DIVISIÓN Y REPRODUCCIÓN CELULAR: MITOSIS UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR FACULTAD DE AGRONOMÍA DEPARTAMENTO DE FITOTECNIA BIOLOGÍA GENERAL DIVISIÓN Y REPRODUCCIÓN CELULAR: MITOSIS

¿Envejecen nuestras células junto con nosotros? Las células preexistentes se dividen para formar nuevas células. Este notable proceso le permite a un organismo: crecer, reparar sus partes dañadas, y reproducirse. Por ejemplo: Las células epiteliales de nuestro intestino delgado. ¿Son las mismas desde que nacimos?

INTRODUCCIÓN “Cuando las células alcanzan un cierto tamaño, generalmente paran de crecer o se dividen” Las etapas críticas de la reproducción, incluso de la humana, se llevan a cabo a nivel microscópico de la célula. La Reproducción Celular permite a una célula progenitora distribuir tanto genes como componentes celulares en sus células hijas a través de un proceso denominado división celular. Pseudomonas spp. Reproduciendse asexualmente

¿Cuál es la función de la reproducción celular en la vida de células individuales y organismos complejos? Para multiplicarse, las células procariotas experimentan un proceso de división celular llamado fisión binaria. La división celular en los eucariotes hace posible el desarrollo, mantenimiento y reparación de los tejidos corporales que deben ser recuperadas con frecuencia. La división celular en los eucariotes constituye la base de la reproducción asexual. Ejemplo: Las células del tejido epitelial de la piel se renuevan cada dos semanas, las células que recubren la parte interna del estómago cada tres días.

El ciclo celular El ciclo celular es: La secuencia de actividades que ocurren de una división celular a la siguiente para formar dos células hijas. Cuando una célula se divide tiene que transmitir a sus descendientes la información genética (DNA). También debe transmitir componentes estructurales como ribosomas, mitocondrias, etc. Ejemplo: Esquema de un ciclo celular eucariótico. Podemos decir que el ciclo celular es como la “vida de una célula”

Durante el ciclo celular se intercambia material genético Pero… ¿Cómo se organiza el material genético en las células eucariotas? El ADN es una molécula larga y lineal con miles de nucléotidos. Para trasmitir la información el ADN debe compactarse en una forma conocida como cromosomas.

Cromosoma significa “cuerpo coloreado” porque se tiñen fácilmente con ciertos colorantes. Es la máxima forma de condensación del material genético. Consisten en una molécula lineal de ADN unida a proteínas esta asociación recibe el nombre de CROMATINA. Los cromosomas facilitan el transporte de la información genética a las células hijas durante la división celular.

¿Qué hace una célula eucariota para condensar su ADN en los cromosomas dentro del núcleo? El ADN se condensa mediante ciertas proteínas conocidas como histonas. Las histonas presentan carga positiva. Estas histonas se asocian con el ADN, que presenta una carga negativa debido a sus grupos fosfato, para formar estructuras llamadas nucleosomas. Cada nucleosoma consiste en una estructura de ocho moléculas de histonas. La estructura que se forma es semejante a las perlas de un collar. La asociación de ADN y proteínas se conoce como CROMATINA

Además de los genes, cada cromosoma tiene regiones especializadas que son esenciales para su estructura y su función: Dos telómeros: Los dos extremos de un cromosoma consisten en secuencias repetidas de nucleótidos llamadas telómeros (“parte final” en griego) Un centrómero: mantiene unidas a las dos moléculas de ADN que ya se han replicado

Cromátidas: En tanto los dos cromosomas permanezcan unidos por el centrómero, nos referimos a cada cromosoma como una cromátida hermana.   Esto es importante porque el producto de la duplicación del DNA es un CROMOSOMA DUPLICADO con dos cromátidas hermanas idénticas.

CARIOTIPO Los cromosomas de cada especie eucariótica tienen formas, tamaños y modalidades de tinción característicos.  El cariotipo: Es el juego completo de cromosomas teñidos de una célula de un organismos de una especie determinada. En el cariotipo resulta evidente que las células no reproductoras de muchos organismos, incluyendo a los seres humanos, contienen pares de cromosomas. Los pares de cromosomas eucarióticos se presentan denominan homólogos porque contienen genes similares.

Ciclo celular de las células eucariotas El ciclo celular varia ampliamente, pero en las células vegetales y animales que crecen activamente, es alrededor de 8 a 20 horas. El ciclo celular consiste en dos fases principales:   Interfase Fase M

INTERFASE La mayor parte de la vida celular se invierte en la interfase. No ocurre la división celular. Una célula se mantiene activa metabólicamente durante la interfase, sintetizando materiales necesarios y creciendo. FASE M (MITOSIS) La fase M implica dos procesos principales, mitosis y citocinesis. La mitosis produce dos núcleos con cromosomas idénticos al núcleo parental. La citocinesis la división del citoplasma celular para formar dos células hijas.

