domingo, 8 de septiembre de 2013
UNIDAD II
INFORMACIÓN GENÉTICA
CONTENIDO 2: La División Celular
Propósito:
- Conocer el cariotipo humano.
- Identificar los procesos en lo que ocurre la división celular.
- Diferenciar las fases de la mitosis y la meiosis.
- Reconocer la importancia de la gametogénesis para los individuos con reproducción sexual.
EL CICLO CELULAR
Es un proceso dinámico por el que
pasan todas las células. Toda célula nace de la división de la correspondiente
célula madre; dicho proceso es cíclico, ya que es un proceso que se repite en
lapsos de tiempo de duración variable de
acuerdo a los tipos de células y a las condiciones ambientales del medio. Para comprender
mejor el proceso de la mitosis es conveniente ubicarlo dentro del contexto del
ciclo celular. El ciclo celular comprende un período de crecimiento (interfase) y otro de división (mitosis), cuyas fases son las siguientes:
A.- Período de Crecimiento (interfase):
la
mayor parte del tiempo del ciclo celular, la célula lo pasa en interfase (G1 +
S + G2) donde la célula aparenta estar en un largo momento de inactividad, pero
eso no es así, dado que durante este momento sucede lo siguiente:
*
Crecimiento inicial (G1): es un
momento que se caracteriza por un crecimiento general de la célula joven que
acaba de dividirse.
*
Replicación cromosómica (S): que
implica la duplicación o síntesis del ADN (Ácido Desoxirribonucleico) material
genético que forma cromosomas.
*
Continúa el Crecimiento (G2): hasta que la célula adquiera un tamaño en el que
se dé una relación adecuada entre el tamaño del citoplasma y el tamaño del
núcleo.
B.- La División Celular o Mitosis (M):
es el momento de la vida celular en el que es posible observar microscópicamente
cambios a nivel nuclear, dado que los cromosomas (cromatina) se condensan, se
hacen más gruesos, se mueven y ordenan en el centro de la célula, se separan y
forman don núcleos y divide también el citoplasma. Esta parte del ciclo (la
mitosis) se realiza en un tiempo relativamente corto, con relación al resto del
tiempo del ciclo celular.
LA MITOSIS
Tipo de división celular en el
que a partir de una célula madre se originan dos células hijas con el mismo
número de cromosomas y la misma información genética con el fin de mantener
constante la dotación cromosómica de las células resultantes. Se lleva a cabo
mediante 4 fases siendo éstas las siguientes:
-
Interfase. El período existente entre las divisiones celulares activas
se denomina interfase. Durante este período el DNA y sus proteínas asociadas
tienen el aspecto de hilos de cromatina dispersos dentro del núcleo.
Cuando
comienza la replicación, las dos cadenas de cada molécula de DNA se separan y
cada una de ellas sirve de modelo para la producción de una nueva cadena de
DNA. Cada una de las dos nuevas moléculas de DNA producidas posee una cadena de
nucleótidos derivados de la molécula de DNA original y una recién sintetizada.
Durante la interfase, también se duplican los centríolos situados dentro del centrosoma.
-
Profase. Los filamentos de cromatina se condensan para formar cromosomas,
cada uno de los cuales está compuesto por dos fibras separadas denominadas
cromátides, que están unidas en un punto mediante una región especializada, el
centrómero. A medida que avanza la profase, un centriolo se desplaza a cada uno
de los lados de la célula. Cerca de los centriolos se forman microtúbulos, que
se proyectan en todas las direcciones. Algunos de ellos terminan en ciego y son
llamados fibras astrales.
Otros,
conocidos como fibras fusales, se proyectan hacia el ecuador y se superponen a
las fibras procedentes de los otros centríolos o bien se adhieren a los
centrómeros de los cromosomas. Al final de la profase, la cubierta nuclear
degenera y los nucleolos han desaparecido.
-
Metafase. Los cromosomas se alinean en el ecuador con las fibras fusales
procedentes de cada para de centríolos sujetas a sus centrómeros.
-
Anafase. Los centrómeros se separan, y cada cromátide es ahora un
cromosoma. Cuando los centrómeros se dividen, el número de cromosomas se
duplica, produciendo dos copias idénticas de 46. Las dos copias de cromosomas
son atraídas por las fibras del huso hacia los polos de la célula. El
citoplasma se estrecha a lo largo de las células del ecuador a medida que las
membranas celulares se mueven unas hacia otras.
