DIVISIÓN CELULAR I · 2015-05-25 · Genes → porciones específicas de ADN que programan las...
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DIVISIÓN CELULAR I
¿Cómo las células generan su propia descendencia?
CLASE PSU CIENCIAS: BIOLOGÍAProfesora: Daniela Marchant Cantillana
Recordando…
Estructuras del núcleo
Membrana nuclear
Cromatina: complejo formado por histonas,
proteínas no histónicas + ADN nuclear. Cumple
función durante la replicación celular
Cariolinfa Nucleolo
Núcleo
Recordando…Genes → porciones específicas de ADN que programan las secuencias de aminoácidos
Doble hélice
¿Cómo se van enlazando?
El fosfato de un nucleótido se enlaza con el azúcar (pentosa) del siguiente nucleótido → unidos por enlaces covalentes
Puentes de Hidrógeno → mantiene unidas las dos hebras de ADN
Bases: purinas y pirimidinas
A=T; C≡G
Conceptos importantes
Cromosoma
Son estructuras altamenteorganizadas, formadas por ADN yproteínas, que contiene parte de lainformación genética de un individuo
Cada especie tiene un número determinado de cromosomas, los
cuales, durante la meiosis, se combinan permitiendo variabilidad
genética en la nueva especie
Conceptos importantesCromatina
Conjunto de ADN, histonas, proteínasno histónicas y ARN
NucleosomaNúcleo proteico formado por histonas y ADN. Es esencial en la compactación de los cromosomas en mitosis
HistonasProteínas de soporte, altamente conservadas
Conceptos importantes
Centrómero: constricción primaria de los cromosomas
Telómero:
ADN repetitivo en tándem de los extremos de la molécula de ADN en los cromosomas. (Un cromosoma simple de una cromátida posee dos telómeros; un cromosoma doble, de dos cromátidas, posee cuatro telómeros). Se le atribuye función protectora
Cinetocoro: estructura de la proteína de cromátidasdonde las fibras fusiformes se unen durante la divisióncelular para tirar de cromátidas hermanas separadas.
Conceptos importantes
OBS: aclarar que el cromosoma duplicado (con sus dos cromátidas hermanas) se le sigue llamando cromosoma y no se le agrega el adjetivo duplicado. No confundir con cromosoma homólogo, que corresponde a pares de cromosomas heredados del padre y la madre
Conceptos importantesPloidía
N° de juegos completos decromosomas en una sola célula
Diploidía (2n)Es la dotación completa de pares decromosomas homólogos, es decir, loscromosomas provenientes del padre y loscromosomas provenientes de la madre. En laespecie humana, tenemos 46 cromosomas(23 paternos y 23 maternos). No todas lascélulas humanas tienen esta dotación
Conceptos importantes
Haploidía
Dotación presente en los gametos, en donde cuentan con un cromosoma de cada par de homólogos. En los humanos, serían 23 cromosomas (la mitad de la dotación completa)
PloidíaN° de juegos completos de cromosomas en una sola célula
Conceptos importantes
• 2c: dotación cromosómica completa con sus dos cromosomas simples (con una sola cromátida)
• 4c: dotación cromosómica completa con sus cromosomas dobles (2 cromátidas)
• c: Mitad de la dotación cromosómica con una cromátida
Cantidad de ADN 4c c
2c
Introducción
Rudolf Virchow
• “Omnis cellula e cellula”
• Toda célula proviene de otra
Antiguamente ya sabían que las células eran capaces de regenerarse…
Luis Pasteur
• “Omne vivum e vivo”
• Todo lo vivo proviene de lo vivo
Introducción
No experimenta división celular in
vivo
Poblaciones celulares
regenerantes
No suelen experimentar
división celular, pero si lo hace dadas las
circunstancias
¿Células especializadas?
División celular: Etapas
1. Crecimiento
2. Duplicación del ADN
3. Separación del ADN
4. Formación de células “hijas”
Interfase
• Crecimiento celular con síntesis de proteínas, enzimas y ARN
Fase G1
• Replicación y síntesis del ADN, duplicándose la cromatina
Fase S
• Crecimiento celular con síntesis de proteínas y ARN. La cromatina empieza a condensarse, se duplican los centriolos
Fase G2
Fase M: Mitosis
• Hay desintegración del núcleo y la membrana nuclear
• La cromatina se condensa, pudiéndose apreciar los cromosomas
• En EUCARIONTES los centriolos viajan a los polos, formándose el huso mitótico
ProfaseMetafase
Anafase
Telofase
Fase M: Mitosis
• La célula cambia su forma a ovalada
• El huso mitótico se conecta al centrómero de los cromosomas, así pueden ser trasladados
• Los cromosomas se alinea en el ecuador
Profase
MetafaseAnafase
Telofase
Fase M: Mitosis
• Los cromosomas se han separado y se mueven hacia los polos. Se reparte la información genética
Profase
Metafase
AnafaseTelofase
Fase M: Mitosis
• Se forma una nueva membrana nuclear.
