El ciclo celular

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REPRODUCCIÓN CELULAR Mitosis y
meiosis Departamento de
Biología-Geología 2º Bachillerato Ciencias
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Factores que incrementan el ritmo de
reproducción celular
 Internos Aumento excesivo del tamaño del citoplasma RNPvolumen núcleo/volumen citoplasma Si disminuye el núcleo no puede controlar el citoplasma
 Internos Aumento del tamaño de la célula La superficie de la membrana es insuficiente para nutrir el citoplasma
 Externos Dependencia de anclaje Si hay contacto con una superficie, ej. la matriz extracelular de una capa de células
 Externos Disponibilidad de espacio En células de borde de heridas en las que no hay efecto inhibidor por contacto o densidad
 Externos Presencia de factores de crecimiento o agentes mitógenos Sustancias que aumentan el ritmo de crecimiento celular (necrohormonas, auxinas, hormonas hipofisiarias,..)
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EL CICLO CELULAR
Periodo de tiempo comprendido entre la formación
de la célula hasta que ésta se divide.
  FASES  Duración en un ciclo imaginario de 24 h Qué ocurre?
    Interfase Fase G1 11 horas Etapa inicial de larga duración o etapa de no división Períodos bioquímicamente muy activos Se produce la síntesis de todas las sustancias propias de la célula Se lleva a cabo la duplicación del ADN
    Interfase Fase S 8 horas Etapa inicial de larga duración o etapa de no división Períodos bioquímicamente muy activos Se produce la síntesis de todas las sustancias propias de la célula Se lleva a cabo la duplicación del ADN
    Interfase Fase G2 4 horas Etapa inicial de larga duración o etapa de no división Períodos bioquímicamente muy activos Se produce la síntesis de todas las sustancias propias de la célula Se lleva a cabo la duplicación del ADN
  División o Fase M   Cariocinesis o mitosis     1 a 2 horas Consiste en la división del núcleo Cada molécula de ADN, junto a su copia, se condensa formando un cromosoma Se rompe la envoltura nuclear Cada cromosoma se divide en dos y cada célula hija recibe el mismo nº de cromosomas
  División o Fase M Citocinesis     1 a 2 horas Es la división del citoplasma  
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El ciclo celular
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Interfase
ETAPAS Hechos que ocurren
      Fase G1 Se produce la síntesis de ARNm y por tanto de proteínas La célula presenta un solo diplosoma (2 centríolos) Se distingue un momento de no retorno llamado punto de control G1o punto de restricción (R) En algunas células debido al proceso de diferenciación celular, antes de llegar al punto R se manifiestan genes concretos (que producen la especialización). La célula ha entrado en la fase G0 donde puede permanecer días o meses Los activadores mitóticos hacen que vuelvan a la fase G1 y alcancen el punto R Célula muy especializadas como las neuronas o c. musculares esqueléticas quedan detenidas permanentemente en el período G0
  Fase S Se produce la duplicación del ADN Continúa la síntesis de ARNm y proteínas Junto a cada centriolo se forma un esbozo de centriolo llamado protocentriolo
  Fase G2 En esta fase la célula contiene el doble de ADN que en la fase G1 Continúa la síntesis de ARNm y proteínas Al final la célula ya tiene dos diplosomas inmaduros
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• A partir de los centrosomas se forma el huso
  acromático, con tres tipos de microtúbulos
• Astrales quedan fuera del huso, formando el
  áster
• Polares o continuos conectan los dos
  centrosomas.
• Cinetocóricos se unen por un extremo a un
  centrosoma y por el otro a un cinetocoro de los
  cromosomas.

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Mitosis
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PROFASE

• Formación del cromosoma profásico cromátidas
  unidas por centrómero
• Desaparecen los nucléolos
• Se forman dos centrosomas que se van alejando por
  el alargamientos de
  las fibras o
  microtúbulos polares (se produce por la adición
  de proteína tubulina)
• El núcleo se hincha debido a la entrada de agua
  hasta que se fragmenta el envoltorio nuclear
• En el centrómero de los cromosomas se forma una
  estructura proteica llamada cinetocoro que es
  capaz de capturar microtúbulos

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METAFASE

• Los microtúbulos cinetocóricos crecen por adición
  de tubulina
• Los cromosomas quedan en el ecuador de la célula
  formando la placa ecuatorial
• Los dos centrosomas, los microtúbulos polares y
  los microtúbulos cinetocóricos forman el huso
  mitótico

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ANAFASE

• Separación de cromátidas hermanas por
  inactivación de las proteínas que las mantenían
  unidas.
• Se forman cromosomas anafásicos con una sola
  cromátida
• Estos cromosomas se desplazan debido al
  acortamiento de los microtúbulos y al arrastre
  del cromosoma realizado por proteínas motoras
• Se produce el alargamiento del huso mitótico por
  la adición de tubulina a los
  microtúbulos polares y al deslizamiento de los de
  un polo con respecto a los de otros

