Tema 4: La división celular

1 BIOLOG A ACCESO A LA UNIVERSIDAD MAYORES DE 25 A OS Dar a L pez CEPA LOS LLANOS (ALBACETE) 1 Tema 4: La divisi n celular Mitosis y meiosis: fases. Significado biol gico de estos procesos, semejanzas y diferencias. Ciclos biol gicos. 1. EL CICLO celular : INTERFASE Y DIVISI N celular Llamamos ciclo celular al periodo que abarca desde la formaci n de una c lula hasta que se divide para dar lugar a nuevas c lulas. La duraci n del ciclo celular es muy variable, dependiendo del tipo celular , de los nutrientes y de la temperatura. El ciclo celular abarca las siguientes fases: -Interfase o periodo de reposo es el periodo entre dos divisiones. -Divisi n celular que consta de: o cariocinesis que es la divisi n del n cleo. es la divisi n del citoplasma. Concepto de interfase Se denomina interfase al periodo comprendido entre dos divisiones celulares. Es la fase m s larga del ciclo, ya que ocupa casi un 94 % del mismo.

2 En ella se produce una intensa actividad biosint tica. El ADN se encuentra en forma de cromatina y por eso hay s ntesis de ARN. Periodos de la interfase La interfase comprende los siguientes periodos: 1) Fase G1 Este periodo es el que transcurre entre el final de una mitosis y el inicio de la s ntesis de ADN. En este periodo la c lula aumenta de tama o. Hay una intensa actividad metab lica de s ntesis de ARNm y traducci n a prote nas para el crecimiento y la duplicaci n de los org nulos citoplasm ticos. Los dos centriolos comienzan a separase. En cierto momento se alcanza el llamado punto de no retorno o punto R, en el cual la c lula ya est obligada a realizar la totalidad del proceso pasando a la fase S. Muchos autores denominan fase G0 (fase de reposo) al periodo previo al punto R. Las c lulas que permanecen de por vida en el estado G0 se denominan quiescentes y no se pueden dividir como las neuronas y las c lulas del m sculo esquel tico.

3 BIOLOG A ACCESO A LA UNIVERSIDAD MAYORES DE 25 A OS Dar a L pez CEPA LOS LLANOS (ALBACETE) 2 2) Fase S Se denomina fase de s ntesis. En este periodo tiene lugar la replicaci n del ADN (cada crom tida genera una copia de s misma). Tambi n tiene lugar la s ntesis de prote nas asociadas al ADN (histonas). Comienza la duplicaci n de los centriolos. 3) Fase G2 En este periodo tienen lugar los ltimos preparativos para la divisi n, se extiende desde el final de la replicaci n hasta el comienzo de la divisi n nuclear. El ADN, ya duplicado, que est disperso por el n cleo en forma de cromatina, empieza a condensarse en estructuras m s compactas. La duplicaci n del par de centriolos se termina y se sintetizan algunas prote nas esenciales en la divisi n. FACTORES QUE INTERVIENEN EN EL CONTROL DEL CICLO celular Regulaci n enzim tica. En el paso de G1 a S.

4 Factores de crecimiento. Activan genes cuyos productos est n implicados en la proliferaci n celular . Por ejemplo, proto-oncogenes que inducen el paso de G1 a S. Otros factores, como el tama o celular . MITOSIS Concepto de mitosis Se denomina mitosis al proceso de divisi n del n cleo mediante el cual se reparte equitativamente el material cromos mico entre los n cleos hijos, con lo cual se asegura que la informaci n gen tica se transmita sin variaci n de unas c lulas a otras. La mitosis es el proceso mediante el cual una c lula madre da lugar a dos c lulas hijas id nticas a la c lula madre, es decir con los mismos cromosomas o material gen tico. BIOLOG A ACCESO A LA UNIVERSIDAD MAYORES DE 25 A OS Dar a L pez CEPA LOS LLANOS (ALBACETE) 3 Fases de la mitosis La mitosis es un proceso continuo pero para su estudio se divide en cuatro fases: Profase, metafase, anafase y telofase.

5 1) Profase Durante la profase mit tica, el n cleo experimenta los siguientes cambios: Condensaci n de la cromatina, de manera que los cromosomas se van haciendo visibles progresivamente. Desaparici n paulatina del nucleolo. Empieza a desaparecer la envoltura nuclear. Las parejas de centriolos se separan y comienza la formaci n del huso mit tico, ya que separando a las parejas de centriolos aparecen microt bulos que se convertir n en fibras del huso. Al final de esta fase y al inicio de la metafase termina de desaparecer la membrana nuclear y los cromosomas quedan sueltos en el citoplasma y comienzan a orientarse hacia el ecuador de la c lula mediante la interacci n del cinetocoro con los microt bulos del huso acrom tico. BIOLOG A ACCESO A LA UNIVERSIDAD MAYORES DE 25 A OS Dar a L pez CEPA LOS LLANOS (ALBACETE) 4 2) Metafase Durante la metafase ocurren los siguientes acontecimientos: Los cromosomas, en su m ximo grado de empaquetamiento, se disponen en el plano ecuatorial de la c lula, uni ndose a las fibras del huso.

