Biología: la vida en la Tierra Teresa Audesirk • Gerald Audesirk • Bruce E. Byers Biología: la vida en la Tierra Octava Edición Clase para el capítulo 11 La continuidad de la vida: Reproducción celular Copyright © 2008 Pearson Prentice Hall, Inc.
Introducción al capítulo 11 Las quemaduras por el sol no sólo son dolorosas, sino que en ocasiones provocan cáncer de la piel. Las quemaduras por el Sol no sólo son dolorosas, sino que en ocasiones provocan cáncer de la piel.
Contenido del capítulo 11 11.1 ¿Cuál es la función de la reproducción celular en la vida de células individuales y de organismos completos? p. 192 11.2 ¿Cómo se organiza el dna en los cromosomas de las células eucarióticas? p. 195 11.3 ¿Cómo se reproducen las células por división celular mitótica? p. 199 11.4 ¿Cómo se controla el ciclo celular? p. 201
Contenido del capítulo 11 11.5 ¿Por qué tantos organismos se reproducen sexualmente? p. 206 11.6 ¿Cómo la división celular meiótica produce células haploides? p. 207 11.7 ¿Cuándo ocurren la división celular meiótica y mitótica en el ciclo de vida de los eucariotas? p. 213 11.8 ¿De qué forma la meiosis y la reproducción sexual originan variabilidad genética? p. 216
Contenido de la sección 11.1 11.1 ¿Cuál es la función de la reproducción celular en la vida de células individuales y de organismos completos? El ciclo celular y la reproducción celular. El ciclo celular procariótico consiste en crecimiento y fisión binaria. El ciclo celular eucariótico consiste en la interfase y la división celular.
Contenido de la sección 11.1 11.1 ¿Cuál es la función de la reproducción celular en la vida de células individuales y de organismos completos? (continuación) Durante la interfase, la célula eucariótica aumenta de tamaño y duplica su DNA. División celular mitótica: Reproducción asexual. División celular meiótica: Requisito previo para la reproducción sexual.
Reproducción celular El ciclo celular es la secuencia de actividades que ocurren de una división celular a la siguiente: Algunas actividades implican el crecimiento (aumento de tamaño) de la célula. Algunas actividades implican la duplicación de material genético y la división celular (reproducción).
Reproducción celular La reproducción a partir de un solo progenitor y sin la intervención de gametos se denomina reproducción asexual. Algunos organismos se reproducen asexualmente.
figura 11-1a La división celular en los eucariotas permite la reproducción asexual a) En los microorganismos unicelulares, como el protista Paramecium, la división celular produce dos organismos idénticos entre sí y al progenitor e independientes. FIGURA 11-1a La división celular en los eucariotas permite la reproducción asexual a) En los microorganismos unicelulares, como el protista Paramecium, la división celular produce dos organismos idénticos entre sí y al progenitor e independientes.
figura 11-1b La división celular en los eucariotas permite la reproducción asexual b) La levadura, un hongo unicelular, se reproduce mediante división celular. FIGURA 11-1b La división celular en los eucariotas permite la reproducción asexual b) La levadura, un hongo unicelular, se reproduce mediante división celular.
Reproducción celular Los microorganismos unicelulares nacen de la reproducción asexual; algunos se reproducen asexualmente.
figura 11-1b La división celular en los eucariotas permite la reproducción asexual b) La levadura, un hongo unicelular, se reproduce mediante división celular. FIGURA 11-1b La división celular en los eucariotas permite la reproducción asexual b) La levadura, un hongo unicelular, se reproduce mediante división celular.
figura 11-1c La división celular en los eucariotas permite la reproducción asexual c) La Hydra, un pariente de agua dulce de la anémona marina, se reproduce haciendo crecer en un costado una réplica en miniatura de sí misma (una yema). Cuando se desarrolla por completo, la yema se separa de su progenitora para vivir de forma independiente. FIGURA 11-1c La división celular en los eucariotas permite la reproducción asexual c) La Hydra, un pariente de agua dulce de la anémona marina, se reproduce haciendo crecer en un costado una réplica en miniatura de sí misma (una yema). Cuando se desarrolla por completo, la yema se separa de su progenitora para vivir de forma independiente.