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TELOFASE

• Los dos grupos de cromosomas se encuentran en los
  dos polos del huso mitótico
• Comienza la descondensación de los cromosomas
• Desaparece los cinetocoros
• La lámina fibrosa se adhiere a los cromosomas, lo
  que facilita la construcción de la envoltura
  nuclear
• Formación de nuevos nucléolos a partir de la
  regiones organizadoras de nucléolos del ADN
• Los microtúbulos polares se separan del material
  periocentriolar y forman haces a nivel de la
  interzona

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• Importancia biológica de la mitosis
• Reparto equitativo del material genético entre
  las dos células hijas. Se obtienen células hijas
  con idéntica información genética que la célula
  madre,
• Permite en los organismos pluricelulares el
  crecimiento y el recambio celular.
•  

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Citocinesis en Células Animales

• Estrangulación a partir del surco de división, en
  mitad de la célula madre binucleada.
• Se forma un anillo contráctil interno,
  constituido por polímeros de actina y miosina.
• Se va constriñendo el ecuador de la célula y
  adquiere forma típica de reloj de arena.
• Origina un surco de segmentación que estrangula
  el citoplasma y separa las dos células.

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Citocinesis en Células Vegetales

• Septación Se forma un septo, a partir de la
  unión de vesículas del aparato de Golgi cargadas
  de pectina (fragmoplasto).
• Se forma una placa celular que crece por la
  adición de más vesículas procedentes del aparato
  de Golgi, hasta dividir la célula.

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Meiosis
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Profase I
Leptoteno El ADN se condensa y forma los cromosomas Las cromátidas están tan estrechamente unidas que no se distinguen hasta el final de la profase
Zigoteno Los cromosomas homólogos se emparejan en toda su longitud (gene a gen homólogo). Los puntos de contacto se llaman sinapsis y se establecen entre cromátidas no hermanas. El apareamiento se mantiene gracias a unas proteínas llamadas complejo sinaptonémico.
Paquiteno Los dos cromosomas homólogos forman el par bivalente o tétrada. Se produce el entrecruzamiento o crossing-over y como consecuencia la recombinación genética (intercambio de material genético entre cromátidas no hermanas)
Diploteno Empieza la separación de los cromosomas homólogos, pero permanecen unidos por los quiasmas (lugares donde se produjo entrecruzamiento)
Diacinesis Los cromosomas se condensan totalmente Se distinguen las cromátidas de cada cromosoma homólogo Desaparece el nucléolo y la membrana nuclear Se forma el huso acromático
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Metafase I Los bivalentes se sitúan en el plano ecuatorial de la célula La alineación por encima o debajo es al azar
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Anafase I Se separan cromosomas enteros con sus dos cromátidas
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Telofase I Reaparece la membrana nuclear (dura poco) y el nucléolo Los cromosomas se desespirilizan un poco
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Breve interfase (intercinesis) No hay duplicación del ADN Breve interfase (intercinesis) No hay duplicación del ADN
Profase II Se rompe la envoltura nuclear Se duplican los diplosomas Se forma el huso mitótico
Metafase II Los cromosomas se sitúan en el plano ecuatorial
Anafase II Las dos cromátidas se separan y migran a polos opuestos
Telofase II Se constituyen los núcleos hijos, formándose las membranas nucleares. Se produce la citocinesis.
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Animación de la meiosis
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Significado Biológico de la Meiosis

• Relacionada con la reproducción sexual
• Asegura que los gametos sean haploides (n) y de
  su fecundación resulte un cigoto diploide (2n)
• Contribuye al éxito evolutivo de la reproducción
  sexual al generar variabilidad genética (base de
  la evolución de las especies) en la descendencia
  por
• La recombinación genética que ocurre en la
  profase I (mediante el intercambio de segmentos
  entre cromosomas homólogos)
• El reparto de cromosomas al azar en anafase I
  (segregación cromosómica segregación al azar de
  los cromosomas procedentes de los genomas
  maternos y paternos)
• El encuentro al azar entre los gametos
  (reproducción sexual)

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Comparación entre Mitosis y Meiosis
  Mitosis Meiosis
Finalidad   Células hijas con la misma información genética que las células madre Células con la mitad del número de cromosomas y con información genética distinta
Nº de divisiones 1 2
Células resultantes 2 diploides 4 haploides
Profase   No hay sinapsis cromosómica   ProfaseI sinapsis entre cromosomas homólogos, se forman tétradas y se realiza el sobrecruzamiento entre cromátidas no hermanas (Recombinación génica)
Anafase (1ª en meiosis) Separación de cromátidas hermanas   AnafaseI se separan la mitad de cada tétrada. Se separan cromosomas constituidos por dos cromátidas
Cómo es la información genética? Idéntica a la célula madre Distinta a la célula madre
Resultado del proceso     2 células hijas idénticas a la célula madre   División reduccional se obtienen 4 células haploides con distinta información genética
Células implicadas somáticas germinales
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