Misión 11
Reproducción celular
¡Hola a todos de nuevo!, espero que estéis todos muy bien, y ahora toca aprender algo más sobre la biología. Hoy os vengo a hablar sobre la reproducción celular, algo que es imprescindible en las células.
Cuando una célula se divide por mitosis se obtienen dos células hijas idénticas a la progenitora.
La división celular en organismos unicelulares es un mecanismo de reproducción, sin embargo, en organismos pluricelulares, diría que es más un mecanismo para crecer y reemplazar células.
El ciclo celular consta de varias fases, la interfase y la división. Hay dos tipos de división celular en función del número de cromosomas de las células hijas: la mitosis y la meiosis.
El ciclo celular de una célula eucariota comprende el periodo de tiempo que va desde que se forma, es decir, desde que nace, hasta que se divide y genera otras células nuevas.
En un ciclo celular se diferencian dos etapas que, además, son fácilmente distinguibles al microscopio óptico:
·Interfase: es la etapa inicial, de larga duración, o etapa de no división. Consta a su vez de otras tres fases, denominadas G1, S y G2, en las cuales se puede observar claramente el núcleo interfásico.
Las fases G1, S y G2 son periodos bioquímicamente muy activos, en los que se produce la síntesis de todas las sustancias propias de la célula. La síntesis de ADN se realiza, concretamente, durante la fase S. Al final de la interfase se lleva a cabo la duplicación del ADN, pero no se produce su reparto.
·División: es la etapa final, corta, en la que la célula madre dará lugar a dos células hijas.
La etapa de división consta de una sola fase denominada fase M (M de mitosis) que engloba dos procesos.
-Mitosis: consiste en la división del núcleo. En el primer lugar cada molécula de ADN del núcleo, junto con su copia, se condensa formando un cromosoma. Luego se rompe la envoltura nuclear y los cromosomas terminan de condensarse.
Posteriormente, cada cromosoma se divide en dos y cada célula hija recibe el mismo número de cromosomas que tenía la célula madre.
-Citocinesis: es un proceso que se produce después de la mitosis y que corresponde a la división del citoplasma.
En la fase M, la síntesis bioquímica de la célula es mínima,y la actividad celular está casi exclusivamente centrada en el reparto de cromosomas entre las dos células hijas.
La fase M tan solo dura una décima parte, o incluso menos, del total del ciclo celular.
Para que quede más claro, voy a profundizar tanto en la interfase como en la fase M o división celular.
INTERFASE:
Es el período de tiempo que transcurre entre dos divisiones sucesivas. Durante la interfase hay una gran actividad metabólica y se produce un aumento de tamaño de la célula. Pero el núcleo (núcleo interfásico) no cambia de forma.
La interfase abarca tres períodos o fases:
-G1: En esta etapa, que comienza al terminar la mitosis y dura hasta el inicio de la síntesis del ADN), 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, a partir del cual ya es imposible detener que se sucedan las fases siguientes. Algunas células, sufren un proceso de diferenciación celular. Así pueden permanecer días o meses, se dice entonces que las células han entrado en fase G0.
-Fase S: En esta etapa tiene lugar la duplicación del ADN (síntesis de ADN y de histonas). Por ello, cuando posteriormente, durante la mitosis, el ADN se condense para formar los cromosomas, éstos en vez de tener una cromátida, tendrán dos (dos moléculas de ADN).
-Fase G2. Se inicia cuando acaba la síntesis de ADN y termina en el momento en que ya empiezan a distinguirse los cromosomas. En esta fase se transcriben y traducen genes que codifican proteínas necesarias para que la célula se divida (ejemplo: las fibras del huso acromático). Al final de este período la célula ya ha duplicado los centriolos.
DIVISIÓN CELULAR O FASE M.
Es el proceso mediante el cual, a partir de una célula madre, se forman dos células hijas con idéntica dotación cromosómica que la progenitora.
Entre las causas que desencadenan la división celular se encuentran: aumento del tamaño del citoplasma, sustancias químicas, aumento de la temperatura.
La división celular o fase M del ciclo celular es el proceso mediante el cual, a partir de una célula madre, aparecen dos células hijas con idéntico material genético que la célula madre.
La división celular comprende la división del núcleo o mitosis, también denominada cariocinesis, y la división del citoplasma o citocinesis.
-MITOSIS: Aunque la mitosis es un proceso continuo suelen diferenciarse cuatro fases: profase, metafase, anafase y telofase.
La profase se caracteriza por:
La condensación de la cromatina, por lo que los cromosomas comienzan a hacerse visibles. Cada cromosoma está formado por dos cromátidas unidas por el centrómero. Los centriolos, que se duplicaron en la fase G2, comienzan a separarse hasta que se sitúan en polos opuestos de la célula. A medida que se separan los centriolos, se forman entre ellos los microtúbulos polares. Al final de la profase los cromosomas se unen al huso acromático. Para ello cada cromosoma presenta a ambos lados del centrómero (que se comportan como COM), a los que se unen ciertos microtúbulos denominados cromosómicos o cinetocóricos.
La metafase es cuando mejor se visualizan los cromosomas, ya que alcanzan su máximo grado de empaquetamiento.
Durante la metafase, los microtúbulos cinetocóricos se alargan, por polimerización, y empujan a los cromosomas hasta situarlos en el plano ecuatorial del huso, donde forman la placa ecuatorial o metafásica.