figura 11-1d La división celular en los eucariotas permite la reproducción asexual d) en esta arboleda los álamos a menudo son idénticos genéticamente; cada uno crece a partir de las raíces de un solo árbol ancestral. Esta foto muestra tres arboledas separadas cerca de Aspen, Colorado. En otoño la apariencia de sus hojas muestra la identidad genética dentro de una arboleda y las diferencias genéticas entre éstas. FIGURA 11-1d La división celular en los eucariotas permite la reproducción asexual d) En esta arboleda los álamos a menudo son idénticos genéticamente; cada uno crece a partir de las raíces de un solo árbol ancestral. Esta foto muestra tres arboledas separadas cerca de Aspen, Colorado. En otoño la apariencia de sus hojas muestra la identidad genética dentro de una arboleda y las diferencias genéticas entre éstas.
El ciclo celular procariótico Periodo de crecimiento relativamente largo. Se duplica el DNA y se producen dos cromosomas idénticos. Los cromosomas se unen a la membrana plasmática. La célula aumenta de tamaño, separando a los cromosomas…
El ciclo celular procariótico La membrana plasmática crece hacia adentro entre los dos sitios de fijación del DNA. Se completa la fusión de la membrana plasmática a lo largo del ecuador de la célula, se completa la división de la célula (fisión binaria o “partir en dos”)…
El ciclo celular procariótico Las dos células hijas son genéticamente idénticas. En condiciones ideales la bacteria intestinal común Escherichia coli puede completar un ciclo celular en aproximadamente 20 minutos.
figura 11-2a El ciclo celular procariótico a) El ciclo celular procariótico consta de crecimiento y duplicación de DNA, seguido por la fisión binaria. FIGURA 11-2a El ciclo celular procariótico a) El ciclo celular procariótico consta de crecimiento y duplicación de DNA, seguido por la fisión binaria. b) Fisión binaria en las células procarióticas.
figura 11-2b El ciclo celular procariótico b) Fisión binaria en las células procarióticas. FIGURA 11-2b El ciclo celular procariótico a) El ciclo celular procariótico consta de crecimiento y duplicación de DNA, seguido por la fisión binaria. b) Fisión binaria en las células procarióticas.
figura 11-2b (parte 1) El ciclo celular procariótico b) Fisión binaria en las células procarióticas. FIGURA 11-2b (parte 1) El ciclo celular procariótico
figura 11-2b (parte 2) El ciclo celular procariótico b) Fisión binaria en las células procarióticas. Se duplica el DNA y las dos moléculas de DNA se unen a la membrana plasmática en puntos cercanos. FIGURA 11-2b (parte 2) El ciclo celular procariótico
Se agrega membrana plasmática entre los puntos de unión, separándolos. figura 11-2b (parte 3) El ciclo celular procariótico b) Fisión binaria en las células procarióticas. Se agrega membrana plasmática entre los puntos de unión, separándolos. FIGURA 11-2b (parte 3) El ciclo celular procariótico
La membrana plasmática crece hacia adentro a la mitad de la célula. figura 11-2b (parte 4) El ciclo celular procariótico b) Fisión binaria en las células procarióticas. FIGURA 11-2b (parte 4) El ciclo celular procariótico
La célula progenitora se divide en dos células hijas. figura 11-2b (parte 5) El ciclo celular procariótico b) Fisión binaria en las células procarióticas. FIGURA 11-2b (parte 5) El ciclo celular procariótico
El ciclo celular eucariótico El ciclo celular eucariótico es un poco más complejo que el ciclo celular procariótico. La progresión del ciclo celular de los organismos multicelulares es variable: Las células podrían salir del ciclo celular y jamás volverse a dividir. Las células podrían entrar o continuar a través del ciclo celular y dividirse en respuesta a las hormonas de crecimiento.
El ciclo celular eucariótico La progresión del ciclo celular de los organismos multicelulares es variable: Las células podrían salir del ciclo celular y jamás volverse a dividir. Las células podrían entrar o continuar a través del ciclo celular y dividirse en respuesta a las hormonas de crecimiento.
