Chapter 1 Teresa Audesirk Gerald Audesirk Bruce E. Byres

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1 Chapter 1 Teresa Audesirk Gerald Audesirk Bruce E. Byres
Ciencias Biológicas 2 Teresa Audesirk Gerald Audesirk Bruce E. Byres

2 Reproducción Celular Continuidad de la vida
Chapter 1 Ciencias Biológicas 2 Capítulo 1 - Parte B - Reproducción Celular Continuidad de la vida

3 Biology: Life on Earth (Audesirk)
Capítulo 1: Reproducción celular Continuidad de la vida Chapter 11

4 La división celular es un proceso controlado.
1. La frecuencia y el lapso de tiempo de la división celular es controlada. 2. Las células reciben señales para dividirse o no dividirse.

5 El cáncer es el resultado de una división celular fuera de control.
1. Las células cancerosas no responden o responden incorrectamente a las señales de control.

6 El cáncer Casi uno de cada tres americanos contraerá algún tipo de cáncer. El cáncer al pulmón es el más común y es la patología de más rápido crecimiento.

7 El cáncer C. Más de muertes por año se deben al cáncer en los Estados Unidos. D. Es la segunda causa de muerte en los Estados Unidos y en la mayoría de los países industrializados.

8 Biology: Life on Earth (Audesirk)
El cáncer El nivel de riesgo de desarrollar cáncer se puede controlar. 1. La exposición a cancerígenos/mutágenos aumenta el riesgo. 2. Hábitos alimenticios. F. Las investigaciones sobre el cáncer involucran estudios acerca de la división celular. Chapter 11

9 Biology: Life on Earth (Audesirk)
Fisión binaria Punto de fijación Pared celular ADN duplicado Membrana plasmática Figure: 11.1 Title: Prokaryotic cells divide by binary fission Caption: 1) The circular DNA double helix attaches to the plasma membrane at one point. 2) The DNA replicates and the two DNA double helices attach to the plasma membrane at nearby points. 3) As the cell grows, new plasma membrane is added between the attachment points, pushing them further apart. 4) The plasma membrane grows inward at the middle of the cell. 5) The parent cell has divided into two daughter cells. Membrana expandida ADN circular Chapter 11

10 Fisión binaria constricción fisión

11 Biology: Life on Earth (Audesirk)
Figure: 11.1 Title: Prokaryotic cells divide by binary fission Caption: 1) The circular DNA double helix attaches to the plasma membrane at one point. 2) The DNA replicates and the two DNA double helices attach to the plasma membrane at nearby points. 3) As the cell grows, new plasma membrane is added between the attachment points, pushing them further apart. 4) The plasma membrane grows inward at the middle of the cell. 5) The parent cell has divided into two daughter cells. Chapter 11

12 Biology: Life on Earth (Audesirk)
Bacteria en división Material nuclear Plano de división Pared celular Citoplasma Figure: 11.1a Title: Prokaryotic cells divide by binary fission Caption: 1) The circular DNA double helix attaches to the plasma membrane at one point. 2) The DNA replicates and the two DNA double helices attach to the plasma membrane at nearby points. 3) As the cell grows, new plasma membrane is added between the attachment points, pushing them further apart. 4) The plasma membrane grows inward at the middle of the cell. 5) The parent cell has divided into two daughter cells. Chapter 11

13 Funciones de la mitosis
Biology: Life on Earth (Audesirk) Funciones de la mitosis Órganos Huevo fertilizado (cigoto) Etapa multicelular División celular mitótica y diferenciación Figure: 11.2 Title: Mitotic cell division in eukaryotic cells produces cells needed for growth, development, and maintenance and repair Caption: Mitotic cell divisions produce the cells that make up the body of an embryo . Mitotic cell divisions continue to allow the embryo to grow, eventually, into an adult. (d) In the adult, mitotic cell divisions maintain tissues such as skin that are made of cells with short life spans. División celular mitótica Tejidos Chapter 11

14 Protozoo: reproducción asexual por mitosis
Biology: Life on Earth (Audesirk) Protozoo: reproducción asexual por mitosis Figure: 11.3a Title: Mitotic cell division in eukaryotes enables asexual reproduction Caption: In unicellular microorganisms, such as the protist Tetrahymena, mitotic cell division produces two new, independent organisms. Individuos nuevos Chapter 11

15 Levaduras: reproducción asexual por mitosis
Biology: Life on Earth (Audesirk) Levaduras: reproducción asexual por mitosis Las levaduras, que son hongos unicelulares, se reproducen por mitosis. El brote se forma en la célula. El núcleo se mueve hacia el brote. Los brotes se separan. Figure: 11.3b Title: Mitotic cell division in eukaryotes enables asexual reproduction Caption: Yeast, a unicellular fungus, reproduces by mitotic cell division. Chapter 11