• Los cromosomas se desenrollan.
• Se ven 2 núcleos hijos.
Profase
Metafase
Anafase
Telofase
CitocinesisC
élu
la a
nim
al • Formación de un anillo contráctil con filamentos de actina y miosina
• Movimiento de organelos a las células hijas
• Estrangulamiento a nivel del ecuador del huso
Cél
ula
veg
etal • Se acumulan vesículas del aparato de
Golgi con celulosa en su interior en el plano ecuatorial
• Esta celulosa se fusiona con microtúbulos del huso
• Se forma el fragmoplasto desde el centro
• La división no es completa → plasmodesmos
Diferencias entre células animales y vegetales
Citocinesis
Célula animal
El tabique de separación en la citocinesis de este tipo de células se forma de manera centrípeta, es decir, desde fuera hacia dentro
Cromosomas y ADN durante el ciclo celular
N° de cromosomas = N° de centrómeros
N° de moléculas de ADN = N° de cromátidas
Cromosomas y ADN durante el ciclo celular
ETAPA CICLO
ESTRUCTURA
INTERFASE DIVISIÓN CELULAR
G1(4 horas)
S(10 horas)
G2(4 horas)
MITOSIS CÉLULAS HIJAS(2 horas)
CROMOSOMAS 2n46
2n46
2n46
2n 2n 2n
CANTIDAD ADN 2c 2c→ ↑ 4c 4c 4c 2c 2c
Cantidad de ADN y cromosomas en una célula humana no sexual
n= cantidad de cromosomasc= cantidad de ADN
Cromosomas y ADN durante el ciclo celular
Interfase G1 2n2c46 cromosomasCromosomas homólogos simples
G1
Interfase S 2n 4c46 cromosomasCromosomas homólogos duplicados
S
Mitosis (metafase) S 2n 4c46 cromosomasCromosomas homólogos duplicados alineados en el eje del ecuador celularM
etaf
ase
Células hijas 2n 2c 2c46 cromosomas
Células hijas
Constitución cromosómica de un individuo
Cariotipo
Es el patrón cromosómico de una especie expresado a través de un código, establecido por convenio, que describe las características de sus cromosomas
CariogramaEsquema, foto o dibujo de los cromosomas de una célula metafásicaordenados de acuerdo a su morfología
Constitución cromosómica de un individuo
1. Se rompen las células, luego se tiñen, aplastan y se fotografían
2. Se agrupan según tamaño, de mayor a menor, en parejas de homólogos o se agrupan según ubicación de centrómero
3. Enumeración de pares homólogos del 1 al 22
¿Cómo se elabora un cariograma?
Control del ciclo celular
Punto de Control G1
• Se evalúa la integridad del ADN (que no esté dañado), la presencia de nutrientes en el entorno y el tamaño celular
• Aquí es donde actúan señales que detienen el ciclo (arresto celular)
Punto de Control G2
• Se verifica que la duplicación del ADN se haya completado (sin daños), si es favorable el entorno y si la célula es lo suficiente grande como para dividirse
Punto de control de la metafase o
del huso
• Comprueba que los cromosomas estén alineados apropiadamente en el plano metafásico antes de entrar en anafase
• Acá se evitan que las células hijas queden con más o menos cromosomas que los que corresponden
Control del ciclo celular
En caso de que haya ADN dañado, se genera una señal que retrasa la entrada de la célula a fase M (mitosis). Esta señal corresponde a la proteína p53
p53: es una proteína que participa en el control del ciclo celular, deteniendo el sistema de control en G1 y, por ende, no entra en mitosis
Si hay daño irreparable en el genoma, esta proteína lleva a la célula a apoptosis
Juega un rol importante en el desarrollo del cáncer, ya que si el gen que codifica la proteína está mutado, no se expresa ésta, logrando que estas células continúen el ciclo celular sin control
Proteína p53: el guardián del genoma
Muerte Celular
Respuestas celulares a la injuria
Adaptaciones celularesAtrofia, hipertrofia,
hiperplasia, metaplasia
Lesión celular
Lesión reversible
Muerte celular: Resultado de un daño irreversible en
la estructura y función celular
Necrosis
Apoptosis
ApoptosisSerie de eventos programados genéticamente que conducen a la muerte celular
Objetivo: eliminar células que ya no son necesarias
Este evento se activa o inhibe por estímulos fisiológicos o patológicos
No se produce inflamación
Necrosis
Muerte celular patológica de un conjunto de células o de un tejido
Causa: procesos mecánicos o tóxicos, así como también la falta de oxígeno o nutrientes
Este proceso a menudo resulta en inflamación
Apoptosis vs Necrosis
Muerte de células individuales.
