Mitosis grupo4

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Mitosis grupo4

  1. 1. Mitosis En biología,lamitosises unprocesoque ocurre enel núcleode lascélulas eucarióticas yque precede inmediatamentealadivisióncelular,consistenteenel repartoequitativodel material hereditario(ADN) característico. Este tipode división ocurre enlas célulassomáticas ynormalmente concluyeconlaformaciónde dos núcleosseparados(cariocinesis),seguidode laparticióndel citoplasma(citocinesis),paraformardoscélulashijas. La mitosiscompleta,que produce célulasgenéticamenteidénticas,esel fundamentodel crecimiento,de la reparacióntisularyde la reproducciónasexual.Laotraforma de divisióndel material genéticode unnúcleose denominameiosis yesunprocesoque,aunque comparte mecanismosconlamitosis,nodebe confundirse conella ya que espropiode la divisióncelularde los gametos.Produce célulasgenéticamente distintasy,combinadaconla fecundación,esel fundamentode la reproducciónsexual ylavariabilidadgenética. Introducción La mitosisesel tipode divisióndel núcleocelularporel cual se conservanlos orgánulos yla informacióngenética contenidaensus cromosomas,que pasade esta maneraa las célulashijasresultantesde lamitosis.Lamitosises igualmente unverdaderoprocesode multiplicación celularque participaenel desarrollo,el crecimientoyla regeneracióndel organismo.Este procesotiene lugarpormediode unaserie de operacionessucesivasque se desarrollande unamaneracontinua,yque para facilitarsuestudiohansidoseparadasenvariasetapas. Esquemaque muestrade maneraresumidaloque ocurre durante la mitosis. El resultadoesencial de lamitosiseslacontinuidadde la informaciónhereditariade lacélulamadre encada unade lasdos célulashijas.El genomase compone de unadeterminadacantidadde genesorganizados encromosomas, hebrasde ADN muyenrolladasque contienenlainformación genéticavital paralacélulay el organismo.Dadoque cada céluladebe contenercompletalainformacióngenéticapropiade su especie, lacélulamadre debe haceruna copiade cada cromosomaantesde la mitosis,de formaque lasdoscélulashijasrecibancompletalainformación. Esto ocurre durante la fase S de la interfase,el períodoque alternaconlamitosisen el ciclocelularyenel que la célulaentre otrascosas se preparapara dividirse. Tras la duplicacióndel ADN,cadacromosomaconsistiráendoscopiasidénticasde lamismahebrade ADN, llamadas cromátidas hermanas,unidasentresípor unaregióndel cromosomallamada centrómero.Cadacromátida hermanano se consideraenesasituaciónuncromosomaensí mismo,sinoparte de uncromosomaque provisionalmente constade doscromátidas.
  2. 2. En animalesyplantas,peronosiempre en hongos oprotistas,laenvolturanuclearque separael ADN del citoplasma se desintegra,desapareciendolafronteraque separabael contenidonucleardel citoplasma.Loscromosomasse ordenanenel planoecuatorial de lacélula,perpendicularaun eje definidoporun husoacromático.Éste esuna estructuracitoesqueléticacompleja,de formaahusada,constituidoporfibrasque sonfilamentosde microtúbulos. Las fibrasdel husodirigenel repartode lascromátidashermanas,unavezproducidasuseparación,hacialos extremosdel huso.Porconveniocientífico,a partirde este momentocadacromátida hermanasí se consideraun cromosomacompleto,yempezamosahablarde cromosomashermanos parareferirnosalasestructurasidénticas que hasta ese momentollamábamoscromátidas.Comolacélulase alarga,lasfibras del huso«tiran» porel centrómeroa loscromosomashermanosdirigiéndoloscadaunoa uno de lospolosde la célula.Enlas mitosismás comunes,llamadasabiertas,laenvolturanuclearse deshace al principiode lamitosisyse formandosenvolturas nuevas sobre losdosgruposcromosómicosal acabar. En las mitosiscerradas,que