16 Hidra: reproducción asexual por mitosis
Biology: Life on Earth (Audesirk) Figure: 11.3c Title: Mitotic cell division in eukaryotes enables asexual reproduction Caption: Hydra, a freshwater relative of jellyfish, grows a miniature replica of itself (a bud) protruding from its side. When fully developed, the bud breaks off and assumes independent life. Chapter 11

17 Biology: Life on Earth (Audesirk)
Los árboles de las arboledas de álamo temblón son genéticamente idénticos Tres arboledas individuales cerca de Aspen, Colorado. Cada árbol crece a partir de las raíces de un solo árbol ancestral. En el otoño el comportamiento de sus hojas muestra la identidad genética dentro de una arboleda y las diferencias genéticas entre arboledas. Los árboles de esta arboleda ya han perdido sus hojas. Los árboles de esta arboleda han comenzado a cambiar de color. Figure: 11.4 Title: The trees in aspen groves are genetically identical Caption: Each tree grows up from the roots of a single ancestral tree. This photo shows three separate groves near Aspen, Colorado. In fall the behavior of their leaves shows the genetic identity within a grove and the genetic difference between groves. One entire grove is still green (bottom), the second has turned bright gold (middle), and the third has already lost its leaves (top). Los árboles de esta arboleda todavía están verdes. Chapter 11

18 La división celular y el ciclo de la célula
Diferentes tipos de células tienen distintas velocidades de división celular. 1. Algunas células de tejidos ya desarrollados nunca se dividen (células nerviosas, células del músculo equelético, glóbulos rojos).

19 La división celular y el ciclo de la célula
2. Algunas células se encuentran en estado de reposo (G0) y no entran al ciclo celular hasta que reciben una señal para hacerlo. 3. Otras células están continuamente entrando al ciclo celular.

20 La división celular y el ciclo de la célula
La división celular resulta de una señal extracelular. 1. Citocinesis — se secretan moléculas que se unen a receptores de membrana específicos. a. Microfilamentos fijos en la membrana plasmática forman un anillo en torno al cuador de la célula. b. Este anillo se contrae y constriñe el ecuador de la célula, hasta que el citoplasma se divide en dos células hijas nuevas.

21 Mitosis, meiosis y el ciclo sexual
Biology: Life on Earth (Audesirk) Mitosis, meiosis y el ciclo sexual mitosis para el mantenimiento del organismo mitosis para el mantenimiento del organismo meiosis en el ovario para producir óvulos meiosis en el testículo para producir espermatozoides óvulo espermatozoide óvulo fecundado Figure: 11.5 Title: Mitotic and meiotic cell division in humans Caption: Mitotic cell divisions maintain and repair the bodies of adults. Within ovaries, meiotic cell division produces eggs; within testes, meiotic cell division produces sperm. Fusion of an egg and a sperm produce a fertilized egg that undergoes hundreds of mitotic cell divisions to produce a baby that can grow by additional mitotic cell divisions into an adult, completing the life cycle. mitosis para formar estucturas corporales y crecer embrión bebé mitosis para crecer adulto Chapter 11

22 Condensación del cromosoma
Biology: Life on Earth (Audesirk) Condensación del cromosoma Un cromosoma; una doble hélice de ADN no condensado Un cromosoma duplicado; dos dobles hélices de ADN no condensado Replicación del ADN Condensación de cromosomas célula Un cromosoma duplicado; dos dobles hélices de ADN condensado pares de bases Figure: 11.6 Title: Chromosome condensation Caption: Before cell division begins, the DNA double helix in each chromosome replicates. The two newly made double helices remain associated with each other. When cell division begins, the duplicate chromosomes condense and become visible. At this stage, each duplicated chromosome contains two identical DNA double helices. Each DNA double helix is contained within a sister chromatid. Condensation of the duplicated chromosome requires action of many proteins, including histones. cromátida centrómero histonas Chapter 11

23 Cromosomas humanos durante la mitosis
Biology: Life on Earth (Audesirk) Cromosomas humanos durante la mitosis Figure: 11.UN06a Title: Formation of sister chromatids Caption: Chapter 11

