Mitosis Meiosis

Profesora: Berta Palomino Jara Módulo: Biología

REPRODUCCIÓN CELULAR

“MITOSIS &MEIOSIS”

Las células como unidades elementales de la vida, necesariamente tienen la capacidad de reproducirse, es decir  producen replicas replicas de si misma partiéndose partiéndose en dos. Esto quiere decir que células diploides* diploides* (2n) generan células diploides, con el mismo material genético que la célula de origen, por ello es necesario que las células aumente de tamaño y duplique su material genético. El periodo en que las células crece y duplican su material hereditario,  para posteriormente posteriormente partirse en dos, se llama llama  INTERFASE (G1 G0, S y G2) y el periodo dedicado a repartirse en dos células hijas equitativamente el material génico duplicado y “el citoplasma” (cito diéresis) se conoce como

MITOSIS La reproducción celular por mitosis genera células diploides idénticas entre si, conservando el numero de cromosomas, existe también otra modalidad la reproducción meiótica , ella mas que constituir un proceso de reproducción celular que aumenta el numero de células, es un mecanismo cuya función es reproducir gametos y constituye un proceso por el cuál las células diploides (2n)   generan células que tienen solo un cromosoma de cada par, vale decir células  HAPLOIDES (n)

ETAPAS DEL CICLO CELULAR 

G1 “GAP1” ó Intervalo 1

La célula presenta actividad bioquímica intensa, aumentando de tamaño, ribosomas y mitocondrias, Enzimas, así como otras moléculas y estructuras son sintetizadas de novo las fibras de cromatina (cromosomas) son simples y se le asocia al valor 2c. El tiempo de duración algunas horas, meses o años, Aunque estos dos últimos casos pueden considerar G0 S “Síntesis”

Duplicación del ADN y síntesis de proteínas asociadas al ADN, se forman dos copias idénticas de ADN. Al final de la etapa se le asigna el valor de 4c (tiempo de duración algunas horas)

G2 Reparación del ADN dañado y comienza la síntesis necesaria para la conformación de la cromatina, que inicia lentamente su enrollamiento y compactación. Esto provocara la aparición de los cromosomas (46 en los humanos), que van a permitir la separación del material genético de las células en la mitosis y en la meiosis, Además en las células animales se duplica el par de centríolos. También se inicia el ensamblaje de la estructura del huso mitótico sobre el cual se organizarán los cromosomas. Material genético 4c.

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G0 fase de reposo proliferativo , donde se encuentran aquellas células que no están proliferando (multiplicando) y experimentan el proceso de diferenciación. Dependiendo de la situación puede revertirse en forma facultativa, volviendo al ciclo y de aquí a la mitosis, como sucede con las células hepáticas o hepatocitos. Para aquellas células muy diferenciadas el retorno a la fase de proliferación, es en general, casi imposible, es el caso de las células nerviosas o neurona, aunque hay excepciones como es el ejemplo de las neuronas del bulbo olfativo que retornan al ciclo celular

MITOSIS: Es la división del núcleo (donde las cromatida hermanas de cada cromosoma se separan), para  producir dos células “Hijas” idénticas. El objetivo de la mitosis es obtener células con la misma información genética y que podrían ser utilizadas en la reparación de heridas, crecimiento de órganos, crecimiento del organismo, En organismos unicelulares el  proceso de división también existe, cuyo finalidad es duplicar el número de individuos; como por ejemplo la  bipartición en las bacterias

Por fines didácticos la mitosis se dividen en 4 fases: PROFASE, METAFASE, ANAFASE Y TELOFASE

PROFASE: Previa duplicación del ADN durante la interfase, se produce la condensación del material genético (que normalmente existe en forma de cromatina), con lo que se forman los cromosomas; y el desarrollo bipolar del huso mitótico. Uno de los hechos más tempranos de la profase es la migración de dos pares de centríolos hacia extremos opuestos de la célula. La envoltura nuclear se desorganiza y se presenta el huso

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mitótico organizado. Los cromosomas han sido alcanzados en el cinetocoro por las fibras del huso (microtúbulos).

