División celular.

Presentación del tema: "División celular."— Transcripción de la presentación:

1 División celular

2 División celular en eucariotas
Los organismos eucarióticos se dividen por mitosis para producir células idénticas. Es un proceso complejo que incluye 2 sistemas citosqueléticos. Las bandas de ADN linear se separan por sistemas motores complejos (huso mitótico).

3 Cromosomas El contenido genético de una célula se conoce como genoma.
Las moléculas de ADN de una célula están empacadas en sus cromosomas.

4 Cromosomas en eucariótidas
Los cromosomas de eucariótidos Consisten de cromatina, un complejo de ADN y proteína que se condensa cuando cesa la división celular. En animales y plantas que se reproducen sexualmente: Las células somáticas tienen dos juegos de cromosomas (diploides). Los gametos sólo tienen un juego de cromosomas (haploides).

5 Cromosomas eucarióticos
El material genético se mantiene en los cromosomas. Durante la división celular, los cromosomas se duplican precisamente. Los eucarióticos tienen uno o más cromosomas. El arreglo de los genes del núcleo es linear; sólo hay ADN circular en los mitocondrios y los cloroplastos.

6 Cromosomas eucarióticos
El ADN del núcleo está protegido por la membrana nuclear y los nucleosomas. Los genes se arreglan en los cromosomas como cuentas. Estudios recientes en el Proyecto del Genoma Humano indican que hay ~30,000 genes.

7 Cromosomas eucarióticos
Teñidos con Ab contra los centrómeros (amarillo)

8 23 Cromosomas de Homo sapiens
En los humanos existen 23 pares de cromosomas, un total de 46. Existen 2 cromosomas del sexo: X y Y Los demás22 pares se llaman autososmas . Se pueden teñir con Giemsa para observar diferencias en la asociación entre ADN y proteínas. Las bandas son diferentes en cada cromosoma.

9 Ciclo celular El proceso de división celular mitótica es parte integral del ciclo celular. La división celular resulta en dos células hijas genéticamente idénticas. Las células duplican su material genético antes de dividirse. Esto asegura que cada célula hija reciba una copia exacta de su material genético, ADN.

10 Ciclo celular en eucariótidos
Es una secuencia de eventos necesarios para la división celular y el crecimiento. Incluye dos fases principales: Interfase – es el tiempo después de la división celular; entre 2 divisiones. Fase mitótica – incluye la división del núcleo (mitosis) y la división del citoplasma (citoquinesis).

11 Ciclo celular INTERFASE S (síntesis de DNA) G1 G2 Citocinesis Mitosis
FASE MITÓTICA

12 Ciclo celular en eucarióticos
Interfase: G1: Gap 1 Mantenimiento normal Funciones celulares básicas Es el punto donde se detienen la división celular. S: Sintesis de ADN Se dividen los centriolos. Se duplica el ADN. G2: Gap 2 Preparación para dividirse

13 Fase M (Mitosis) Mitosis Citocinesis Profase Metafase Anafase Telofase
Los cromosomas se condensan Metafase Los cromosomas se alinean en el ecuador. Anafase Los cromátidas hermanas se separan. Telofase Se reorganiza el núcleo. Citocinesis Las células hijas se separan.

14 Separación de cromátidashermanas
Cromosoma duplicado Cada cromosoma duplicado consiste de: Dos cromátidas hermanas, que se separan durante la división celular. Un centrómero que une las cromátidas. 0.5 µm Duplicación de cromosoma (incluyendo síntesis de DNA) Centrómero Separación de cromátidashermanas Cromátidas hermanas Centrómeros Una célula eucariótida tiene muchos cromosomas, se representa uno. Antes de la duplicación cada uno tiene una sola molécula de ADN. Luego de duplicado, un cromosoma consiste de dos cromátidas hermanas unidas por el centrómero. Cada cromátida contiene una copia de una molécula de ADN. Un proceso mecánico separa las cromátidas hermanas en dos cromosomas y las distribuye en dos células hijas (huso).

15 Organización de cromosomas : Interfase y fase M
En G1, los cromosomas son sencillos porque consisten de complejos de ADN sencillos / histonas. En S, los cromosomas se duplican y son dobles. Los cromosomas dobles se mantienen unidos por el centrómero. En G2, los cromosomas siguen siendo dobles. En M, la cromatina se condensa para tomar forma de cromosomas y las cromátidas hermanas individuales se hacen evidentes.

