EL NÚCLEO. MITOSIS Y MEIOSIS

EL NÚCLEO: Centro de control de la célula eucariótica. Núcleo en división Núcleo en interfase

IMPORTANCIA BIOLÓGICA DEL NÚCLEO a) Estabilidad génica: El ADN está más protegido. b) Permite la regulación de la expresión génica, ya que la envuelta nuclear puede impedir el paso o no a factores de transcripción. Los factores de transcripción son moléculas que regulan la expresión génica y son sintetizados en el citoplasma. Para su acción deben ser transportados al interior celular. d) Separar la transcripción de la traducción aporta a la célula una herramienta más para regular la información que va desde el ADN hasta la proteína. Así, la transcripción de un gen a ARNm no significa que se produzca una proteína de forma inmediata. Impidiendo la salida del ARNm del núcleo se evita la producción de dicha proteína.

ESTRUCTURA DEL NÚCLEO EN INTERFASE

ESTRUCTURA DEL NÚCLEO El medio interno nuclear se denomina nucleoplasma. En él se encuentran el ADN en forma de cromatina, ARN y proteínas. La matriz nuclear, es un entramado de proteínas, más o menos análogo al citoesqueleto. De ella forma parte la lámina nuclear, formada por filamentos intermedios y responsable de la forma del núcleo. En el nucleolo se concentran los genes ribosomales, es decir, los que codifican para el ARNr.

EUCROMATINA Y HETEROCROMATINA (ampliación) La eucromatina es cromatina menos condensada y la mayoría de los genes que contienen se transcriben. Lo contrario ocurre con la heterocromatina

ESTRUCTURA DEL NÚCLEO: POROS NUCLEARES Poseen una compleja estructura de ojal: Están formados por unas proteínas llamadas nuceloporinas. En la parte central tienen un canal que permite la comunicación con el citoplasma de forma selectiva, ya que los componentes del canal reconocen las moléculas que pueden atravesarlo.

DE LA CROMATINA A LOS CROMOSOMAS Cuando la célula va a dividirse, la cromatina se condensa para formar los cromosomas. A lo largo de todo este proceso, los cromosomas se acortan y engruesan, con lo que finalmente se hacen visibles al microscopio òptico

ESTRUCTURA DE LOS CROMOSOMAS Las Cromátidas: cada una de las dos moléculas de ADN después de la replicación. El Centrómero: divide al cromosoma en dos brazos. El Cinetocoro: permite la unión de las cromátidas con los microtúbulos del huso acromático. Los Telómeros: son los extremos del cromosoma y están formados por secuencias de ADN muy repetitivas.

TOPOS DE CROMOSOMAS

CARIOTIPO

EL CICLO CELULAR Después de la división, la célula puede de nuevo en la fase G1 y volver a dividirse o entrar en la llamada fase G0, en la que se producen una serie de transformaciones celulares que conducirán a la diferenciación celular

LA DIVISIÓN CELULAR

PROFASE En el núcleo los cromosomas, formados por 2 cromátidas hermanas idénticas, continúan la condensación que se inició en G2. Además aparecen los cinetocoros y el nucleolo empieza a descondensarse. En el citoplasma se forma el huso mitótico: se divide el centrosoma, y cada centrosoma hijo se dirige a un polo de la célula, organizándose entre ellos el huso mitótico

PROMETAFASE (o profase tardía) Se rompe la envoltura nuclear en pequeñas vesículas. Los microtúbulos del huso interaccionan con los cromosomas a través del cinetocoro

METAFASE Los cromosomas, en su mayor grado de condensación, se sitúan en el plano ecuatorial formando la placa metafásica, fijados gracias a los microtúbulos cinetocóricos.

ANAFASE Separación de las cromátidas hermanas de cada cromosoma. Las cromátidas se desplazan hacia los polos debido al desensamblaje de los microtúbulos cinetocóricos.

TELOFASE Se forman los núcleos de las células hijas: Se forma la envuelta nuclear. Los cromosomas se descondensan. Aparece el nucleolo.

¿En qué fase se encuentran las siguientes células?

SIGNIFICADO BIOLÓGICO DE LA MITOSIS La mitosis garantiza que cada célula hija tenga los mismos cromosomas que la célula madre y, por tanto, la misma información genética y esto tiene un significado doble: por un lado, en organismos de reproducción asexual la mitosis supone el mecanismo de reproducción; y por otro lado, en el resto de seres vivos, la mitosis da lugar a la proliferación celular para la diferenciación de los distintos tipos de células.