ocurrenporejemploenlevaduras, todoel reparto ocurre dentrodel núcleo,que finalmente se estrangulaparaformardos núcleosseparados. Se llamacariocinesis a la formaciónde losdosnúcleosconque concluye habitualmente lamitosis.Esposible,y ocurre enciertoscasos,que el repartomitóticose produzcasincariocinesis(endomitosis) dandolugaraun núcleo con el material hereditarioduplicado(doble númerode cromosomas). La mitosisse completacasi siempreconlallamada citocinesis odivisióndelcitoplasma.Enlascélulasanimalesla citocinesisse realizaporestrangulación:lacélulase vaestrechandoporel centrohasta que al final se separaen dos. En las célulasde lasplantasse realizaportabicación,esdecir,lascélulashijas“construyen”unanuevaregiónde paredcelularque dividirálaunade la otra dejandopuentesde citoplasma(plasmodesmos).Al final,lacélulamadre se parte por lamitad,dandolugar a dos célulashijas,cadaunacon una copiaequivalente ycompletadel genoma original. Cabe señalarque lascélulas procariotas experimentanunprocesosimilarala mitosisllamado fisiónbinaria.Nose puede considerarque lascélulasprocariotasexperimentenmitosis,dadoque carecende núcleoyúnicamentetienen un cromosomasincentrómero. Cariocinesis La cariocinesis(del griegocario = núcleo y cinesis = movimiento), mitosisastral o mitosis anfiastral, esla divisióndelnúcleocelular. Consiste enlaprimerafase de lamitosis,que esel procesopor el cual el material genéticode una célula madre se distribuyede maneraidénticaentre dos células hijas. En célulasanimalesposeenun organelono membranosollamado ásterocentrocelular, formadopor unpar de centriolos,que al dividirse enprofase temprana,se dirigenhacialospolos opuestosde lacélula,formandoel aparato del husomitótico,acrosómicooacromático.
  3. 3. Fasesdelciclocelular Diagrama mostrandoloscambiosque ocurrenenloscentrosomasyel núcleode una célulaenel procesode la divisiónmitótica.Ia III,profase;IV, prometafase;V, metafase;VIyVII, anafase; VIIIyIX,telofase. La divisiónde lascélulaseucarióticas esparte de unciclovital continuo,el ciclocelular,enel que se distinguendos períodosmayores,lainterfase,durantelacual se produce la duplicacióndel ADN,ylamitosis,durante lacual se produce el repartoidénticodel material antesduplicado.Lamitosisesunafase relativamente cortaencomparación con la duraciónde la interfase. Interfase Artículo principal: Interfase Durante la interfase,lacélulase encuentraenestadobasal de funcionamiento.Escuandose llevaacabo la replicacióndel ADN yla duplicaciónde losorganelosparatenerunduplicadode todoantesde dividirse.Eslaetapa previaala mitosisdonde lacélulase preparapara dividirse,enésta,loscentríolosylacromatinase duplican,aparecenlos cromosomasloscualesse observandobles.El primerprocesoclave paraque se de ladivisiónnuclearesque todaslascadenasde ADN se dupliquen (replicacióndel ADN);estose dainmediatamente antesde que comiencela división,enunperíododel ciclocelularllamadointerfase,que esaquel momentode lavidacelularenque éstano se está dividiendo.Trasla replicacióntendremosdosjuegosde cadenasde ADN,porloque lamitosisconsistiráensepararesascadenasy llevarlasalascélulashijas.Paraconseguirestose daotro procesocrucial que esla conversiónde lacromatinaen cromosomas. La duracióndel ciclocelularenunacélulatípicaesde 16 horas:5 horas para G1, 7 horaspara S, treshoras para G2 y 1 hora para la división.Este tiempodepende deltipode célulaque sea.2 Profase: Los dos centrosde origende los microtúbulos (enverde) sonloscentrosomas.La cromatinaha comenzadoa condensarse yse observanlas cromátidas(enazul).Las estructurasencolorrojo sonlos cinetocoros. (Micrografía obtenidautilizandomarcajesfluorescenteses).
