SOLUCIONARIO

GUÍA BL – 6 CICLO CELULAR Y

MITOSIS

SOLUCIONARIO GUIA BL Nº 6 CROMOSOMAS PRUEBA TUS CONOCIMIENTOS

1. Defina y dé ejemplos de los siguientes conceptos:

• Cromosomas homólogos: Se refiere a un par de cromosomas que posee las mismas características de forma y tamaño, además de contener información para las mismas características.

• Centrómero: Corresponde a la región donde se unen las dos cromátidas que conforman un cromosoma duplicado y que sirve como lugar de anclaje de las fibras del aparato mitótico.

• Célula diploide: Es aquella célula que contiene dos copias de la información genética. Una de ellas es heredada por el progenitor masculino, mientras que la otra, del progenitor femenino.

• Célula haploide: Es la célula que contiene la mitad de la información genética, es decir, posee sólo un miembro de cada par de cromosomas homólogos. Típicamente corresponde a las células sexuales.

• Cromatina: Es el estado laxo o relajado del material genético. Es en el estado de cromatina que el ADN desarrolla las funciones que le corresponden en la transmisión y expresión de la información genética.

2. ¿Qué es un nucleosoma? ¿Cómo está formado?

Un nucleosoma corresponde a la unidad mínima que permite el empaquetamiento del material genético para alcanzar el estado de cromosoma. Se organiza sobre la base de proteínas, un octamero y una proteína H1 que posibilita que la molécula de ADN se vaya compactando.

3. ¿Qué función cumplen los nucleosomas?

Los nucleosomas permiten la organización de los cromosomas previamente a la división celular.

4. El siguiente esquema representa la organización del ADN, hasta el estado de cromosoma. Indica el nombre (donde corresponda) de algunas estructuras que forman parte de los cromosomas.

Bases Nitrogenadas Complementarias

Doble Hélice Nucleosoma

Centrómero Cromátida

Cromosoma

Telómero

CICLO CELULAR A continuación, te presentamos un esquema que nos permitirá determinar las características principales del ciclo celular. PRUEBA TUS CONOCIMIENTOS

1. ¿Qué etapas se distinguen en el ciclo celular?

Se distinguen dos grandes etapas: la interfase y el período divisional. La interfase o reposo divisional, a su vez, se divide en los períodos G1, S y G2; el período divisional se refiere a la división celular: mitosis o meiosis.

2. Los períodos G1, G0, S y G2 se aprecian como espacios de tiempo. Indica los eventos ocurren que

en cada uno de estos períodos.

• G1 es un período posterior a la mitosis, donde se desarrollan las funciones propias de la célula. También es el momento en el que se decide si la célula inicia otro período de división o no.

• S es el período que se caracteriza por la duplicación del material genético previamente a la división celular y para ser repartido durante ella.

• G2 se caracteriza por constituir una fase de preparación para la división celular: duplicación de los centríolos, síntesis de proteínas (histonas, actina, etc.).

• G0 representa un período de diferenciación, donde la célula adquiere una forma especializada para desarrollar una función determinada dentro del organismo.

3. ¿Qué etapa será la determinante para que una célula se divida o no?

G1 es el momento en que la célula determina si se divide o no.

4. De acuerdo con el esquema del ciclo celular, hay células que pasan por períodos de descanso divisional y por división celular. Deduce qué comportamientos puede tener una célula con respecto a estas etapas del ciclo celular.

Hay células que están constantemente en división celular, como las células de la médula ósea o de la piel. Otras están fuera del ciclo en forma permanente y definitiva, como las neuronas, que al especializarse sacrifican su capacidad de división celular. Finalmente, están las células que, estando fuera del ciclo, son capaces de volver a él si tienen un estímulo adecuado, como ocurre con las células hepáticas.

5. ¿Qué significa que una célula se encuentre en una fase de diferenciación irreversible? ¿Qué capacidad

sacrifica una célula cuando experimenta un alto grado de especialización?

Significa que el grado de especialización es tan alto que no puede volver atrás para transformarse en una célula embrionaria. Estas células pierden la capacidad de dividirse.

6. Indique la cantidad de ADN presente en cada fase del ciclo celular. Para esto puede representar esta

información en un gráfico.

Etapas del ciclo

Cantidad de ADN

4C

2C G1 S

G2

M

Mitosis Es la división del núcleo de la célula y tiene como objetivo distribuir los cromosomas entre las células hijas, de forma que cada una reciba la dotación completa de la especie.

La mitosis se divide en 4 etapas. Para que éstas se realicen se hace necesario que previamente se lleve a cabo la duplicación y condensación de los cromosomas, además de la formación de estructuras tubulares (huso mitótico). PRUEBA TUS CONOCIMIENTOS Mitosis El material genético antes de entrar en división celular se debe duplicar, lo cual ocurre en la etapa S del ciclo celular.

El número 1 de la imagen representa a los cromosomas homólogos que están duplicados. El número 2 apunta a los centríolos que vienen duplicados desde la etapa G2 del ciclo celular. Finalmente, el número 3 apunta a la carioteca, que comienza a desorganizarse. Este proceso continuará hasta desaparecer completamente al final de esta etapa.

El número 4 de la imagen muestra a los centríolos situados en polos opuestos de la célula. El número 5 hace referencia al aparato mitótico, encargado de la movilización y repartición equitativa de la información genética (cromosomas) durante la división celular. El número 6 muestra a los cromosomas que se encuentran libres en el citoplasma producto de la desorganización de la carioteca. Una vez que se arma el aparato mitótico, sus fibras se unen a los cromosomas, a nivel del centrómero, más específicamente en el cinetócoro. Desde esta zona se producirá la tracción de los cromosomas que dará como resultado la separación de las cromátidas y su posterior movilización a polos opuestos. En esta etapa la célula contiene 2n cromosomas y 4c ADN.

