División celular y mitosis Capítulo 9 División celular y mitosis

Comprendiendo la División Celular Qué instrucciones son necesarias para la herencia? Cómo se duplican esas intrucciones para luego ser distribuidas a las células hijas? Mediante cuáles mecanismos dichas instrucciones llegan a las células hijas?

Reproducción Progenitores que producen una nueva generación de células o individuos multicelulares semejantes a ellos Progenitores que proveen a las células hijas con instrucciones sobre la herencia, codificadas en el ADN, y la maquinaria metabólica necesaria para iniciar su propio funcionamiento

Mecanismos de División Organismos eucariotas Mitosis Meiosis Organismos procariotas Fisión procariota

Roles de la Mitosis Organismos multicelulares Crecimiento Reparación de tejidos Algunos protistas, fungi, plantas, animales Reproducción asexual

Cromosoma Una molécula de ADN y proteínas asociadas Duplicado para prepararse para la mitosis un cromosoma (sin duplicar) un cromosoma (duplicado)

Cromosoma a Un cromosoma (sin duplicar) dos cromátidas una cromátida hermanas una cromátida b Un cromosoma (duplicado) Stepped Art Fig. 9-3a, p.142

multiples niveles del enrollamiento del ADN y sus proteínas Cromosoma multiples niveles del enrollamiento del ADN y sus proteínas centrómero (región constreñida) fibra cuentas de collar Doble hélice de ADN núcleo de la histona nucleosoma Fig. 9-4, p.143

Número cromosómico Suma total de los cromosomas de una célula Células somáticas Número cromosómico diploide (2n) Dos de cada tipo de cromosoma Gametos Número cromosómico haploide (n) Uno de cada tipo de cromosoma

Número Cromosómico Humano Número cromosómico diploide (n) = 46 Dos conjuntos de 23 cromosomas cada uno Un conjunto que proviene del padre Un conjunto que proviene de la madre La mitosis produce células con 46 cromosomas--dos de cada tipo

Organización de los Cromosomas ADN un nucleosoma ADN y proteínas organizados en una fibra cilíndrica histona

Organización de los Cromosomas Organización estructural de los cromosomas

Sección 9.2: Enlaces web y artículos Vea los enlaces web y artículos disponibles en línea para este capítulo (artículos sujetos a cambio) Sección 9.2: The Cell Cycle and Mitosis Tutorial (http://www.biology.arizona.edu/cell_bio/tutorials/cell_cycle/main.html) Sección 9.2: Interactive Mitosis Tutorial (http://www.sci.sdsu.edu/multimedia/mitosis) Sección 9.2: Mitosis Review (http://biology.nebrwesleyan.edu/benham/mitosis/) Sección 9.2: Cell Cycle Advances: Several Fields of Biological Research Have Converged on One Unifying Model of Cell Cycle Regulation. Carolyn Strange. BioScience, Apr. 1992. (http://infotrac-college.thomsonlearning.com/itw/infomark/265/436/71367221w7/purl=rc1_WAD_0_A12285487&dyn=47!xrn_22_0_A12285487?sw_aep=olr_wad) Sección 9.2: Researchers Build Diagram of Cell Cycle Clock. Gene Therapy Weekly, Oct. 18, 2001. (http://infotrac-college.thomsonlearning.com/itw/infomark/265/436/71367221w7/purl=rc1_WAD_0_A79077514&dyn=51!xrn_1_0_A79077514?sw_aep=olr_wad)

Ciclo Celular interfase G1 S telofase anafase Mitosis G2 metafase profase Fig. 9.5 P. 144

Ciclo Celular El ciclo celular

Interfase Generalmente es la parte más larga del ciclo Aumenta la masa celular Se duplica el número de componentes citoplasmáticos Se duplica el ADN

Mitosis Período de división nuclear Generalmente termina con una división citoplásmica Cuatro etapas: Profase Metafase Anafase Telofase

Control del Ciclo Una vez iniciada S, el ciclo sigue automaticamente hacia G2 y mitosis El ciclo tiene una señal molecular de “alto” en G1 El cáncer involucra una pérdida de control sobre el ciclo, una falla en las “señales de alto”