ANOMALÍAS EN LA DIVISIÓN CELULAR (ampliación) Varias mitosis seguidas sin citocinesis Varios ciclos de replicación sin la subsiguiente división celular Células polinucleadas Células poliploides

LA MEIOSIS

LA MEIOSIS La meiosis consiste en dos divisiones sucesivas precedidas de una sola duplicación del ADN, por ello se obtienen 4 células haploides a partir de una célula diploide. Está relacionada con la reproducción sexual: Las células hijas resultantes actúan como gametos, o Las células hijas resultantes son esporas que dan lugar a individuos haploides que después originarán gametos

FASES DE LA MITOSIS

Primera división meiótica: PROFASE I 1º. Los cromosomas (formados por dos cromátidas hermanas) se condensan y empieza a formarse el huso mitótico. 2º. Los cromosomas homólogos se aparean gen a gen (sinapsis). Cada par cromosómico se denomina tétrada o bivalente. 3º.- Se produce el entrecruzamiento o sobrecruzamiento cromosómico (crossing over): las cromátidas no hermanas de cada bivalente intercambian fragmentos cromosómicos. Así, se produce una recombinación genética. 4º.- Comienza la separación de cromosomas homólogos de cada bivalente, manteniéndose unidos por los puntos donde ha tenido lugar el entrecruzamiento, a los que se denomina quiasmas. (esta fase puede ser muy larga: días o años) 5º.- Los cromosomas alcanzan el mayor grado de empaquetamiento, y los quiasmas se desplazan hacia los extremos de los bivalentes. La membrana nuclear y el nucleolo empiezan a desaparecer.

Primera división meiótica: METAFASE I Como en el caso de la mitosis, habría una prometafase en la que se completa la desaparición del nucleolo y la envuelta nuclear; así mismo los bivalentes se unirían a los microtúbulos cinetocóricos. Los bivalentes o tétradas se alinean en el plano ecuatorial del huso, constituyendo la placa metafásica.

Primera división meiótica: ANAFASE I Se separan los cromosomas homólogos de cada bivalente, desplazándose hacia los polos opuestos de la célula

Primera división meiótica: TELOFASE I Reaparece el nucleolo y las membranas nucleares alrededor de los núcleos hijos, cada uno de los cuales contiene un juego de cromosomas (n). A continuación se produce la citocinesis. Por tanto, al final de esta primera división se obtienen dos células hijas haploides, aunque cada cromosoma está constituído por dos cromátidas. Una vez terminada la primera división, se produce una breve interfase en la que no hay síntesis de ADN. Los cromosomas se descondensan un poco, pero pronte se vuelven a condensar y comienza la 2º división.

Segunda división meiótica Similar a la mitosis: Así, al final de la meiosis se obtienen 4 células haploides genéticamente distintas, con mezcla de caracteres de origen materno y paterno.

IMPORTANCIA BIOLÓGICA DE LA MEIOSIS Su función es la de conservar el nº cromosómico de las especies de reproducción sexual, ya que las células haploides resultantes de la meiosis se van a convertir en las células sexuales reproductoras: los gametos o en células asexuales reproductoras (las esporas) Tanto el sobrecruzamiento como el reparto de las cromosomas homólogos paternos y maternos dependen del azar y dan lugar a que cada una de las cuatro células resultantes tenga una colección de genes diferentes. Estas colecciones de genes se verán más adelante sometidas a las presiones de la selección natural de tal forma que solamente sobrevivirán las mejores. A nivel genético, la meiosis es una de las fuentes de variabilidad de la información.

CICLOS VITALES Según cuando tenga lugar la meiosis, se distinguen los siguientes tipos de ciclos Biológicos: Haplonte: la meiosis ocurre después de la formación del cigoto. Por ello, el organismo resultante es haploide, al igual que los gamentos; formados por mitosis. En algas y hongos

CICLOS VITALES En animales Diplonte: la meiosis ocurre en las células que dan lugar a los gametos, por lo que el individuo es diploide durante todo el ciclo excepto en la fase gameto. En animales

CICLOS VITALES En vegetales superiores y muchas algas Diplohaplonte: un individuo adulto diploide origina por meiosis esporas que por mitosis dan lugar a un individuo haploide. Este produce gametos, que tras la fecundación darán lugar nuevamente al individuo adulto diploide. En vegetales superiores y muchas algas