido del ADN de una célula a lo largo del ciclo celular. En el intervalo A la célula parte de 2 unidades de ADN. En el B se duplica la cantidad de ADN y en el intervalo C se mantiene igual , en el intervalo D , vuelve a tener la misma cantidad de ADN que en el intervalo A , es decir vuelve a ser de 2 unidades,y esto indica que se ha producido una división celular . En la fase E se mantiene constante la cantidad inicial y en la F se vuelve a disminuir la cantidad de ADN por lo que tendrá la mitad que en la fase inicial y por tanto representa una segunda división . Por último en el periodo G se mantiene el ADN en una unidad, es decir , este periodo contiene la mitad de información genética que la célula madre.
b) ¿Qué función tiene el cambio en el contenido de ADN que se representa en la gráfica 1? Suponiendo que los cromosomas fueran visibles a lo largo de todo el ciclo, ¿en qué fases, desde la C a la G, de la gráfica 1 encontraría las estructuras cromosómicas (1 a 4) que se muestran en la figura 2?
La función que tiene el cambio de contenido de ADN , mostrado en la gráfica , es producir la división celular de la célula inical, para que las células hijas tengan la mitad de cromosomas que la célula madre ( intervalo inicial ).
El número 1 y 3 correspondería a la fase C
El 2 a la fase F y G
El 4 a la fase D y E.
En 2008 se planteó con unas ligeras modificaciones, a saber:
a) ¿Qué representa la gráfica 1? [0’2]. ¿A qué tipo de división celular corresponde? [0’2].
Explique cómo cambia el contenido de ADN desde la fase A hasta la fase G [0’6].
La gráfica representa la variación del contenido del ADN de una célula a lo largo del ciclo celular. Corresponde a la meiosis , ya que se producen dos divisiones celulares . En el intervalo A la célula parte de 2 unidades de ADN. En el B se duplica la cantidad de ADN y en el intervalo C se mantiene igual , en el intervalo D , vuelve a tener la misma cantidad de ADN que en el intervalo A , es decir vuelve a ser de 2 unidades,y esto indica que se ha producido una división celular . En la fase E se mantiene constante la cantidad inicial y en la F se vuelve a disminuir la cantidad de ADN por lo que tendrá la mitad que en la fase inicial y por tanto representa una segunda división . Por último en el periodo G se mantiene el ADN en una unidad, es decir , este periodo contiene la mitad de información genética que la célula madre.
b) ¿Qué función tiene el cambio en el contenido de ADN que se representa en la gráfica 1? [0’4]. Suponiendo que los cromosomas fueran visibles a lo largo de todo el ciclo, ¿en qué períodos (indicados por letras) de la gráfica 1, encontraría las estructuras cromosómicas 1 y 2 que se muestran en la figura 2? [0’6].
La función que tiene el cambio de contenido de ADN , mostrado en la gráfica , es producir la división celular de la célula inical, para que las células hijas tengan la mitad de cromosomas que la célula madre.
El número 1 corresponde a la fase C y el 2 a la fase F y G.
4. En relación con el esquema adjunto, que representa tres fases (1, 2 y 3) de distintos procesos de división celular de un organismo con una dotación cromosómica 2n = 4, conteste las siguientes cuestiones:
a) Indique de qué fases se trata y en qué tipo de división se da cada una de ellas [0’5]. ¿Qué representan en cada caso las estructuras señaladas con las letras A, B, C, y D? [0’5.
La primera imagen , corresponde a la primera división meiótica y se trata de la anafase I, ya que en esta se dirigen los cromosomas homólogos a un polo de la célula y el otro, a la otra mitad de la célula . La segunda imagen pertenece a la anafase de la mitosis debido a que se observa que las cromátidas sin recombinación genética se están separando hacia polos opuestos de la célula . La tercera imagen, corresponde a la anafase II de la segunda división meiótica debido a que se observa que las cromátidas con recombinación genética se están separando.
La letra A representa los pares de cromosomas homólogos con recombinación genética, la letra B representa las cromátidas de un cromosoma sin recombinación genética,ya que se tarta de la mitosis , como hemos mencionado anteriormente .La letra C representa las cromátidas con recombinación genética y por último la letra D pertenece a el huso acromático .
b) ¿Cuál es la finalidad de los distintos tipos de división celular? [0’4]. Dibuje esquemáticamente el proceso de división completo del que forma parte la fase 2 identificando las distintas estructuras [0’6].
La finalidad de la mitosis es el crecimiento y renovación de las células y tejidos y el mantenimiento de la vida del individuo. Generando células hijas que contienen la misma cantidad de información genética , que la célula progenitora.
La finalidad de la meiosis es la continuidad de la especie y el aumento de la variabilidad genética.Y esta genera células con la mitad de cromosomas que la célula madre .
5. A la vista de las gráficas, conteste las siguientes cuestiones:
¿Qué proceso se representa en la gráfica A? Explique en qué se basa para dar la respuesta. Indique razonadamente qué ocurre con el ADN a lo largo del proceso.