-
Telofase. A partir del retículo endoplásmico se forma una nueva cápsula
nuclear y reaparecen los nucléolos como organelas diferenciadas. Los núcleos de
las dos células hijas adquieren el aspecto de los núcleos en la interfase. Se
ha completado el proceso de la mitosis.
-
Citocinesis:
Paralelamente en el citoplasma también se producen cambios que se materializan
en su distribución o reparto junto con sus organelos, ordinariamernte en partes
iguales entre las dos células hijas; este fenómeno constituye la citocinesis
(del griego cito, citoplasma y Kinesis, movimiento) también se le llama
citodiéresis.
LA MEIOSIS
Es la división celular que
permite la reproducción sexual. Comprende dos divisiones sucesivas: una primera
división meiótica, que es una división reduccional, ya que de una célula madre
diploide (2n) se obtienen dos células hijas haploides (n); y una segunda
división meiótica, que es una división ecuacional, ya que las células hijas
tienen el mismo número de cromosomas que la célula madre (como la división
mitótica). Así, dos células n de la primera división meiótica se obtiene cuatro
células n. Igual que en la mitosis, antes de la primera división meiótica hay
un período de interfase en el que se duplica el ADN. Sin embargo, en la
interfase de la segunda división meiótica no hay duplicación del ADN. Sus fases
son:
Meiosis I
Las características típicas de la meiosis I, solo se hacen evidentes después de la replicación del DNA, en lugar de separarse las cromátidas hermanas se comportan como bivalente o una unidad, como si no hubiera ocurrido duplicación formando una estructura bivalente que en si contiene cuatro cromátidas. Las estructuras bivalentes se alinean sobre el huso, posteriormente los dos homólogos duplicados se separan desplazándose hacia polos opuestos, a consecuencia de que las dos cromátidas hermanas se comportan como una unidad, cuando la célula meiótica se divide cada célula hija recibe dos copias de uno de los dos homólogos. Por lo tanto las dos progenies de esta división contienen una cantidad doble de DNA, pero estas difieren de las células diploides normales.
Profase I
Leptoteno:
En
esta fase, los cromosomas se hacen visibles, como hebras largas y finas. Otro
aspecto de la fase leptoteno es el desarrollo de pequeñas áreas de
engrosamiento a lo largo del cromosoma, llamadas cromómeros, que le dan la
apariencia de un collar de perlas.
Cigoteno:
Es un período de apareamiento activo en el que se hace evidente que la dotación cromosómica del meiocito corresponde de hecho a dos conjuntos completos de cromosomas. Así pues, cada cromosoma tiene su pareja, cada pareja se denomina par homólogo y los dos miembros de la misma se llaman cromosomas homólogos.
Cigoteno:
Es un período de apareamiento activo en el que se hace evidente que la dotación cromosómica del meiocito corresponde de hecho a dos conjuntos completos de cromosomas. Así pues, cada cromosoma tiene su pareja, cada pareja se denomina par homólogo y los dos miembros de la misma se llaman cromosomas homólogos.
Paquiteno:
Esta fase se caracteriza por la apariencia de los cromosomas como hebras gruesas indicativas de una sinapsis completa. Así pues, el número de unidades en el núcleo es igual al número n. A menudo, los nucleolos son muy importantes en esta fase. Los engrosamientos cromosómicos en forma de perlas, están alineados de forma precisa en las parejas homólogas, formando en cada una de ellas un patrón distintivo
Esta fase se caracteriza por la apariencia de los cromosomas como hebras gruesas indicativas de una sinapsis completa. Así pues, el número de unidades en el núcleo es igual al número n. A menudo, los nucleolos son muy importantes en esta fase. Los engrosamientos cromosómicos en forma de perlas, están alineados de forma precisa en las parejas homólogas, formando en cada una de ellas un patrón distintivo
Diploteno:
Ocurre la duplicación longitudinal de cada cromosoma homólogo, al ocurrir este apareamiento las cromátidas homólogas parecen repelerse y separarse ligeramente y pueden apreciarse unas estructuras llamadas quiasmas entre las cromátidas.ademas La aparición de estos quiasmas nos hace visible el entrecruzamiento ocurrido en esta fase.
