SlideShare una empresa de Scribd logo
1 de 14
Descargar para leer sin conexión
1
Biología
Clase 2: Reproducción Celular
Los Cromosomas
Los cromosomas contienen "información genética"
En 1960, Gourdon desarrolló un experimento usando ranas del género Xenopus
con el que logró demostrar la localización de la información genética en células
eucariontes. Este investigador tomó óvulos normales y los irradió con luz
ultravioleta hasta eliminar los núcleos, obteniendo así células enucleadas. A estos
óvulos enucleados, les insertó núcleos provenientes de renacuajos albinos. De los
óvulos modificados se desarrollaron ranas albinas. Este resultado demostró, por
primera vez, que el núcleo contiene la información genética. En el caso del modelo
experimental descrito, dicha información es la responsable de la aparición del
albinismo.
¿Qué hay dentro del núcleo?
El núcleo de una célula contiene, entre muchos otros elementos, numerosas estructuras
en forma de bastones, llamadas “cromosomas”. Al conjunto de cromosomas de los
organismos de una especie se le denomina cariotipo. Por ejemplo, en cada célula
somática del ser humano existen 46 cromosomas. Por lo tanto, los seres humanos
tenemos un cariotipo conformado por 46 cromosomas, en las células somáticas y 23
cromosomas en las células sexuales (óvulos y espermatozoides).
Sin embargo, la descripción de un cariotipo se realiza considerando no solo el
número total de cromosomas, sino también la forma de cada uno de ellos. De este
modo, al ordenar los cromosomas del cariotipo humano de acuerdo al tamaño y la
forma, es posible distinguir que estos se encuentran de a pares en las células, al
igual que en muchas especies. Cada par de cromosomas se representa con un
número, que corresponde al "nombre' de dicho par cromosómico. A los
cromosomas de cada par se les denomina cromosomas homólogos, los que son
idénticos en forma y tamaño.
En el caso de la especie humana y de muchos otros animales, los cromosomas de
machos y hembras son idénticos, a excepción de los cromosomas sexuales, X e Y.
En la mujer, los cromosomas sexuales corresponden a dos cromosomas X (XX),
mientras que en el hombre hay un X y un Y (XY). Lo que determina que un
individuo sea hombre, se encuentra en el cromosoma Y, el que contiene la
información genética que permite que se expresen los fenotipos masculinos. Los
cromosomas sexuales son, entonces, un buen ejemplo de la relación entre
cromosomas e información genética. Ellos contienen la información genética
necesaria para dirigir el desarrollo hacia uno u otro sexo. En el resto de los
cromosomas, denominados autosomas, también existe abundante información
genética, la que determina diferentes aspectos del desarrollo, estructura y función
de los organismos.
2
Así, cada cromosoma contiene información que permite la expresión de muchos
fenotipos. Los fenotipos son las características hereditarias de los
organismos, y son el resultado de la información genética y del ambiente. Por
lo tanto, la alteración de la estructura de un cromosoma conlleva, generalmente, la
alteración de muchos fenotipos. Por ejemplo, en algunas enfermedades, los
individuos presentan solo una copia de un cromosoma, en lugar de un par
homólogo, mientras que en otras patologías existen tres copias, o más, de un
mismo cromosoma. Estas alteraciones del número de cromosomas producen
enfermedades que se manifiestan en múltiples fenotipos. En el síndrome de Down,
por ejemplo, existen tres copias del cromosoma 21.
Cariotipos en diferentes especies
El número de cromosomas es una característica especie-especifica. Lo
anterior significa que cada especie presenta un cariotipo con un número de
cromosomas que se mantiene constante, salvo excepciones, entre los individuos de
esa especie. Obviamente, hay especies diferentes que presentan un mismo número
de cromosomas, debido a que provienen de un ancestro común reciente y a que
han conservado las características generales del cariotipo. En otros casos,
especies evolutivamente muy alejadas pueden presentar un mismo numero de
cromosomas, debido a simple coincidencia, o convergencia, en términos evolutivos.
Por ejemplo, algunas especies de pejerreyes en Chile presentan 23 pares de
cromosomas, como en el cariotipo humano.
Los biólogos acostumbran a usar el termino 2n para referirse al numero de pares de
cromosomas en una especie. Así, el cariotipo humano es 2n=46, mientras que en el
gorila es 2n=48. En ciertas ocasiones, se usa el término n, para referirse al número
de cromosomas en las células sexuales. En el ser humano es 2n=23 y en el gorila
es 2n=24. El termino 2n también se define como el numero diploide de
cromosomas, mientras que n corresponde al numero haploide de los mismos.
Diploidía puede definirse como la existencia de pares de cromosomas
homólogos. En muchos organismos, la mayoría de las células somáticas son
diploides, en tanto que las células sexuales son haploides. También existen
organismos completamente haploides y otros poliploides, es decir, que presentan
más de una copia de cada cromosoma. La poliploidía es común en los organismos
vegetales.
Los loci
¿Qué es la información genética? En cada cromosoma humano existen miles de genes,
cada uno aportando un mensaje específico. El color de tu piel, pelo, la forma de tu
cuerpo, etc., están determinados, tanto por el ambiente, como por una diversidad de
genes que se ubican en diferentes cromosomas. Al lugar que ocupa un gen se le
denomina locus, que significa lugar en griego. Los cromosomas homólogos contienen
los mismos genes, aunque frecuentemente, existen algunas diferencias entre ellos. Al
conjunto total de la información genética de un individuo se le denomina genoma.
3
Los cromosomas están hechos de cromatina
Los cromosomas están constituidos principalmente por ácido desoxiribonucleico (ADN) y
por proteínas. El ADN corresponde a la molécula que contiene el mensaje genético.
Cada cromosoma es una larga molécula de ADN unida a proteínas. A lo largo de ella, se
ubican miles de genes.
El ADN es una macromolécula formada por dos hebras. Cada hebra contiene
millones de unidades monoméricas llamadas nucleótidos. En el cromosoma 1, por
ejemplo, hay alrededor de 250 millones de nucleótidos en cada hebra. Si
estiráramos un cromosoma humano, este mediría alrededor de 2 metros. Sin
embargo, las células miden millones de veces menos. ¿Cómo pueden las células
contener estas moléculas tan largas? La respuesta a esta pregunta radica en
ciertas proteínas que se unen al ADN provocando el empaquetamiento y
condensación de los cromosomas, reduciendo así la longitud de las hebras en
miles de veces.
Ciclo Celular
Cuando una célula eucarionte se divide en dos, su núcleo se divide en forma equitativa
hacia ambas células hijas, repartiendo así el material genético a la progenie. Se
denomina mitosis a este proceso de división del núcleo, que ocurre durante la
reproducción celular.
Si una célula 2n=10 repartiera su material genético de manera directa a las células
hijas, cada una de ellas heredaría solo 5 cromosomas y, en la siguiente generación
celular, cada célula tendría solo entre 2 y 3 cromosomas, y así sucesivamente, por
lo que cabe plantear la siguiente pregunta: ¿Qué mecanismos permiten que el
material genético sea transmitido íntegramente a las células hijas?
Antes de la mitosis, ocurre la duplicación del material genético, esto es, la síntesis
o fabricación de una copia de todos los cromosomas. Esta simple solución conlleva
detalles moleculares complejos, los que se analizarán más adelante. Por ahora,
analizaremos el contexto celular en el que ocurre la mitosis. La mitosis y la
duplicación del material genético son parte de lo que se conoce como ciclo celular.
La etapa de duplicación del material genético, que antecede a la mitosis, se
denomina etapa de síntesis o etapa S. En forma previa a dicha etapa, cada
cromosoma está conformado por una sola cromátida; luego de la etapa S cada uno
está formado por dos cromátidas. Las etapas previas a S se denominan G1 y G2.
Las células pasan sucesivamente por las etapas G1, S, G2 y Mitosis, que
conforman las etapas del ciclo celular.
Durante la etapa de síntesis, las moléculas de ADN no se encuentran
condensadas, sino que en un estado laxo, debido a que el ADN se desprende de
muchas de las proteínas que participan en la condensación de los cromosomas.
Esto permite la acción de ciertas enzimas encargadas de duplicar el ADN.
Etapas del ciclo celular
Podemos considerar a la etapa G1, como el punto de partida del ciclo celular. En
G1, las células aumentan su tamaño y realizan las funciones características del tipo
celular. Esta etapa es frecuentemente muy larga, durando varios días e incluso
4
meses. Al final de G1, cuando la célula ha alcanzado un tamaño límite y bajo
ciertos estímulos químicos, se activan en ella los mecanismos conducentes a la
siguiente etapa del ciclo: la replicación del ADN.
