¡Bienvenido una semana más a la apasionante historia de la biología, querido ciberbiólogo! Hoy os traigo una de las entradas más interesantes que tendremos este año por aquí, y es… LA REPRODUCCIÓN CELULAR. Seguro que algunos os preguntareis… ¿y eso es divertido? Pues bueno, lo cierto es que si alguno de vosotros no piensa que sea divertido al menos es algo que sabemos desde hace ya tiempo, aunque esta vez venimos con más material que nunca, con detalles que quizás antes no tenías en cuenta.
Bueno, comencemos…
La función que tiene la reproducción es la de hacer que la especie perdure en el tiempo y no se extinga, y abarca los procesos encaminados a la formación de nuevas células.
En la célula continuamente se regeneran células. La apoptosis (por autolisis a partir de la ruptura de sus lisosomas) es la denominada muerte de las células. Se trata de una muerte natural, en la cual las células se autodestruyen.
La reproducción celular puede darse mediante dos mecanismos diferentes, muy conocidos por todos nosotros: la denominada mitosis y la meiosis.
Todas las células pueden crecer y dividirse, siempre bajo condiciones favorables, para originar células, denominadas hijas, que van a ser idénticas a la célula que se ha dividido, denominada parental. En los organismos unicelulares, el ciclo de crecimiento y división es esencial para la supervivencia de las poblaciones, mientras que en los organismos pluricelulares, las células fie en que dividirse para garantizar el correcto funcionamiento de los órganos y tejidos que los componen.
Las causas de la división celular son:
Cuando la relación núcleoplasmática se altera por un mayor aumento del volumen del citoplasma, el núcleo aumenta de tamaño y se duplica, restableciéndose el equilibrio
Disponibilidad del espacio
La influencia de algunos estímulos químicos puede favorecer la división celular
Dependencia del anclaje
El ciclo celular
El ciclo celular se trata de el periodo de tiempo desde que la célula se forma hasta que vuelve a dividirse dando lugar a nuevas células. Consta de dos etapas la interfase y la división.
Interfase: se denomina así a la etapa de la vida celular que se da lugar entre dos divisiones consecutivas a su vez se subdivide en tres períodos G1, S y G2. Se observa en el núcleo interfásico.
Es importante saber de la existencia de la fase G0. Esta fase es aquella en la que algunas células muy específicas como las neuronas y las células musculares esqueléticas se quedan de manera permanente realizando la fase G1, es decir, no llegan a realizar la división.
El periodo G1: tiene lugar entre el final de la división anterior y la síntesis del ADN (período S). En esta fase tienen lugar los procesos biosintéticos de material celular, se produce la síntesis de ARNm y de proteínas. La célula posee un número n de cromátidas y un solo diplosoma (dos centríolos). La fase de transmisión entre los períodos G1 y S recibe el nombre de punto de restricción (punto R).
Periodo S: Es relativamente corto y en este periodo se produce la duplicación del material genético de la célula y por tanto la duplicación de las cromátidas, apareciendo varios pares de ellas, tantos como cromosomas tienen la célula. Las dos cromátidas de una pareja se mantiene unidas por el centrómero. Continúa la síntesis de ARN mensajero y comienza la duplicación de los centríolos.
Periodo G2: tiene una duración de entre cuatro y cinco horas es el periodo premitótico y en él el núcleo encierra 2N cromátidas. Al final de esta etapa tiene lugar la condensación del ADN duplicado en el periodo S dando lugar a los cromosomas que ya se hacen visibles. Continúa la síntesis de ARNm y de proteínas, sobre todo de la H1.
Fuente de la foto: http://biologia-test.blogspot.com/2014/06/p-60-durante-la-interfase-del-ciclo.html
Mitosis
Entendemos por mitosis el proceso de división celular mediante el cual una célula madre da lugar a dos células hijas con idéntica dotación genética que la de la madre.
Durante la división mitótica, como ya sabemos, ocurren en la célula una serie de cambios morfológicos bien definidos que permiten dividir el proceso en una serie de etapas.
Profase: Los cromosomas empiezan hacerse visibles, y se espirilizan haciéndose más cortos y gruesos. El diplosoma del centrosoma se duplica y emigran a polos opuestos, apareciendo entre ellos el huso acromático. La membrana nuclear y el nucléolo se fragmentan hasta que desaparecen al final de esta fase.
Metafase: Los cromosomas se sitúan en el centro de la célula y forman la placa ecuatorial, arrastrados por el huso mitótico, formando por los dos centrosomas los microtúbulos polares y los microtúbulos cinetocóricos. Se observan perfectamente los cromosomas metafásicos
Anafase: Los cromosomas se rompen por el cinetocoro, y cada cromátidas es arrastrada hacia polos opuestos de la célula. Éstos cromosomas constitutivos por una sola cromátidas se llaman, cromosomas anafásicos
Telofase: una vez que los cromosomas hijos llegan a los polos de la célula, comienzan a desenrollarse y el nucleolo se formará de nuevo.
