2. ADN: Molécula de la Vida
Las células preexistentes se dividen
para formar nuevas células, este
proceso le permite a un organismo:
crecer, reparar sus partes dañadas y
reproducirse. La información de la
célula para llevar a cabo estas
actividades se encuentra codificada
en el ADN.
Cuando una célula se divide la
información contenida en el ADN se
debe copiar fielmente y las réplicas
son transmitidas a cada célula hija.
El ADN es una molécula muy larga y delgada que (en células eucariotas) se
condensa con proteínas para formar una estructura llamada cromosoma, cada
uno de los cuales contiene cientos o miles de genes.
3. Cromosomas y Genes
Cromosomas: Estructuras en el
núcleo celular que contienen la
información genética (genes).
Genes: Segmentos de ADN capaces
de sintetizar proteínas las cuales son
las responsables de las
características físicas de los
organismos (fenotipo). Son las
unidades de información de los
cromosomas y se les considera asi
mismo las unidades biológicas de la
herencia. El humano contiene cerca
de 20,000 genes que codifican
proteínas.
4. Cromatina y Cromosomas
Cuando una célula no esta en división los cromosomas están presentes pero en
una forma extendida y parcialmente desenrrollada denominada cromatina
(consiste en ADN y proteínas asociadas).
brazo
centrómero
brazo
6. Modelo de un Nucleosoma
Los nucleosomas funcionan como pequeños carretes, evitando que el ADN se
enrede. Consiste en 8 moléculas de histonas y ADN envuelto a su alrededor.
8. Estudio de los cromosomas
• Cada individuo de una especie dada tiene un número característico de
cromosomas en el núcleo de sus células somáticas (corporales) por lo
que el número total de cromosomas varía de especie a especie. La
mayoría de especies animales y vegetales tienen entre 8-50
cromosomas en cada célula somática. El ser humano posee 46
cromosomas (23 pares) en sus células somáticas o corporales y 23
cromosomas no apareados en las células sexuales (gametos).
• El numero de cromosomas no indica la complejidad de la especie ya
que lo que hace única a la especie es la información especifica de sus
genes.
• En las células somáticas los cromosomas aparecen en parejas. A cada
par de estos cromosomas se les llama Cromosomas Homólogos; estos
cromosomas contienen información sobre los mismos rasgos genéticos,
aunque esta información no es necesariamente idéntica.
9. Estudio de los cromosomas
Cariotipo: Conjunto de los cromosomas de una célula ordenados según
tamaño y tipo de cromosoma; describe el número de cromosomas de cada
célula, así como el tamaño y forma de cada cromosoma.
2n =46
10.
11. Autosomas y Alosomas
44 44
En células somáticas (2n=46)
44 autosomas y 2 alosomas
En células sexuales o gametos (n=23)
22 autosomas y 1 alosomas
El cariotipo humano está formado por 23 pares de cromosomas de los
cuales 22 pares son autosomas o cromosomas somáticos, y a los integrantes
del par número 23 se los denomina cromosomas sexuales o alosomas , ya
que estos determinan el sexo. En gametos todo se reduce a la mitad.
12.
13. CELULAS DIPLOIDES (2n): son las
células que tienen cromosomas en
pares (dos juegos de
cromosomas). En la especie
humana el número diploide son 23
pares de cromosomas, en total
2n= 46 cromosomas, en las células
somáticas (células corporales que
no son gametos).
CÉLULAS HAPLOIDES (n) : Son las
que contienen un solo juego de
cromosomas o la mitad del
número normal de cromosomas en
células diploides (gametos o
células sexuales= 23 cromosomas).
14. El ser humano posee 46 cromosomas en sus células somáticas.
a) ¿Cuál es el número haploide del ser humano?
b) ¿ Cuantos alosomas o cromosomas sexuales hay en una neurona?
c) ¿ Cuantos cromosomas transmite un ser humano a su
descendencia?
d) ¿ Cuantos autosomas hay en un espermatozoide?
e) ¿ Cuantos cromosomas posee en cada una de sus células
epiteliales?
f) ¿ Qué alosoma aporta un hombre a su hija?
Autosomas y Alosomas
15. El numero diploide del perro es 2n= 78.
• ¿cuántos cromosomas hay en los espermatozoides del perro?
