Tema (3.1) Mitosis y meiosis. Ciclo celular

Perpetuación de la vida División celular: mitosis

La división celular permite a los individuos pluricelulares crecer y pasar a las células hijas la misma información genética que la de la célula madre En los individuos unicelulares, es además, un mecanismo de reproducción

El ADN heredado dirige el desarrollo de los organismos

espermatozoide

Núcleos con ADN

óvulo

mitosis

Cigoto: ADN de ambos padres

mitosis

Células de embrión con copias del ADN heredado

Descendencia con rasgos heredados de ambos padres

Ciclo celular

Cromosomas de una célula en proceso de división

Cromosomas (1)

0,5µm

Duplicación Cromosómica (síntesis de ADN)

centrómero

Cromátidas hermanas

Separación de cromátidas hermanas

Cromátidas hermanas

Cromosoma de célula eucariota(2) Cromátidas: cualquiera de las dos cadenas de un cromosoma replicado,(Fase S) unidas por su centrómero, se ven en profase

Centrómero: constricción del cromosoma, en la que se insertan las fibras del huso acromático

Fases de la mitosis a) Interfase. La cromatina ya está duplicada pero todavía no se ha condensado. Dos pares de centríolos se encuentran justo al lado de la envoltura nuclear. b) Profase. Los centríolos empiezan a moverse en dirección a los polos opuestos de la célula, los cromosomas condensados son ya visibles, la envoltura nuclear se rompe y comienza la formación del huso mitótico. c) Metafase temprana. Las fibras polares del huso tiran de cada par de cromátidas hacia un lado y otro. d) Metafase tardía. Los pares de cromátidas se alinean en el ecuador de la célula. e) Anafase. Las cromátidas se separan. Las dos dotaciones de cromosomas recién formados son empujadas hacia polos opuestos de la célula. f) Telofase. La envoltura nuclear se forma alrededor de cada dotación cromosómica y los cromosomas se descondensan y adquieren, nuevamente, un aspecto difuso. Los nucléolos reaparecen. El huso mitótico se desorganiza y la membrana plasmática se invagina en un proceso que hace separar las dos células hijas (citocinesis)

MITOSIS centriolos

cromosomas

Profase temprana

Interfase

Fibras del huso acromático

Profase tardía

cromátidas

cromosomas

Metafase

Anafase

Telofase

Final de interfase

Profase

Metafase temprana

Metafase

Anafase

Telofase y citocinesis

METAFASE

microtúbulos

cromosomas

Centrosoma: centriolos

Centrómero del cromosoma

microtúbulos centrosoma

Cromátidas hermanas

microtúbulos

CENTROSOMA: centriolos

Citocinesis animal: segmentación

Surco de segmentación

Células hijas Anillo contráctil de microfilamentos

Citocinesis vegetal: formación de placa celular

Vesículas que forman la placa celular

Placa celular

Células hijas

Origen de la replicación

Dos copias de origen

Cromosoma bacteriano

Origen La replicación continua. Una copia del origen está en el otro extremo

La replicación termina Se produce una fisión

Se obtiene dos células hijas

División celular bacteriana: fisión binaria

Inicio de la replicación del cromosoma. Una copia del origen se mueve hacia el otro extremo del célula

Pared celular

Cromosomas de células eucariotas (3)

Número de cromosomas: Diploide (“dotación doble”) (2n) : número de cromosomas de las células somáticas, por ejemplo el hombre tiene 46, gorila 48, caballo 66. Haploide (“dotación simple”) (n): reducción a la mitad que se produce en la gametogénesis (formación de gametos = células sexuales) por medio de la meiosis

Cromosomas de célula eucariota(4)

A

A

a

a

Cada gen codifica para un carácter, pero este puede tener distintas alternativas en cada uno de los cromosomas homólogos, es lo que llamamos alelos. Por ejemplo, el carácter “tipo de pelo” A= pelo rizado a = pelo liso A y a son alelos del carácter tipo de pelo.

Cromosomas homólogos: Mismo tipo de información genética

Control del ciclo celular INTERFASE

G1

S Síntesis de ADN

G2

El ciclo celular se regulación por un sistema de control molecular • La frecuencia de división celular varía según el tipo de células • Estas diferencias son resultado de la regulación a nivel molecular • Estos mecanismos de regulación son de interés, para comprender como consiguen las células cancerosas escapar a los controles normales

Evidencia de señales citoplasmáticas • Hipótesis 1: cada suceso del ciclo desencadena el siguiente (!NO¡) • Hipótesis 2: el ciclo celular es dirigido por señales moleculares específicas presentes en el citoplasma

¿Existen señales moleculares en el citoplasma que regulan el ciclo celular? Experimento: células de mamífero en fases diferentes de su ciclo celular fueron inducidas a fusionarse:

1

S

2

G1

M

G1 Inicia la mitosis aún sin haber duplicado su cromosoma

RESULTADOS

S

S

M

M

Conclusión: Se sugiere que las moléculas presentes en el citoplasma de las células en la fase S o M controlan la progresión de las fases

Analogía mecánica para el sistema de control del ciclo celular Punto de control G1

Sistema de control

G1 M Punto de control M

G2

Punto de control G2

S

Punto de control G1

G0

G1 Si una célula recibe una señal de continuación en este punto de control, la célula continua su ciclo

G1 Si no lo recibe, la célula se detiene y entra en G0, un estado de no división

Señales de detención y continuación: señales internas y externas • Además, de señales internas – Ciclinas, un tipo de proteínas citoplasmáticas – La anafase no comienza hasta que todos los cromosomas están unidos al huso acromático (microtúbulos)

• Existen señales externas: – Inhibición dependiente de la densidad y del anclaje

Las células se anclan a la superficie de la placa y se dividen (dependencia de anclaje)

Cuando las células han formado una capa completa dejan de dividirse. (Inhibición dependiente de la densidad o contacto)

Si se retiran algunas células, vuelven a dividirse hasta llenar el espacio y luego se detienen (inhibición dependiente de la densidad o contacto)

a) Células de mamífero normales: la densidad celular se limita a una capa

Las células cancerosas no muestran dependencia de anclaje o inhibición dependiente de la densidad

b) Células cancerosas: las células siguen dividiéndose formando aglomeraciones de varias capas

CÁNCER: pérdida del control del ciclo celular Vaso sanguíneo Tumor metastásico

tumor Vaso linfático

Tejido glandular Las células El tumor crece cancerígenas a partir de una invaden el tejido célula cancerígena glandular

Las células Un pequeño % cancerígenas de cel. cancerígenas emigran a través desarrollan un de vasos sanguíneos y nuevo tumor linfáticos a otras partes (metástasis) del cuerpo

RESUMEN • La división celular (mitosis) produce células hijas genéticamente idénticas • En el ciclo celular, la mitosis se alteran con la interfase • El ciclo celular se regula por un sistema de control molecular • Las células cancerosas los controles del ciclo celular y se dividen fuera de control, para formar tumores