16 Mitosis en tejido vegetal)
El tejido donde ocurre la mitosis en plantas se conoce como meristemático. Se encuentra en los ápices de los tallos y raíces y en las yemas de las hojas.

17 Etapas del ciclo celular
Interfase Funciones normales Se duplican los cromosomas y los centríolos. Profase Temprana: la membrana nuclear se degrada, los cromosomas comienzan a condensarse. Tardía: los cromosomas se engrosan, se forma el huso mitótico entre los centríolos. Metafase Los cromosomas se alínean en el ecuador de la célula.

18 Continuación Anafase Telofase Citoquinesis
Se separan las cromátidas al dividirse el centrómero. Telofase Desaparece el huso. Reaparece la membrana nuclear y el nucleolo. Se encuentran dos juegos de cromosomas en los polos opuestos. Citoquinesis Se divide el citoplasma en dos células iguales.

19 Profase Desaparece la membrana nuclear. Desaparece el nucleolo.
Se condensa la cromatina y toma forma de cromosomas. Cromosomas duplicados se engrosan. Los centríolos se dividen y emigran a los polos opuestos. Se forma el huso mitótico entre los centríolos.

20 Metafase Las fibras del huso se unen a los cinetocoros de las cromátidas de cada cromosoma. Los cromosomas se alínean en el plano ecuatorial de la célula.

21 Metafase Algunos microtúbulos del huso mitótico:
Se unen a los cinetocoros de los cromosomas y los mueven hacia la placa de metafase. Centrosoma Áster Cromátidas hermanas Placa de Metafase cinetocoros Microtúbulos sobrelapados no-cinetocoro cinetocoros (microtúbulos) Cromosomas Microtúbulos 0.5 µm 1 µm

22 Metafase en célula vegetal

23 Anafase Las cromátidas hermanas se separan hacia los polos opuestos cuando se divide el centrómero. Los microtúbulos del huso mitótico las halan unidos al cinetocoro de cada una. Según se encogen se retraen.

24 Anafase Se separan las cromátidas hermanas.
Se mueven a lo largo de los microtúbulos del cinetocoro hacia los polos opuestos. EXPERIMENTO 1 Los microtúbulos de una célula en anafase temprana se marcaron con tinte fluorescente que brilla en el microscopio (amarillo). Polo del huso Kinetochore

25 Anafase en célula vegetal

26 Telofase Las cromátidas individuales que se encuentran en polos opuestos se consideran cromosomas sencillos. Los cromosomas se alargan, se estiran y forman la red de cromatina. Reaparece la membrana nuclear y el nucleolo. Desaparece el huso mitótico.

27 Citoquinesis La citoquinesis incluye la división del citoplasma en dos células iguales. Ocurre al final de la telofase.

28 Interfase

29 Cromosomas y microtúbulos (MTs)
Los microtúbulos (MTs) se unen al centrómero en el cinetocoro. Cada cromátida hermana tiene un cinetocoro. Las cromátidas se separan durante mitosis. Los MTs halan los cromosomas aparte aplicando presión en los cinetocoros.

30 Los microtúbulos del huso y estructuras asociadas a MT
Polos Centríolos Material pericentriolar Ásteres Microtúbulos astrales Huso mitótico MTs Polo- polo Cromosomas Cinetocoros MTs del cinetocoro

31 Citoquinesis en células animales
La citoquinesis: Depende de las fibras de actina y miosina que halan las células en la separación. La separación de cromosomas es dependiente de MT. En células animales se forma un surco de invaginación en la membrana celular que parte la célula en dos. Se deposita un anillo de microfilamentos contráctiles que halan la membrana hacia adentro.