• ¿Cuántos autosomas y alosomas aportara el perro a su descendencia?
• ¿Cuántos alosomas hay en las células de su corazón?
• ¿Cuántos autosomas posee en sus neuronas?
• ¿Cuantos cromosomas tendrán las células de cada uno de sus hijos?
Autosomas y Alosomas
EJERCICIO
16. El ciclo celular es la serie de eventos consecutivos que ocurren en la vida de
una célula. Este ciclo consiste en 2 fases principales: Interfase y Fase M.
18. INTERFASE
La mayor parte de la vida celular transcurre en interfase. En esta fase la
célula se mantiene activa metabólicamente sintetizando materiales
necesarios y creciendo; presenta todas sus partes y el ADN se encuentra en
estado de cromatina. La interfase se subdivide en tres fases: G1, S y G2.
19. INTERFASE
Fase S (Síntesis): Replicación del ADN. Cada cromosoma se duplica
por lo que cada cromosoma estará constituido por dos
cromátidas.
Fase G1: La célula entra en un periodo de crecimiento, aumenta de
tamaño y sintetiza proteínas, lípidos y otras moléculas
biológicamente importantes.
Fase G2: La célula sintetiza proteínas, ARN y repara los errores en el
nuevo ADN sintetizado. Se prepara para la división celular; los
cromosomas comienzan a condensarse.
20. FASE M: MITOSIS Y CITOCINESIS
Citocinesis: división del citoplasma celular para
formar dos células hijas. Comienza generalmente
antes de que la mitosis termine.
Mitosis: división del núcleo en dos núcleos idénticos;
inicia al final de la fase G2.
22. FASE M: MITOSIS
MITOSIS
1. Proceso de división
nuclear que produce
dos núcleos idénticos
al núcleo parental.
2. Garantiza que cada
célula hija reciba el
mismo número y tipo
de cromosomas que
la célula parental o
progenitora. Es un
proceso continuo
que se divide en 4
etapas.
http://www.bionova.org.es/animbio/anim/mitosis1.swf
24. PROFASE
Los cromosomas
se condensan
Hay dos pares
de centriolos
Desaparece la
membrana
nuclear y el
nucleolo
Los Centriolos se
mueven hacia los
polos de la célula
Inicia la
aparición del
huso mitótico
Las cromátidas
hermanas se
unen a las
fibras del huso
25. METAFASE
Los cromosomas se
alinean a lo largo del
plano medio de la
célula
En la metafase los cromosomas individuales son mas
visibles por lo que el cariotipo se revisa en esta fase
para identificar anormalidades cromosómicas.
26. ANAFASE
Inicia con la separación de las cromátidas
hermanas. Una vez que las cromátidas ya
no están unidas a sus duplicados a cada
cromátida se le llama cromosoma
Cada juego de
cromosomas se
mueve hacia los
polos o extremos
de la célula
28. CITOCINESIS
En células animales se forma un anillo contráctil de actomiosina
integrado a la membrana plasmática que produce un surco
divisor para separar el citoplasma de las células hijas
En células vegetales
se forma una placa
celular producto de
la unión de vesículas
originadas en el
complejo de Golgi
30. CITOCINESIS EN CELULAS VEGETALES
Las vesículas se
reúnen sobre el
plano medio
Las vesículas pequeñas
se fusionan formando
vesículas grandes
Finalmente se
forma una gran
vesícula
Nuevas paredes
celulares
Nuevas
membranas
plasmáticas
http://www.bionova.org.es/animbio/anim/mitomeio/intromito.swf
32. FUNCIONES DE LA DIVISION CELULAR POR MITOSIS
• Permite la reproducción asexual
• Participa en el crecimiento y desarrollo de un organismo
• Permite el reemplazo de células dañadas
33. Fig. 10-12, p. 224
Bacterial cell
Plasma
membrane Bacterial
chromosome
Cell wall
Origin of
replication
1
Unreplicated region
of chromosome
Two copies of
bacterial DNA
2
Z ring
3
New cell
walls
Two identical bacterial cells
4
Stepped Art
DIVISION
CELULAR
EN
PROCARIOTAS
34. REGULACION DEL CICLO CELULAR
• Ciertas moléculas regulatorias que controlan el ciclo celular son comunes a
todas las células eucariotas; estas moléculas son genéticamente programadas en
el núcleo de la célula. Los mecanismos de control en el programa genético,
llamados puntos de control del ciclo celular, aseguran que todos los eventos de
una etapa particular sean completados antes del inicio de la siguiente etapa.
