EL CICLO CELULAR
El Ciclo celular es el tiempo que
transcurre desde que una célula se forma por división de una preexistente
hasta que se divide y da origen a dos células hijas. Su duración es muy
variable dependiendo del tipo de célula.
El ciclo vital de una célula se divide en dos
fases muy definidas:
- Interfase: La
célula aumenta de masa, expresa su material genético, sintetiza proteínas y
duplica su ADN. Se divide en 3 fases: G1, S y G2.
- División Celular: Es
el proceso por el cual una célula origina dos células hijas idénticas entre sí
e idénticas a la célula madre que las originó. Consta de dos procesos
secuenciales: mitosis o cariocinesis y citocinesis.
1.1 LA INTERFASE
La interfase es el periodo comprendido entre el
final de una mitosis y el inicio de la siguiente. Es la fase más larga del
ciclo celular (94% del mismo)
La interfase es de gran importancia para la célula.
No es un momento de reposo, pues en ella tiene lugar una gran
actividad metabólica. La interfase se puede subdividir para su estudio en tres
periodos: G1, S y G2.
ETAPAS
Fase G1
Tiene una duración entre 6 y 12
horas. Corresponde al intervalo entre el final de la mitosis y el comienzo de
la duplicación del ADN. La célula es metabólicamente activa y está
creciendo, pero no duplica su ADN.
En cierto momento de la fase G1 se
alcanza el llamado punto R o de no retorno, pasado el cual la
célula ya está obligada a completar la totalidad del ciclo celular. Si la
célula no sobrepasa el punto R, puede permanecer indefinidamente en un estado de
reposo, llamado fase G0, en el que no se sintetizan proteínas cromosómicas
ni el ARNm de las mismas.
Las células que no se dividen nunca (neuronas)
permanecen de por vida en esta fase G0 y se denominan quiescentes. Cuando
una célula de este tipo sale de este estado a destiempo y de forma descontrolada
se produce cáncer.
Cerca del final de la fase G1 se
sintetizan las histonas de la cromatina, los desoxirribonucleótidos y
los enzimas necesarios para la duplicación del ADN.
Fase S
Duración entre 6 y 8 horas. Es el
periodo en el que se produce la duplicación del ADN y la duplicación
de los centriolos.
Fase G2
Duración entre 3 y 5 horas. Esta
etapa prosigue el crecimiento de la célula y se sintetizan
proteínas en preparación para la mitosis, acaba cuando los cromosomas
empiezan a condensarse al inicio de la mitosis.
1.2 LA
DIVISION CELULAR
Es el proceso por el cual una
célula (célula madre) origina dos células hijas idénticas entre sí e
idénticas a la célula madre que las originó.
Permite la multiplicación de los organismos
unicelulares y el crecimiento, el desarrollo y la regeneración de
órganos y tejidos de los organismos pluricelulares.
Consta de dos procesos secuenciales:
Mitosis o
cariocinesis (división del núcleo)
Citocinesis (reparto del
contenido del citoplasma y orgánulos celulares)
2 LA MITOSIS
• Concepto
Proceso por el cual el material
genético del núcleo se divide en dos partes iguales para formar
dos núcleos idénticos, con lo que las dos células hijas que resultan serán
genéticamente idénticas.
• Función
- Permite el reparto
equitativo e idéntico de la información genética. Ambas células hijas tendrán
la misma información y la misma que poseía la célula madre.
- Permite la perpetuación de
una estirpe celular y la formación de colonias de células (clones
celulares).
-Permite el crecimiento y
desarrollo de los tejidos y de los órganos de los seres pluricelulares así como
la reparación y regeneración de los mismos.
-Todas las células (somáticas) de un
organismo pluricelular, a excepción de las células sexuales (gametos), disponen
de idéntica información genética.En la mitosis se mantiene constante el
número de cromosomas de las células. Los cromosomas se presentan a pares, cada
uno de un progenitor (hombre: 46 cromosomas, 23n). Los cromosomas de cada par
se llaman cromosomas homólogos.