24 Cariotipo humano masculino
Biology: Life on Earth (Audesirk) Cariotipo humano masculino La tinción y fotografía del juego de cromosomas duplicados de una sola célula en proceso de división permite obtener su cariotipo. Se disponen en orden desendente de tamaño. Se presentan en pares (homólogos) que son semejantes en cuanto a tamaño y modalidad de tinción y que contienen un material genético similar. Figure: 11.UN06b Title: Formation of daughter chromosomes Caption: Chapter 11

25 Ciclo celular eucariótico
Biology: Life on Earth (Audesirk) Ciclo celular eucariótico G0: no hay división Mitosis S: Síntesis de ADN; los cromosomas se duplican profase G1: Crecimiento 1 anafase metafase telofase citocinesis G2: Crecimiento 2 interfase división celular Figure: 11.9 Title: The eukaryotic cell cycle Caption: The eukaryotic cell cycle consists of two major phases, interphase and cell division. Each is divided into subphases. Chapter 11

26 Biology: Life on Earth (Audesirk)
Fases de la mitosis, 1 Interfase: los delgados cromosomas (azules) se hallan en estado de despliegue y aparecen como una masa en el centro de la célula. Los microtúbulos (rojos) se despliegan desde el núcleo, hacia todas las partes de la célula. Profase tardía: los cromosomas (azules) se han condensado y fijado a los microtúbulos de las fibras del huso (rojos). Los microtúbulos se han reorganizado para formar el huso; los cromosomas, ahora condensados, son claramente visibles. Metafase: los cromosomas se han desplazado a lo largo del microtúbulo del huso hasta el ecuador de la célula. Figure: 11.10 Title: The cell cycle in a plant cell Caption: The eukaryotic cell cycle consists of two major phases, interphase and cell division. Each is divided into subphases. Chapter 11

27 Separación de las cromátidas hermanas
Durante la metafase, las cromátidas hermanas se mantienen unidas al centrómero. Al final de la metafase, el centrómero libera a las cromátidas hermanas. En la anafase, ellas se desplazan hacia los polos opuestos.

28 Fases de la mitosis, 2 Anafase: las cromátidas hermanas se han separado y un juego de cromosomas se desplaza a lo largo del microtúbulo del huso hacia cada uno de los polos de la célula. Reanudación de la interfase: los cromosomas se relajan nuevamente para adoptar su estado desplegado. Los microtúbulos del huso desaparecen y los microtúbulos de las células hijas se reorganizan para adoptar el patrón propio. Telophase: los cromosomas han formado dos agrupamientos, cada uno en el lugar que ocupará el futuro núcleo.

29 Mitosis: profase - metafase
Biology: Life on Earth (Audesirk) Mitosis: profase - metafase Las interacciones entre los cinetocoros y los microtúbulos alinean los cromosomas en el ecuador de la célula. Los cromosomas se han duplcado, pero permanecen alargados dentro del núcleo. El nucléolo desaparece; la envoltura nuclear se desintegra Los cromosomas se condensan y se acortan. Profase tardía Interfase tardía Profase temprana Metafase Figure: 11.11a-d Title: The cell cycle in an animal cell Caption: (a) Late interphase: The chromosomes have been duplicated but remain elongated and relaxed within the nucleus. The centrioles have also been duplicated. (b) Early prophase: The chromosomes condense, shortening and thickening. The centrioles begin to move apart, and the spindle microtubules begin to form between them. (c) Late prophase: The nucleolus disappears; the nuclear envelope breaks down, and the spindle microtubules attach to the kinetochore of each sister chromatid (red spot). (d) Metaphase: Interactions between the kinetochores and the microtubules have lined up the chromosomes at the cell’s equator. Los centríolos comienzan a separarse cuando se inicia la formación de los microtúbulos del huso. Los microtúbulos del huso se fijan al cinetocoro (punto rojo) de cada cromátida hermana. También los centríolos se han duplicado. Chapter 11

30 Mitosis anafase - citocinesis
Biology: Life on Earth (Audesirk) Mitosis anafase - citocinesis Los microtúbulos del huso libres se deslizan unos respecto a otros y separan los polos empujándolos. Un juego completo de cromosomas comienza a desenroscarse (estirarse) para asumir el estado desplegado. El citoplasma se divide a lo largo del ecuador de la célula progenitora Figure: 11.11e-I Title: The cell cycle in an animal cell Caption: (e) Anaphase: Chromatids separate at the centromere, becoming independent chromosomes that move toward the opposite poles of the cell. The free spindle microtubules slide past one another, pushing the poles farther apart. (f) Telophase: One complete set of chromosomes reaches each pole. The chromosomes relax into their extended state, the spindle microtubules begin to disappear, and the nuclear envelopes begin to re-form. (g) Cytokinesis: At the end of telophase, the cytoplasm is divided along the equator of the parent cell, with each daughter cell receiving one nucleus and about half the original cytoplasm. (h) Interphase of daughter cells: The daughter cells enter interphase. The spindle microtubules disappear, the nuclear envelope re-forms, the chromosomes finish extending, and the nucleolus reappears. Próx. Interfase Anafase Telofase Citocinesis Las cromátidas se separan por el centrómero y se convierten en cromosomas independientes. Se comienzan a formar denuevo las envolturas nucleares y se inicia la desaparición de los microtúbulos del huso. Cada célula hija recibe un núcleo y aproximadamente la mitad del citoplasma original. Los microtúbulos del huso desaparecen, la envoltura nuclear se forma nuevamente. Chapter 11