METAFASE: El huso mitótico, que se une a los cromosomas por el cinetocoro desplaza a los cromosomas hacia el plano ecuatorial, formando la placa ecuatorial o metafásica. ANAFASE: Es la fase más corta de la mitosis, en ella los microtúbulos del huso separan los cromosomas longitudinalmente, lo que da lugar a la separación de las cromátidas hermanas, ahora llamadas cromosomas, que se dirigen a polos opuestos. Este movimiento esta mediado por la polimerización y despolimerizacion de los microtúbulos del huso mitótico. Comienza a formarse la membrana nuclear En paralelo ocurre LA CITOCINESIS, la separación física del citoplasma en dos células hijas durante la división celular es denominado segmentación. Su mecanismo es distinto en la célula animal (por estrangulación) o vegetal (por tabicación).

TELOFASE: En la Telofase los cromosomas llegan a los polos y comienzan a descondensarse adoptando la forma helicoidal los cromosomas, aparece el nucleolo, y se reconstruye la membrana nuclear a partir del retículo endoplásmico y los restos de membrana.

MEIOSIS El proceso de la dura semanas o incluso años. A lo largo del mismo tienen lugar dos divisiones sucesivas, cada una de ellas meiosis tiene una duración variable, pero es mucho más largo que la mitosis, suele durar varios días y a veces similar a una mitosis, por lo que, para su estudio, se divide en las siguientes fases:

Primera división meiótica. Como en la mitosis, cada cromosoma se habrá replicado previamente en dos cromátidas genéticamente idénticas, pero en lugar de separarse se comportan al principio como una sola unidad. En esta división se distinguen:

Profase I. Los cromosomas se van condensando. Al mismo tiempo, cada pareja de cromosomas homólogos se reconocen, y se van apareando o uniendo a lo largo de toda su longitud, mediante el proceso de sinapsis cromosómica, originando un bivalente de dos cromosomas y cuatro cromátidas. Ahora tendrá lugar un acontecimiento de gran trascendencia: el entrecruzamiento, en el que los cromosomas no hermanos (uno de origen paterno y otro materno) intercambian fragmentos de cromátidas, recombinándose la información hereditaria procedente del padre y de la madre. Posteriormente los cromosomas se separan en algunos puntos y  permanecen unidos en otros llamados quiasmas. Al final de esta fase, por fin, se hacen visibles las dos cromátidas de cada cromosoma.

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Figura 1: Transformaciones de los cromosomas durante la sinápsis cromosómica de la profase I de la meiosis

Metafase I. Los cromosomas se disponen en el plano ecuatorial de la célula, pero, al contrario de la mitosis, los microtúbulos del huso se unen por un solo lado al cinetocoro de los cromosomas.

Anafase I. Se separan los quiasmas y un juego completo de cromosomas se desplaza hacia cada polo de la célula.

Telofase I. Se forman dos núcleos y, en la mayoría de los casos, también se divide el citoplasma originándose dos células con un número n de cromosomas, cada uno con dos cromátidas.

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Figura 2: Evolución de los cromosomas y los cinetocoros a lo largo de la meiosis - Segunda división meiótica. Se inicia sin que se produzca una replicación previa del ADN de los cromosomas resultantes de la división anterior. En ella se distinguen:

Profase II. Es muy breve, los cromosomas se descondensan, las membranas nucleares se rompen y se forman nuevos microtúbulos del huso.

Metafase II. Los cromosomas se alinean en la placa metafásica. Pero ahora los microtúbulos del huso se unen  por ambos lados a cada cromosoma.

Anafase II. Se separan las cromátidas de cada cromosoma y se dirige un juego completo a cada polo de ambas células.

