10. Ciclo Celular

HERENCIA PARTE I: CICLO CELULAR, MITOSIS Y MEIOSIS

Ciclo celular eucarionte  



Consta de 2 fases y sus subdivisiones INTERFASE 

G1



S



G2

FASE M 



Mitosis 

Profase



Metafase



Anafase



Telofase

Citocinesis

Ciclo celular eucarionte  



Consta de 2 fases y sus subdivisiones INTERFASE 

G1



S



G2

FASE M 



Mitosis 

Profase



Metafase



Anafase



Telofase

Citocinesis

Interfase: G1



La fase G1 es la fase donde ocurren las actividades celulares normales



Las células en fase G1 crecen y sintetizan nuevas biomoléculas



Realizan sus funciones especializadas como secretar enzimas u hormonas



Las células quiescentes (que no se dividen) viven permanentemente en esta fase y se le denomina Fase G0

Interfase: Fase S 

Si se inicia la Fase S, el ciclo celular debe avanzar hasta completarse



La Fase S recibe esta denominación porque es en esta cuando se inicia la SÍNTESIS del DNA



La información genética debe ser copiada para que ambas células hijas tengan una copia de la misma



Este proceso de “copiado” recibe el nombre de REPLICACIÓN



La Replicación del DNA se describe como SEMICONSERVATIVA

Replicación del DNA

Interfase: Fase G2 

Durante la Fase G2 se distribuyen los centriolos a cada polo de la célula



También ocurre la distribución de organelas



En la fase G2 actúan proteínas que realizan el control de calidad de la copia del DNA



Durante la fase G2, la cromatina se condensa para formar a los cromosomas

Cromatina: DNA de interfase



Cuando la célula está en interfase, el DNA se organiza como una estructura llamada cromatina. 

Eucromatina

DNA activo



Heterocromatina

DNA en reposo

Nucleosomas 



El DNA se enrolla sobre un grupo de proteínas llamadas HISTONAS y forma las unidades funcionales del núcleo: Los nucleosomas.

Los nucleosomas  permiten la condensación del DNA



La Histona H1 permite el empaquetamiento de los nucleosomas



Posteriormente, los paquetes nucleosomales forman bucles que se mantienen unidos gracias a las Condensinas (Proteínas de Andamiaje)

Anatomía del cromosoma     

1. Cromatida 2. Centrómero 3. Brazo corto 4. Brazo largo Telómeros: 



Cohesinas: 



Segmentos que son recortados en cada división celular Proteínas que unen a las cromátidas

Cinetocoros: 

Sitios de unión para los husos mitóticos, ubicados en la región del centrómer

Clasificación de los cromosomas 

Metacéntricos 



Submetacéntricos 



Los brazos tienen la misma longitud El brazo corto es ligeramente más corto que el largo

Acrocéntricos 

El brazo corto posee secuencias llamadas satélites



Los satélites contienen los genes de los rRNA

FASE M

MITOSIS Y CITOCINESIS

MITOSIS 

La mitosis es el proceso de División del Núcleo



Se compone de 4 fases





Profase



Metafase



Anafase



Telofase

El resultado de la mitosis es la presencia de dos núcleos celulares con material genético idéntico

PROFASE 

 

Durante la profase se termina la condensación de la cromatina y se forman los cromosomas A partir de los centriolos comienza la formación de los husos mitóticos Al final de la profase los cromosomas se agrupan en la zona ecuatorial y se pierde la membrana nuclear

METAFASE 

Una vez perdida la membrana nuclear, los cromosomas se agrupan en la zona ecuatorial



Los husos mitóticos se unen a los cinetocoros y algunas cohesinas empiezan a separarse de las cromátidas



Durante la metafase es cuando se fotografían los cromosomas para realizar el cariotipo

Cariotipo humano 

Los humanos tenemos 46 cromosomas.



22 autosomas.



1 par de cromosomas sexuales.