La membrana se va formando a partir del retículo endoplasmático y en la región ecuatorial de la membrana celular se observa un estrangulamiento. Este es la llamada citocinesis en el caso de las células animales, que dará como resultado a dos células hijas diferenciadas entre sí. La citocinesis también se puede llamar citodiéresis, yes concretamente la división del citoplasma, el proceso final de división de una célula. En el caso de las células vegetales en lugar de producirse un estrangulamiento se produce una especie de tabique llamado fragmoplasto que separa a la célula dando lugar, al igual que las células animales, a dos células hijas diferentes entre sí.
SIGNIFICADO BIOLÓGICO DE LA MITOSIS
La división mitótica es conservativa, es decir las células hijas presentan exactamente el mismo número y tipo de cromosomas que la célula madre. Pueden llevarla a cabo, células diploides y haploides.
Meiosis
Es una división reducción al, en la que las células encargadas de formar gametos van a sufrir una serie de transformaciones encaminadas a reducir el número de cromosomas a la mitad que los de la célula madre. De esta manera, una vez que se forme un nuevo individuo, mediante la unión de dos gametos en un proceso de fecundación, su número de cromosomas será idéntico a los de sus progenitores.
La meiosis consta de dos divisiones:
Primera división meiótica.
Profase I: Es la más larga y compleja. Se subdivide en cinco fases: Leptoteno, zigoteno, paquiteno, diploteno, y diacinesis.
Metafase I: La envoltura nuclear y los nucleolos han desaparecido la pareja de cromosomas homólogos (bivalentes) se disponen en la placa ecuatorial.
Anafase I: Los dos cromosomas homólogos que forman el bivalente se separan, quedando cada cromosoma con sus dos cromátidas en cada polo.
Telofase I: los cromosomas homólogos alcanzan los polos y se obtienen dos células haploides cada una de ellas con un par de cromosomas homólogos.
Segunda división meiótica:
Profase II: Finalmente no llega a existir, se rompe la envoltura nuclear, se duplican los de Blossom has y se forma el huso mitótico.
Metafase II: los cromosomas se sitúan en la placa ecuatorial.
Anafase II: En ella se separan las cromátidas y los nuevos cromosomas hijos migran hacia los polos opuestos
Telofase II: Los cromosomas se desenrollan Y se rodean de una envoltura nuclear, formándose dos núcleos.
Al final de este proceso de meiosis se forman cuatro células haploides.
Significado biológico de la meiosis
El núcleo diploide, del comienzo de la meiosis se divide durante la primera división meiótica en dos núcleos haploides, en los que cada cromosoma está formado por dos cromátidas. Durante la segunda división meiótica se producirá una separación de esas cromátidas. Al final del proceso la célula diploide original que se ha dividido, ha dado lugar a cuatro células haploides. Por tanto la reproducción sexual, con la meiosis y la fecundación, potencia la variabilidad genética lo que es la base del proceso evolutivo
Fuente de la foto: propia
Ciclos biológicos
Ciclo haplonte: El cigoto se divide por meiosis y se forman adultos haploides que generan gametos haploides (mediante mitosis) y los cuales por fecundación originan, el cigoto. Lo presenta algunos protozoos algas y hongos
Ciclo diplonte: El cigoto se divide por mitosis para generar un adulto diploide, que originará gametos haploides, que originará un gameto diploide por fecundación. Lo presentan animales, muchos protozoos, algunas algas y hongos.
Ciclo diplohaplonte: El individuo diploide (esporofito) genera esporas por meiosis. Estas esporas haploides dan lugar a organismos haploides ( gametofito) que son los que generan gametos. Tras la fecundación, los gametos forman el cigoto diploide. El cigoto se divide por mitosis y da lugar al esporofito diploide. Lo presentan las plantas, muchas algas y muchos hongos.
Fuente de la foto: colegio virtual
Justo aquí debajo os dejo las diferentes tablas de diferencias y con información sobre la mitosis y la meiosis. También os dejo un dibujo/esquema en el que explica las fases y de manera específica lo que sucede en cada una de ellas. Es una manera de que aprendáis visualmente. Además, también os dejaré unas actividades realizadas por mí sobre todo este tema.
Hasta la próxima, queridos biolectores. Estoy segura de que sabréis aprovechar la información de esta entrada para a la próxima estar preparados y listos para mucha más información en un nuevo post de En Armonía con la Biología.