La gráfica A representa el ciclo celular ya que podemos observar las fases de dicho proceso: interfase (G1, S, G2) y fase M , que representa la fase de división y comprende mitosis y citocinesis .En la fase G1 el ADN es de dos unidades y en la fase S se duplica. Luego,en la fase G2 se mantiene constante. Por último, en la fase M se reduce el ADN debido a la división mitótica hasta llegar a ser de dos unidades como en la fase inicial G1.
b) ¿Qué proceso se representa en la gráfica B? Explique en qué se basa para dar la respuesta. Indique razonadamente qué ocurre con el ADN a lo largo del proceso.
La gráfica B representa la meiosis. Podemos observars que hay dos divisiones consecutivas , a raíz de estas , la cantidad de ADN en la célula resultante es la mitad que en el de la célula madre. Lo que le ocurre al ADN a lo largo del proceso es que se duplica en la fase S, se reduce a la mitad en la fase Mi y nuevamente en la fase Mii. Obteniendo finalmente una célula resultante con la mitad de ADN que el de la célula madre.
6. En relación con las figuras adjuntas, responda las siguientes cuestiones:
a) Nombre los procesos señalados con las letras A y B. ¿Qué fase se señala con el número 1? Describa lo que ocurre en esta fase.
La A señala la meiosis y la B la mitosis.
A : la profase I de la meiosis.
Profase I. Es el período más complejo de la meiosis. Para su estudio se subdivide a su vez en cinco fases: leptoteno, cigoteno, paquiteno, diploteno y diacinesis.
Leptoteno: En esta fase los cromosomas comienzan a hacerse visibles, y se observan unidos a la membrana nuclear, en zonas próximas a los centríolos, por medio de las placas de unión. Se observan constituidos por dos cromátidas.
Zigoteno: En esta fase los cromosomas homólogos se aparean dos a dos. Este apareamiento recibe el nombre de sinapsis, y se produce por medio de una estructura proteica que recibe el nombre de complejo sinaptonémico. El apareamiento se lleva a cabo gracias a determinadas proteínas que colaboran para mantenerlos alineados permitiendo que se produzca un engarzamiento entre ellos. En esta fase la pareja de cromosomas recibe el nombre de bivalente o tétrada.
Paquiteno: En esta fase el apareamiento de las parejas de cromosomas homólogos es total, observándose los cromosomas con cuatro cromátidas, dos de cada homólogo. Las tétradas que comenzaron a formarse durante el zigoteno, se observan ya totalmente formadas y cada una de ellas posee dos centrómeros. En este momento,se produce el sobrecruzamiento (crossing-over) y se lleva a cabo entre cromátidas hermanas. Los puntos de sobrecruzamiento corresponden a los nódulos de recombinación de los complejos sinaptonémicos formados en la fase anterior, que contienen las enzimas necesarias para el intercambio de genes entre las cromátidas de los dos cromosomas homólogos (endonucleasas, ADN-polimerasa, ADN-ligasa y otras proteínas imprescindibles para que se produzca el sobrecruzamiento). Este proceso implica la rotura de la doble hélice en los fragmentos que van a ser intercambiados y una posterior fusión en su nueva localización.
Diploteno. Las parejas de cromosomas homólogos comienzan a separarse, aunque no llegan a hacerlo del todo, quedando unidas por los quiasmas.
Diacinesis. Los homólogos se separan de forma completa y aumenta la espiralización de los cromosomas, alcanzándose el máximo grado de empaquetamiento. Se distinguen los dos cromosomas homólogos, las dos cromátidas hermanas de ellos y los quiasmas entre dos cromátidas hermanas. Al final de esta fase va desapareciendo la envoltura nuclear, al igual que el nucléolo.
b) Enumere cinco diferencias entre los procesos A y B. Indique la importancia biológica de ambos procesos.
En primer lugar, en la mitosis tiene lugar una cariocinesis, es decir, el núcleo se divide una vez, y una citocinesis que es la división del citoplasma. En cambio, en la meiosis se divide en meiosis I y meiosis II. En cada una de ellas se produce una cariocinesis y, al final de cada una, tiene lugar una citocinesis por lo que la meiosis comprende dos cariocinesis y una citocinesis. En resumidas cuentas , la mitosis comprende una división , mientras que la meiosis realiza dos .
La meiosis es una forma de división sexual que se produce en las células germinales mientras que la mitosis se produce en células somáticas.
En la meiosis se produce sobrecruzamiento, mientras que en la mitosis este proceso no ocurre.
En la anafase de la mitosis se separan las cromátidas de los cromosomas y en la anafase I de la meiosis se separan los cromosomas homólogos hacia polos opuestos.
La mitosis es una división ecuacional, es decir que las células hijas poseen el mismo número de cromosomas que la célula madre. Sin embargo, la primera división de la meiosis es reduccional, en la que las células hijas tienen la mitad de cromosomas que la célula inicial.
La importancia biológica de la mitosis es el crecimiento y renovación de células y tejidos.
La importancia biológica de la meiosis es la perduración de una determinada especie y el aumento de la variabilidad genética.