La anafase es una etapa muy corta, que comienza cuando las dos cromátidas de cada cromosoma se separan, lo cual ocurre simultáneamente en todos los cromosomas. Cada cromátida que ya es un cromosoma hijo o cromosoma anafásico, se desplaza hacia polos opuestos por acortamiento (por despolimerización) de los microtúbulos cinetocóricos. La anafase termina cuando los cromosomas llegan a los polos.
La telofase es la fase final de la mitosis y se caracteriza por: la desaparición de los microtúbulos cromosómicos, los cromosomas comienzan a descondensarse, con lo que dejan de ser visibles, la membrana nuclear reaparece alrededor de cada grupo de cromosomas, aparecen de nuevo los nucléolos.
La división celular no termina con la mitosis; con ella se ha repartido el material genético de la célula, pero es necesario que el citoplasma y los orgánulos citoplasmáticos se repartan de manera equitativa entre las dos células hijas. Este proceso se denomina citocinesis y comienza habitualmente en la telofase.
La citocinesis ocurre de modo distinto en células animales que en células vegetales.
-MEIOSIS: En los organismos que se reproducen sexualmente, todo ser vivo se origina por la fusión de dos células llamadas gametos (óvulos y espermatozoides), una procedente del padre y otra de la madre.
Si estas células tuviesen el número diploide (2n) de cromosomas, propio de la especie a la que pertenecen, es obvio que al fusionarse para formar el zigoto, éste tendría el doble de cromosomas que sus progenitores. En cada generación se iría duplicando este número.
Por lo tanto los gametos no se pueden formar por una mitosis normal, sino que debe existir algún mecanismo que permita que dichas células solamente reciban la mitad de los cromosomas (una serie haploide (n)). Esto se consigue gracias a un tipo de división celular que se conoce con el nombre de meiosis.
Antes de que se inicie la meiosis, se duplica el ADN durante la interfase, y cada cromátida da lugar a su cromátida gemela, quedando ambas unidas por el centrómero. A partir de este momento transcurren dos divisiones sucesivas (cada una de las cuales se subdivide en cuatro etapas como la mitosis), pero sin duplicación del material genético en la breve interfase que las separa. Estas divisiones se denominan:
Primera división meiótica o división reduccional ( los cromosomas homólogos se emparejan y posteriormente se separan para dar lugar a los núcleos hijos, que contendrán entonces un cromosoma de cada par de homólogos) y segunda división meiótica (se produce el reparto de las cromátidas hermanas de cada cromosoma entre los dos núcleos hijos).
·PRIMERA DIVISIÓN MEIÓTICA
-PROFASE I
Es la fase más larga y compleja de la meiosis, en ella se produce el sobrecruzamiento (los cromosomas homólogos se aparean e intercambian fragmentos de material genético). Esta etapa se subdivide en 5 subetapas: leptoteno (los cromosomas se hacen visibles), zigoteno (los cromosomas homólogos se aparean entre sí, fenómeno conocido con el nombre de sinapsis, y que tiene lugar mediante la formación de una estructura proteica denominada complejo sinaptonémico), paquiteno (en esta fase tiene lugar el sobrecruzamiento entre cromátidas no hermanas), diploteno (los cromosomas homólogos comienzan a separarse, aunque permanecen unidos por los puntos donde ha tenido lugar el sobrecruzamiento, denominados quiasmas) y la diacinesis (los cromosomas se condensan al máximo, por lo que en cada bivalente se aprecian por primera vez las cuatro cromátidas conocidas con el nombre de letradas).
-METAFASE I
Los bivalentes (parejas de cromosomas homólogos) se sitúan en el plano ecuatorial de la célula para formar la placa metafásica.
La diferencia de esta fase con la metafase mitótica es que la placa metafásica no la forman cromosomas individuales, sino parejas de homólogos.
-ANAFASE I
Se rompen los quiasmas, separándose los bivalentes, y cada homólogo se desplaza a un polo opuesto de la célula.
A diferencia de la anafase mitótica, aquí no se separan cromátidas sino cromosomas completos.
-TELOFASE I
Se forman los núcleos de las dos células hijas, cada una de las cuales contiene un juego completo de cromosomas (n). En esta fase reaparecen el nucléolo y la membrana nuclear. A continuación se produce la citocinesis obteniéndose dos células hijas con la mitad de cromosomas que tenía la célula madre y con dos cromátidas en cada cromosoma.
·SEGUNDA DIVISIÓN MEIÓTICA
Es como una mitosis normal, en la que las dos cromátidas de cada cromosoma se separan y emigran hacia los polos opuestos del huso acromático.
Después de una corta profase II en la que desaparece la membrana nuclear y el nucléolo, los cromosomas se condensan y se forma el huso acromático, se inicia la metafase II, en la que los cromosomas se sitúan en el huso formando la placa ecuatorial. Cada cromosoma está formado por dos cromátidas unidas por el centrómero.
Durante la anafase II se rompen los centrómeros, y cada cromátida emigra a un polo opuesto.
Finaliza el proceso con la telofase II, en la que los cromosomas se descondensan y se rodean de una envoltura nuclear. Simultáneamente se produce la citocinesis.
El resultado final de la meiosis es la aparición de cuatro células haploides o sea con la mitad de cromosomas que la célula madre y genéticamente distintas, ya que tienen algunos cromosomas recombinados.
Y ahora como en todos los temas, os dejo los esquemas generales, en los cuales también incluyo los de la lesson plan y las diferencias entre mitosis y meiosis
Por último, os dejo una serie de preguntas para poner en práctica lo aprendido. ¡Espero que os hay gustado!