Una vez que el DNA se replica, cada
cromosoma contiene dos cromátidas.
La cantidad de ADN en una célula se
describe comúnmente como cADN.
Antes de la replicación, las células
contienen un cADN=2, debido a que
existe una pareja de cada cromosoma
y a que cada uno presenta solo una
cromátida. Luego de la replicación, la
cantidad de ADN es cADN=4, pues
hay 4 copias de cada cromátida por
cada par de cromosomas homólogos.
Luego de la replicación, las células
permanecen en una etapa
denominada G2, durante la cual se
reparan algunos errores de copia del
material genético, que ocurren durante
la replicación. Al finalizar G2, la célula
está lista para dividir su núcleo a
través de la mitosis. Puesto que las
células contienen un cADN = 4, como
resultado de la mitosis, las células
hijas presentan un cADN=2, es decir,
se restaura la cantidad de cADN
inicial. Luego, ocurre la división del
citoplasma, a través del proceso de
citodiéresis, de manera que por cada
célula se originan dos células hijas
que comparten un mismo material
genético, heredado de la célula madre. Las células hijas comienzan así una nueva
etapa G1, es decir, un nuevo ciclo celular. A las etapas G1, S y G2 se les denomina
en conjunto, Interfase. Por lo tanto, el ciclo celular incluye a la interfase, la
mitosis y la citodiéresis.
Esquema de la mitosis y la division celular. Es
importante recordar la diferencia entre mitosis
y citodiéresis. Mientras la primera consiste en
la división del núcleo, la segunda corresponde
a la división del citoplasma. En suma, ambos
procesos originan la división de la célula.
5
Mitosis
La división del núcleo, es decir, la mitosis, incluye varios cambios y eventos
nucleares. Este proceso es un continuo que, para efectos de su mejor descripción y
comprensión, ha sido dividido en diferentes etapas. A continuación, se describen
las principales características de cada una de ellas.
Profase
La cromatina se condensa. Las paredes del núcleo comienzan a desaparecer y surgen
unas especies de fibras en el citoplasma, que recorren la célula de extremo a extremo:
el huso mitótico.
Metafase
La pared nuclear desaparece completamente. Todos los cromosomas se encuentran en
el ecuador de la célula (zona media), unidos, a través de los cinetocoros, al huso
mitótico.
Anafase
Los husos mitóticos se acortan, arrastrando así las cromátidas hacia los polos. En cada
cromosoma, ambas cromátidas se dirigen a polos opuestos empujadas por el huso.
Telofase
Cada cromosoma está formado por una sola cromátida y se encuentra en uno de los
dos polos celulares. La pared nuclear (carioteca) comienza a reorganizarse. El huso
mitótico empieza a desaparecer y la cromatina vuelve a descondensarse.
Citodiéresis
En esta etapa, el citoplasma se fragmenta en dos partes. Si se inhibe
experimentalmente la citodiéresis, se obtienen células con dos núcleos, lo que
demuestra la independencia de la mitosis y de la citodiéresis.
La citodiéresis de las células animales ocurre debido a la contracción de un anillo
formado por proteínas fibrilares, el que rodea a toda la célula. En las células vegetales,
este proceso ocurre por la aparición de una división, en forma de tabique, desde el
centro celular.
La división celular permite el crecimiento y la reparación de tejidos. Gracias a este
proceso, un cigoto da origen a millones y millones de células hijas, hasta el estado
adulto. Por otra parte, los seres multicelulares sufrimos diariamente la pérdida de
miles de células, debido al envejecimiento celular, o bien, como producto de
lesiones. Los glóbulos rojos, por ejemplo, tienen una vida de alrededor de 120 días,
por lo que la proliferación de las células es vital para mantener su número
relativamente constante. En los organismos eucariontes unicelulares, la división
celular y la mitosis originan dos organismos nuevos. En las bacterias y otros
procariontes ocurre algo similar, pero al carecer de núcleo, este proceso se
desarrolla sin mitosis. En consecuencia, la división celular corresponde a la
reproducción, en los organismos unicelulares.
El ciclo celular es un proceso finamente controlado por muchos genes y por los
productos de estos últimos, principalmente enzimas. En ocasiones, los genes
6
responsables de este control presentan alteraciones, debido a mutaciones, por lo
que el control del ciclo celular puede perderse, en mayor o menor medida. Una de
las consecuencias de la pérdida de control de este ciclo es la aceleración de la
tasa de proliferación celular. En otras palabras, en este tipo de alteraciones, las
células se dividen rápida y descontroladamente, produciendo cúmulos celulares
denominados tumores. Cuando estos tumores están restringidos a una zona
específica, y aislados por estructuras capsulares, se habla de tumores benignos.
Lamentablemente, estos tumores pueden traspasar las cápsulas y ramificarse a
otras células, transformándose en malignos, produciendo cáncer.
Meiosis
Existen dos tipos de reproducción en los seres vivos: la reproducción sexual y la asexual.
En la reproducción asexual, un solo organismo da origen a la descendencia. En la
reproducción sexual, en cambio, dos progenitores aportan las células que dan origen a la
progenie.
Generalmente, cada progenitor aporta una célula, denominada gameto, y ambas
se unen en la fecundación. La fusión de los gametos origina al huevo (o cigoto
fecundado), el que prolifera hasta originar los millones de células del estado adulto.
Los organismos diploides estamos formados principalmente por células diploides.
Sin embargo, damos origen a un conjunto de células haploides: los gametos.
Dos gametos, a su vez, se unen originando un nuevo organismo diploide. La
meiosis es el proceso a través de cual células diploides originan gametos
haploides. Para ser más precisos, la meiosis es el proceso a través del cual las
células disminuyen su nivel de ploidía a la mitad.
Los gametos, entonces, son células especializadas que se originan a partir de
células diploides, las que sufren, entre otros cambios, la reducción del número de
cromosomas transformándose en células haploides. Este proceso se conoce como
gametogénesis y ocurre en las gónadas: testículos y ovarios. En la gametogénesis
femenina, denominada ovogénesis, las ovogonias, células diploides, se
transforman en óvulos en los ovarios. La ovogénesis se inicia en el estado
embrionario, se detiene al nacer, se reinicia en la pubertad y finaliza solo luego de
la fecundación. La gametogénesis masculina recibe el nombre de
espermatogénesis y ocurre en los testículos, donde millones de espermatogonias
se transforman en espermátidas diariamente.
En este proceso, las células reducen su número de cromosomas a la mitad, debido
a la separación de los cromosomas homólogos, seguida de la separación de las
cromátidas hermanas. Así, una célula diploide (2n) origina una célula haploide (n), o
bien una tetraploide (4n) origina una diploide (2n), por ejemplo.
La meiosis se divide en dos etapas: meiosis I y meiosis II. En la meiosis I, se
7
separan los cromosomas homólogos. Inicialmente, estos se disponen en el
ecuador de la célula. Luego, como producto de la acción de los microtúbulos, se
separan (o segregan) hacia células hijas diferentes. Como resultado de la meiosis
I, se originan dos células haploides (n cromosomas), a partir de una célula diploide
(2n cromosomas). A su vez, la cantidad cADN se ha reducido de 4c a 2c.
En la meiosis II, las células resultantes de la meiosis I experimentan una división
celular en la que se segregan las cromátidas hermanas, tal como ocurre en la
mitosis. En esta etapa, cada cromosoma se dispone en el ecuador de la célula y las
cromátidas se separan, nuevamente por acción de los microtubulos, dirigiéndose
cada una hacia una célula hija diferente. Como resultado de la meiosis II, por cada
célula producida en la meiosis I, se originan dos células haploides (n cromosomas)
y con solo 1c ADN.
De este modo, por cada gonia que experimenta meiosis, se originan cuatro células
haploides 1c ADN.
Importancia de la segregación de los cromosomas homólogos
En la meiosis I, se pueden originar varios gametos diferentes, como producto de la
segregación de los cromosomas homólogos. Si consideramos una gonia con 8
cromosomas, esto es, 4 pares de cromosomas homólogos, hay muchas formas de
repartir estos últimos a las células hijas. Por ejemplo, el cromosoma 1 materno
junto con el cromosoma 2 materno, o bien el 1 materno, con el 2 paterno, etc. Por lo
tanto, los cuatro pares de cromosomas, dan lugar a 2n
formas de distribución
hacia las células sexuales hijas. Ello, porque la separación, o segregación, de los
cromosomas homólogos ocurre al azar. Es decir, puede originarse cualquier
combinación de cromosomas en el ecuador. Este fenómeno tiene una gran
importancia, ya que permite que se originen gametos con diferente
información genética. En el ejemplo siguiente, los cromosomas podrían orientarse