  4. 4. Se produce enellala condensacióndel material genético (ADN,que eninterfase existeenformadecromatina),para formar unasestructurasaltamente organizadas,los cromosomas.Comoel material genéticose haduplicado previamentedurante lafase Sde la Interfase,loscromosomasreplicadosestánformadospordoscromátidas,unidas a travésdel centrómero pormoléculasde cohesinas. Uno de loshechos mástempranosde la profase enlas células animalesesladuplicacióndel centrosoma;losdos centrosomashijos(cadaunocon doscentriolos) migranentonceshaciaextremosopuestosde lacélula.Los centrosomasactúancomo centrosorganizadoresde unasestructurasfibrosas,los microtúbulos,controlandosu formaciónmediante lapolimerizaciónde tubulinasoluble. De estaforma,el husode una célulamitóticatiene dos polosque emananmicrotúbulos. En la profase tardía desaparece el nucléolo yse desorganizalaenvolturanuclear. Prometafase La membrananuclearse hadisuelto,ylos microtúbulos (verde) invadenel espacionuclear.Losmicrotúbulospueden anclar cromosomas(azul) atravésde los cinetocoros (rojo) ointeractuarconmicrotúbulosemanadospor el polo opuesto.Lamembrananuclearse separay los microtúbulos invadenel espacionuclear.Estose denominamitosis abierta.Loshongosy algunos protistas,comolas algas o lastricomonas,realizanunavariacióndenominadamitosis cerrada,en la que el husose forma dentrodel núcleoosusmicrotúbulospuedenpenetraratravésde la membrana nuclearintacta. Cada cromosomaensamblados cinetocoros hermanossobre el centrómero,unoencadacromátida.Un cinetocoro esuna estructuraproteicacomplejaala que se anclan losmicrotúbulos.Aunquelaestructurayla funcióndel cinetocoronose conoce completamente,contienevarios motoresmoleculares,entre otroscomponentes.Cuandoun microtúbulose anclaa un cinetocoro,losmotoresse activan,utilizandoenergíade lahidrólisisdel ATP para "ascender"porel microtúbulohaciael centrosomade origen.Estaactividadmotora,acopladaconla polimerización/despolimerizaciónde losmicrotúbulos,proporcionalafuerzade empuje necesariaparasepararmás adelante lasdoscromátidasde loscromosomas. Cuandoel husocrece hastauna longitudsuficiente,losmicrotúbulosasociadosacinetocorosempiezanabuscar cinetocorosalos que anclarse.Otrosmicrotúbulosnose asociana cinetocoros,sinoaotrosmicrotúbulos originados enel centrosomaopuestoparaformar el husomitótico. Laprometafase se consideraavecescomoparte de la profase. Metafase A medidaque losmicrotúbulosencuentranyse anclana loscinetocoros durante la prometafase,loscentrómerosde loscromosomasse congregan enla "placa metafásica"o"planoecuatorial",unalíneaimaginariaque es equidistante de losdoscentrosomasque se encuentranenlos2polosdel huso. Este alineamientoequilibradoenlalíneamediadel husose debe alas
  5. 5. fuerzasigualesyopuestasque se generanporloscinetocoroshermanos.El nombre "metafase"proviene del griegoμεταque significa"después." Dado que una separacióncromosómicacorrectarequiere que cadacinetocoroesté asociadoaunconjuntode microtúbulos(que formanlasfibrascinetocóricas),loscinetocorosque noestánancladosgeneranunaseñal para evitarlaprogresiónprematurahaciaanafase antesde que todosloscromosomasesténcorrectamente ancladosy alineadosenlaplacametafásica.Estaseñal activaelcheckpointdemitosis. Anafase Artículo principal: Anafase Cuandotodosloscromosomasestáncorrectamente ancladosalosmicrotúbulosdel husoyalineadosenlaplaca metafásica,lacélulaprocede aentrarenanafase (del griegoαναque significa"arriba","contra","atrás"o "re-").Es la fase crucial de la mitosis,porque enellase realizaladistribuciónde lasdoscopiasde la informacióngenética original. Entoncestienenlugardossucesos.Primero,lasproteínasque manteníanunidasambascromatidashermanas (lascohesinas),soncortadas,loque permite laseparaciónde las cromátidas.Estascromátidashermanas,que ahora soncromosomas hermanosdiferentes,sonseparadosporlosmicrotúbulosancladosa sus cinetocorosal desensamblarse,dirigiéndosehacialoscentrosomas respectivos. A continuación,losmicrotúbulosnoasociadosacinetocorosse alargan, empujandoaloscentrosomas(yal conjuntode cromosomasque tienenasociados) hacialosextremosopuestosde lacélula.Este movimentoparece estargeneradoporel rápidoensamblajede los microtúbulos.
