Organización del material genético, ciclo celular y mitosis. Dpto. Biología Prof. Javier Martínez Salinas. II Medio

-En células eucariontes, el estado (empaquetamiento) del material genético depende de la etapa del ciclo celular en la cual se encuentra y se denomina cromatina cuando está asociada a proteínas. - Es por ello, que puede estar descondensado (eucromatina  ADN), o en su máxima condensación (heterocromatina  cromosomas). I Organización del material genético

Espirilización del ADN (1) Hebra de ADN (Bicatenaria). (2) Estructura de “Collar de Perlas” (3) Estructura de Bucle. (4) Estructura de Solenoide (5) Cromosoma (Metafásico)

Nucleosoma. ADN asociado con proteínas globulares. Son unidades repetitivas formadas por un octámero de histonas alrededor del cual es ADN se gira dos veces. El nucleosoma es la unidad que permite la compactación de la cromatina.

Cromosoma Unidades de herencia, formados por: – Cromátidas: elementos simétricos del cromosoma, que corresponden a moléculas de ADN compactadas. –Las cromátidas hermanas (homólogos) tienen la misma información genética (la cantidad de ADN se expresa como “C”). – Centrómero: zona de máxima condensación, donde se unen las dos cromátidas hermanas.

Clasificación cromosomal Por largo de brazos (o posición del centrómero): –Metacécntricos (p~q) –Submetacéntricos (p<q) –Acrocéntricos. (p<<q) –Telocéntricos (No hay p)

Por homología: –Homólogos: Tienen la misma secuencia de genes o “tipo de información” pero no poseen exactamente la misma “calidad de información” (alelos), ya que cada uno procede de un progenitor. No Homólogos: No tienen el mismo tipo de información

Por sexo: –Somáticos (Autosomas): Codifican para el conjunto de características físicas del organismo. En humanos, cromosomas 1 al 22. –Sexuales (Heterosomas): Determinan el sexo del organismo. En humanos, sólo el cromosoma 23 (X/Y).

Cariotipo. Es un ordenamiento o “mapeo”, según morfología y tamaño, de una especie determinada. Se ordenan por pares (homólogos), primero los autosomas y luego los heterosomas.

Célula diploide: Presenta dos juegos de cromosomas, dispuestos en pares homólogos. El símbolo utilizado para identificar este tipo de célula es 2n cromosomas Célula haploide: Presenta la mitad de cromosomas de la especie, (un representante de cada par homólogo). El símbolo utilizado para identificar este tipo de célula es n cromosomas. 2n = 4 n =2 Organización del material genético

Ciclo celular - Proceso ordenado y repetitivo que puede dar lugar a dos células hijas con igual material genético entre ellas, e igual al de la célula a partir de la cual se originaron. - Presenta las siguientes etapas: Interfase: Etapa G1  G0 Etapa S Etapa G2 Fase M o mitosis: división nuclear Profase Metafase Anafase Telofase Citocinesis (citodiéresis): división celular

G2G2 S G0G0 Mitosis y citodiéresis G1G1

Interfase G 1 (2n, 2c) S (2n, 4c) G 2 (2n, 4c) 1.- Como la célula viene de una división, existe una compleja maquinaria metabólica que “revisa” el ADN de la célula. 2.- Las células aumentan su tamaño celular. 3.- Las células incrementan su actividad metabólica, sobre todo los procesos asociados a obtención de energía y síntesis de organelos. 4.- Esta etapa dura sólo algunas horas, pero puede prolongarse por meses e, incluso, años. 1.- Las células duplican su material genético (ADN). 2.- Disminuye la actividad celular, desde el punto del vista del rol metabólico del tipo celular. 1.- Los cromosomas duplicados comienzan a condensarse. 2.-Termina la duplicación de los centríolos. 3.- Se sintetizan proteínas, como las tubulinas, que son los monómeros de los microtúbulos (del citoesqueleto); que darán origen al huso mitótico.

Se sabe que la etapa G1 de la interfase dura algunas horas, sin embargo, en oportunidades esta etapa puede prolongarse durante semanas, e incluso meses y años. Una célula que se encuentra en esta situación pasa a estar en una etapa denominada G0, o de reposo proliferativo (quiescencia). Algunas de las células que pasan de la etapa G1 a la etapa G0 son aquellas que se consideran muy especializadas, como las neuronas y los miocitos. Hoy en día se sabe que una célula puede “devolverse” de G0 a G1, para continuar, luego, con el ciclo celular y poder dividirse.

Mitosis: División Nuclear Profase Metafase Anafase Telofase

Profase Metafase La cromatina se condensa. Desaparece el nucléolo. Centríolos migran a los polos. Desaparece la envoltura nuclear. 2n = 4 cromosomas. 4c de ADN Comienza a formarse el huso mitótico. Se observan claramente los cromosomas que se alinean en el plano ecuatorial. Las fibras del huso mitótico se insertan a nivel del centrómero (en el cinetocoro). 2n = 4 cromosomas 4c de ADN Etapas de la Mitosis

Anafase Telofase Los centrómeros se separan Las fibras del huso traccionan las cromátidas hermanas, separándolas. 4n = 8 cromosomas. 4c de ADN Los cromosomas están en polos opuestos. El huso mitótico desaparece. Se reorganiza la carioteca, formando dos núcleos independientes. Reaparecen los nucléolos. Cada núcleo tiene 2n = 4 cromosomas 2c de ADN

Corresponde a la división del citoplasma, en la cual existen diferencias entre la célula animal y la célula vegetal Citodiéresis. Células hijas son 2n y 2c.

Mitosis

Importancia de la mitosis Como proceso de división celular, permite entregar la misma información genética de la célula madre a sus dos células hijas. Si la célula madre es diploide (2n) sus células hijas también lo serán. La aplicación de esta división depende del tipo de organismo: o Eucarionte unicelular: Reproducción (ej. amebas). o Eucarionte pluricelular asexuado: Reproducción, crecimiento (ej. vegetales). o Eucarionte pluricelular con reproducción sexual: Crecimiento, renovación celular (ej. mamíferos).

FIN