de 2 maneras diferentes.
Como en la meiosos I, cada una de estas gonias da origen a dos células, por lo
que se formarán 4 gametos diferentes. ¿Qué sucede si hay tres pares de
cromosomas homólogos? Entonces, además de estas 4 formas de "permutar" los
cromosomas, existirán otras dos más para el tercer cromosoma, por lo que el
numero total de distribuciones posibles es de 4 x 2= 8. Si el cariotipo es 2n=8
(cuatro pares de cromosomas), entonces el resultado es 8 x 2=16, y con 2n=10 (5
pares) es 16 x 2 = 32, etc. En general, el número de gametos diferentes que puede
formarse debido a la permutación de cromosomas durante la meiosis I es de 2n
, en
donde n representa el número de pares de cromosomas.
8
Etapas de la meiosis
Las fases I y II de la meiosis se han dividido, a su vez, en etapas similares a las que
ocurren en la mitosis. A continuación, se explica brevemente cada una de ellas, a
través de los siguientes esquemas.
Meiosis I
1) Interfase: Precede a la meiosis. En esta etapa, al igual que en la mitosis, el ADN
se replica.
2) Profase I: Los cromosomas homólogos se aparean, produciéndose el
entrecruzamiento.
3) Metafase I: Los cromosomas se disponen en el ecuador, al azar. En esta etapa,
los cromosomas se “reparten” también al azar hacia las futuras células hijas.
4) Anafase I: Los cromosomas homólogos se dirigen hacia las células hijas
atraídos por la tubulina.
5) Telofase I: Los dos nuevos núcleos comienzan a reorganizarse. Se inicia la
citoquinesis, es decir la división del citoplasma.
6) Interfase: Luego de la meiosis I ocurre una nueva interfase, que constituye un
tiempo de “espera” para la meiosis II.
9
Meiosis II
1) Profase II: Los cromosomas vuelven a condensarse
2) Metafase II: Los cromosomas se alinean en el ecuador de la célula.
3) Anafase II: Las cromátidas hermanas se separan y los cromosomas se dirigen
hacia polos distintos.
4) Telofase II: se forman los nuevos núcleos y ocurre la citokinesis.
5) Resultado final: 4 células haploides con 1 cADN cada una.
10
Ejercicios
Ejercicio 1
La principal conclusión de Gourdoun, luego de su experimento con Xenopus
laevis, es que el material genético se ubica en el núcleo, en las células
eucariontes. Esta conclusión se funda en que:
a) El albinismo está determinado por cromosomas, los que se ubican en el núcleo.
b) Las ranas híbridas (albina x normal) resultaron normales en el 100% de los
casos.
c) El fenotipo mutante analizado se hace presente al remover el núcleo.
d) El albinismo aparece solo en ranas desarrolladas a partir de núcleos de ranas
albinas
e) Las ranas albinas carecen de núcleo, lo que determina ausencia de
pigmentación.
Ejercicio 2
Respecto de los cromosomas homólogos, es correcto afirmar que son muy
similares en cuanto a:
I. Tamaño
II. Información genética
III. Forma
IV. Patrón de bandeo G
a) Solo I y II
b) Solo I y III
c) Solo II y III
d) Solo I, III y IV
e) I, II, III y IV
Ejercicio 3
¿Cuál de los siguientes conceptos incluye al resto?:
a) Gen
b) Loci
c) Cariotipo
d) Cromátida
e) Cromosoma
11
Ejercicio 4
El siguiente gráfico representa los valores de cADN durante la
espermatogénesis:
Al respecto, es correcto afirmar que la flecha indica:
a) Profase I
b) Inicio de la meiosis I
c) Final de la meiosis I
d) Etapa G1
e) Replicación del ADN.
Ejercicio 5
¿Cuántas formas de permutar los cromosomas de una ovocito originado de una
ovogonia 2n=6 existen?:
a) 6
b) 3
c) 12
d) 8
e) 16
Ejercicio 6
Observa la siguiente fotografía:
¿En qué etapa del ciclo celular se encuentra la célula indicada con la flecha?:
a) Profase
b) Metafase
c) Anafase
d) Telofase
e) Citodiéresis
12
Ejercicio 7
Un investigador ha cuantificado la duración del ciclo celular en sus diferentes
etapas en un cultivo de células. Al agregar un compuesto X al cultivo, ha
detectado un aumento en la duración de la etapa G2. ¿Cuál de las siguientes
hipótesis es la más correcta para explicar los resultados?
La sustancia X...:
a) Altera el huso mitótico
b) Inhibe la citodiéresis
c) Bloquea la condensación de los cromosomas
d) Inhibe la replicación del ADN
e) Aumenta los errores de replicación
Ejercicio 8
Una célula que se encuentra en MEIOSIS contiene el siguiente conjunto de
cromosomas:
¿En cuál etapa de la meiosis podría encontrarse esta célula?
a) Telofase II
b) Metafase II
c) Profase I
d) Profase II
e) Metafase I
Ejercicio 9
Una diferencia entre la mitosis y la meiosis es que en la MITOSIS nunca:
a) Se separan las cromátidas hermanas
b) Se separan los cromosomas homólogos
c) Se disponen los cromosomas en el ecuador
d) Se desintegra el núcleo
e) Se condensan los cromosomas
Ejercicio 10
Al final de la meiosis I se obtienen:
a) Dos células n, 2cADN
b) Dos células 2n, 1cADN
c) Dos células n, 1cADN
d) Cuatro células n, 2cADN
e) Cuatro células n, cADN.
13
Respuestas
1- En el experimento de Gourdon, se eliminaron los núcleos de ovocitos normales y
se les insertó núcleos de ranas albinas. De estas células modificadas se desarrollaron
ranas albinas, lo que demuestra el papel del núcleo en la expresión de los genes. La
alternativa a es correcta en términos biológicos, pero no responde correctamente la
pregunta planteada.
Respuesta correcta : Alternativa d.
2- Los cromosomas homólogos, a nivel de tamaño, forma y patrón de bandas G, son
idénticos. Las diferencias entre cromosomas homólogos se deben a mutaciones que
originan nuevos alelos, es decir, nuevas variantes de genes. Por lo tanto, la
información genética entre cromosomas homólogos es muy similar, pues comparten el
mismo conjunto de genes.
Respuesta correcta : Alternativa e.
3- Los genes son la unidad de la herencia, pues cada gen contiene información
específica. Generalmente, un gen tiene la información para producir una proteína. Los
genes se ubican en los cromosomas y el lugar específico que ocupan dentro de ellos se
denomina locus. El conjunto de cromosomas constituye el cariotipo.
Respuesta correcta : Alternativa c
4- En la etapa G1, las células contienen 2n cromosomas y 2cADN. El gráfico
representa la gametogénesis comenzando por la etapa mencionada. Debido a la
replicación del ADN, el contenido cADN aumenta al doble (4cADN) manteniéndose
la diploidía (2n). La flecha indica la disminución de 4cADN a 2cADN; por lo tanto
corresponde al final de la meiosis I, pues en ese proceso se separan los cromosomas
homólogos hacia ambas células hijas.
Respuesta correcta : Alternativa c.
5- La célula somática contiene 2n
=6 cromosomas, tres parejas de cromosomas
homólogos, por lo que en el gameto hay 3 cromosomas. Por lo tanto, considerando que
el numero de permutaciones posibles es de 2n , y siendo n=3, en este caso, hay 8
posibles formas de permutar estos cromosomas en la meiosis.
Respuesta correcta : Alternativa d
6- En esta fotografía, se observa que los cromosomas están completamente
condensados, pues es fácil distinguir cada uno de ellos. En otras etapas del ciclo
celular, la cromatina es laxa, siendo muy difícil discriminar los cromosomas
individualmente. Cada cromosoma se encuentra en el medio de la célula, en el ecuador.
Esta célula se encuentra por lo tanto en metafase.
Respuesta correcta : Alternativa b.
14
7- En la etapa G2 del ciclo celular se reparan los posibles errores de replicación del
ADN. A mayores errores de replicación en la etapa S, la etapa G2 se prolongará por
más tiempo hasta reparar todo el daño. En este caso, la sustancia X produjo un
alargamiento de la etapa G2, lo que es compatible con una hipótesis de aumento de
los errores de replicación. Cabe señalar que podrían existir otras hipótesis, como por
ejemplo que la sustancia X retarda la función de las enzimas necesarias para reparar
el ADN, es decir, que no hay mas daño sino que simplemente la reparación es más
lenta. La anterior hipótesis, no obstante, no formó parte de las alternativas.
Respuesta correcta : Alternativa e.
8- La célula del esquema contiene cromosomas con una sola cromátida cada una y
los cromosomas no se presentan de a pares, sino que hay solo un miembro de cada
homólogo. Por lo tanto, la configuración de este cromosoma es n, 1cADN. Esta
configuración es la que se obtiene al final de la meiosis II.
Respuesta correcta : Alternativa a
9- La meiosis II es un proceso similar a la mitosis, pues se separan los cromátidas
hermanas. Para esto, los cromosomas se disponen en el ecuador celular, se
desintegra el núcleo y la separación de las cromátidas ocurre debido a la acción del
huso mitótico. El único evento citado en las alternativas, que es propio de la meiosis,
corresponde a la separación de los cromosomas homólogos, la que ocurre durante la
meiosis I.
Respuesta correcta : Alternativa b
10- En la meiosis I se separan los cromosomas homólogos originando dos células, las
que son haploides, es decir, con n cromosomas. Como la meiosis se inicia con células
4cADN y puesto que se ha reducido el contenido de ADN a la mitad, las células
hermanas tienen 2cADN.
Respuesta correcta : Alternativa a