Deteniendo el Ciclo En algunas células es normal que el ciclo se detenga en interfase Neuronas del cerebro humano Células detenidas que no se dividen (G0) Algunas condiciones adversas pueden detener el ciclo Amebas que han sido privadas de nutrientes no pueden sobrepasar interfase

Huso Acromático Consiste de dos grupos de microtúbulos Cada grupo se extiende desde uno de los polos celulares Ambos grupos se traslapan en la región ecuatorial de la célula Mueve a los cromosomas durante la mitosis

Huso Acromático polo celular un cromosoma condensado ecuador celular microtúbulos organizados como huso acromático polo celular

Manteniendo el Número Cromosómico cromosoma (sin duplicar) en una célula en interfase Manteniendo el Número Cromosómico mismo cromosoma (duplicado) en interfase previa a mitosis mitosis, división citoplásmica cromosoma (sin duplicar) en una célula hija en interfase

Manteniendo el Número Cromosómico 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 XX (or XY) Fig. 9-6a, p.145

Manteniendo el Número Cromosómico b Los mismos dos cromosomas, ahora duplicados, en la célula en interfase, previa a mitosis c Dos cromosomas (sin duplicar) en las células hijas, ambas iniciando su vida en interfase a Dos cromosomas (sin duplicar) en una célula progenitora en interfase Fig. 9-6b, p.145

Manteniendo el Número Cromosómico polo polo microtúbulo del huso acromático p.145

Etapas de la Mitosis Profase Metafase Anafase Telofase

Profase Temprana- Inicia la Mitosis Los cromosomas duplicados empiezan a condensarse Figure 9.7 Page 146

Profase Tardía Nuevos microtúbulos son ensamblados Un par de centriolos migra al polo opuesto La membrana nuclear empieza a desvanecerse Figure 9.7 Page 146

Transición a Metafase Se forma el huso Los microtúbulos del huso se unen a las dos cromátidas hermanas de cada cromosoma Figure 9.7 Page 146

Metafase Todos los cromosomas se alinean en el ecuador de la célula Los cromosomas alcanzan su punto máximo de condensación Figure 9.7 Page 147

Anafase Las cromátidas hermanas de cada cromosoma son separadas Posteriormente, cada cromátida es un cromosoma Figure 9.7 Page 147

Telofase Los cromosomas se descondensan Dos membranas nucleares de forman, una alrededor de cada grupo de cromosomas Figure 9.7 Page 147

Resultados de la Mitosis Dos núcleos hijos Cada uno con igual número cromosómico que la célula progenitora Cromosomas sin duplicar Figure 9.7 Page 147

d TRANSICION A METAFASE a Interfase La célula duplica su ADN, preparándose para la división nuclear Mitosis par de centriolos Membrana nuclear cromosomas b PROFASE TEMPRANA c PROFASE TARDIA d TRANSICION A METAFASE Los cormosomas siguen condensándose. Nuevos microtúbulos son ensamblados. Mueven un par de centriolos al polo opuesto de la célula. La envoltura nuclear emmpieza a romperse. Inicia mitosis. El ADN y sus proteínas asociadas han empezado a condensarse. Los dos cromosomas morados fueron heredados del progenitor femenino. Los otros dos (azules) son sus homólogos, heredados del progenitor masculino. Los microtúbulos penetran la region nuclear. Aparece el huso acromático. Varios microtúbulos del huso se unen a las dos cromátidas hermanas de cada cromosoma. Fig. 9-7a, p.146

Profase tardía Prometafhase Interfase Profase temprana par de centriolos Membrana nuclear Stepped Art Fig. 9-7a, p.146

microtúbulo e METAFASE f ANAFASE g TELOFASE h INTERFASE Todos los cromosomas se han alineado en ele ecudor del huso. En este etapa alcanzan el punto máximo de condensación Las uniones entre cromátidas hermanas se rompen. Cada una es un cromosoma, que los microtúbulos mueven a polos opuestos del huso. Hay dos conjuntos de cromosomas, que empiezan a descondensarse. Fragmentos de nueva membrana se funden para formar una nueva envoltura nuclear. La mitosis ha terminado. Hay dos células hijas. Cada una es diploide; su núcleo tiene un par de cada tipo de cromosoma, igual que la célula progenitora. Fig. 9-7b, p.146

