Misión 9: DIVISIÓN CELULAR

Bienvenidos de nuevo!!

En esta misión hablaremos del tema de la reproducción celular, en él veremos dos esquemas de la meiosis y de la mitosis y unas preguntas sobre el tema.

INTERFASE

Antes de llegar a dividirse, la célula necesita crecer para prepararse. Esta fase en la que la célula madura para lograr poder dividirse se llama interfase. La interfase a su vez se compone de otras fases. En la fase G1, se sintetizan proteínas y nuevos orgánulos, Al final de esta fase encontramos el punto de restricción (punto R). Algunas células antes de llegar al punto R entran en una fase denominada G0, células como las neuronas permanecen en esa fase siempre. En la fase S se duplica el ADN y se va condensando la cromatina. En la fase G2 los cromosomas comienzan a distinguirse y se traducen y transcriben genes y codifican proteínas, al igual que se duplicarán los centriolos.

MITOSIS

La mitosis es la división asexual de una célula por la cual a partir de una célula madre (2n) obtenemos 2 células hijas con la misma carga genética. Esta consta de cuatro fases la Profase, la Metafase, la Anafase y la Telofase. Estas cuatro fases componen el proceso de mitosis o división del núcleo pero para poder obtener dos células hijas independientes se necesita que el citoplasma también se divida. La división del citoplasma se lleva a cabo por un proceso denominado citocinesis. La citocinesis varía según hablemos de células animales o de células que contienen pared celular, como son las células vegetales. En las animales se va a realizar por estrangulamiento, es decir, se va estrechando la célula por el centro hasta aislar y separar a las dos nuevas células. En las vegetales, se realizará mediante la formación de un fragmoplasto en el ecuador celular. Posteriormente en el esquema, encontraréis todas estas fases más detalladas y de manera más visual.

-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 .

-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 nucléolo se formará de nuevo .

MEIOSIS

La meiosis es la división sexual de una célula en la que a partir de una célula madre (2n) obtenemos 4 células hijas (n), conocidas como gametos. Este tipo de división tiene luegar en los testículos y los ovarios (células germinales) y en ella se diferencian principalmente dos procesos; la Meisois I con carácter reduccional ya que de una célula madre (2n) pasamos a tener 2 células hijas (n) y una Meiosis II en la que cada célula hija obtenida anteriormente dará lugar a 2 células hijas con la misma carga genética. La Meiosis II que se lleva a cabo es muy similar a la división mitótica de células no sexuales. Al igual que en la mitosis, se produce una división del citoplasma (citocinesis) al concluir cada una de las divisiones que la célula experimenta. La meiosis es un proceso de mayor complejidad que la mitosis pues consta de más fases : Profase I, Metafase I, Anafase I, Telofase I y Profase II, Metafase II, Anafase II y Telofase II.

División meiótica I ( es reduccional ):

Profase I: es la más larga y compleja .Se subdivide en cinco fases :

-Leptoteno, se forman los cromosomas, con dos cromátidas.

-Zigoteno, cada cromosoma se aparea con su homólogo ( sinapsis ).

-Paquiteno, los cromosomas homólogos permanecen juntos formando un bivalente o tétrada , cada una con dos centrómeros.

-Diploteno, se empiezan a separar los cromosomas homólogos aunque continuan unidos por los quiasmas.

-Diacinesis, los cromosomas aumentan su condensación, distinguiéndose las dos cromátidas hermanas en la tétrada.

Metafase I: La envoltura nuclear y los nucleolos han desaparecido y los bivalentes se disponen en la placa ecuatorial.

Anafase I: Los dos cromosomas homólogos que forman el bivalente se separan, quedando cada cromosoma con sus dos cromátidas en cada polo.

Telofase I: los cromosomas homólogos alcanzan los polos y se obtienen 2 células haploides cada una de ellas con un par de cromosomas homólogos .

División meiótica II ( es ecuacional ):

Profase II: generalmente no llega a existir , se rompe la envoltura nuclear, se duplican los diplosomas y se forma el huso mitótico o acromático.

Metafase II: los cromosomas se sitúan en la placa ecuatorial.

Anafase II: en ella se separan las cromátidas y los nuevos cromosomas hijos migran hacia los polos opuestos.

Telofase II: los cromosomas se desespiralizan y se rodean de una envoltura nuclear, formándose dos núcleos.

Resultado: 4 células haploides.