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

La actualidad más candente (19)

Cromosomas humanos guía
Cromosomas humanos guíaCromosomas humanos guía
Cromosomas humanos guía
 
GENETICA
GENETICAGENETICA
GENETICA
 
Tema 4: La revolución genética: desvelando los secretos de la vida
Tema 4: La revolución genética: desvelando los secretos de la vidaTema 4: La revolución genética: desvelando los secretos de la vida
Tema 4: La revolución genética: desvelando los secretos de la vida
 
Mecanismos celulares de la herencia
Mecanismos celulares de la herenciaMecanismos celulares de la herencia
Mecanismos celulares de la herencia
 
Proyecto genoma humano
Proyecto genoma humanoProyecto genoma humano
Proyecto genoma humano
 
Fiorella diapositivas
Fiorella diapositivasFiorella diapositivas
Fiorella diapositivas
 
Genetica milton
Genetica miltonGenetica milton
Genetica milton
 
Genética humana
Genética humana  Genética humana
Genética humana
 
Genetica general 1
Genetica general 1Genetica general 1
Genetica general 1
 
Genética
GenéticaGenética
Genética
 
En que medida el adn nos hace diferentes
En que medida el adn nos hace diferentesEn que medida el adn nos hace diferentes
En que medida el adn nos hace diferentes
 
Unidad 2 reproducción y herencia [autoguardado]
Unidad 2 reproducción y herencia [autoguardado]Unidad 2 reproducción y herencia [autoguardado]
Unidad 2 reproducción y herencia [autoguardado]
 
Teoria cromosomica de la herencia
Teoria  cromosomica de la herenciaTeoria  cromosomica de la herencia
Teoria cromosomica de la herencia
 
Tema 3
Tema 3Tema 3
Tema 3
 
Bases biológicas herencia ii bimestre
Bases biológicas herencia ii bimestreBases biológicas herencia ii bimestre
Bases biológicas herencia ii bimestre
 
la Genética
la Genéticala Genética
la Genética
 
Bases de La Herencia
Bases de La HerenciaBases de La Herencia
Bases de La Herencia
 
Genetica
GeneticaGenetica
Genetica
 
Ligamiento entrecruzamiento
Ligamiento entrecruzamientoLigamiento entrecruzamiento
Ligamiento entrecruzamiento
 

Similar a Cromosomas y ciclo celular

Similar a Cromosomas y ciclo celular (20)

Poyecto 5
Poyecto 5Poyecto 5
Poyecto 5
 
Adn
AdnAdn
Adn
 
Material genético, Biología común 2016 / Mitchell Comte C.
Material genético, Biología común 2016 / Mitchell Comte C.Material genético, Biología común 2016 / Mitchell Comte C.
Material genético, Biología común 2016 / Mitchell Comte C.
 
Clase 1,2,3 Núcleo y ADN II.ppt
Clase 1,2,3 Núcleo y ADN II.pptClase 1,2,3 Núcleo y ADN II.ppt
Clase 1,2,3 Núcleo y ADN II.ppt
 
Los genes
Los genesLos genes
Los genes
 
Genética básica. LOS PRIMEROS EXPERIMENTOS DE GREGORIO MENDEL
Genética básica. LOS PRIMEROS EXPERIMENTOS DE GREGORIO MENDELGenética básica. LOS PRIMEROS EXPERIMENTOS DE GREGORIO MENDEL
Genética básica. LOS PRIMEROS EXPERIMENTOS DE GREGORIO MENDEL
 
Herencia
HerenciaHerencia
Herencia
 
Deber
DeberDeber
Deber
 
Presentacion de la estructura de los cromosomas
Presentacion de la estructura de los cromosomasPresentacion de la estructura de los cromosomas
Presentacion de la estructura de los cromosomas
 
Tema 4 (cmc) 1ª parte
Tema 4 (cmc) 1ª parteTema 4 (cmc) 1ª parte
Tema 4 (cmc) 1ª parte
 
GENETICA
GENETICAGENETICA
GENETICA
 
Descripción de la concepción humana
Descripción de la concepción humanaDescripción de la concepción humana
Descripción de la concepción humana
 
Deriann
DeriannDeriann
Deriann
 
Los genes humanos freddy goya 4 a
Los genes humanos freddy goya 4 aLos genes humanos freddy goya 4 a
Los genes humanos freddy goya 4 a
 
Reproducción sexual y asexual
Reproducción sexual y asexualReproducción sexual y asexual
Reproducción sexual y asexual
 
Genética básica. Notas.ppt
Genética básica. Notas.pptGenética básica. Notas.ppt
Genética básica. Notas.ppt
 
Genética
GenéticaGenética
Genética
 
Genética
GenéticaGenética
Genética
 
Nancy yaneth recuperacion biologia
Nancy yaneth recuperacion biologiaNancy yaneth recuperacion biologia
Nancy yaneth recuperacion biologia
 
Bases De La Herencia
Bases De La HerenciaBases De La Herencia
Bases De La Herencia
 

Último

el CTE 6 DOCENTES 2 2023-2024abcdefghijoklmnñopqrstuvwxyz
el CTE 6 DOCENTES 2 2023-2024abcdefghijoklmnñopqrstuvwxyzel CTE 6 DOCENTES 2 2023-2024abcdefghijoklmnñopqrstuvwxyz
el CTE 6 DOCENTES 2 2023-2024abcdefghijoklmnñopqrstuvwxyzprofefilete
 
Planificacion Anual 2do Grado Educacion Primaria 2024 Ccesa007.pdf
Planificacion Anual 2do Grado Educacion Primaria   2024   Ccesa007.pdfPlanificacion Anual 2do Grado Educacion Primaria   2024   Ccesa007.pdf
Planificacion Anual 2do Grado Educacion Primaria 2024 Ccesa007.pdfDemetrio Ccesa Rayme
 
TECNOLOGÍA FARMACEUTICA OPERACIONES UNITARIAS.pptx
TECNOLOGÍA FARMACEUTICA OPERACIONES UNITARIAS.pptxTECNOLOGÍA FARMACEUTICA OPERACIONES UNITARIAS.pptx
TECNOLOGÍA FARMACEUTICA OPERACIONES UNITARIAS.pptxKarlaMassielMartinez
 
Informatica Generalidades - Conceptos Básicos
Informatica Generalidades - Conceptos BásicosInformatica Generalidades - Conceptos Básicos
Informatica Generalidades - Conceptos BásicosCesarFernandez937857
 
FORTI-MAYO 2024.pdf.CIENCIA,EDUCACION,CULTURA
FORTI-MAYO 2024.pdf.CIENCIA,EDUCACION,CULTURAFORTI-MAYO 2024.pdf.CIENCIA,EDUCACION,CULTURA
FORTI-MAYO 2024.pdf.CIENCIA,EDUCACION,CULTURAEl Fortí
 
celula, tipos, teoria celular, energia y dinamica
celula, tipos, teoria celular, energia y dinamicacelula, tipos, teoria celular, energia y dinamica
celula, tipos, teoria celular, energia y dinamicaFlor Idalia Espinoza Ortega
 
Historia y técnica del collage en el arte
Historia y técnica del collage en el arteHistoria y técnica del collage en el arte
Historia y técnica del collage en el arteRaquel Martín Contreras
 