A. METAFASE

Los cromosomas están alineados en el ecuador de la célula (línea 1).

En esta fase es donde mejor se visualizan los cromosomas debido a que es donde encontramos el máximo de empaquetamiento. Desde el aparato mitótico se proyectan fibras de microtúbulos que se unen al cinetócoro, de tal forma que los cromosomas resultan ordenados. La metafase es una etapa corta, más bien como un instante en que los cromosomas adoptan una disposición específica como preparación parea la próxima etapa.

B. ANAFASE

Luego del ordenamiento de los cromosomas en metafase las fibras del aparato mitótico comienzan a traccionar los cromosomas, lo que da como resultado la separación de las cromátidas hermanas, que migran a polos opuestos de la célula. De esta manera hacia un mismo polo se movilizan las cromátidas homólogas.

Durante esta etapa y sólo temporalmente encontramos la cantidad de información genética 4n cromosomas y 4c ADN. Esto se debe a que por la separación de los cromosomas se pasa de cromosomas dobles (duplicados) a cromosomas simples (una sola cromátida).

C. TELOFASE

Durante esta etapa el aparato mitótico desaparece, se reorganiza la membrana nuclear que encierra el material genético, el que paulatinamente cambia su estado de empaquetamiento de cromosoma a cromatina. Si la célula posee nucléolo, es el momento en el que reaparece. Se observa una célula con dos núcleos, cada uno de los cuales posee 2n cromosomas y 2c ADN. El objetivo es obtener dos células hijas, por lo que es necesario que ocurra la citodiéresis.

La citodiéresis consiste en la división del citoplasma, con lo que se logra reestablecer el número normal de cromosomas. En células animales la citodiéresis ocurre por acción de la actina, una proteína del citoesqueleto que se dispone en el ecuador de la célula en forma de lazo, el que paulatinamente se acorta, estrangulando la célula. Esto termina con la separación del citoplasma en dos partes iguales, es decir, dos células hijas. En células vegetales la citodiéresis tiene aspectos diferentes. Recordemos que además de la membrana celular existe una pared celular, celulósica y rígida. En la citodiéresis vegetal participa el aparato de Golgi, el cual deposita pequeñas vesículas con los precursores de la pared celular, esta estructura se conoce como fragmoplasto y permitirá obtener dos células hijas de la mitosis vegetal. ¿Qué funciones cumple la mitosis, tanto a nivel celular como de organismo? A nivel celular la mitosis está relacionada con la reproducción vegetativa de los organismos. En tanto, a nivel de organismo se relaciona con el crecimiento, la regeneración y procesos de cicatrización. 5. La mitosis tiene como consecuencia el aumento del número de células sin que se produzcan cambios a

nivel de cantidad de información ni tampoco en la variación genética de ese material. ¿Con qué procesos biológicos se puede relacionar la mitosis, tanto a escala celular como de organismo?

La mitosis tiene relación con el crecimiento y cicatrización en organismos pluricelulares. En unicelulares eucarionte tiene relación con la reproducción.

SOLUCIONARIO PREGUNTAS PROPUESTAS

1. Solucionario: B Los cromosomas representan el estado compactado del material genético, por lo que pierde funcionalidad. Sin embargo, el objetivo que se cumple es empaquetar el ADN para que sea repartido equitativamente en las células hijas.

2. Solucionario: B

Los organismos diploides poseen dos juegos cromosómicos (2n), que son aportados por cada uno de los progenitores, los cuales generan gametos haploides (n) los que al momento de la fecundación reestablecen el número diploide.

3. Solucionario: E

En metafase ya ha desaparecido la carioteca, lo que permite que los cromosomas se ubiquen en el ecuador de la célula con los centríolos apostados en polos opuestos de la célula. En metafase no es que haya duplicación de cromosomas, ya que esto ocurrió en el periodo S.

4. Solucionario: D

La organización del huso mitótico es un evento que ocurre durante la mitosis, que sucede a la interfase. Como preparación para la mitosis se sintetiza el ADN (periodo S) y se duplican los centríolos.

5. Solucionario: B

Para que el material genético cambie su estado de cromatina a cromosoma se asocia a las histonas, que se encargan de empaquetar paulatinamente el ADN asegurando de esa manera la repartición equitativa del material genético.

6. Solucionario: C

Las células que resultan de la mitosis son diploides típicas, es decir 2n cromosomas y 2c ADN.

7. Solucionario: E

La mitosis específicamente se encarga de repartir equitativamente el material genético en las células hijas. Para ello previamente se preparan algunos elementos,

como la síntesis de ADN, la duplicación de organelos como los centríolos y la síntesis de histonas, que permitirá la compactación del ADN.

8. Solucionario: A

La diferenciación celular tiene el costo de que la célula pierde la capacidad de división celular, tal como ocurre con las neuronas, células musculares, eritrocitos, etc. que luego de alcanzar el estado de madurez no se vuelven a dividir.

9. Solucionario: A

La figura representa la profase mitótica ya que aun se encuentran los pares de cromosomas homólogos y no están alineados en el ecuador, lo que ocurre en la etapa siguiente de metafase.

10. Solucionario: C

La figura muestra a los pares de cromosomas homólogos alineados en el ecuador de la célula, lo cual es típico de la metafase. Lo que debe ocurrir a continuación es la separación de las cromátidas hermanas que forman parte del cromosoma homólogo.