El ciclo celular eucariótico El ciclo celular eucariótico se divide en dos fases: La interfase La célula toma nutrimentos de su ambiente, crece y duplica sus cromosomas. La división celular - Distribuye una copia de cada cromosoma y, por lo regular, cerca de la mitad del citoplasma (junto con mitocondrias, ribosomas y otros organelos) a cada una de las dos células hijas.
El ciclo celular eucariótico La mayoría de las células eucarióticas pasan la mayoría de su tiempo en la interfase. ( 22 horas = Piel )
Figura 11-3 Ciclo celular eucariótico El ciclo celular eucariótico abarca la interfase y la división celular mitótica. Es posible que algunas células que entran en la fase G0 no se vuelvan a dividir. FIGURA 11-3 Ciclo celular eucariótico El ciclo celular eucariótico abarca la interfase y la división celular mitótica. Es posible que algunas células que entran en la fase G0 no se vuelvan a dividir.
El ciclo celular eucariótico La interfase contiene tres etapas: 22 horas ( Piel ) G1 (primera fase de intervalo o de crecimiento) Se adquieren los materiales necesarios para el crecimiento y la división celular. S (síntesis de DNA) Se realiza la síntesis de DNA, y se duplican todos los cromosomas. G2 (segunda fase de intervalo o de crecimiento) Se completa el crecimiento antes de la división.
El ciclo celular eucariótico Decisión de proceder o abandonar el ciclo celular en G1. Las señales internas y externas en G1 ayudan a la célula a decidirse si se divide. La célula también puede abandonar el ciclo y entrar en una fase conocida como G0. En G0, las células están vivas y metabólicamente activas.( No duplican su ADN, ni se dividen ) Ocurre la especialización (diferenciación). Las células desarrollan características únicas. ( miosina y actina ), Axones. Cardaico, ojos y del cerebro ; vida.
Mitosis y meiosis Las células eucarióticas pueden experimentar dos tipos de división celular: División celular mitótica (mitosis) División celular meiótica (meiosis)
Mitosis y meiosis La división celular mitótica es el mecanismo de reproducción asexual de las células eucarióticas. Se usa en la reproducción de los organismos unicelulares. Permite que un huevo fertilizado se convierta en un adulto. Se usa en la clonación y en la investigación de células madre.
Mitosis y meiosis La división celular mitótica implica dos pasos: La división nuclear La citocinesis (división citoplásmica )
Mitosis y meiosis La división celular meiótica se lleva a cabo en los ovarios y los testículos de los mamíferos: Dos series de citocinesis producen cuatro células hijas capaces de convertirse en gametos. Las células hijas no son genéticamente idénticas entre sí ni a la célula original. Las células hijas contienen la mitad del material genético del progenitor.
Contenido de la sección 11.2 11.2 ¿Cómo se organiza el DNA en los cromosomas de las células eucarióticas? El cromosoma eucariótico consiste en una molécula de DNA lineal unida a proteínas. Los cromosomas eucarióticos se presentan habitualmente en pares homólogos con información genética similar.
El cromosoma eucariótico El DNA debe estar condensado (compactado) para que quepa en el núcleo y se pueda ordenar y transportar con mayor facilidad durante la división celular. Los cromosomas individuales constan de una sola molécula de DNA y están asociados con proteínas.