UNIDAD DPCC. 2DO. DE SECUNDARIA DEL 2024
UNIDAD DPCC. 2DO. DE  SECUNDARIA DEL 2024UNIDAD DPCC. 2DO. DE  SECUNDARIA DEL 2024
UNIDAD DPCC. 2DO. DE SECUNDARIA DEL 2024AndreRiva2
 
texto argumentativo, ejemplos y ejercicios prácticos
texto argumentativo, ejemplos y ejercicios prácticostexto argumentativo, ejemplos y ejercicios prácticos
texto argumentativo, ejemplos y ejercicios prácticosisabeltrejoros
 
Manual - ABAS II completo 263 hojas .pdf
Manual - ABAS II completo 263 hojas .pdfManual - ABAS II completo 263 hojas .pdf
Manual - ABAS II completo 263 hojas .pdfMaryRotonda1
 
Lecciones 04 Esc. Sabática. Defendamos la verdad
Lecciones 04 Esc. Sabática. Defendamos la verdadLecciones 04 Esc. Sabática. Defendamos la verdad
Lecciones 04 Esc. Sabática. Defendamos la verdadAlejandrino Halire Ccahuana
 
RAIZ CUADRADA Y CUBICA PARA NIÑOS DE PRIMARIA
RAIZ CUADRADA Y CUBICA PARA NIÑOS DE PRIMARIARAIZ CUADRADA Y CUBICA PARA NIÑOS DE PRIMARIA
RAIZ CUADRADA Y CUBICA PARA NIÑOS DE PRIMARIACarlos Campaña Montenegro
 
Identificación de componentes Hardware del PC
Identificación de componentes Hardware del PCIdentificación de componentes Hardware del PC
Identificación de componentes Hardware del PCCesarFernandez937857
 
programa dia de las madres 10 de mayo para evento
programa dia de las madres 10 de mayo  para eventoprograma dia de las madres 10 de mayo  para evento
programa dia de las madres 10 de mayo para eventoDiegoMtsS
 
Neurociencias para Educadores NE24 Ccesa007.pdf
Neurociencias para Educadores  NE24  Ccesa007.pdfNeurociencias para Educadores  NE24  Ccesa007.pdf
Neurociencias para Educadores NE24 Ccesa007.pdfDemetrio Ccesa Rayme
 
La triple Naturaleza del Hombre estudio.
La triple Naturaleza del Hombre estudio.La triple Naturaleza del Hombre estudio.
La triple Naturaleza del Hombre estudio.amayarogel
 
TEMA 13 ESPAÑA EN DEMOCRACIA:DISTINTOS GOBIERNOS
TEMA 13 ESPAÑA EN DEMOCRACIA:DISTINTOS GOBIERNOSTEMA 13 ESPAÑA EN DEMOCRACIA:DISTINTOS GOBIERNOS
TEMA 13 ESPAÑA EN DEMOCRACIA:DISTINTOS GOBIERNOSjlorentemartos
 

Último (20)

el CTE 6 DOCENTES 2 2023-2024abcdefghijoklmnñopqrstuvwxyz
el CTE 6 DOCENTES 2 2023-2024abcdefghijoklmnñopqrstuvwxyzel CTE 6 DOCENTES 2 2023-2024abcdefghijoklmnñopqrstuvwxyz
el CTE 6 DOCENTES 2 2023-2024abcdefghijoklmnñopqrstuvwxyz
 
Presentacion Metodología de Enseñanza Multigrado
Presentacion Metodología de Enseñanza MultigradoPresentacion Metodología de Enseñanza Multigrado
Presentacion Metodología de Enseñanza Multigrado
 
Planificacion Anual 2do Grado Educacion Primaria 2024 Ccesa007.pdf
Planificacion Anual 2do Grado Educacion Primaria   2024   Ccesa007.pdfPlanificacion Anual 2do Grado Educacion Primaria   2024   Ccesa007.pdf
Planificacion Anual 2do Grado Educacion Primaria 2024 Ccesa007.pdf
 
TECNOLOGÍA FARMACEUTICA OPERACIONES UNITARIAS.pptx
TECNOLOGÍA FARMACEUTICA OPERACIONES UNITARIAS.pptxTECNOLOGÍA FARMACEUTICA OPERACIONES UNITARIAS.pptx
TECNOLOGÍA FARMACEUTICA OPERACIONES UNITARIAS.pptx
 
Informatica Generalidades - Conceptos Básicos
Informatica Generalidades - Conceptos BásicosInformatica Generalidades - Conceptos Básicos
Informatica Generalidades - Conceptos Básicos
 
Sesión de clase: Defendamos la verdad.pdf
Sesión de clase: Defendamos la verdad.pdfSesión de clase: Defendamos la verdad.pdf
Sesión de clase: Defendamos la verdad.pdf
 
Power Point: "Defendamos la verdad".pptx
Power Point: "Defendamos la verdad".pptxPower Point: "Defendamos la verdad".pptx
Power Point: "Defendamos la verdad".pptx
 
FORTI-MAYO 2024.pdf.CIENCIA,EDUCACION,CULTURA
FORTI-MAYO 2024.pdf.CIENCIA,EDUCACION,CULTURAFORTI-MAYO 2024.pdf.CIENCIA,EDUCACION,CULTURA
FORTI-MAYO 2024.pdf.CIENCIA,EDUCACION,CULTURA
 
celula, tipos, teoria celular, energia y dinamica
celula, tipos, teoria celular, energia y dinamicacelula, tipos, teoria celular, energia y dinamica
celula, tipos, teoria celular, energia y dinamica
 
Historia y técnica del collage en el arte
Historia y técnica del collage en el arteHistoria y técnica del collage en el arte
Historia y técnica del collage en el arte
 
UNIDAD DPCC. 2DO. DE SECUNDARIA DEL 2024
UNIDAD DPCC. 2DO. DE  SECUNDARIA DEL 2024UNIDAD DPCC. 2DO. DE  SECUNDARIA DEL 2024
UNIDAD DPCC. 2DO. DE SECUNDARIA DEL 2024
 
texto argumentativo, ejemplos y ejercicios prácticos
texto argumentativo, ejemplos y ejercicios prácticostexto argumentativo, ejemplos y ejercicios prácticos
texto argumentativo, ejemplos y ejercicios prácticos
 
Manual - ABAS II completo 263 hojas .pdf
Manual - ABAS II completo 263 hojas .pdfManual - ABAS II completo 263 hojas .pdf
Manual - ABAS II completo 263 hojas .pdf
 
Lecciones 04 Esc. Sabática. Defendamos la verdad
Lecciones 04 Esc. Sabática. Defendamos la verdadLecciones 04 Esc. Sabática. Defendamos la verdad
Lecciones 04 Esc. Sabática. Defendamos la verdad
 
RAIZ CUADRADA Y CUBICA PARA NIÑOS DE PRIMARIA
RAIZ CUADRADA Y CUBICA PARA NIÑOS DE PRIMARIARAIZ CUADRADA Y CUBICA PARA NIÑOS DE PRIMARIA
RAIZ CUADRADA Y CUBICA PARA NIÑOS DE PRIMARIA
 
Identificación de componentes Hardware del PC
Identificación de componentes Hardware del PCIdentificación de componentes Hardware del PC
Identificación de componentes Hardware del PC
 
programa dia de las madres 10 de mayo para evento
programa dia de las madres 10 de mayo  para eventoprograma dia de las madres 10 de mayo  para evento
programa dia de las madres 10 de mayo para evento
 
Neurociencias para Educadores NE24 Ccesa007.pdf
Neurociencias para Educadores  NE24  Ccesa007.pdfNeurociencias para Educadores  NE24  Ccesa007.pdf
Neurociencias para Educadores NE24 Ccesa007.pdf
 
La triple Naturaleza del Hombre estudio.
La triple Naturaleza del Hombre estudio.La triple Naturaleza del Hombre estudio.
La triple Naturaleza del Hombre estudio.
 