Tabla informativa Mitosis y Meiosis
Tabla de diferencias mitosis y meiosis
Lesson Plan
Preguntas:
Puzzle:
Compara y contrasta
Preguntas del tema
1. A la vista de la imagen, conteste las siguientes cuestiones:
a) ¿Qué etapa de la mitosis representa?
¿Qué indican las flechas A, B y C? ¿Se trata de una célula animal o vegetal?, razone la respuesta [0’25]. Describa detalladamente los fenómenos naturales que ocurren en esta etapa [0’25].
La etapa de la mitosis a la que hace referencia es a la telofase. La letra A hace referencia a las cromatidas que son separadas de su otra cromatida hermana arrastrada por los filamentos del huso.
La letra B hace referencia a las fibras del huso acromático y la letra C a la Citocinesis por estrangulamiento. Es por ello que sabemos que se trata de una célula animal, porque así sucede en estas.
Se trata de una célula animal en el último tramo de la mitosis, su última fase que como hemos dicho es la llamada Telofase. En ella los cromosomas hijos se van a hacerse cada vez menos visibles, el núcleolo se va a formar junto al cromosoma donde despareció, la membrana va a ir formándose a partir del retículo endoplasmático y en la región ecuatorial de la membrana va a empezar a verse un estrangulamiento, que es el proceso de citocinesis y que dará como resultado a las dos células hijas.
b) Describa los fenómenos celulares que tienen lugar en las restantes etapas de la mitosis [0’75]. Explique cuál es el significado biológico de la misma [0’25]. En la mitosis suceden cuatro fases (aquí se explican las tres primeras)
Profase: los cromosomas comienzan a hacerse visibles. Simultáneamente el diplosoma del centrosoma se duplica y cada pareja de centriolos empieza a emigrar hacia los polos opuestos de la célula, apareciendo entre ellos unas fibras llamadas Microtúbulos que darán lugar al huso acromático. En los cromosomas se forma en cada una de las dos cromáticas una estructura proteica denominada cinetocoro que es capaz de captar los Microtúbulos. La membrana nuclear se va fragmentando hasta desaparecer al final de la Profase. El nucleolo se sitúa próximo a un cromosoma determinado y se fragmenta hasta desaparecer. Al final de esta fase los cromosomas están lo suficientemente espirilizados y están situados próximos al plano ecuatorial. La envoltura y el nucleolo ya han desaparecido y el huso acromático ya está formado.
Metafase: Los cromosomas se unen a las fibras del huso acromático y se sitúan en el centro de la célula formando la llamada placa ecuatorial. En esta fase los cromosomas están perfectamente espirilizados y se observan de manera perfecta (cromosomas metafásicos)
Anafase: comienza el desdoblamiento de los cromosomas, las cormatidas hermanas son separadas debido a que los filamentos o fibras del huso las arrastran a cada una de ellas a los polos opuestos de la célula (cromosomas anafásicos)
El significado biológico de la mitosis es que gracias a este proceso hay una continuidad de la especie.
2. A la vista del esquema responda razonadamente a las siguientes preguntas: a) Indique qué momento del ciclo celular representan los esquemas arriba indicados [0’3], lo que señalan los números [0’3], y describa los fenómenos celulares que ocurren en A, B y C [0’4].
Los esquemas representan la fase M ya que se está produciendo la mitosis. El número 1 señala a los cromosomas, el número 2 a los centriolos y el número 3 a las fibras del huso acromático. La A es la Profase ya que se observa cómo se condensa la cromatida, la B es la Profase también pero hace referencia a la creación del huso acromáticoy el C es ya el final de la Profase, cuando se ha resquebrajado la envoltura nuclear, ha desaparecido el nucleolo y se dispone todo hacia los polos de la célula
b) Diga si los dibujos corresponden a una célula animal o vegetal [0’2]. Indique, razonando la respuesta, dos características en las que se basa [0’8]. Los dibujos hacen referencia a una célula animal porque puede observarse el comeinzo de la citocinesis, proceso por el que se divide el citoplasma y que en las células animales se produce por estrangulamiento. También lo sabemos porque no posee pared celular y porque contiene centriolos.