ETAPAS
La mitosis, en sus aspectos
básicos, es similar para células vegetales y animales, pudiéndose distinguir en
ella cuatro fases: Profase, Metafase, Anafase y Telofase que tienen
como función realizar los movimientos necesarios para repartir equitativamente
el material genético.
Estas fases se suelen establecer con
fines puramente didácticos, ya que en realidad se trata de un proceso continuo
en el que es difícil establecer los límites entre cada una ellas.
PROFASE
• La cromatina se condensa y
se visualizan los cromosomas como 2 filamentos gruesos (2 cromátidas).
• Las cromátidas están unidas por el
centrómero.
• Los centriolos (2 pares)
van desplazándose hacia los polos opuestos de la célula, y se forma el huso
acromático (en las células vegetales, que carecen de centriolos, se forma
un huso mitótico con aspecto de tonel a partir de los casquetes polares).
Los cromosomas están desordenados, pero unidos a las fibras del
huso.
• El nucleolo desaparece y la membrana
nuclear se desintegra.
METAFASE
• Los cromosomas se disponen
en el plano ecuatorial
unidos por el centrómero a los
filamentos del huso, formandola placa ecuatorial.
• El citoplasma está totalmente
invadido por fibras del huso, hay 3 tipos de microtúbulos:
• Astrales: irradian desde
el centrosoma hacia la periferia celular.
• Cinetocóricos (fibras
cromosómicas): unen los cromosomas a los polos.
• Polares (fibras
continuas): se dirigen hacia el ecuador de la célula, en donde interactúan
con otras fibras polares del centríolo opuesto.
ANAFASE
• Separación simultanea de los
centrómeros de todos los cromosomas.
•Las cromátidas hermanas de
cada cromosoma se dirigen a hacia polos opuestos de la célula. El
centrómero precede al resto del cromosoma hijo en la migración hacia los polos.
• Los microtúbulos de las fibras
cromosómicas del huso se acortan (tracción hacia los polos) y los
microtúbulos de las fibras continuas se alargan.
TELOFASE
• Las cromátidas hermanas (cromosomas
hijos) ya en los polos opuestos de la célula se desenrollan y la cromatina se
observa dispersa.
• Van desapareciendo las fibras del
huso acromático.
• La membrana nuclear se reconstruye.
• Reaparece el nucleolo.
• A la vez ocurre la citocinesis, la
célula se divide en dos.
Tras explicar este proceso por partes, AQUI dejo un video que lo resume.
3 CITOCINESIS
La citocinesis consiste en el reparto
del contenido del citoplasma y de los orgánulos celulares en dos partes
iguales entre las dos células hijas, y se inicia hacia el final de la telofase.
CITOCINESIS EN CELULAS ANIMALES
• En las células animales se
empieza a formar un surco en la periferia celular que poco a poco va
estrangulando la zona ecuatorial hasta que acaba dividiendo a la célula
madre en dos células hijas.
CITOCINESIS EN CELULAS VEGETALES
• En las células vegetales vesículas
procedentes del aparato de Golgi, cargadas de componentes de la pared celular,
se disponen en la zona ecuatorial de la célula y forman un tabique llamado placa celular (fragmoplasto)
que crece de dentro hacia fuera hasta llegar a la periferia celular; en ese
momento las dos células hijas quedan independientes: las membranas de las
vesículas originan la membrana plasmática, y su contenido pasará a constituir
la lámina media de la pared celular de ambas células, que quedarán comunicadas
por plasmodesmos.
4.
MEIOSIS
Concepto:
La meiosis es un mecanismo de división
celular que permite la obtención de células haploides (n) con diferentes
combinaciones de genes a partir de células diploides (2n). Se produce en
organismos con reproducción sexual: es un mecanismo corrector que impide que el
número de cromosomas se duplique en cada generación:
-Ejemplo: las células somáticas de un
organismo son diploides (2n), si los gametos fueran también 2n, el zigoto
resultante tendría el doble de cromosomas (4n), la meiosis evita que esto
ocurra al reducir el nº de cromosomas a la mitad mediante dos
divisiones celulares que originan 4 células haploides (nº de cromosomas de la
especie se mantiene).