32 Formación del surco de invaginación en la Citoquinesis animal
Anillo contráctil de microfilamentos Células hijas 100 µm (a) Invaginación y división de una célula animal (SEM)

33 Citoquinesis en células vegetales
Se forma el huso mitótico, pero no hay centríolos en los polos. Tienen cuerpos polares del huso. Se forman vesículas del Cuerpo de Golgi sobre la placa ecuatorial. Forman una vesícula grande llamada fragmoplasto con los componentes de la pared. Se forma una placa celular que da origen a paredes nuevas. La célula se divide con la formación de una nueva pared celular. Ue contiene

34 Fases de mitosis animal
G2 OF INTERPHASE PROPHASE PROMETAPHASE Centrosomes (with centriole pairs) Chromatin (duplicated) Early mitotic spindle Aster Centromere Fragments of nuclear envelope Kinetochore Nucleolus Nuclear envelope Plasma membrane Chromosome, consisting of two sister chromatids Kinetochore microtubule Figure 12.6 Nonkinetochore microtubules

35 Fases de mitosis animal
Centrosome at one spindle pole Daughter chromosomes METAPHASE ANAPHASE TELOPHASE AND CYTOKINESIS Spindle Metaphase plate Nucleolus forming Cleavage furrow Nuclear envelope forming Figure 12.6

36 Mitosis en una célula vegetal
1 Profase. La cromatina se condensa. El nucleolo comienza a desaparecer. El huso mitótico comienza a formarse, aunque no es visible en la foto. Profase tardía. Los cromosomas se hacen visibles; consisten de dos cromátidas hermanas idénticas. Desaparece la membrana nuclear. Metafase. Se completa el huso, y los cromosomas, unidos a microtúbulos en sus cinetocoros, se alinean en el ecuador. Anafase. Las cromátidas de cada cromosoma se separan, y los cromosomas hijos se mueven hacia los polos de la célula según se acortan los microtúblos del cinetocoro. Telofase. Los núcleos hijos se están formando. A la vez, la citocinesis comienza: se forma la placa celular, la cual divide el citoplasma en dos. 2 3 4 5 Núcleo Nucleolo Cromosoma Cromatina condensándose

37 Cáncer y mitosis Los tumores malignos invaden los tejidos cercanos y pueden metastizarse. Exportando células cancerosas a otras partes del cuerpo donde forman tumores secundarios. Tumor Tejido glandular Células cancerosas Vaso sanguíneo vaso linfáticol Metastasis del tumor Células cancerosas invaden tejido cercano. 2 Un tumor cece de una sola célula cancerosa. 1 Células cancerosas se dispersan a través de los vasos linfáticos y sanguíneos a otras partes del cuerpo.. 3 Un porciento pequeño de células cancerosas puede sobrevivir y establecer un nuevo tumor en otra parte del cuerpo. 4

38 Regulación del ciclo celular
Existen dos tipos de proteínas reguladoras relacionadas con el control del ciclo celular: Ciclinas Quinasas dependientes de ciclinas (Cdks)

39 Ciclinas La actividad de las ciclinas y las Cdks fluctúa durante el ciclo celular. During G1, conditions in the cell favor degradation of cyclin, and the Cdk component of MPF is recycled. 5 During anaphase, the cyclin component of MPF is degraded, terminating the M phase. The cell enters the G1 phase. 4 Accumulated cyclin molecules combine with recycled Cdk mol- ecules, producing enough molecules of MPF to pass the G2 checkpoint and initiate the events of mitosis. 2 Synthesis of cyclin begins in late S phase and continues through G2. Because cyclin is protected from degradation during this stage, it accumulates. 1 Cdk G2 checkpoint Cyclin MPF Cyclin is degraded Degraded Cyclin G1 G2 S M MPF activity Time (a) Fluctuation of MPF activity and cyclin concentration during the cell cycle (b) Molecular mechanisms that help regulate the cell cycle MPF promotes mitosis by phosphorylating various proteins. MPF‘s activity peaks during metaphase. 3

40 División reduccional Meiosis

41 Sexo y división En organismos eucariótidos que se reproducen sexualmente se combina su ADN para producir progenie. Tienen que preparar su ADN para que pueda combinarse con el DNA de otro individuo. El proceso que prepara el ADN se conoce como meiosis.

42 Sexo y diploidía (2N) Los organismos que se reproducen sexualmente combinan sus características genéticas por la separación y la recombinación de genes. Las células sexuales (gametos o meisporas) se forman por meiosis y son haploides (N) porque tienen 1 juego de cromosomas. Al recombinarse en la célula resultante de la fecundación, llamada cigoto tienen los dos juegos de cromosomas (uno de la madre y otro del padre). Es 2n o diploide. Tienen 2 cromosomas homólogos de cada tipo.