TEMA 13 ESPAÑA EN DEMOCRACIA:DISTINTOS GOBIERNOS
TEMA 13 ESPAÑA EN DEMOCRACIA:DISTINTOS GOBIERNOSTEMA 13 ESPAÑA EN DEMOCRACIA:DISTINTOS GOBIERNOS
TEMA 13 ESPAÑA EN DEMOCRACIA:DISTINTOS GOBIERNOS
 

Cromosomas y ciclo celular

  • 1. 1 Biología Clase 2: Reproducción Celular Los Cromosomas Los cromosomas contienen "información genética" En 1960, Gourdon desarrolló un experimento usando ranas del género Xenopus con el que logró demostrar la localización de la información genética en células eucariontes. Este investigador tomó óvulos normales y los irradió con luz ultravioleta hasta eliminar los núcleos, obteniendo así células enucleadas. A estos óvulos enucleados, les insertó núcleos provenientes de renacuajos albinos. De los óvulos modificados se desarrollaron ranas albinas. Este resultado demostró, por primera vez, que el núcleo contiene la información genética. En el caso del modelo experimental descrito, dicha información es la responsable de la aparición del albinismo. ¿Qué hay dentro del núcleo? El núcleo de una célula contiene, entre muchos otros elementos, numerosas estructuras en forma de bastones, llamadas “cromosomas”. Al conjunto de cromosomas de los organismos de una especie se le denomina cariotipo. Por ejemplo, en cada célula somática del ser humano existen 46 cromosomas. Por lo tanto, los seres humanos tenemos un cariotipo conformado por 46 cromosomas, en las células somáticas y 23 cromosomas en las células sexuales (óvulos y espermatozoides). Sin embargo, la descripción de un cariotipo se realiza considerando no solo el número total de cromosomas, sino también la forma de cada uno de ellos. De este modo, al ordenar los cromosomas del cariotipo humano de acuerdo al tamaño y la forma, es posible distinguir que estos se encuentran de a pares en las células, al igual que en muchas especies. Cada par de cromosomas se representa con un número, que corresponde al "nombre' de dicho par cromosómico. A los cromosomas de cada par se les denomina cromosomas homólogos, los que son idénticos en forma y tamaño. En el caso de la especie humana y de muchos otros animales, los cromosomas de machos y hembras son idénticos, a excepción de los cromosomas sexuales, X e Y. En la mujer, los cromosomas sexuales corresponden a dos cromosomas X (XX), mientras que en el hombre hay un X y un Y (XY). Lo que determina que un individuo sea hombre, se encuentra en el cromosoma Y, el que contiene la información genética que permite que se expresen los fenotipos masculinos. Los cromosomas sexuales son, entonces, un buen ejemplo de la relación entre cromosomas e información genética. Ellos contienen la información genética necesaria para dirigir el desarrollo hacia uno u otro sexo. En el resto de los cromosomas, denominados autosomas, también existe abundante información genética, la que determina diferentes aspectos del desarrollo, estructura y función de los organismos.
  • 2. 2 Así, cada cromosoma contiene información que permite la expresión de muchos fenotipos. Los fenotipos son las características hereditarias de los organismos, y son el resultado de la información genética y del ambiente. Por lo tanto, la alteración de la estructura de un cromosoma conlleva, generalmente, la alteración de muchos fenotipos. Por ejemplo, en algunas enfermedades, los individuos presentan solo una copia de un cromosoma, en lugar de un par homólogo, mientras que en otras patologías existen tres copias, o más, de un mismo cromosoma. Estas alteraciones del número de cromosomas producen enfermedades que se manifiestan en múltiples fenotipos. En el síndrome de Down, por ejemplo, existen tres copias del cromosoma 21. Cariotipos en diferentes especies El número de cromosomas es una característica especie-especifica. Lo anterior significa que cada especie presenta un cariotipo con un número de cromosomas que se mantiene constante, salvo excepciones, entre los individuos de esa especie. Obviamente, hay especies diferentes que presentan un mismo número de cromosomas, debido a que provienen de un ancestro común reciente y a que han conservado las características generales del cariotipo. En otros casos, especies evolutivamente muy alejadas pueden presentar un mismo numero de cromosomas, debido a simple coincidencia, o convergencia, en términos evolutivos. Por ejemplo, algunas especies de pejerreyes en Chile presentan 23 pares de cromosomas, como en el cariotipo humano. Los biólogos acostumbran a usar el termino 2n para referirse al numero de pares de cromosomas en una especie. Así, el cariotipo humano es 2n=46, mientras que en el gorila es 2n=48. En ciertas ocasiones, se usa el término n, para referirse al número de cromosomas en las células sexuales. En el ser humano es 2n=23 y en el gorila es 2n=24. El termino 2n también se define como el numero diploide de cromosomas, mientras que n corresponde al numero haploide de los mismos. Diploidía puede definirse como la existencia de pares de cromosomas homólogos. En muchos organismos, la mayoría de las células somáticas son diploides, en tanto que las células sexuales son haploides. También existen organismos completamente haploides y otros poliploides, es decir, que presentan más de una copia de cada cromosoma. La poliploidía es común en los organismos vegetales. Los loci ¿Qué es la información genética? En cada cromosoma humano existen miles de genes, cada uno aportando un mensaje específico. El color de tu piel, pelo, la forma de tu cuerpo, etc., están determinados, tanto por el ambiente, como por una diversidad de genes que se ubican en diferentes cromosomas. Al lugar que ocupa un gen se le denomina locus, que significa lugar en griego. Los cromosomas homólogos contienen los mismos genes, aunque frecuentemente, existen algunas diferencias entre ellos. Al conjunto total de la información genética de un individuo se le denomina genoma.
  • 3. 3 Los cromosomas están hechos de cromatina Los cromosomas están constituidos principalmente por ácido desoxiribonucleico (ADN) y por proteínas. El ADN corresponde a la molécula que contiene el mensaje genético. Cada cromosoma es una larga molécula de ADN unida a proteínas. A lo largo de ella, se ubican miles de genes. El ADN es una macromolécula formada por dos hebras. Cada hebra contiene millones de unidades monoméricas llamadas nucleótidos. En el cromosoma 1, por ejemplo, hay alrededor de 250 millones de nucleótidos en cada hebra. Si estiráramos un cromosoma humano, este mediría alrededor de 2 metros. Sin embargo, las células miden millones de veces menos. ¿Cómo pueden las células contener estas moléculas tan largas? La respuesta a esta pregunta radica en ciertas proteínas que se unen al ADN provocando el empaquetamiento y condensación de los cromosomas, reduciendo así la longitud de las hebras en miles de veces. Ciclo Celular Cuando una célula eucarionte se divide en dos, su núcleo se divide en forma equitativa hacia ambas células hijas, repartiendo así el material genético a la progenie. Se denomina mitosis a este proceso de división del núcleo, que ocurre durante la reproducción celular. Si una célula 2n=10 repartiera su material genético de manera directa a las células hijas, cada una de ellas heredaría solo 5 cromosomas y, en la siguiente generación celular, cada célula tendría solo entre 2 y 3 cromosomas, y así sucesivamente, por lo que cabe plantear la siguiente pregunta: ¿Qué mecanismos permiten que el material genético sea transmitido íntegramente a las células hijas? Antes de la mitosis, ocurre la duplicación del material genético, esto es, la síntesis o fabricación de una copia de todos los cromosomas. Esta simple solución conlleva detalles moleculares complejos, los que se analizarán más adelante. Por ahora, analizaremos el contexto celular en el que ocurre la mitosis. La mitosis y la duplicación del material genético son parte de lo que se conoce como ciclo celular. La etapa de duplicación del material genético, que antecede a la mitosis, se denomina etapa de síntesis o etapa S. En forma previa a dicha etapa, cada cromosoma está conformado por una sola cromátida; luego de la etapa S cada uno está formado por dos cromátidas. Las etapas previas a S se denominan G1 y G2. Las células pasan sucesivamente por las etapas G1, S, G2 y Mitosis, que conforman las etapas del ciclo celular. Durante la etapa de síntesis, las moléculas de ADN no se encuentran condensadas, sino que en un estado laxo, debido a que el ADN se desprende de muchas de las proteínas que participan en la condensación de los cromosomas. Esto permite la acción de ciertas enzimas encargadas de duplicar el ADN. Etapas del ciclo celular Podemos considerar a la etapa G1, como el punto de partida del ciclo celular. En G1, las células aumentan su tamaño y realizan las funciones características del tipo celular. Esta etapa es frecuentemente muy larga, durando varios días e incluso