3. En relación con la figura adjunta conteste las siguientes cuestiones:
a) ¿Qué representa la gráfica 1? [0’4]. Explique cómo cambia el contenido de ADN desde la fase A hasta la fase G [0’6]. La gráfica 1 representa el ciclo celular. En la fase A la célula es diploide (2n). Seguidamente en la fase B se produce una duplicación del ADN. Luego en la fase C este se queda “en reposo”. Después en la D se produce una primera división. Seguidamente en la fase E la cantidad de ADN es la misma que al principio en la fase A y finalmente en la fase G se da una segunda división y origina células con la mitad de ADN que la célula madre (inicial).
b) ¿Qué función tiene el cambio en el contenido de ADN que se representa en la gráfica 1? [0’4]. Suponiendo que los cromosomas fueran visibles a lo largo de todo el ciclo, ¿en qué fases, desde la C a la G, de la gráfica 1 encontraría las estructuras cromosómicas (1 a 4) que se muestran en la figura 2? [0’6]. Gracias a la meiosis hay una variabilidad genética entre los individuos. La función del cambio en el ADN es conseguir células con la mitad de cromosomas que la célula madre, mediante la reproducción sexual dan lugar a nuevos individuos. Los cromosomas serían visibles como en la imagen 2 en la fase E
4. En relación con el esquema adjunto, que representa tres fases (1, 2 y 3) de distintos procesos de división celular de un organismo con una dotación cromosómica 2n = 4, conteste las siguientes cuestiones:
a) Indique de qué fases se trata y en qué tipo de división se da cada una de ellas [0’5]. ¿Qué representan en cada caso las estructuras señaladas con las letras A, B, C, y D? [0’5. La 1 representa la meiosis I, se da en la anafase I. La 2 representa la mitosis, en la anafase. La 3 representa la meiosis II, en la anafase II.
A: hace referencia a los cromosomas homólogos
B: hace referencia a las cromátidas hermanas separadas por los filamentos del huso.
C: hace referencia a una cromátida hermana.
D: hace referencia a las fibras o filamentos del huso.
b) ¿Cuál es la finalidad de los distintos tipos de división celular? [0’4]. Dibuje esquemáticamente el proceso de división completo del que forma parte la fase 2 identificando las distintas estructuras [0’6]. La finalidad de la mitosis es el crecimiento del individuo y la renovación de los tejidos. La finalidad de la meiosis es el aumento de la variabilidad genética.
5. A la vista de las gráficas, conteste las siguientes cuestiones:
a) ¿Qué proceso se representa en la gráfica A? [0’1]. Explique en qué se basa para dar la respuesta [0’4]. Indique razonadamente qué ocurre con el ADN a lo largo del proceso [0’5]. La gráfica A representa el ciclo celular y la mitosis, ya que hay una división y luego una interfase. El ADN se condensa y se forman los cromosomas, entonces el ADN se duplica y después se divide. En la G1 se da la interfase, en la S la duplicación, en la G2 el ADN está duplicado, en la M la división mitótica y en la G1 la interfase de nuevo.
b) ¿Qué proceso se representa en la gráfica B? [0’1]. Explique en qué se basa para dar la respuesta [0’4]. Indique razonadamente qué ocurre con el ADN a lo largo del proceso [0’5]. Se representa la meiosis ya que se observa en el eje X como pone M I y M II
El ADN se condensa y forma los cromosomas en la profase I. Entre ellos se da un intercambio de fragmentos de ADN. Seguidamente se produce la primera división meiótica . Después se queda “en reposo” en la intercinesis. Finalmente se produce la segunda división meiótica. La cantidad de ADN por célula se reduce. En la S se produce la profase I, en la M1 una primera división meiótica y en la Mt una segunda división meiótica.
6. En relación con las figuras adjuntas, responda las siguientes cuestiones:
a) Nombre los procesos señalados con las letras A y B [0’4]. ¿Qué fase se señala con el número 1? [0’1]. Describa lo que ocurre en esta fase [0’5].
A: meiosis I y II
B: mitosis
En el número 1 nos señala la interfase I que consta de cinco subfases: La primera es denominada Leptoteno. En ella el ADN se condensa y forma los cromosomas. Seguidamente se da el zigoteno, los cromosomas se unen a su homólogo por sinapsis. Después en el paquitenose produce un entrecruzamiento de los cromosomas produciéndose así una recombinación genética. Luego en el diploteno los cromosomas homólogos se separan. Finalmente en la diacinesis los cromosomas aumentan su condensación.
b) Enumere cinco diferencias entre los procesos A y B [0’5]. Indique la importancia biológica de ambos procesos [0’5].
La mitosis es un proceso corto mientras que la meiosis es largo, en la meiosis hay 2 divisiones mientras que en la mitosis hay tan solo una, en la mitosis no se produce un sobrecruzamiento de los cromosomas homólogos mientras que en la meiosis sí, la mitosis se da en las células somáticas mientras que la meiosis en las células germinales y la mitosis se puede dar en células haploides o diploides pero por el contrario la meiosis solo en células diploides.
La mitosis goza de una gran importancia biológica ya que gracias a ella se produce el crecimiento del individuo y la renovación de los tejidos mientras que la meiosis goza también de gran importancia biológica porque gracias a ella se da un aumento de la variabilidad genética.