Un adulto diploide producirá gametos
haploides por meiosis, y la fecundación producirá un zigoto diploide que dará
lugar a un adulto otra vez diploide.
Función:
• Permite la reducción del número de
cromosomas de la célula a la mitad.
• Se produce intercambio de material
genético entre cromosomas homólogos (paternomaterno).
• Permite la reproducción sexual y por
tanto la supervivencia y evolución de las especies.
Etapas
• La reducción del número de cromosomas
se realiza mediante dos divisiones celulares consecutivas (primera división
meiótica I y segunda división meiótica), que ocurren tras una única duplicación
del ADN.
• La división meiótica I comienza
después de que finalice la interfase I (los cromosomas parentales se han
duplicado para formar cromátidas hermanas idénticas).
• Durante la meiosis I los cromosomas
homólogos primero se aparean y después se segregan a células hijas diferentes:
las cromátidas hermanas permanecen unidas, por lo que tras la meiosis I se
obtienen células hijas que contienen un único miembro de cada par cromosómico
(cada uno con dos cromátidas hermanas).
•La división meiótica II comienza
después de que finalice la interfase II (los cromosomas no se duplican).
• Después se produce la meiosis II, las
cromátidas hermanas se separan y segregan a diferentes células hijas.
Interfase I: duplicación del ADN.
• Primera división
meiótica:
- Profase I: Leptonema, Zigonema,
Paquinema, Diplonema, Diacinesis.
- Metafase I.
- Anafase I.
- Telofase I.
- Citocinesis I.
Interfase II: no duplicación del ADN.
• Segunda división
meiótica:
- Profase II.
- Metafase II.
- Anafase II.
- Telofase II.
- Citocinesis II.
Primera
División Meiótica
Es una
mitosis normal, es decir, lo que anteriormente hemos explicado en el punto 3
INTERFASE II:
•Suele ser un periodo muy corto que
puede incluso faltar (tras la telofase I se inicia sin interrupción la segunda
división). En cualquier caso, nunca hay síntesis de ADN; es decir, es una
interfase sin periodo S.
PROFASE II
•Es muy corta, se produce la
condensación de los cromosomas, la rotura de la envoltura nuclear y la
formación del huso.
METAFASE II
•Los cromosomas (n) con sus dos
cromátidas hermanas se disponen en el plano ecuatorial.
ANAFASE II
•Los centrómeros se
separan y las cromátidas hermanas de cada cromosoma (cromosomas hijos) se
dirigen hacia polos opuestos de la célula.
TELOFASE II
•Se forman 4 núcleos hijos, cada uno
tendrá un número haploide de cromosomas y se produce la Citocinesis II, formándose 4
células haploides.
Tras explicar este proceso por partes, AQUI dejo un video
que lo resume.
Procesos esenciales de la meiosis:
1. Apareamiento de cromosomas
homólogos.
2. Formación de quiasmas (expresión de
la recombinación genética). Intercambio de fragmentos entre cromátidas
homólogas.
3. Segregación de los cromosomas
homólogos: cada cromosoma homólogo se va a una célula hija y en la 2ª división
se separan las cromátidas.
4. Reparto de cada una de las
cromátidas de los cromosomas homólogos a una célula diferente.
Consecuencias genéticas de la meiosis
1.- Reducción del número de cromosomas
a la mitad: las células diploides se convierten en haploides (gametos). Cada
cromátida de los homólogos va a una célula hija. Permite que tras la
fecundación se mantenga constante el número de cromosomas de la especie.
2.- La recombinación genética da lugar
a la formación de cromosomas con una nueva combinación genética
(paterna-materna), lo que aumenta la variabilidad genética de la especie.
3.- Es un mecanismo de distribución al
azar de todos los genes de un individuo entre sus gametos, lo que también
aumenta la variabilidad
genética (no hay gametos iguales:
importante para la evolución de las especies).
4.- Las células resultantes de la meiosis
se convierten en células de reproducción sexual (gametos).
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