Telofase II. Se forman nuevas envolturas nucleares y se originan, finalmente, cuatro núcleos (y generalmente cuatro células separadas) haploides, cada uno con un solo juego de cromosomas formados por una sola cromátida. A través de la meiosis no sólo se forman células haploides que harán posible la fecundación y la reproducción sexual, al mismo tiempo, como se ha visto, también se recombina, mediante el entrecruzamiento cromosómico la información genética que pasa de una generación a la siguiente, lo cual favorece la variabilidad genética de las  poblaciones y, por tanto, la adaptación y la evolución de las especies. Por otro lado, un proceso necesario para la reproducción sexual del organismo es la meiosis, en la que se forman cuatro células haploides a partir de una diploide, y se produce además una mezcla de genes paternos y maternos con la consiguiente variabilidad genética. Según el momento en que se produzca la meiosis se diferencian los ciclos biológicos haplonte, diplohaplonte y diplonte. En el proceso de meiosis se distinguen dos divisiones consecutivas, y en cada una de ellas también se diferencian cuatro etapas: profase, metafase, anafase y telofase. La más larga y compleja es la profase I.

Hitos científicos 1890 Waldeyer comprueba que los cromosomas se dividen de forma exacta durante la meiosis, originando dos células hijas con idéntica dotación cromosómica.

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1998 Thomson, Gearhart y Pedersen descubrieron las primeras células madre embrionarias de la especie humana, abriendo el camino para el posible desarrollo futuro de tejidos y órganos, creados en el laboratorio para realizar trasplantes.

ACTIVIDADES 1.- Dibuja la curva del grafico que represente la variación de la masa nuclear de ADN a lo largo del ciclo mitotico.

Cantidad de ADN

Etapas del ciclo celular

2.- resuelve el siguiente problema Si la cantidad de ADN nuclear de una especie oscila entre 55ng y 110 ng, señala en qué fase del ciclo esta una célula que tiene.

55 ng

70ng

110 ng

3.- Ordena cronológicamente los siguientes fenómenos en el transcurso de una meiosis, colocando las letras en los cuadros A. Sinapsis entre cromosomas homólogos B. Aparición de quiasmas C. n cromosomas de dos cromatidas migrando a cada polo D. n cromatidas migrando a cada polo E. n cromosomas en el plano ecuatorial F. n tetradas en el plano ecuatorial G. Crossing over H. Condensación de cromosomas agarrados de la carioteca

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4- Verdadero o falso. Justifique cada una de las siguientes frases falsas, según corresponda: a) La recombinación de material genético se puede producir en la anafase I.  b) La meiosis supone dos divisiones celulares sucesivas. c) Las células en la meiosis II son haploides. d) Las células se vuelven haploides durante la profase II. e) Se produce una duplicación de los cromosomas. f) Se originan células hijas que tienen la mitad de cromosomas que la progenitora.

5.-Recombinación o Crossing  –  over.

En la figura se han representado la ocurrencia de: a) Dos crossing over en el bivalente cromosómico metacéntrico.  b) Un crossing over en los bivalente telocentrico. (siempre entre las cromatidas 2 y 3). Anote cuáles serían las combinaciones génicas en los cuatro cromosomas resultantes de cada uno de los  bivalentes en recombinación. 1.- La Meiosis, a diferencia de la mitosis; I. II. III.

a) sólo I

no tiene como principal función incrementar el número de células produce células con un número cromosómico distinto al de la célula de origen produce células con combinaciones de alelos diferentes entre sí

b) I y II

c) II y III

d) I y III

e) I, II y III

2.- Si se observa el mismo cromosoma en la metafase de una mitosis y en la metafase I, nos encontramos con que en el segundo caso: I. II. III.

a) sólo I

es más probable que sus cromátidas tengan distintos alelos se pueden observar quiasmas, no así en el primero el cromosoma sólo tiene una cromátida

b) sólo II

c) sólo III

d) I y II

e) II y III

Profesora: Berta Palomino Jara Módulo: Biología 3.- Al compara una célula justo antes de la primera división meiótica con otra, del mismo organismo, justo antes de una mitosis, nos encontramos con que tienen igual cantidad de : I. II. III.