Anafase Telofase Metafase Interfase Stepped Art Fig. 9-7b, p.146

Mitosis Mitosis paso a paso

División Citoplásmica Usualmente ocurre entre anafase tardía y el final de la telofase Dos mecanismos Formación de placa celular (plantas) Segmentación (animales)

División celular en animales

División celular en animales Un anillo de microfilamentos se contrae a nivel del ecuador del huso, dividiendo la célula

División celular en animales 1 La mitosis termina y el huso se desarma. 2 A nivel del ecuador del huso, un anillo de microfilamentos unido a la membrana plasmática se contrae. 3 Al ir disminuyendo el diámetro, la superficie es llevada hacia adentro 4 La contracción continúa hasta que la célula se separa en dos. Fig. 9-8a, p.148

División celular en animales The contractions continue and cut the cell in two. Band of microfilaments at the former spindle equator contracts. Mitosis is over, and the spindle is now disassembling. Stepped Art Fig. 9-8a, p.148

Formación de la placa celular

Formación de la placa celular cell plane forming 1 Al terminar mitosis, vesículas se agrupan en el ecuador del huso. Ellas contienen material para la formación de una nueva pared celular. 4 La placa celular crece por sus bordes hasta que se fusiona con la membrana plasmática de la célula progenitora. Al ir creciendo las células hijas, se expanden y se deposita nuevo material sobre su pared primaria 2 Las memebranas de las vesículas se funden. El material que contienen queda como emparedado entre las dos nuevas membranas que se forman a lo largo de del plano de la placa celular. 3 La celulosa se deposita sobre la parte interna del “emparedado”. (Con el transcurso del tiempo esto dará lugar a dos paredes celulares. Otros forman una laminilla intermedia y unen las paredes. Fig. 9-8b, p.148

Formación de la placa celular pared celular ecuador del huso acumulación de vesiculas placa celular Stepped Art Fig. 9-8b, p.148

Formación de la placa celular División citoplásmica

División Celular Las células individuales de un embrión humano se dividen, convirtiendo una estructura indefinida en una mano

División Celular Anillo de microfilamentos en el mismo plano que el ecuador del huso acromático Fig. 9-9, p.149

División Celular Fig. 9-10, p.149

Control Mitótico Quinasas Factores de crecimiento Genes de vigilancia (Checkpoint genes)

Control Mitótico Fig. 9-11a, p.150

Control Mitótico Fig. 9-11b, p.150

Tumores Algunas veces un gen de vigilancia muta y el control sobre la división celular se pierde. La división descontrolada de células forma una masa anormal de tejido llamada tumor. Neoplasmas

Cáncer Fig. 9-12, p.150

Cáncer Cáncer and metástasis

Cáncer tumor benigno tumor maligno 1 Las células cancerosas salen del tejido que les dio origen 2 Las células en metástasis se adhieren a las paredes de una vena o vaso linfático. Secretan enzimas digestivas sobre ellas, y luego atraviesan la perforación causada . 3 Dichas células viajan a lo largo de las venas, y luego dejan la corriente sanguínea, del mismo modo en que llegaron a ella. Así, inician nuevos tumores en otros tejidos. Fig. 9-13, p.151

Cáncer Fig. 9-14a, p.151

Cáncer Fig. 9-14b, p.151

Cáncer Fig. 9-14c, p.151

Células HeLa Células cancerosas humanas que pueden ser cultivadas Descendientes de células tumorosas de una mujer llamada Henrietta Lacks Lacks murió a los 31 años de edad, pero sus células siguen vivas y dividiéndose en laboratorios de todo el mundo.

célula en interfase núcleo citoplasma telofase profase anafase metafase Fig. 9-15, p.153