Inducido por estímulos patológicos y fisiológicos
Sin respuesta inflamatoria
Integridad de membrana
Constricción celular
Proceso muy regulado (enzimas)
ATP dependiente, sintesis proteica.
Fragmentación del ADN
Muerte de grupos celulares
Inducido por procesos no fisiológicos (tóxicos, hipoxia)
Respuesta inflamatoria
Pérdida de la integridad de membrana
Edema celular y lisis
Proceso no regulado, pérdida de la homeostasis
Proceso pasivo sin demanda energética ni sintesis proteica
Digestión aleatoria del ADN
Necrosis Apoptosis
Cáncer
Grupo de patologías enlas cuales las célulaseluden la regulación delciclo celular y se divide enforma desenfrenada
Tienen alto índice mitótico
Pueden desprenderse del tumor primario, pasar a circulación y formar tumores secundarios en otro lugar → metástasis
Características estructurales y funcionales: son más redondeadas, tienen elevada relación núcleo-citoplasma y son angiogénicos
Características de las células cancerígenas:
CáncerIniciación: cambio en el material genético de la célula, causado por cualquier material carcinogénico, que la prepara para ser transformada en cancerosa
Transformación: célula que ha iniciado su cambio y se transforma en cancerosa
Promoción: célula cancerosa se multiplica sin control. No hay efecto sobre las células que no han sido sometidas al proceso de iniciación
Progresión: implica la capacidad de invadir tejidos vecinos o a distancia. Es exclusiva de las células malignas
CáncerCausas de cáncer
Ambientales80%
Hereditarias20%
Causas de cáncer
Ambientales Hereditarias
Virales
Radiaciones
Productos químicos
Inmunes
Alimentarios
Cáncer
Bases genéticas del cáncer
El cáncer puede aparecer alprovocarse daños en el materialgenético o mutaciones en ungrupo de genes que regulan lanormal reproducción celular
Mutaciones en los protooncogenes (promueven crecimiento y división celular) → oncogenes
Mutaciones en los antioncogenes (genes supresores o inhibidores de tumores) →se inactivan
Mutaciones en genes que regulan la migración celular → promueven metástasis
Células madre
Son células que no tienen asignadoun papel específico en el organismoy que están a la espera de que llegueuna señal para promover sudiferenciación celular
Células madre
Embrionarias o totipotenciales
Órgano-específicas o
pluripotenciales
Pregunta N° 3- Modelo Prueba Ciencias DEMRE, año 2014
¿Cuál de las siguientes opciones asocia correctamente la etapa del ciclo proliferativo con el proceso celular que ocurre en ella?
A) Fase M – crecimiento de la masa celular
B) Fase S – mecanismo de control de la proliferación
C) Fase G2 – unión de microtúbulos a los centrómeros
D) Fase G2 – separación de cromosomas homólogos
E) Fase M – separación de cromátidas hermanas
Pregunta N° 14- Modelo Prueba Ciencias DEMRE, año 2014
La vimblastina y la cafeína son alcaloides que interfieren con algunas etapas del ciclo celular. La vimblastina despolimeriza a los microtúbulos y la cafeína inhibe la formación de la nueva pared celular en la citodiéresis de células vegetales. Al agregar estos alcaloides a células vegetales diploides en una etapa temprana de la mitosis, se obtienen:
A) células con 4c y sin pared celular.
B) células con 2c y dos núcleos.
C) células con 4c y un núcleo.
D) células con 4c y dos núcleos.
E) células con 2c y sin pared celular.
Pregunta 11- Prueba oficial de Ciencias-2013
En el gráfico se representa el efecto que produce la aplicación de una droga sobre un cultivo de células epiteliales en división, expresado en núcleos por célula en función del tiempo. Del análisis del gráfico, es correcto inferir que la droga inhibe:
A) la despolimerización de los microtúbulos.
B) la polimerización del huso acromático.
C) la desorganización de la carioteca.
D) la migración de los centríolos.
E) el proceso de citoquinesis.
Tarea• Guía para desarrollar en casa
• Plazo entrega: martes 26 de Mayo, antes de la medianoche
• ENVIAR EN DOCUMENTO WORD AL MAIL: [email protected]
• En el nombre de archivo, favor colocar su nombre y número de guía (Ejemplo: Respuestas guía 5 _ Perico de los Palotes)
• Si no cumple, será considerado para evaluar su continuidad en el preuniversitario
DIVISIÓN CELULAR I
¿Cómo las células generan su propia descendencia?
CLASE PSU CIENCIAS: BIOLOGÍAProfesora: Daniela Marchant Cantillana