Ocurre la duplicación longitudinal de cada cromosoma homólogo, al ocurrir este apareamiento las cromátidas homólogas parecen repelerse y separarse ligeramente y pueden apreciarse unas estructuras llamadas quiasmas entre las cromátidas.ademas La aparición de estos quiasmas nos hace visible el entrecruzamiento ocurrido en esta fase.
Diacinesis:
Esta etapa no se diferencia sensiblemente del diploteno, salvo por una mayor contracción cromosómica. Los cromosomas de la interfase, en forma de largos filamentos, se han convertido en unidades compactas mucho más manejables para los desplazamientos de la división meiótica.
Esta etapa no se diferencia sensiblemente del diploteno, salvo por una mayor contracción cromosómica. Los cromosomas de la interfase, en forma de largos filamentos, se han convertido en unidades compactas mucho más manejables para los desplazamientos de la división meiótica.
Metafase I
Al llegar a esta etapa la membrana nuclear y los nucleolos han desaparecido y cada pareja de cromosomas homólogos ocupa un lugar en el plano ecuatorial. En esta fase los centrómeros no se dividen; esta ausencia de división presenta una diferencia importante con la meiosis. Los dos centrómeros de una pareja de cromosomas homólogos se unen a fibras del huso de polos opuestos.
Al llegar a esta etapa la membrana nuclear y los nucleolos han desaparecido y cada pareja de cromosomas homólogos ocupa un lugar en el plano ecuatorial. En esta fase los centrómeros no se dividen; esta ausencia de división presenta una diferencia importante con la meiosis. Los dos centrómeros de una pareja de cromosomas homólogos se unen a fibras del huso de polos opuestos.
Anafase I
Como la mitosis la anafase comienza con los cromosomas moviéndose hacia los polos. Cada miembro de una pareja homologa se dirige a un polo opuesto.
Como la mitosis la anafase comienza con los cromosomas moviéndose hacia los polos. Cada miembro de una pareja homologa se dirige a un polo opuesto.
Telofase I
Esta telofase y la interfase que le sigue, llamada intercinesis, son aspectos variables de la meiosis I. En muchos organismos, estas etapas ni siquiera se producen; no se forma de nuevo la membrana nuclear y las células pasan directamente a la meiosis II.
En otros organismos la telofase I y la intercinesis duran poco; los cromosomas se alargan y se hacen difusos, y se forma una nueva membrana nuclear. En todo caso, nunca se produce nueva síntesis de DNA y no cambia el estado genético de los cromosomas.
Esta telofase y la interfase que le sigue, llamada intercinesis, son aspectos variables de la meiosis I. En muchos organismos, estas etapas ni siquiera se producen; no se forma de nuevo la membrana nuclear y las células pasan directamente a la meiosis II.
En otros organismos la telofase I y la intercinesis duran poco; los cromosomas se alargan y se hacen difusos, y se forma una nueva membrana nuclear. En todo caso, nunca se produce nueva síntesis de DNA y no cambia el estado genético de los cromosomas.
Profase II
Esta fase se caracteriza por la presencia de cromosomas compactos en número haploide.
Los centriolos se desplazan hacia los polos opuestos de las células
Esta fase se caracteriza por la presencia de cromosomas compactos en número haploide.
Los centriolos se desplazan hacia los polos opuestos de las células
Metafase II
En esta fase, los cromosomas se disponen en el plano ecuatorial. En este caso, las cromátidas aparecen, con frecuencia, parcialmente separadas una de otra en lugar de permanecer perfectamente adosadas, como en la mitosis.
En esta fase, los cromosomas se disponen en el plano ecuatorial. En este caso, las cromátidas aparecen, con frecuencia, parcialmente separadas una de otra en lugar de permanecer perfectamente adosadas, como en la mitosis.
Anafase II
Los centrómeros se separan y las cromátidas son arrastradas por las fibras del huso acromático hacia los polos opuestos.
Los centrómeros se separan y las cromátidas son arrastradas por las fibras del huso acromático hacia los polos opuestos.
Telofase II
En los polos, se forman de nuevo los núcleos alrededor de los cromosomas.
En los polos, se forman de nuevo los núcleos alrededor de los cromosomas.
DIFERENCIAS ENTRE MITOSIS Y MEIOSIS
GAMETOGÉNESIS
La
palabra gametogénesis viene de la palabra gameto que significa célula sexual y
génesis
que significa origen, de tal forma que podemos definir a la gametogénesis como el proceso de la formación de los gametos
que incluyen el proceso de la meiosis. En los machos, da como resultado la
formación de los gametos masculinos o espermatozoides
y recibe el nombre de espermatogénesis.