El cariotipo es la foto ordenada de los cromosomas



Se ordenan por tamaño, dejando al final a los cromosomas sexuales

ANAFASE 

Durante la anafase las crómatidas hermanas se separan completamente y se distribuyen a cada polo de la célula a través de los husos mitóticos



Esto ocurre porque los husos se acortan y al hacerlo “arrastran” a las cromátidas



Al mismo tiempo, la célula se hace más larga para ayudar a la separación de las cromátidas

TELOFASE 

En la fase final de la mitosis se recuperan las membranas nucleares y los cromosomas vuelven a formar cromatina



También se pierden los husos mitóticos y se reforman los nucléolos

CITOCINESIS 

La citocinesis implica la división del citoplasma con la distribución equitativa de las organelas



Algunas organelas se distribuyen de manera independiente como las mitocondrias y los peroxisomas



Al final de la citocinesis tenemos dos células hijas idénticas a la célula madre.

LA CITOCINESIS NO ES UNA FASE DE LA MITOSIS

Resultado de la Fase M

La mitosis es un proceso de clonación (división asexual). Las células que realizan divisiones mitóticas se denominan somáticas y, en el ser humano, poseen 46 cromosomas.

Control del ciclo celular



Las proteínas producto de los: 

Protooncogenes



Genes supresores de tumores



Regulan la progresión en el ciclo celular



El progreso normal del ciclo celular tiene “puntos de control”

en cada transcisión de fases.

Ciclinas y CDK 

Uno de los sistemas más conocidos de control del Ciclo Celular es el de las Ciclinas



Las ciclinas activan enzimas conocidas como CDK



Las CDK permiten la transcisión de una fase de la interfase a otra, y de la fase G2 a la Fase M



Sin las Ciclinas, las CDK son inactivas y el ciclo no avanza

Proto-oncogenes 

Genes que promueven el crecimiento y división celular



Incluyen genes para factores de crecimiento y sus receptores y genes de diferenciación celular



Cuando un proto-oncogen muta, se convierte en un oncogen y esto altera el ciclo celular.

Genes supresores de tumores 

Los GST son aquellos que impiden la división celular en respuesta al daño al DNA.



Existen dos tipos: 

Guardianes



Cuidadores

Cuidadores y Guardianes 

Guardianes 





Detienen el ciclo celular en respuesta al daño al DNA e impiden que la célula se divida. Pueden estimular la apoptosis E. g.: p53

Cuidadores: 



Reparan las cadenas dañadas de DNA para permitir que el ciclo celular continúe E. g.: BRCA

Apoptosis 

En griego significa “caída de hojas”



Es el proceso de muerte celular programada



Una célula que pierde sus estímulos de crecimiento y supervivencia o que responde a señales “de muerte” entrará en apoptosis



Es un evento normal y necesario.

Apoptosis

Necrosis 

Muerte celular accidental que puede llevar a la disfunción del organismo.

Cáncer: Una enfermedad genética 





Pérdida del control del ciclo celular que provoca el crecimiento excesivo y desordenado de un grupo celular Las células neoplásicas pierden sus funciones y son capaces de formar vasos sanguíneos propios y así invadir otros tejidos Es la segunda causa de muerte en todo el mundo

MEIOSIS

FORMACIÓN DE GAMETOS Y REPRODUCCIÓN SEXUAL

Meiosis: División de reducción





La división meiótica es un tipo especial de escisión que sólo realizan las células destinadas a la reproducción:

LAS CÉLULAS GAMÉTICAS

Gametos  

 

Hombre: ESPERMATOGONIAS  ESPERMATOCITOS  ESPERMÁTIDES  ESPERMATOZOIDES

Mujer: OOGONIAS  OOCITOS  ÓVULO Y CUERPOS POLARES

Gametogonias 





Las células germinales primarias que darán origen a los gametos se conocen como GAMETOGONIAS

Las Gametogonias se conocen como tipo A cuando realizan divisiones mitóticas Se les llama Gametogonias de tipo B si ya han iniciado la Meiosis

Meiosis I





Una vez iniciada la Meiosis I, la Gametogonia se convierte en un gametocito primario

(Gametocito I) A diferencia de la célula que iniciará la mitosis, en la meiosis se forman 4 cromátidas

Profase I 

Leptoteno



Cigoteno



PAQUITENO



Diploteno



Diacinesis

El entrecruzamiento genera la variabilidad genética primaria

Durante el paquiteno ocurre el ENTRECRUZAMIENTO DE LOS CROMOSOMAS HOMÓLOGOS

Meiosis I 



Una vez terminada la Meiosis I, tenemos como resultado dos gametocitos secundarios

(Gametocitos II)

Meiosis II

Meiosis II



Una vez terminada la Meiosis II, tenemos como resultado cuatro células gaméticas o gametos