• Algunas moléculas claves implicadas en la regulación del ciclo celular son las
proteínas cinasas o quinasas, enzimas que activan o desactivan a otras proteínas
mediante su fosforilación. Las proteínas cinasas implicadas en el control del ciclo
celular son las cinasas dependientes de ciclina (Cdk).
• Los genes que codifican las moléculas implicadas en los puntos de control son
críticamente importantes para el ciclo celular. Si uno de estos genes es
defectuoso puede conducir a cáncer o alguna otra seria enfermedad. Los
oncogenes (genes causantes de cáncer) surgen de cambios en la expresión de
ciertos genes denominados protooncogenes que son genes normales que se
encuentran en todas las células y que están implicados en el control del
crecimiento y desarrollo. También la mutación de los genes supresores de tumor
puede causar cáncer.
35.
36. CANCER Y DESARROLLO CELULAR
El cáncer es la división incontrolada de las células que resulta de la expresión
anormal de genes críticos para la división celular. Como consecuencia del
crecimiento anómalo algunas células cancerígenas forman una masa de tejido
llamada tumor o neoplasma. Un neoplasma puede ser benigno o maligno.
Algunas formas de cáncer causan metástasis (diseminación de células
cancerígenas a diferentes partes del cuerpo).
Existen diversos tipos de cáncer:
-Carcinomas (se originan en tejido epitelial)
-Sarcomas (se desarrolla a partir de tejido conectivo o muscular)
-Linfomas y leucemias (tienen origen hematológico)
-Gliomas (se desarrollan en el tejido nervioso)
La mayoría de los tipos de cáncer son desencadenados por carcinógenos (agentes
productores de cáncer) en el ambiente, la dieta y el estilo de vida.
37. MEIOSIS
MEIOSIS
1. Proceso de división nuclear
a través del cual, a partir de
una célula somática
(diploide), se originan
cuatro células gaméticas
(haploides).
Función: reducir el número de
cromosomas a la mitad (Diploide a
Haploide) en los gametos para
garantizar que la descendencia tenga
el mismo número de cromosomas que
sus padres.
La meiosis ocurre en las
gónadas ( ovarios y
testículos) mediante
dos divisiones nucleares
consecutivas
denominadas Meiosis I
y Meiosis II.
38. Meiosis I: El par de cromosomas
homólogos compañeros se separan
y se mueven hacia diferentes
núcleos
Meiosis II: Las cromátidas
hermanas que forman a cada uno
de los cromosomas duplicados se
separan entre sí y son distribuidas
a dos distintos núcleos.
MEIOSIS
40. PROFASE I
Sinapsis y entrecruzamiento de
cromosomas homólogos
Centriolos duplicados
migran a los polos
Desaparece la
membrana nuclear
Formación
de tétradas
Centriolos
ubicados en los
polos opuestos
forman el huso
Aparición del
huso meiótico
44. TELOFASE I & CITOCINESIS
Reaparece la
membrana nuclear
Al final de la MEIOSIS I, se obtienen dos células haploides con 2
cadenas de ADN. En el ser humano se encontrarán 23 cromosomas
duplicados en cada célula, es decir 46 cromátidas.
Desaparecen los
microtúbulos del
huso
46. MEIOSIS II
En la MEIOSIS II, se separan las cromátidas hermanas. Las fases son
similares a las que ocurren en la mitosis.
47. INTERFASE II (INTERCINESIS)
Las dos células hijas resultantes de la MEIOSIS I entran en
intercinesis donde los cromosomas se desempaquetan parcialmente.
EN ESTA ETAPA NO OCURRE DUPLICACIÓN DEL MATERIAL GENÉTICO.
PROFASE II
Ocurren muchos aspectos similares a la profase mitótica.
No ocurre SINAPSIS, por lo cual no se da la recombinación genética.
49. ANAFASE II
Las CROMÁTIDAS HERMANAS se
separan y se mueven hacia los
polos o extremos de la célula.