En las hembras, da como resultado el gameto femenino u óvulo y recibe el nombre de ovogénesis.
A
continuación se muestra el proceso que se sigue en ambas formas de
gametogénesis:
ESPERMATOGÉNESIS
Es la gametogénesis en
los machos. Se realiza en las células diploides (2N) del epitelio germinal de
los tubos seminíferos de las gónadas masculinas, los testículos. El proceso de
la espermatogénesis se realiza en las siguientes fases o períodos y de la
siguiente manera:
a.- Período proliferativo: la espermatogénesis se inicia
con un proceso mediante el cual aumenta el número de células, gracias a
sucesivas divisiones mitóticas, a partir de las células del epitelio germinal
de las paredes de los tubos seminíferos del testículo. Las células que se
obtienen al final de este proceso se conocen con el nombre de espermatogonias y son igual que las
células germinales, célu7las diploides n (2N).
b.- Período de crecimiento: las espermatogonias crecen
aumentados de tamaño por absorción de materiales del medio, se diferencian y
transforman en espermatocitos primarios, los cuales son células diploides (2N).
Este período se inicia cuando los machos han logrado la madurez física y
capacidad reproductiva; en el hombre eso sucede en la adolescencia.
c.- Período de maduración: este período se lleva a cabo
mediante la meiosis, produciéndose las divisiones sucesivas y continuas que
caracterizan a esta división celular. El
espermatocito de primer orden (2N) se divide (división reduccional) y da origen
a dos espermatocitos de segundo orden (célula haploide N); en esta división,
durante la profase, se llevan a cabo los cambios que afectan a los cromosomas homólogos
(sinapsis-entrecruzamiento) de los que dependerá la variabilidad genética de
las células hijas. La segunda división da origen a cuatro células haploides
denominadas espermátidas (N); pero
estas células, antes de que podamos llamarlas espermatozoides, deberán sufrir
cambios a nivel del citoplasma, del que se desprenden y cambian de forma, para
transformarse en células livianas, móviles y aerodinámicas, proceso que se
conoce como espermiogénesis. Este fenómeno
se lleva a cabo cuando se encuentran en la luz del tubo seminífero, dispuestas
para intervenir en el proceso de la fecundación.
OVOGÉNESIS
a.- Período proliferativo: la ovogénesis se inicia con un
proceso mediante el cual aumenta el número de células, gracias a sucesivas
divisiones mitóticas, a partir de las células del epitelio germinal del ovario.
Las células que se obtienen al final de este proceso se conocen con el nombre
de ovogonias y son igual que las
células germinales, célu7las diploides n (2N).
b.- Período de crecimiento: las ovogonias crecen aumentados
de tamaño por absorción de materiales del medio, se diferencian y transforman
en ovocitos primarios, los cuales son células diploides (2N). Este período se
inicia cuando las hembras han logrado la madurez física y capacidad
reproductiva; en la mujer eso sucede en la adolescencia.
c.- Período de maduración: este período se lleva a cabo
mediante la meiosis, produciéndose las divisiones sucesivas y continuas que
caracterizan a esta división celular. El
ovocito de primer orden (2N) se divide (división reduccional) y da origen a dos
ovocitos de segundo orden (célula haploide N); y el corpúsculo polar de primer orden o
polocitos de primer orden, célula haploide (N). Ambas células se diferencian en
cuanto al tamaño y contenido citoplasmático; el ovocito de segundo orden tiene
mucho citoplasma y el polocito de primer orden tiene poco citoplasma. Ambas células
entran en la segunda división dando origen al siguiente resultado: el ovocito
de segundo orden, al óvulo (N) y un corpúsculo polar o polocito de primer
orden (N); el corpúsculo polar de primer orden a dos polocitos o
corpúsculos polares de segundo orden.
El resultado final de
la ovogénesis es que se obtienen 4 células haploides (N), el óvulo y 3
polocitos de segundo orden (N), estos últimos no son funcionalmente aptos por
carecer de los nutrientes necesarios y en consecuencia son absorbidos por el organismo
femenino y no intervienen como células sexuales.
DIFERENCIAS ENTRE
ESPERMATOGÉNESIS Y OVOGÉNESIS
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