Fase G1: Durante la cual adquiere o sintetiza los materiales necesarios para su crecimiento y la división celular. Durante la fase G1 la célula es sensible a las señales internas y externas que ayudan a la célula a “decidirse” si se divide. Hacia el final del G1, las enzimas requeridas para la síntesis de ADN se vuelven más activas. Si la decisión es positiva, la célula entra en la fase S. Fase S: que es cuando se realiza la síntesis de DNA. El ADN se replica y las proteínas histonas son sintetizadas para que la célula pueda hacer una copia de sus cromosomas. Después de duplicar su DNA, la célula completa su crecimiento en la fase G2 antes de dividirse. Fase G2: Durante este tiempo, aumenta la síntesis de proteínas, conforme se dan los pasos finales en la preparación de la célula para la división.

  La fase M: Implica dos procesos principales, mitosis y citocinesis. Como alternativa, si durante la fase G1 la “decisión de división” es negativa, la célula también puede abandonar el ciclo celular durante G1 y entrar en una fase conocida como G0 G0: En ésta las células están vivas y metabólicamente activas, quizás incluso aumenten de tamaño, pero no duplican su DNA ni se dividen. En esta fase es cuando muchas células se especializan, es decir, se diferencian. Muchas células diferenciadas, entre ellas las del músculo cardiaco, de los ojos y del cerebro, se quedan en G0 durante toda la vida.

ETAPAS DE LA MITOSIS

La mayoría de las células somáticas (células corporales) de las eucariotas se dividen por mitosis. La mitosis es un activo campo de investigación biológica, y por una buena razón: errores en la mitosis pueden originar muchos desórdenes y enfermedades como el cáncer, una condición deteriorada en donde las células se dividen con una incontrolable rapidez, convirtiéndose en invasivas.

CITOCINESIS EN LA CÉLULA VEGETAL (TABICACIÓN)

PROFASE – METAFASE – ANAFASE – TELOFASE MITOSIS La mitosis se puede definir como: Una división celular que produce dos núcleos idénticos a los del núcleo parental y se puede dividir en cuatro etapas: PROFASE – METAFASE – ANAFASE – TELOFASE La mitosis es un activo campo de investigación biológica, y por una buena razón: errores en la mitosis pueden originar muchos desórdenes y enfermedades como el cáncer, una condición deteriorada en donde las células se dividen con una incontrolable rapidez, convirtiéndose en invasivas.

REPRODUCCIÓN ASEXUAL (MITOSIS) La reproducción asexual es una estrategia eficiente y se caracteriza porque: Un solo progenitor origina la descendencia No participan gametos La descendencia es genéticamente idéntica al progenitor(a menos que haya mutaciones). Utilizan mitosis o un tipo de fisión para reproducirse

Tipos de reproducción asexual Bipartición o fisión binaria: Es la forma más sencilla en organismos unicelulares, cada célula se parte en dos, previa división de núcleo (cariocinesis) y posterior división de citoplasma (citocinesis). Ej: Euglena

Gemación: La gemación ocurre en organismos unicelulares y multicelulares. En la superficie del progenitor se forma una gema que crece y se estrangula hasta separarse por completo del organismo original. Las células producidas pueden tener vida propia o formar colonias si permanecen unidas al organismo parental. Eje: Un ejemplo de esto lo constituye la hidra. ej: Sachharomyces cereviceae

Fragmentación: En organismos pluricelulares se denomina a la separación de porciones del organismo que crecen hasta convertirse en otro individuo. Pueden producirse por simple ruptura o por destrucción de partes viejas. Eje: Algas verdes y pardas, estrella de mar. Esporulación: Este tipo de reproducción asexual ocurre en organismos que producen esporas, que son células reproductivas capaces de dar origen a un nuevo individuo Estas son cuerpos pequeños que contienen un núcleo y una pequeña porción de citoplasma.

CICLO CELULAR PROCARIÓTICO Consiste en crecimiento y fisión binaria El ciclo celular consta de un periodo de crecimiento relativamente largo —durante el cual la célula también duplica su DNA—, seguido por una división celular rápida.   El cromosoma procariótico que contiene el DNA por lo general es circular y está unido a una parte de la membrana plasmática.

Durante la “fase de crecimiento” del ciclo celular procariótico, se duplica el DNA y se producen dos cromosomas idénticos que se unen a la membrana plasmática en puntos separados aunque cercanos. La célula aumenta de tamaño tanto durante la duplicación del DNA como después de ella. Conforme la célula crece, se alarga la membrana plasmática entre los puntos de unión de los cromosomas, y éstos quedan más separados. Cuando la célula aproximadamente ha duplicado su tamaño, la membrana plasmática que rodea la parte media de la célula crece rápidamente hacia adentro entre los dos sitios de fijación del DNA. Con la fusión de la membrana plasmática a lo largo del ecuador de la célula, se completa la fisión binaria y se forman dos células hijas.

En condiciones ideales la fisión binaria de los procariotas se lleva a cabo con rapidez. Por ejemplo, la bacteria intestinal común Escherichia coli puede crecer, duplicar su DNA y dividirse en aproximadamente 20 minutos. Por fortuna, las condiciones en nuestros intestinos no son ideales para el crecimiento de las bacterias; de otra forma, ¡Las bacterias pronto pesarían más que el resto de nuestro cuerpo!