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Herencia y Material genético Variabilidad y Reproducción

celular Unidad 1

REPRODUCCIÓN CELULAR

Ciclo celular - Generalidades

http://biologiaveterinariaunrn.files.wordpress.com/2010/07/ciclo-celular.gif

Ciclo celular – para el ADN

http://2.bp.blogspot.com/_sWcPn3HyubI/SQSFKWsenuI/AAAAAAAAAUE/09gdqI6V1nA/s400/ciclo+celular.GIF

Ciclo celular - Regulación

http://www.netxplica.com/figuras/terra.universo.de.vida.11/biologia/Imagem43.png

¿El ADN se duplicó

completa y exactamente?

¿Los cromosomas están alineados

correctamete en la placa de la metafase?

¿El ADN de la célula es

adecuado para la duplicación?

Ciclo Celular Regulación molecular

http://www.fisicanet.com.ar/biologia/informacion_genetica/ap1/ciclo_celular03.jpg

Historia

• En el año 2001, Leland H. Hartwell, Tim Hunt y Sir Paul M. Nurse ganaron juntos el Premio Nobel en Fisiología y Medicina por “el descubrimiento de los mecanismos de regulación del ciclo celular”.

http://nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2001/

División Celular

• Definición

– Proceso por el cual se obtienen células hijas a partir de una célula progenitora (inicial)

• Función

– Reproducción

– Reparación

http://agaudi.files.wordpress.com/2009/09/division-celular.jpg

Mitosis

• Proceso ordenado de división celular en eucariontes.

• En rigor, la mitosis es la división del núcleo de una célula. Este es acompañado (normalmente) por la división del citoplasma, en un proceso conocido como citodiéresis.

• Resultado: dos células hijas, idénticas a la progenitora.

http://www.magrinscience.com/wp-content/uploads/2011/03/mitosis_onion.jpg

Etapas de la Mitosis

Basado en http://dbscience3.wikispaces.com/file/view/mitosis.jpg/63281416/mitosis.jpg

Profase

• Primera etapa de la mitosis.

• Los cromosomas se condensan y acortan.

• Microtúbulos comienzan a formar huso mitótico.

2n

Prometafase

• Nucleolo desaparece

• Carioteca se desintegra

• Huso se fija a los cinetocoros

• También conocida como Profase Tardía

2n

Metafase

• Cinetocoros interactuan

• Cromosomas en plano ecuatorial (huso)

2n

Anafase

• Las cromátidas hermanas se separan.

• Huso separa polos y atrae cromátidas a estos.

4n

Telofase

• Cromosomas en polos y reducen condensación

• Inicio de formación de cariotecas

• Huso empieza a desarmarse

4n

Citocinesis o Citodiéresis

• Extrangulación de membranas.

• Separación de citoplasmas.

2n 2n

Regulación de la Mitosis

• La mitosis requiere algunos elementos que le permiten iniciarse y luego continuar.

1.ADN en buen estado y duplicado.

2.Aumento de MPF.

3.Correcta formación de huso mitótico.

4.Disminución de inhibidor de la anafase.

Oncogenes

• Existen genes que se asocian a la actividad normal de la célula, conocidos como proto-oncogenes y oncosupresores (genes supresores de tumores).

• Fallas (mutaciones) en proto-oncogenes pueden causar que actuen de manera anormal, transformándose en oncogenes.

http://www.iqb.es/dermatologia/atlas/q_actinica/queratosis06.jpg

http://bioinformatics.org/p53/gif/intro2.gif

Diferencias entre mitosis

Animal

• Centríolos

• Citocinesis: por extrangulamiento.

Vegetal

• Centro organizador de microtúbulos.

• Citocinesis: formación de placa celular o fragmoplasto (vesículas con carbohidratos provenientes del Aparato de Golgi).

Importancia de la Mitosis

• Permite mantener el número específico de cromosomas y la cantidad de material genético.

• Garantiza que las células hijas sean idénticas a la célula madre.

Meiosis

• Proceso ordenado de división celular que ocurre en células especializadas de organismos multicelulares con reproducción sexual.

• Resultado: hasta 4 células hijas, distintas entre ellas y con la mitad del material genético de la progenitora.

Etapas de la Meiosis

• Corresponde a dos divisiones consecutivas, sin interfase entre ellas. Existe una Intercinesis.

• La primera división, o Meiosis I, reduce el número de cromosomas en la célula. Es una división reduccional.