CICLOS BIOLÓGICOS

Ciclo haplonte: El cigoto se divide por meiosis y se forman adultos haploides que generan gametos haploides (mediante mitosis )y los cuales por fecundación originan, el cigoto. Lo llevan a cabo algunos protozoos, algas y hongos.

Ciclo diplonte: El cigoto se divide por mitosis para generar un adulto diploide, que originará gametos haploides , que originaran un gameto diploide por fecundación. Se da en los animales, muchos protozoos, algunas algas y hongos.

Ciclo diplohaplonte: El individuo diploide (esporofito) genera esporas por meiosis .Estas esporas haploides dan lugar a organismos haploides (gametofito) que son los que generan gametos. Tras la fecundación, los gametos forman el cigoto diploide. El cigoto se divide por mitosis y da lugar al esporofito diploide . Lo presentan las plantas, muchas algas y muchos hongos.

A continuación os dejo unos esquemas que hemos hecho para explicar de manera visual todos estos procesos, espero que os sirvan de ayuda!!

Y por último, os dejo unas actividades que hemos realizado en clase que me han servido para entender mejor el tema :)

2.- ¿En qué se diferencian los términos citocinesis y cariocinesis?

La cariocinesis se conoce como el proceso en el que el núcleo se divide para formar núcleos hijos a través de la mitosis o la meiosis. La citocinesis se refiere al proceso de división del citoplasma celular en células animales que da como resultado células hijas una vez completado el ciclo celular. La diferencia clave, es que durante la cariocinesis, el núcleo celular se divide, mientras que durante la citocinesis, el citoplasma celular de las células animales se divide para formar células hijas.

3. ¿Qué diferencias hay entre cromátidas hermanas y cromosomas homólogos?

Las cromátidas hermanas son las copias idénticas formadas por la replicación del ADN de un cromosoma, con ambas copias unidas por un centrómero común. Sin embargo, los cromosomas homólogos son un par de cromosomas con el mismo largo, forma y conjunto de genes, que son entregados por progenitores distintos. Estos se emparejan dentro de una célula durante la meiosis. Las cromátidas hermanas son, en general, idénticas porque derivan de un cromosoma original, mientras que los cromosomas homólogos pueden o no ser iguales entre sí porque se derivan de padres diferentes.

4.- Se sabe que, en los eucariotas, cada cromátida está constituida por una sola molécula de ADN. Indica el número de moléculas de ADN en las siguientes células de una especie con 2n=6:

a) Un espermatozoide.

3 moléculas de ADN

b) Una célula en metafase mitótica.

6 moléculas de ADN

c) Una célula en periodo G1.

3 moléculas de ADN

d) Una célula en período G2.

6 moléculas de ADN

e) Una célula en profase de la segunda división meiótica.

3 moléculas de ADN

7. Define los siguientes conceptos: periodo G1; cromosoma homólogo; sobrecruzamiento y haploide.

• Periodo G1: es una etapa que ocurre durante la interfase que comienza al terminar la mitosis y dura hasta el inicio de la síntesis del ADN).En esta se sintetizan las proteínas necesarias para que la célula aumente de tamaño y se forman nuevos orgánulos.Al final de G1 se distingue un momento de no retorno, denominado punto de restricción(punto R), a partir del cual ya es imposible detener que se sucedan las fases siguientes.

• Cromosomas homólogos: Cromosomas de forma y tamaño semejante que forman un par y se recombinan durante la meiosis. Tienen la misma estructura y los mismo genes pero pueden tener distintos alelos, ya que cada uno procede de un progenitor diferente.

• Sobrecruzamiento: proceso que ocurre en la meiosis,concretamente en la profase I.Es en este proceso donde se produce el intercambio de material genético entre los cromosomas homólogos.

• Haploide: Haploide se refiere a una célula o a un organismo que sólo tiene un único conjunto de cromosomas.

8. En relación con la meiosis responde las siguientes cuestiones:

• ¿Por qué se dice que la primera división meiótica es reduccional?

Se dice que la primera división meiótica es reduccional porque a partir de una célula diploide se obtienen dos células hijas con la mitad de cromosomas y, por tanto, células haploides.

• ¿Cuál es el significado biológico de la meiosis?

El significado biológico de la meiosis es que los gametos femeninos (óvulos )y masculinos (espermatozoides) contengan la mitad de cromosomas que el resto de las células somáticas para que, cuando se dé la fecundación, el embrión resultante tenga la carga genética correcta (2n) y no el doble que sus progenitores.