  6. 6. Estos dosestadosse denominanavecesanafase temprana(A) yanafase tardía(B).La anafase tempranaviene definidaporlaseparaciónde cromátidashermanas,mientrasque latardía por laelongaciónde losmicrotúbulosque produce la separaciónde loscentrosomas.Al final de laanafase,lacélulahaconseguidoseparardosjuegosidénticos de material genéticoendosgruposdefinidos,cadaunoalrededorde uncentrosoma. Telofase La telofase (del griegoτελος,que significa"finales") eslareversiónde los procesosque tuvieronlugardurante laprofase yprometafase.Durante la telofase,losmicrotúbulosnounidosacinetocoroscontinúanalargándose, estirandoaúnmás lacélula.Loscromosomashermanosse encuentrancada unoasociadoa unode los polos.Lamembrananuclearse reformaalrededor de ambos gruposcromosómicos,utilizandofragmentosde lamembrana nuclearde la célulaoriginal.Ambosjuegosde cromosomas, ahoraformandodosnuevosnúcleos,se descondensan de nuevoencromatina.La cariocinesishaterminado,peroladivisióncelularaúnnoestácompleta.Sucede una secuenciainmediataal terminar. Especiesdesconocidasde ciliophoraenlasúltimasfases de lamitosis(citocinesis),conel surcode divisiónsiendo claramente visible. Citocinesis La citocinesisesunprocesoindependiente,que se iniciasimultáneamenteala telofase.Técnicamente noesparte de la mitosis,sinounprocesoaparte,necesario paracompletarladivisióncelular.Enlascélulasanimales,se generaun surco de escisión(cleavagefurrow) que contiene unanillocontráctil de actinaenel lugardonde estuvolaplaca metafásica,estrangulandoel citoplasmayaislandoasílosdosnuevosnúcleosendoscélulashijas.Tantoencélulas animalescomoenplantas,ladivisióncelularestádirigidaporvesículasderivadasdel aparatode Golgi,que se muevenalolargo de losmicrotúbuloshastalazona ecuatorial de lacélula. Enplantasestaestructuracoalesce en una placacelularenel centrodel fragmoplastoyse desarrollagenerandounaparedcelularque separalosdos núcleos.El fragmoplastoesunaestructurade microtúbulostípicade plantassuperiores,mientrasque algunasalgas
  7. 7. utilizan unvectorde microtúbulosdenominadoficoplastodurante lacitocinesis. Al final delproceso,cadacélulahija tiene unacopiacompletadel genomade lacélulaoriginal.El final de lacitocinesismarcael final de lafase M. Esquemaresumende lasdistintasfasesde ladivisióncelular:profase,prometafase,metafase,anafase,telofasey citocinesis. Erroresen lamitosis Aunque loserroresenlamitosissonmuypocofrecuentes,este procesopuede fallar,especialmentedurante las primerasdivisionescelularesenel cigoto.Loserroresmitóticospuedenserespecialmentepeligrososparael organismo,porque el descendientefuturode lacélulamadre defectuosamantendrálamismaanomalía. Un cromosoma puede nosepararse durante laanafase.Este fenómenose denomina"no-disyunción".Si estoocurre, una célulahijarecibirádoscromosomashermanosylaotra se quedarásinninguno.Estoda lugar a que una célula tengatres cromosomasque codifiquenlamismainformacióngenética(dos hermanosyunhomólogo),unacondición conocidacomo trisomía,y laotra célula,que solamente tiene uncromosoma(el cromosomahomólogo), tendrámonosomía.Estas célulasse considerananeuploides,yla aneuploidíapuede causarinestabilidadgenética,un hechofrecuente en cáncer.La mitosisesunprocesotraumático.La célulapasapor cambiosdrásticosensu estructura,algunos orgánulos se desintegranyse reconstruyenencuestiónde horas,ylosmicrotúbulostiran constantemente de loscromosomas.Portanto,enocasionesloscromosomaspuedendañarse.Unbrazodel cromosomase puede romperyperderun fragmento,causando deleción.El fragmentopuede incorporarse incorrectamente aotrocromosomano homólogo,causando translocación.Se puede integrarde nuevoal cromosomaoriginal,peroenunaorientacióninversa,causando inversión.Ose puede tratarerróneamente comoun cromosomaseparado,causando duplicacióncromosómica. Una parte de estoserrorespuedendetectarseporalgunode los puntosde control existentesatravésdel ciclo celular,locual produce una parada enla progresióncelular,dandotiempoalosmecanismosreparadoresacorregir el error.Si estono ocurre,el efectode estasanormalidadesgenéticasdependeráde lanaturalezaespecíficadel error.Puede variarde una anomalíaimperceptible,acarcinogénesisoa la muerte del organismo.

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