  • 4. 4 meses. Al final de G1, cuando la célula ha alcanzado un tamaño límite y bajo ciertos estímulos químicos, se activan en ella los mecanismos conducentes a la siguiente etapa del ciclo: la replicación del ADN. Una vez que el DNA se replica, cada cromosoma contiene dos cromátidas. La cantidad de ADN en una célula se describe comúnmente como cADN. Antes de la replicación, las células contienen un cADN=2, debido a que existe una pareja de cada cromosoma y a que cada uno presenta solo una cromátida. Luego de la replicación, la cantidad de ADN es cADN=4, pues hay 4 copias de cada cromátida por cada par de cromosomas homólogos. Luego de la replicación, las células permanecen en una etapa denominada G2, durante la cual se reparan algunos errores de copia del material genético, que ocurren durante la replicación. Al finalizar G2, la célula está lista para dividir su núcleo a través de la mitosis. Puesto que las células contienen un cADN = 4, como resultado de la mitosis, las células hijas presentan un cADN=2, es decir, se restaura la cantidad de cADN inicial. Luego, ocurre la división del citoplasma, a través del proceso de citodiéresis, de manera que por cada célula se originan dos células hijas que comparten un mismo material genético, heredado de la célula madre. Las células hijas comienzan así una nueva etapa G1, es decir, un nuevo ciclo celular. A las etapas G1, S y G2 se les denomina en conjunto, Interfase. Por lo tanto, el ciclo celular incluye a la interfase, la mitosis y la citodiéresis. Esquema de la mitosis y la division celular. Es importante recordar la diferencia entre mitosis y citodiéresis. Mientras la primera consiste en la división del núcleo, la segunda corresponde a la división del citoplasma. En suma, ambos procesos originan la división de la célula.
  • 5. 5 Mitosis La división del núcleo, es decir, la mitosis, incluye varios cambios y eventos nucleares. Este proceso es un continuo que, para efectos de su mejor descripción y comprensión, ha sido dividido en diferentes etapas. A continuación, se describen las principales características de cada una de ellas. Profase La cromatina se condensa. Las paredes del núcleo comienzan a desaparecer y surgen unas especies de fibras en el citoplasma, que recorren la célula de extremo a extremo: el huso mitótico. Metafase La pared nuclear desaparece completamente. Todos los cromosomas se encuentran en el ecuador de la célula (zona media), unidos, a través de los cinetocoros, al huso mitótico. Anafase Los husos mitóticos se acortan, arrastrando así las cromátidas hacia los polos. En cada cromosoma, ambas cromátidas se dirigen a polos opuestos empujadas por el huso. Telofase Cada cromosoma está formado por una sola cromátida y se encuentra en uno de los dos polos celulares. La pared nuclear (carioteca) comienza a reorganizarse. El huso mitótico empieza a desaparecer y la cromatina vuelve a descondensarse. Citodiéresis En esta etapa, el citoplasma se fragmenta en dos partes. Si se inhibe experimentalmente la citodiéresis, se obtienen células con dos núcleos, lo que demuestra la independencia de la mitosis y de la citodiéresis. La citodiéresis de las células animales ocurre debido a la contracción de un anillo formado por proteínas fibrilares, el que rodea a toda la célula. En las células vegetales, este proceso ocurre por la aparición de una división, en forma de tabique, desde el centro celular. La división celular permite el crecimiento y la reparación de tejidos. Gracias a este proceso, un cigoto da origen a millones y millones de células hijas, hasta el estado adulto. Por otra parte, los seres multicelulares sufrimos diariamente la pérdida de miles de células, debido al envejecimiento celular, o bien, como producto de lesiones. Los glóbulos rojos, por ejemplo, tienen una vida de alrededor de 120 días, por lo que la proliferación de las células es vital para mantener su número relativamente constante. En los organismos eucariontes unicelulares, la división celular y la mitosis originan dos organismos nuevos. En las bacterias y otros procariontes ocurre algo similar, pero al carecer de núcleo, este proceso se desarrolla sin mitosis. En consecuencia, la división celular corresponde a la reproducción, en los organismos unicelulares. El ciclo celular es un proceso finamente controlado por muchos genes y por los productos de estos últimos, principalmente enzimas. En ocasiones, los genes
  • 6. 6 responsables de este control presentan alteraciones, debido a mutaciones, por lo que el control del ciclo celular puede perderse, en mayor o menor medida. Una de las consecuencias de la pérdida de control de este ciclo es la aceleración de la tasa de proliferación celular. En otras palabras, en este tipo de alteraciones, las células se dividen rápida y descontroladamente, produciendo cúmulos celulares denominados tumores. Cuando estos tumores están restringidos a una zona específica, y aislados por estructuras capsulares, se habla de tumores benignos. Lamentablemente, estos tumores pueden traspasar las cápsulas y ramificarse a otras células, transformándose en malignos, produciendo cáncer. Meiosis Existen dos tipos de reproducción en los seres vivos: la reproducción sexual y la asexual. En la reproducción asexual, un solo organismo da origen a la descendencia. En la reproducción sexual, en cambio, dos progenitores aportan las células que dan origen a la progenie. Generalmente, cada progenitor aporta una célula, denominada gameto, y ambas se unen en la fecundación. La fusión de los gametos origina al huevo (o cigoto fecundado), el que prolifera hasta originar los millones de células del estado adulto. Los organismos diploides estamos formados principalmente por células diploides. Sin embargo, damos origen a un conjunto de células haploides: los gametos. Dos gametos, a su vez, se unen originando un nuevo organismo diploide. La meiosis es el proceso a través de cual células diploides originan gametos haploides. Para ser más precisos, la meiosis es el proceso a través del cual las células disminuyen su nivel de ploidía a la mitad. Los gametos, entonces, son células especializadas que se originan a partir de células diploides, las que sufren, entre otros cambios, la reducción del número de cromosomas transformándose en células haploides. Este proceso se conoce como gametogénesis y ocurre en las gónadas: testículos y ovarios. En la gametogénesis femenina, denominada ovogénesis, las ovogonias, células diploides, se transforman en óvulos en los ovarios. La ovogénesis se inicia en el estado embrionario, se detiene al nacer, se reinicia en la pubertad y finaliza solo luego de la fecundación. La gametogénesis masculina recibe el nombre de espermatogénesis y ocurre en los testículos, donde millones de espermatogonias se transforman en espermátidas diariamente. En este proceso, las células reducen su número de cromosomas a la mitad, debido a la separación de los cromosomas homólogos, seguida de la separación de las cromátidas hermanas. Así, una célula diploide (2n) origina una célula haploide (n), o bien una tetraploide (4n) origina una diploide (2n), por ejemplo. La meiosis se divide en dos etapas: meiosis I y meiosis II. En la meiosis I, se
  • 7. 7 separan los cromosomas homólogos. Inicialmente, estos se disponen en el ecuador de la célula. Luego, como producto de la acción de los microtúbulos, se separan (o segregan) hacia células hijas diferentes. Como resultado de la meiosis I, se originan dos células haploides (n cromosomas), a partir de una célula diploide (2n cromosomas). A su vez, la cantidad cADN se ha reducido de 4c a 2c. En la meiosis II, las células resultantes de la meiosis I experimentan una división celular en la que se segregan las cromátidas hermanas, tal como ocurre en la mitosis. En esta etapa, cada cromosoma se dispone en el ecuador de la célula y las cromátidas se separan, nuevamente por acción de los microtubulos, dirigiéndose cada una hacia una célula hija diferente. Como resultado de la meiosis II, por cada célula producida en la meiosis I, se originan dos células haploides (n cromosomas) y con solo 1c ADN. De este modo, por cada gonia que experimenta meiosis, se originan cuatro células haploides 1c ADN. Importancia de la segregación de los cromosomas homólogos En la meiosis I, se pueden originar varios gametos diferentes, como producto de la segregación de los cromosomas homólogos. Si consideramos una gonia con 8 cromosomas, esto es, 4 pares de cromosomas homólogos, hay muchas formas de repartir estos últimos a las células hijas. Por ejemplo, el cromosoma 1 materno junto con el cromosoma 2 materno, o bien el 1 materno, con el 2 paterno, etc. Por lo tanto, los cuatro pares de cromosomas, dan lugar a 2n formas de distribución hacia las células sexuales hijas. Ello, porque la separación, o segregación, de los cromosomas homólogos ocurre al azar. Es decir, puede originarse cualquier combinación de cromosomas en el ecuador. Este fenómeno tiene una gran importancia, ya que permite que se originen gametos con diferente información genética. En el ejemplo siguiente, los cromosomas podrían orientarse de 2 maneras diferentes. Como en la meiosos I, cada una de estas gonias da origen a dos células, por lo que se formarán 4 gametos diferentes. ¿Qué sucede si hay tres pares de cromosomas homólogos? Entonces, además de estas 4 formas de "permutar" los cromosomas, existirán otras dos más para el tercer cromosoma, por lo que el numero total de distribuciones posibles es de 4 x 2= 8. Si el cariotipo es 2n=8 (cuatro pares de cromosomas), entonces el resultado es 8 x 2=16, y con 2n=10 (5 pares) es 16 x 2 = 32, etc. En general, el número de gametos diferentes que puede formarse debido a la permutación de cromosomas durante la meiosis I es de 2n , en donde n representa el número de pares de cromosomas.