Cada cromátida ahora se
denomina cromosoma.
50. TELOFASE II
Desaparece el huso, las membranas
nucleares se forman de nuevo, los
cromosomas se alargan para formar
cromatina y ocurre la citocinesis.
51. CITOCINESIS II
Al final de la MEIOSIS II, se obtienen cuatro células haploides cada una con
un cromosoma de cada tipo. En los seres humanos cada célula haploide
contiene 23 cromosomas con diferente combinación de genes.
53. IMPORTANCIA O FUNCIONES DE LA MEIOSIS
• Mantiene el número de cromosomas en la descendencia al formar
gametos haploides.
• Permite la variabilidad genética.
óvulo
n=23
Espermatozoide
n=23 2n=46
54. CUADRO COMPARATIVO
MITOSIS MEIOSIS
Ocurre en las células somáticas. Ocurre en la formación de gametos
(células sexuales).
No hay entrecruzamiento de
cromosomas homólogos.
Los cromosomas homólogos se aparean
en sinapsis y ocurre el
entrecruzamiento.
Se mantiene el número de
cromosomas (diploide).
El número de cromosomas se reduce a
la mitad (haploide).
Ocurre una división. Ocurren dos divisiones.
Se producen dos células hijas. Se producen cuatro células hijas.
Las células hijas son idénticas entre sí
y a la célula madre.
Las células hijas tienen combinaciones
variadas de cromosomas y no son
idénticas a la célula madre ni entre ellas.
55. GAMETOGÉNESIS
Es el proceso de formación de gametos (óvulos y espermatozoides)
en humanos y otros vertebrados. Se lleva a cabo en órganos
conocidos como gónadas.
La gametogénesis masculina recibe el nombre de espermatogénesis,
y la gametogénesis femenina es conocida como ovogénesis.
Gónadas masculinas: Testículos Gónadas femeninas: Ovarios
58. OVOGÉNESIS
En el desarrollo prenatal las oogonias aumentan de tamaño y se vuelven oocitos primarios
Cuando la niña nace los oocitos primarios experimentan meiosis I y se quedan en profase I.
En este momento entran en una etapa de reposo que dura toda la infancia y vida adulta.
Con el inicio de la pubertad algunos folículos maduran cada mes. Conforme el folículo madura
el oocito primario completa la meiosis I formando 2 células hijas (n) de diferente tamaño. La
más pequeña, el primer cuerpo polar se divide formando dos cuerpo polares que se
desintegran. La más grande, el oocito secundario experimenta meiosis II y permanece en
metafase II hasta la fertilización .
Cuando la meiosis continúa , la meiosis II origina un solo ovulo y un segundo cuerpo polar.
61. ESPERMATOGÉNESIS
Las espermatogonias se dividen por mitosis. Algunas crecen y se convierten en
espermatocitos primarios
Cada espermatocito primario pasa por meiosis I que produce 2 espermatocitos
secundarios haploides (n)
Mediante meiosis II, cada uno de los dos espermatocitos secundarios origina 2
espermátidas haploides (n) (total 4 espermátidas).
Cada espermátida se diferencia en un espermatozoide maduro por un proceso llamado
espermiogénesis.
62. CUADRO COMPARATIVO
OVOGENESIS ESPERMATOGENESIS
Inicia en la etapa embrionaria Inicia en la pubertad
Produce una célula funcional (un
ovulo)y tres cuerpos polares a partir de
una célula diploide
Produce cuatro células funcionales
(espermatozoides) a partir de una célula
diploide
Se forma un óvulo una vez al mes Se forman millones de espermatozoides
diariamente
Finaliza con la menopausia Es un proceso continuo e ininterrumpido
No requiere proceso de diferenciación Requiere un proceso de diferenciación
Notas del editor
La mitosis se considera, como el proceso altamente ordenado que asegura que una célula progenitora transmita una copia de cada cromosoma a cada una de sus dos células hijas. De esta manera, se conserva el número de cromosomas a través de sucesivas divisiones mitóticas. La mayoría de las células somáticas (células corporales) de las eucariotas se dividen por mitosis.