figura 11-4 estructura del cromosoma Un cromosoma eucariótico contiene una sola molécula de DNA lineal (arriba), que en los seres humanos es de aproximadamente 14 a 73 milímetros (mm) de largo y 2 nanómetros (nm) de diámetro. El DNA se enrolla alrededor de proteínas llamadas histonas y forma nucleosomas que son las unidades de empaquetamiento del DNA (parte media); esto reduce la longitud a cerca de un sexto de la original. Otras proteínas enrollan los nucleosomas adyacentes, como el perro de juguete Slinky, reduciendo así la longitud en otro factor de 6 o 7. Las espirales de DNA y sus proteínas asociadas están unidas en bucles para mantener las espirales de proteínas más grandes “como andamio” para completar el cromosoma (abajo). Todo este envoltorio y enroscado hace que el cromosoma de la interfase extendido sea aproximadamente 1000 veces más corto que la molécula de DNA que contiene. Incluso otras proteínas producen otra condensación de cerca de 10 veces durante la división celular (véase la figura 11-6). figura 11-4 estructura del cromosoma Un cromosoma eucariótico contiene una sola molécula de DNA lineal (arriba), que en los seres humanos es de aproximadamente 14 a 73 milímetros (mm) de largo y 2 nanómetros (nm) de diámetro. El DNA se enrolla alrededor de proteínas llamadas histonas y forma nucleosomas que son las unidades de empaquetamiento del DNA (parte media); esto reduce la longitud a cerca de un sexto de la original. Otras proteínas enrollan los nucleosomas adyacentes, como el perro de juguete Slinky, reduciendo así la longitud en otro factor de 6 o 7. Las espirales de DNA y sus proteínas asociadas están unidas en bucles para mantener las espirales de proteínas más grandes “como andamio” para completar el cromosoma (abajo). Todo este envoltorio y enroscado hace que el cromosoma de la interfase extendido sea aproximadamente 1000 veces más corto que la molécula de DNA que contiene. Incluso otras proteínas producen otra condensación de cerca de 10 veces durante la división celular.
El cromosoma eucariótico Una sola molécula de DNA puede contener cientos o incluso miles de genes que ocupan un lugar específico (locus), en un cromosoma específico.
El cromosoma eucariótico Cada cromosoma contiene: Un centrómero Telómeros
El cromosoma eucariótico El centrómero (“cuerpo medio”) es la región donde un cromosoma puede unirse a una cromátida hermana. El producto de la duplicación del DNA es un cromosoma duplicado con dos cromátidas hermanas idénticas. Durante la división celular mitótica, las dos cromátidas hermanas se separan.
figura 11-7 Un cromosoma duplicado consta de dos cromátidas hermanas
figura 11-8 Cromátidas hermanas separadas se vuelven dos cromosomas independientes
El cromosoma eucariótico Los telómeros (“parte final”) son los dos extremos de un cromosoma. Son fundamentales para la estabilidad del cromosoma.
genes centrómero telómero figura 11-5 Principales características de un cromosoma eucariótico telómero FIGURA 11-5 Principales características de un cromosoma eucariótico
Pares homólogos de cromosomas Los cromosomas duplicados tienen forma de “X” compacta.
Figura 11-6 Cromosomas humanos durante la mitosis El DNA y las proteínas asociadas de estos cromosomas humanos duplicados se han enroscado para formar las gruesas y cortas cromátidas hermanas unidas por el centrómero. Cada cadena visible de “textura” es un lazo de DNA. Durante la división celular, los cromosomas condensados tienen de 5 a 20 micrómetros de largo. FIGURA 11-6 Cromosomas humanos durante la mitosis El DNA y las proteínas asociadas de estos cromosomas humanos duplicados se han enroscado para formar las gruesas y cortas cromátidas hermanas unidas por el centrómero. Cada cadena visible de “textura” es un lazo de DNA. Durante la división celular, los cromosomas condensados tienen de 5 a 20 micrómetros de largo.
Pares homólogos de cromosomas El juego completo de cromosomas teñidos de una célula (cariotipo) contiene pares. Todos los cromosomas de células no reproductoras contienen pares de cromosomas o cromosomas homólogos. Los homólogos contienen los mismos genes y tienen el mismo tamaño, forma y modalidad de tinción.