  • 8. 8 Etapas de la meiosis Las fases I y II de la meiosis se han dividido, a su vez, en etapas similares a las que ocurren en la mitosis. A continuación, se explica brevemente cada una de ellas, a través de los siguientes esquemas. Meiosis I 1) Interfase: Precede a la meiosis. En esta etapa, al igual que en la mitosis, el ADN se replica. 2) Profase I: Los cromosomas homólogos se aparean, produciéndose el entrecruzamiento. 3) Metafase I: Los cromosomas se disponen en el ecuador, al azar. En esta etapa, los cromosomas se “reparten” también al azar hacia las futuras células hijas. 4) Anafase I: Los cromosomas homólogos se dirigen hacia las células hijas atraídos por la tubulina. 5) Telofase I: Los dos nuevos núcleos comienzan a reorganizarse. Se inicia la citoquinesis, es decir la división del citoplasma. 6) Interfase: Luego de la meiosis I ocurre una nueva interfase, que constituye un tiempo de “espera” para la meiosis II.
  • 9. 9 Meiosis II 1) Profase II: Los cromosomas vuelven a condensarse 2) Metafase II: Los cromosomas se alinean en el ecuador de la célula. 3) Anafase II: Las cromátidas hermanas se separan y los cromosomas se dirigen hacia polos distintos. 4) Telofase II: se forman los nuevos núcleos y ocurre la citokinesis. 5) Resultado final: 4 células haploides con 1 cADN cada una.
  • 10. 10 Ejercicios Ejercicio 1 La principal conclusión de Gourdoun, luego de su experimento con Xenopus laevis, es que el material genético se ubica en el núcleo, en las células eucariontes. Esta conclusión se funda en que: a) El albinismo está determinado por cromosomas, los que se ubican en el núcleo. b) Las ranas híbridas (albina x normal) resultaron normales en el 100% de los casos. c) El fenotipo mutante analizado se hace presente al remover el núcleo. d) El albinismo aparece solo en ranas desarrolladas a partir de núcleos de ranas albinas e) Las ranas albinas carecen de núcleo, lo que determina ausencia de pigmentación. Ejercicio 2 Respecto de los cromosomas homólogos, es correcto afirmar que son muy similares en cuanto a: I. Tamaño II. Información genética III. Forma IV. Patrón de bandeo G a) Solo I y II b) Solo I y III c) Solo II y III d) Solo I, III y IV e) I, II, III y IV Ejercicio 3 ¿Cuál de los siguientes conceptos incluye al resto?: a) Gen b) Loci c) Cariotipo d) Cromátida e) Cromosoma
  • 11. 11 Ejercicio 4 El siguiente gráfico representa los valores de cADN durante la espermatogénesis: Al respecto, es correcto afirmar que la flecha indica: a) Profase I b) Inicio de la meiosis I c) Final de la meiosis I d) Etapa G1 e) Replicación del ADN. Ejercicio 5 ¿Cuántas formas de permutar los cromosomas de una ovocito originado de una ovogonia 2n=6 existen?: a) 6 b) 3 c) 12 d) 8 e) 16 Ejercicio 6 Observa la siguiente fotografía: ¿En qué etapa del ciclo celular se encuentra la célula indicada con la flecha?: a) Profase b) Metafase c) Anafase d) Telofase e) Citodiéresis
  • 12. 12 Ejercicio 7 Un investigador ha cuantificado la duración del ciclo celular en sus diferentes etapas en un cultivo de células. Al agregar un compuesto X al cultivo, ha detectado un aumento en la duración de la etapa G2. ¿Cuál de las siguientes hipótesis es la más correcta para explicar los resultados? La sustancia X...: a) Altera el huso mitótico b) Inhibe la citodiéresis c) Bloquea la condensación de los cromosomas d) Inhibe la replicación del ADN e) Aumenta los errores de replicación Ejercicio 8 Una célula que se encuentra en MEIOSIS contiene el siguiente conjunto de cromosomas: ¿En cuál etapa de la meiosis podría encontrarse esta célula? a) Telofase II b) Metafase II c) Profase I d) Profase II e) Metafase I Ejercicio 9 Una diferencia entre la mitosis y la meiosis es que en la MITOSIS nunca: a) Se separan las cromátidas hermanas b) Se separan los cromosomas homólogos c) Se disponen los cromosomas en el ecuador d) Se desintegra el núcleo e) Se condensan los cromosomas Ejercicio 10 Al final de la meiosis I se obtienen: a) Dos células n, 2cADN b) Dos células 2n, 1cADN c) Dos células n, 1cADN d) Cuatro células n, 2cADN e) Cuatro células n, cADN.
  • 13. 13 Respuestas 1- En el experimento de Gourdon, se eliminaron los núcleos de ovocitos normales y se les insertó núcleos de ranas albinas. De estas células modificadas se desarrollaron ranas albinas, lo que demuestra el papel del núcleo en la expresión de los genes. La alternativa a es correcta en términos biológicos, pero no responde correctamente la pregunta planteada. Respuesta correcta : Alternativa d. 2- Los cromosomas homólogos, a nivel de tamaño, forma y patrón de bandas G, son idénticos. Las diferencias entre cromosomas homólogos se deben a mutaciones que originan nuevos alelos, es decir, nuevas variantes de genes. Por lo tanto, la información genética entre cromosomas homólogos es muy similar, pues comparten el mismo conjunto de genes. Respuesta correcta : Alternativa e. 3- Los genes son la unidad de la herencia, pues cada gen contiene información específica. Generalmente, un gen tiene la información para producir una proteína. Los genes se ubican en los cromosomas y el lugar específico que ocupan dentro de ellos se denomina locus. El conjunto de cromosomas constituye el cariotipo. Respuesta correcta : Alternativa c 4- En la etapa G1, las células contienen 2n cromosomas y 2cADN. El gráfico representa la gametogénesis comenzando por la etapa mencionada. Debido a la replicación del ADN, el contenido cADN aumenta al doble (4cADN) manteniéndose la diploidía (2n). La flecha indica la disminución de 4cADN a 2cADN; por lo tanto corresponde al final de la meiosis I, pues en ese proceso se separan los cromosomas homólogos hacia ambas células hijas. Respuesta correcta : Alternativa c. 5- La célula somática contiene 2n =6 cromosomas, tres parejas de cromosomas homólogos, por lo que en el gameto hay 3 cromosomas. Por lo tanto, considerando que el numero de permutaciones posibles es de 2n , y siendo n=3, en este caso, hay 8 posibles formas de permutar estos cromosomas en la meiosis. Respuesta correcta : Alternativa d 6- En esta fotografía, se observa que los cromosomas están completamente condensados, pues es fácil distinguir cada uno de ellos. En otras etapas del ciclo celular, la cromatina es laxa, siendo muy difícil discriminar los cromosomas individualmente. Cada cromosoma se encuentra en el medio de la célula, en el ecuador. Esta célula se encuentra por lo tanto en metafase. Respuesta correcta : Alternativa b.
  • 14. 14 7- En la etapa G2 del ciclo celular se reparan los posibles errores de replicación del ADN. A mayores errores de replicación en la etapa S, la etapa G2 se prolongará por más tiempo hasta reparar todo el daño. En este caso, la sustancia X produjo un alargamiento de la etapa G2, lo que es compatible con una hipótesis de aumento de los errores de replicación. Cabe señalar que podrían existir otras hipótesis, como por ejemplo que la sustancia X retarda la función de las enzimas necesarias para reparar el ADN, es decir, que no hay mas daño sino que simplemente la reparación es más lenta. La anterior hipótesis, no obstante, no formó parte de las alternativas. Respuesta correcta : Alternativa e. 8- La célula del esquema contiene cromosomas con una sola cromátida cada una y los cromosomas no se presentan de a pares, sino que hay solo un miembro de cada homólogo. Por lo tanto, la configuración de este cromosoma es n, 1cADN. Esta configuración es la que se obtiene al final de la meiosis II. Respuesta correcta : Alternativa a 9- La meiosis II es un proceso similar a la mitosis, pues se separan los cromátidas hermanas. Para esto, los cromosomas se disponen en el ecuador celular, se desintegra el núcleo y la separación de las cromátidas ocurre debido a la acción del huso mitótico. El único evento citado en las alternativas, que es propio de la meiosis, corresponde a la separación de los cromosomas homólogos, la que ocurre durante la meiosis I. Respuesta correcta : Alternativa b 10- En la meiosis I se separan los cromosomas homólogos originando dos células, las que son haploides, es decir, con n cromosomas. Como la meiosis se inicia con células 4cADN y puesto que se ha reducido el contenido de ADN a la mitad, las células hermanas tienen 2cADN. Respuesta correcta : Alternativa a