a) sólo I

ADN Cromátidas en cada cromosoma Cromosomas

b) I y II

c) II y III

d) I y III

e) I, II y III

4.- El ciclo celular mitótico permite que: I. II. III. IV.

a) I y II

se reproduzcan los unicelulares aumente el número de células al comienzo del desarrollo embrionario los pluricelulares mantengan sus tejidos los pluricelulares regeneren parte de los tejidos dañados

b) II y III

c) III y IV

d) I, III y IV

e) todas son correctas

5.- Respecto de la segunda división meiótica es correcto afirmar que : I. II. III.

a) sólo I

reduce la dotación cromosómica de 2n a n involucra separación de cromátidas hermanas las células que resultan de ella tienen un cuarto de la masa nuclear de ADN nuclear de la que tienen las células en G2

b) sólo II

c) sólo III

d) I y II

e) II y III

6.- Las cuatro células resultantes de una meiosis tienen distintas combinaciones de cromosomas de origen materno y de origen paterno. El fenómeno de permutación cromosómica responsable de este aporte de la meiosis a la variabilidad genética ocurre en la :

a) profase I

b) metafase I

c) anaphase I

d) profase II

e) anafase II

7.- La meiosis es biológicamente significativa por su contribución a : I. II. III.

a) sólo I

aumentar el número de células en los procesos que lo requieren mantener, en los organismos, el número diploide de cromosomas, típico de una especie, de una generación a otra aumentar la variabilidad intraespecífica, por los mecanismos de recombinación génica que involucra

b) sólo II

c) sólo III

d) I y II

e) II y III

8.- EL esquema adjunto, sin considerar la forma de los cromosomas, sino sólo su número y el número de cromátidas, corresponde a una célula resultante de:

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I. II. III.

a) sólo I

un ciclo mitótico en un organismo 2n=6 la primera división meiótica en un organismo 2n=6 la segunda división meiótica en un organismo 2n=12

b) sólo II

c) sólo III

d) I y II

e) I y III

9.- Si en una especie 2n =14 y la masa de ADN nuclear en G1 es de 90 ng, entonces es correcto que : I. II. III.

a) sólo I

los espermios de esa especie tiene 45 ng de ADN nuclear las células en la primera profase tienen 180 ng de ADN en primera anafase migran 7 cromosomas, de dos cromátidas cada uno, a cada polo

b) sólo II

c) sólo III

d) I y II

e) I, II y III

10.- Analiza el siguiente esquema de células en distintas etapas de la meiosis (2n=6)

Las etapas 1,2 y 3 corresponde, respectivamente a : a) b) c) d) e)

metafase I, metafase II y anafase I metafase I, metafase II y anafase II metafase II, metafase I y anafase I metafase II, metafase I y anafase II anafase I, anafase II y metafase II

11.- La siguiente figura representa un tejido meristemático de una planta, donde podemos observar células en diferentes fases de división. ¿Cuál de las alternativas corresponde a la secuencia del proceso mitótico?

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a) a - b - c - d - e – f d) e - f - c - a - b – d

b) c  – f  – e  – a  –b  – d e) f - e - c - b - d - a

c) f  – b - a  – e  – d - c

12.- Considerando que una especie posee un número de cromosomas en las células somáticas de 2n=6, la célula presentada en la figura siguiente evidencia estos cromosomas en:

a)  b) c) d) e)

metafase mitótica metafase I metafase II anafase mitótica anafase II

13.- El siguiente gráfico muestra las variaciones que experimenta una célula durante el ciclo celular: LA LETRA c REPRESENTA LA CANTIDAD DE ADN EN UN SET DE CROMOSOMAS SIMPLES, ES DECIR, ANTES DE LA REPLICACIÓN

CANTIDAD DE ADN

4c 3c 2c c

Las etapas A, B y C corresponden  A respectivamente C a: B a) G0, G1, S  b) G1, G0, interfase c) G1, S, intercinesis d) G1, S, G2 e) G2, S, G1

D

E

F

G ETAPAS