la meiosis, un proceso que reduce a la mitad el número de cromosomas. Los ciclos de vida sexual en eucariotas requieren meiosis. La reproducción sexual implica la fusión de dos células sexuales, o gametos, para formar un huevo fertilizado llamado cigoto. La meiosis hace posible que cada gameto sólo contenga la mitad del número de cromosomas de la célula progenitora , evitando así que los cigotos tengan el doble de cromosomas que sus progenitores.
cromosoma signifi ca “cuerpo coloreado”, los cromosomas son practicamente incoloros; el termino se refi ere a la facilidad para ser tenidos por ciertos colorantes. En la decada de 1880, los microscopio opticos habian sido mejorados de manera tal que cientifi cos como el biólogo aleman Walther Fleming empezo a observar cromosomas durante la division celular. En 1903, el biologo estadounidense Walter Sutton y el biologo aleman Th eodor Boveri notaron independientemente que los cromosomas eran los portadores fisicos de los genes, correspondiente a aquellos factores geneticos que Gregor Mendel descubrio en el siglo xix
Las celulas procariotas y eucariotas difieren significativamente en la cantidad y organización de las moléculas de ADN.
Que hace una celula eucariota para condensar su ADN en los cromosomas?
Este proceso se facilita mediante ciertas proteínas conocidas como histonas.1 Las histonas presentan carga positiva porque contienen una alta proporción de aminoácidos con cadenas laterales básicas (vea el capitulo 3). Estas histonas se asocian con el ADN, que presenta una carga negativa debido a sus grupos fosfato, para formar estructuras llamadas nucleosomas. La unidad fundamental de cada nucleosoma consiste en una estructura de ocho moléculas de histonas (dos por cada uno de los cuatro tipos de histonas), semejantes a las perlas de un collar, con 146 pares de bases de ADN envueltas alrededor del núcleo proteínico.
Las células procariotas y eucariotas difieren significativamente en la cantidad y organización de las moléculas de ADN.
Que hace una célula eucariota para condensar su ADN en los cromosomas?
Este proceso se facilita mediante ciertas proteínas conocidas como histonas.1 Las histonas presentan carga positiva porque contienen una alta proporción de aminoácidos con cadenas laterales básicas (vea el capitulo 3). Estas histonas se asocian con el ADN, que presenta una carga negativa debido a sus grupos fosfato, para formar estructuras llamadas nucleosomas. La unidad fundamental de cada nucleosoma consiste en una estructura de ocho moléculas de histonas (dos por cada uno de los cuatro tipos de histonas), semejantes a las perlas de un collar, con 146 pares de bases de ADN envueltas alrededor del núcleo proteínico.
Los nucleosomas funcionan como pequeños carretes, evitando que el ADN se enrede. la importancia de esa función, que ilustra la enorme longitud del ADN que se desenvuelve del cromosoma de un ratón después de que los investigadores eliminaron las histonas. El papel de las histonas no solo es implemente estructural, ya que su arreglo también afecta la actividad del ADN con el que están asociadas. Cada vez mas se reconoce que las histonas son una parte importante de la regulación de la expresión genética, es decir, si los genes son o no activados. En el capitulo 14 se analiza la regulación genética mediante histonas.
El enrollamiento del ADN en los nucleosomas representa el primer nivel de organización de la estructura cromosómica.
En la cromatina extendida, esas fibras forman largos lazos enrollados que se mantienen unidos por las proteínas de andamiaje, (diferentes a las histonas) ayudando a mantener la estructura cromosómica. Entonces los lazos de ADN interactúan para formar la cromatina condensada encontrada en un cromosoma. Los biólogos celulares han identificado un grupo de proteínas, colectivamente llamadas condensina, requeridas para la compactación cromosómica. La condensita se une al ADN y lo envuelve en lazos enrollados que son compactados en un cromosoma mitótico o meiotico.
Pero los humanos no somos humanos solo por tener 46 cromosomas. Otras especies, como el olivo, también tienen 46. Así mismo, algunas personas presentan una composición cromosómica anormal con mas de 46 o menos.
Otras especies tienen diferentes números de cromosomas. Ciertas especies de lombrices intestinales solo tienen 2 cromosomas en cada célula, mientras que algunos cangrejos tienen cerca de 200, y algunos helechos tienen mas de 1000. La mayoría de las especies animales y vegetales.
Cromosomas autosómicos: cualquier cromosoma que no tenga características sexuales.