31 Citocinesis de una célula ciliada
Biology: Life on Earth (Audesirk) Citocinesis de una célula ciliada Células hijas Figure: 11.12b Title: Cytokinesis in an animal cell Caption: Cytokinesis has almost separated the two daughter cells. Surco de separación Chapter 11

32 Citocinesis en una célula vegetal
Biology: Life on Earth (Audesirk) Citocinesis en una célula vegetal La vesículas de fusionan para formar una nueva pared celular y membranas plasmáticas entre las células hijas. Separación total de las células hijas. pared celular Figure: 11.13 Title: Cytokinesis in a plant cell Caption: Carbohydrate-filled vesicles produced by the Golgi complex congregate at the equator of the cell, forming the cell plate. The membranes of the vesicles will fuse to form the two plasma membranes separating the daughter cells; their carbohydrate contents form part of the cell wall. Las vesículas llenas de carbohidratos forman la placa celular Chapter 11

33 La reproducción sexual utiliza un tipo especial de división celular
Reproducción asexual por mitosis. B. Reproducción sexual por meiosis.

34 La reproducción sexual utiliza un tipo especial de división celular
La reproducción sexual ocurre en los organismos diploides. 1. Los organismos diploides poseen cromosomas homólogos.

35 La reproducción sexual utiliza un tipo especial de división celular
Características de la meiosis. 1. Ocurre en las células sexuales y produce gametos. 2. Como resultado de la división se obtienen células haploides. 3. Involucra dos divisiones secuenciales y da como resultado 4 células. 4. Produce células que son genéticamente diferentes.

36 Biology: Life on Earth (Audesirk)
Meiosis I Los cromosomas homólogos intercambian ADN y se alinean por pares. Los cromosomas homólogos se desplazan hacia polos opuestos Los cromosomas homólogos se aparean y se entrecruzan Figure: 11.14a-d Title: The details of meiotic cell division Caption: In meiotic cell division (meiosis and cytokinesis), the homologous chromosomes of a diploid cell are separated, producing four haploid daughter cells. Each daughter cell contains one member of each pair of parental homologous chromosomes. In these diagrams, two pairs of homologous chromosomes are shown, large and small. The yellow chromosomes are from one parent (for example, the father), and the violet chromosomes are from the other parent. (a) Prophase I. Duplicated chromosomes condense. Homologous chromosomes pair up and chiasmata occur as chromatids of homologues exchange parts. The nuclear envelope disintegrates, and spindle microtubules form. (b) Metaphase I. Paired homologous chromosomes line up along the equator of the cell. One homologue of each pair faces each pole of the cell and attaches to spindle microtubules via its kinetochore (red). (c) Anaphase I. Homologues separate, one member of each pair going to each pole of the cell. Sister chromatids do not separate. (d) Telophase I. Spindle microtubules disappear. Two clusters of chromosomes have formed, each containing one member of each pair of homologues. The daughter nuclei are therefore haploid. Cytokinesis commonly occurs at this stage. There is little or no interphase between meiosis I and meiosis II. Profase I Metafase I Anafase I Telofase I Chapter 11

37 Biology: Life on Earth (Audesirk)
Meiosis II Es similar a la mitosis Figure: 11.14e-I Title: The details of meiotic cell division Caption: In meiotic cell division (meiosis and cytokinesis), the homologous chromosomes of a diploid cell are separated, producing four haploid daughter cells. Each daughter cell contains one member of each pair of parental homologous chromosomes. In these diagrams, two pairs of homologous chromosomes are shown, large and small. The yellow chromosomes are from one parent (for example, the father), and the violet chromosomes are from the other parent. (e) Prophase II. If chromosomes have relaxed after telophase I, they recondense. Spindle microtubules re-form and attach to the sister chromatids. (f) Metaphase II. Chromosomes line up along the equator, with sister chromatids of each chromosome attached to spindle microtubules that lead to opposite poles. (g) Anaphase II. Chromatids separate into independent daughter chromosomes, one former chromatid moving toward each pole. (h) Telophase II. Chromosomes finish moving to opposite poles. Nuclear envelopes re-form, and the chromosomes become extended again (not shown here). (i) Four haploid cells. Cytokinesis results in four haploid cells, each containing one member of each pair of homologous chromosomes (shown here in condensed state). cuatro células haploides Profase II Metafase II Anafase II Telofase II Chapter 11