• La segunda división, o Meiosis II, separa las cromátidas hermanas de las células haploides. Es una división ecuacional.

Meiosis I

http://micuartodeeso.files.wordpress.com/2011/02/meiosis-big.gif

Profase I

• Esta es la 1ª etapa de la 1ª división.

• En ella ocurre un importante proceso para la variabilidad: el entrecruzamiento o crossing-over.

• Se divide en 5 etapas: Leptoteno, Zigoteno, Paquiteno, Diploteno y Diacinesis.

Leptoteno

• Se condensa el ADN, visualizandose los cromosomas.

• Cada cromosoma posee 2 cromátidas.

Profase I

Cromosomas homólogos

Cromátidas

http://www.botanica.cnba.uba.ar/Pakete/3er/LaCelula/Nucleo_archivos/image015.jpg

http://www.floresdelsureste.org/biologia/ejercicios/meiosis/98-meiosis-soluciones.html

Zigoteno

• Complejo sinaptonémico, genera una estructura bivalente o tétrada.

• Se puede distinguir que un grupo de cromosomas proviene del padre y el otro de la madre.

Profase I

Complejo sinaptonémico

http://www.genomasur.com/lecturas/12-26-G.gif

Placa de Unión

Iniciación del complejo

sinaptonémico

Carioplasma


Centrómero

Paquiteno

• Cromosomas estrechamente unidos.

• Presencia de nódulos de recombinación.

• Entrecruzamiento

Profase I

Placa de Unión Nódulo de recombinación

Centrómero

Carioplasma


Complejo sinaptonémico

Entrecruzamiento

http://www.biotechlearn.org.nz/var/biotechlearn/storage/images/focus_stories/evolved_enzymes/images/chromosomes_crossing_over/117973-2-eng-AU/chromosomes_crossing_over_large.jpg

Diploteno

• Quiasmas, que mantienen unidos los cromosomas.

• Cromosomas ligeramente más separados.

Profase I

http://www.ucm.es/info/genetica/grupod/Meiosis/DIPLO3.GIF http://4.bp.blogspot.com/_o3oD1A7xUt4/Se98ov0AFGI/AAAAAAAAASk/JxP_YVWK6a8/s320/Imagen1.jpg http://thm-a02.yimg.com/nimage/60bb3089ba5837f2


Centrómero

Poro nuclear

Carioplasma

Par de homólogos

Carioteca Quiasmas

Diacinesis

• Desintegración de carioteca.

Profase I

Centrómero

Carioplasma

Carioteca

Quiasmas

Restantes etapas Meiosis I

Etapa Descripción

Metafase I Cromosomas alineados en el ecuador.

Anafase I Separación y migración de los cromosomas homólogos. Este

proceso ocurre al azar (Permutación Cromosómica).

Telofase I Envoltura nuclear se reorganiza, se descondensa la cromatina.

No está presente en todas las especies.

Citocinesis: división del citoplasma y reordenamiento de los componentes celulares y el citoesqueleto.

Meiosis I

Resultado: células haploides con cromosomas dobles.

Meiosis II

http://micuartodeeso.files.wordpress.com/2011/02/meiosis-big.gif

Meiosis II es similar a una Mitosis

• Profase II: desarme del núcleo, condensación de cromosomas, no hay recombinación.

• Metafase II: cromosomas alineados en ecuador celular. • Anafase II: se separan las cromátidas hermanas. • Telofase II: reorganización de los núcleos. • Citocinesis: división de los citoplasmas. • RESULTADO: células haploides con cromosomas simples.

Importancia de la Meiosis

• Permite, luego de la fusión de los gametos, mantener el número de cromosomas de la especie.

• Entrega variabilidad a la descendencia por medio de:

– Entrecruzamiento

– Permutación cromosómica

Permutación cromosómica (I)

• Al ser un par de cromosomas homólogos, habrán dos posibles resultados para cada célula hija: recibir el cromosoma paterno o el materno.

• Al considerar más pare de cromosomas, los posibles resultados aumentarán en forma exponencial, duplicándose cada vez el número de posibilidades.

Permutación cromosómica (II)

• De lo anterior se tiene que:

– Para un par de cromosomas:

• 2 = 2 posibilidades

– Para dos pares de cromosomas:

• 2 x 2 = 4 posibilidades

– Para cinco pares de cromosomas:

• 2 x 2 x 2 x 2 x 2 = 32 posibilidades

– Para n pares de cromosomas:

• 2 x 2 x … x 2 = 2n posibilidades

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