43 La reproducción sexual provee mayor variabilidad en el genotipo
Mejora la habilidad para adaptarse al medio ambiente. Los organismos 2N separan sus pares de homólogos durante la formación de las células sexuales. Los cromosomas homólogos se aparean: ocurre sinapsis. Forman un complejo sinaptonemal, donde ocurre el entrecruzamiento (“crossing over”) del material genético entre las cromátidas hermanas.

44 La reproducción sexual provee mayor variabilidad en el genotipo
Los homólogos que resultan del entrecruzamiento no son iguales a los parentales. Tienen una mezcla de genes, que produce una célula sexual algo diferente al complemento genético de cada padre. Cuando se une a otra célula sexual compatible durante la fecundación, el cigoto resultante tiene un complemento genético diferente de cada padre.

45 Complejo sinaptonemal
El ADN se parte y recombina exactamente. El complejo sinaptonemal mantiene las cromátidas de los homólogos cercanas hasta que se complete el entrecruzamiento.

46 Entrecruzamiento y quiasmas
La región del “crossover” forma una estructura en forma de X. Esta estructura se conoce como quiasma.

47 Primera división meiótica
Interfase premeiótica: duplicación de ADN y de los centríolos. Profase I: Condensación de los cromosomas; sinapsis y “crossover”. Metafase I: Movimiento de cromosomas homólogos hacia el ecuador. Anafase I: Separación de los cromosomas de cada par de homólogos. Telofase I: Reformación de la membrana nuclear; citoquinesis. Intercinesis: no ocurre síntesis de ADN.

48 Meiosis I

49 Segunda división meiótica
Esta división (Meiosis II) ocurre exactamente igual que la mitosis: Profase II Los cromosomas se condensan otra vez. Metafase II Los cromosomas se mueven al ecuador, con sus centrómeros alineados hacia arriba. Anafase II Las cromátidas hermanas se separan. Se divide el centrómero.

50 Continuación Se reforma la membrana nuclear.
Telofase II Se reforma la membrana nuclear. Citoquinesis Forma dos células hijas haploides (1n) llamadas gametos por cada una de las células que comenzó la división. Para un total de cuatro células N. Están listas para ser fecundadas.

51 Meiosis II

52 Comparación entre la 1ra y 2da División Meiótica
Los Homólogos se separan en MI Las cromátidas hermanas se separan en MII M MII: MI Entrecruzamiento +

53 Segunda división meiótica y formación de cuerpos polares
Las células marcadas con una cruz roja en el siguiente diagrama se refiere a la pérdida de una línea de células en la mujer: En la formación de óvulos sólo una de las células hijas es fértil y permanece viva. Se debe a que la división es bien asimétrica y una de las células llamada cuerpo polar sale demasiado pequeña. Este parece ser un mecanismo para conservar y concentrar recursos en la célula que será fecundada y luego se desarrollará en el embrión.

54 Meiosis II en femeninas es diferente
cuerpos polares Se convierte en el 1er cuerpo polar UN SÓLO ÓVULO Por lo tanto: Forma el 2do cuerpo polar

55 Comparación de mitosis y meiosis
Profase I Sinapsis de los cromosomas homólogos forma tétradas y ocurre “crossover”. Profase No sinapsis de homólogos, no “crossover”. Anafase I Se separan los cromosomas homólogos de cada par. Anafase Se separan las cromátidas hermanas Telofase Se forman dos céluas hijas iguales con cromosomas simples Telofase I Se forman dos células N con cromosomas duplicados Mitosis es más parecida a la Meiosis II. Las cromátidas hermanas se separan. Se forman cromosomas sencillos. En meiosis se aparean los cromosomas homólogos. Anafase II Se separan las cromátidas hermanas . Células N Se forman 4 células N con cromosomas simples.

56 Ciclos de vida Los organismos difieren en el proceso de formar sus células sexuales. En las hembras ocurre ovogénesis y en los machos se producen espermatozoides por espermatogénesis, pero ambos forman gametos haploides. Fecundación es la unión de dos gametos N que resulta en la formación de un cigoto diploide que se desarrolla en un embrión.