38 Biology: Life on Earth (Audesirk)
Entrecruzamiento Los homólogos se aparean. Cadenas de proteínas “cierran” los cromosomas homólogos como una cremallera. Las enzimas de recombinación cortan y separan las cromátidas y las vuelven a unir. Los homólogos se separan con nuevas cominaciones de genes. Figure: 11.15 Title: The mechanism of crossing over Caption: 1) Homologous chromosomes pair up side by side. 2) One end of each chromosome binds to the nuclear envelope. Protein strands “zip” homologous chromosomes together. 3) Homologous chromosomes are fully joined by protein strands. 4) Recombination enzymes bind to the chromosomes. Recombination enzymes snip chromatids apart and reattach the chromatids. Chiasmata are formed when one end of a chromatid of a paternal chromosome (yellow) is attached to the other end of a chromatid of a maternal chromosome (violet). 5) The protein strands and recombination enzymes leave as the chromosomes condense. The chiasmata remain as locations where homologous chromosomes are twisted around each other, helping to hold homologues together. Chapter 11

39 Comparación de los husos formados durante la mitosis y la meiosis I.
Biology: Life on Earth (Audesirk) Comparación de los husos formados durante la mitosis y la meiosis I. Meiosis I: cromosomas duplicados, cada uno con un cinetocoro; los homólogos apareados se desplazan hacia polos opuestos. Figure: 11.16 Title: A comparison of the spindles formed during mitosis and meiosis I Caption: (a) In mitosis, homologous chromosomes are not paired. The kinetochores of sister chromatids are attached to kinetochore microtubules that lead to opposite poles. When the sister chromatids separate during anaphase, the newly independent daughter chromosomes move to opposite poles of the cell. (b) In meiosis I, homologous chromosomes are paired. Both kinetochores of the sister chromatids of a single chromosome are attached to kinetochore microtubules that lead to the same pole. During anaphase I, sister chromatids of each chromosome remain together, moving to the same pole, but homologous chromosomes separate and move to opposite poles. Mitosis: cromosomas duplicados, cada uno con un cinetocoro; los homólogos no están apareados las cromátidas hermanas se separan y se desplazan hacia polos opuestos. Chapter 11

40 Meiosis / mitosis: fases comparables
Biology: Life on Earth (Audesirk) Meiosis / mitosis: fases comparables Figure: 1.1 Title: A comparison of mitotic and meiotic cell divisions in animal cells Caption: In these diagrams, comparable phases are aligned. In both mitosis and meiosis, chromosomes are replicated during interphase. Meiosis I, with the pairing of homologous chromosomes, formation of chiasmata, exchange of chromosome parts, and separation of homologues to form haploid daughter nuclei, has no counterpart in mitosis. Meiosis II, however, is similar to mitosis. Chapter 11

41 Escenarios de alineamiento de los cromosomas en la metafase
Biology: Life on Earth (Audesirk) Figure: 11.UN16 Title: Shuffling of homologues in anaphase I and genetic variability Caption: Three pairs of homologous chromosomes will produce eight possible sets of chromosomes in anaphase I. Chapter 11

42 Reproducción sexual Errores en la meiosis.
1. No disyunción — Falla en la separación de los pares de cromosomas homólogos en la anafase de la meiosis I, por lo que los cromosomas no se agregan correctamente a las células hijas. a. Resultan gametos con un número anormal de cromosomas. b. Los embriones producto de la fusión de gametos con número anormal de cromosomas abortan espontáneamente y representan de 20% a 50% de todos los embarazos malogrados.

43 Reproducción sexual Errores en la meiosis.
2. No disyunción de los autosomas. a. Trisomía 21— Síndrome de Down. b. Trisomía 13 — Síndrome de Patau. c. Deleción del cromosoma 5 — Síndrome de Cri du chat.

44 Reproducción sexual 3. No disyunción de los cromosomas sexuales.
a. Síndrome de Turner (XO). b. Trisomía X (XXX). c. Síndrome de Klinefelter (XXY). d. Machos XXY. 4. Reproducción partenocárpica.

45 Fin