6 Las crom tidas hermanas de cada cromosoma est n orientadas hacia los polos opuestos de la c lula. Termina de formarse el huso mit tico que est formado por: Microt bulos libres: Conjunto de microt bulos cortos que salen de los centriolos y no se unen a nada. Microt bulos polares o continuos de polo a polo. Fibras cinetoc ricas. Unen cinetocoros a los diplosomas. BIOLOG A ACCESO A LA UNIVERSIDAD MAYORES DE 25 A OS Dar a L pez CEPA LOS LLANOS (ALBACETE) 5 3) Anafase La anafase es una etapa muy corta, caracterizada porque: Se produce la divisi n de los cromosomas, es decir se separan las cromatidas. Tiene lugar el acortamiento progresivo de las fibras cinetoc ricas y la separaci n de las crom tidas hermanas que migran hacia los polos opuestos de la c lula. 4) Telofase Constituye la fase final de la mitosis, que se caracteriza por: Desaparici n del huso mit tico, una vez que las crom tidas (cromosomas hijos) han alcanzado los polos.

7 El material cromos mico se descondensa. Las masas de cromatina se rodean de una nueva envoltura nuclear y se forman los n cleos hijos. Aparecen de nuevo los nucleolos. BIOLOG A ACCESO A LA UNIVERSIDAD MAYORES DE 25 A OS Dar a L pez CEPA LOS LLANOS (ALBACETE) 6 CITOCINESIS Concepto de citocinesis Se denomina citocinesis a la divisi n del citoplasma. Citocinesis en c lulas animales y vegetales - En las c lulas animales. La citocinesis tiene lugar por estrangulaci n. En el plano ecuatorial se agrupan fibras de actina y miosina, constituyendo un anillo contr ctil, el cual provoca el estrangulamiento que origina dos c lulas. - En las c lulas vegetales. La citocinesis tiene lugar por tabicaci n, ya que la pared impide la estrangulaci n. Se forma la pared por fusi n de ves culas procedentes del aparato de Golgi cargadas de celulosa y otros polisac ridos de la pared.

8 Citocinesis c lula animal SIGNIFICADO BIOL GICO DE LA MITOSIS La mitosis supone el reparto equitativo de la informaci n gen tica, previamente replicada, a los dos n cleos hijos. Ambas c lulas hijas tendr n la misma informaci n, que es la misma que pose a la c lula madre. La mitosis acompa ada de citocinesis tiene el siguiente significado biol gico: - A nivel de organismos unicelulares la mitosis sirve para la reproducci n. - A nivel de organismos pluricelulares la mitosis es responsable de la formaci n del embri n a partir de una nica c lula huevo o zigoto y del crecimiento y de la regeneraci n de los tejidos. De esta manera todas las c lulas de un organismo pluricelular, a excepci n de las c lulas sexuales, disponen de id ntica informaci n gen tica. 3 LA MEIOSIS Concepto de meiosis La meiosis es un tipo especial de divisi n del n cleo celular que origina cuatro n cleos haploides a partir de un n cleo diploide.

9 La meiosis es el proceso por el cual una c lula madre (diploide) da lugar a 4 c lulas hijas (haploides) con la mitad de BIOLOG A ACCESO A LA UNIVERSIDAD MAYORES DE 25 A OS Dar a L pez CEPA LOS LLANOS (ALBACETE) 7 cromosomas que la c lula madre. En la interfase se duplica el ADN, de modo que al iniciarse la meiosis cada cromosoma tiene 2 crom tidas. La meiosis consta de dos divisiones sucesivas del n cleo, entre las cuales no se produce duplicaci n del material gen tico. La primera divisi n es reduccional, se separan cromosomas hom logos. La segunda divisi n es ecuacional, se separan crom tidas hermanas. Objetivo de la meiosis El objetivo es que en los organismos con reproducci n sexual se mantenga constante el n mero de cromosomas de generaci n en generaci n. Tiene lugar en las g nadas, pues en ellas se forman gametos haploides a partir de c lulas germinales diploides.

10 Fases de la meiosis La interfase anterior a la meiosis es muy semejante a la de una mitosis t pica. a) La primera division mei tica La meiosis I, o primera divisi n mei tica, como hemos dicho anteriormente, es una divisi n reduccional, ya que los n cleos resultantes, tienen la mitad de cromosomas que la c lula progenitora, pero estos cromosomas presenta cada uno dos crom tidas. Profase I Es muy compleja y se ha dividido en cinco etapas: 1)Leptoteno. Se inicia el enrollamiento de los cromosomas. Las dos crom tidas hermanas de cada cromosoma est n muy juntas y se unen a la membrana nuclear. Comienza a formarse el huso mei tico. 2)Zigoteno. Los cromosomas hom logos se aproximan y las crom tidas hom logas se alinean punto a punto (a esto se denomina sinapsis). El resultado es la formaci n de bivalentes o t tradas (contiene cuatro crom tidas). 3)Paquiteno. Se produce un acortamiento y engrosamiento de los bivalentes y tiene lugar el apareamiento m s ntimo de de la sinapsis.