9.- Compara la mitosis con la meiosis en cuanto a:

a) Tipos de células implicadas

La mitosis produce dos células somáticas diploides (2n) que son genéticamente idénticas entre sí y a la célula parental original, mientras que la meiosis produce cuatro gametos haploides (n) que son genéticamente únicos uno con respecto al otro y con respecto a la célula parental original.

b) Anafase de mitosis y anafase de la primera división meiótica.

Una diferencia crucial que involucra la anafase, es que en la meiosis el número de cromosomas se reduce a la mitad en la anafase I. En esta fase de la división celular, ocurre la separación de los pares de cromosomas homólogos. Nótese que en la mitosis no existe reducción de la carga genética de las células hijas.

c) Resultado del proceso.

En la mitosis, las dos células hijas son idénticas; en la meiosis, las cuatro células resultantes son diferentes genéticamente.

ACTIVIDADES P.A.U.

12. Describa los acontecimientos celulares más relevantes de la profase I de la meiosis. Exponga las consecuencias genéticas y evolutivas de la profase I de la meiosis. (Opción B- Junio 2001)

Los acontecimientos celulares más relevantes de la profase I de la meiosis son los siguientes. Primero, la cromatina se condensa y se forman los cromosomas, que están compuestos por dos cromátidas hermanas. A continuación, tiene lugar la sinapsis que es un proceso en el que los cromosomas homólogos se aparean entre sí mediante la formación de una estructura proteica denominada complejo sinaptonémico, que aparea cada gen con su homólogo. Estos dos cromosomas homólogos unidos se denominan bivalente. Posteriormente, se produce el sobrecruzamiento donde las cromátidas de los cromosomas homólogos intercambian fragmentos de material genético y quedan unidos por esos puntos que se denominan quiasmas. Por último, desaparece la membrana nuclear y los bivalentes quedan libres en el citoplasma.

Las consecuencias genéticas y evolutivas de la profase I meiótica son que los cromosomas homólogos se emparejan y luego se separan para dar lugar a dos células hijas con la mitad de información que la célula madre. Además, las distintas posibilidades de reparto en la segregación de los cromosomas parentales en la primera división meiótica contribuye a la variabilidad genética.

15. A la vista del esquema responda razonadamente a las siguientes preguntas:

a) 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].

Los esquemas representan la segunda parte del ciclo celular, que corresponde a la división, en este caso la mitosis, primeramente del núcleo, seguido de la división del resto de la célula.

A- Profase en su inicio, con el material genético desordenado.

B- Profase, condensación de los cromosomas.

C- Profase, cuando los centríolos proyectan el huso mitótico.

1- Cromosomas.

2- Centríolos (centrosoma).

3- Huso mitótico.

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].

Corresponden a una célula animal, ya que en las células vegetales hay centrosoma, pero no hay centríolos, como se muestra en la imagen, y en este caso, la célula se está dividendo por estrangulación, mientras que en las vegetales lo hace por la aparición de un fragmoplasto.

16.A la vista de la imagen, conteste las siguientes preguntas:

a) ¿Qué etapa de la mitosis representa? (0,2)

Esta foto representa la telofase, porque se puede apreciar como el huso acromático, ha arrastrado las cromátidas hacia los polos de la célula, y se inicia la citocinesis.

¿Qué indican las flechas A, B y C? (0, y 3)

A- Cromátida.

B- Huso mitótico.

C- Citocinesis (estrangulación).

¿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).

Se trata de una célula animal porque la célula no tiene forma poligonal, sino irregular, se aprecia la presencia de centríolos, y la última y más importante, se está dividiendo la célula por estrangulación, propio de las células animales.

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).

La profase se inicia con el material genético desordenado, el cual se condensa para formar cromosomas, los centríolos se movilizan hacia los polos de la célula, los cuales proyectan el huso mitótico, y por último se elimina la membrana nuclear y los cromosomas quedan libres por el citoplasma.

En la metafase los husos mitóticos se anclan al cinetocoro de los cromosomas, mientras estos se alinean en el ecuador de la célula.

Finalmente, en la anafase, los cromosomas se dividen en 2 cromátidas para duplicar el material genético.

El significado biológico que tiene la mitosis, es la creación de nuevas células iguales, para que el organismo pueda crecer y desarrollarse.