FIGURA 11-9 Cariotipo humano masculino La tinción y fotografía del juego completo de cromosomas duplicados de una sola célula en proceso de división permite obtener su cariotipo. Las imágenes de los cromosomas individuales se recortan y se disponen en orden descendente de tamaño. Los cromosomas se presentan en pares (homólogos) que son semejantes en cuanto a tamaño y a modalidades de tinción, y que contienen un material genético similar. Los cromosomas 1 a 22 son autosomas; en tanto que los cromosomas X y Y son los cromosomas sexuales. Observa que el cromosoma Y es mucho más pequeño que el cromosoma X. Si éste fuera un cariotipo hembra, contendría dos cromosomas X. FIGURA 11-9 Cariotipo humano masculino La tinción y fotografía del juego completo de cromosomas duplicados de una sola célula en proceso de división permite obtener su cariotipo. Las imágenes de los cromosomas individuales se recortan y se disponen en orden descendente de tamaño. Los cromosomas se presentan en pares (homólogos) que son semejantes en cuanto a tamaño y a modalidades de tinción, y que contienen un material genético similar. Los cromosomas 1 a 22 son autosomas; en tanto que los cromosomas X y Y son los cromosomas sexuales. Observa que el cromosoma Y es mucho más pequeño que el cromosoma X. Si éste fuera un cariotipo hembra, contendría dos cromosomas X.
Pares homólogos de cromosomas Las células humanas tienen 23 pares de cromosomas homólogos. Los cromosomas 1 a 22 se llaman autosomas y su apariencia es similar entre los homólogos.
Pares homólogos de cromosomas Las células humanas tienen 23 pares de cromosomas homólogos. El par de cromosomas 23 es de cromosomas sexuales y pueden tener una apariencia similar o diferente. Las mujeres tienen dos cromosomas X de apariencia similar. Los hombres tienen un cromosoma X y un cromosoma Y (el Y es mucho más pequeño).
Pares homólogos de cromosomas Las células con pares de cromosomas homólogos se describen como diploides (que significa “de forma doble”).
Pares homólogos de cromosomas Las células que contienen sólo un ejemplar de cada tipo de cromosoma se denominan haploides (que significa “mitad”). La meiosis (en la reproducción sexual) produce células haploides de una célula diploide.
Pares homólogos de cromosomas Números de diploides y haploides: El número de cromosomas haploides se designa como “n”. El número de cromosomas diploides se designa como “2n”.
Contenido de la sección 11.3 11.3 ¿Cómo se reproducen las células por división celular mitótica? La mitosis se divide en cuatro fases: Acontecimientos de la profase mitótica Acontecimientos de la metafase mitótica Acontecimientos de la anafase mitótica Acontecimientos de la telofase mitótica Citocinesis
La mitosis se divide en cuatro fases Durante la interfase, las células se preparan para la división mitótica. La duplicación de los cromosomas se realiza durante la fase S. Las proteínas necesarias se sintetizan en G1 y G2.
figura 11-10a División celular mitótica en una célula animal a) Interfase tardía Los cromosomas se han duplicado pero permanecen relajados. También los centriolos se han duplicado y agrupado.
La mitosis se divide en cuatro fases Las cuatro fases de la mitosis: Profase Metafase Anafase Telofase
Acontecimientos de la profase mitótica Durante la profase ocurren tres acontecimientos principales: Se condensan los cromosomas duplicados. Las cromátidas hermanas de los cromosomas duplicados se enroscan y se condensan, formando pequeños cuerpos compactos.
Acontecimientos de la profase mitótica Durante la profase ocurren tres acontecimientos principales: Se ensamblan los microtúbulos del huso. Los centriolos actúan como puntos centrales desde los cual irradian los microtúbulos del huso (estos puntos se conocen como los polos del huso). Aunque las células de plantas, hongos y muchas algas no contienen centriolos, en la división celular mitótica forman husos funcionales.
b) Profase temprana los cromosomas se condensan se inicia la figura 11-10b División celular mitótica en una célula animal se inicia la formación del huso FIGURA 11-10b División celular mitótica en una célula animal Los cromosomas se condensan y se acortan; los microtúbulos del huso comienzan a formarse entre pares separados de centriolos.
Acontecimientos de la profase mitótica Durante la profase ocurren tres acontecimientos principales: Los cromosomas son capturados por el huso La estructura llamada cinetocoro del centrómetro del cromosoma sirve como punto de fijación de los microtúbulos del huso. Cada cromátida hermana se une a los extremos de los microtúbulos del huso que se dirigen hacia un polo de la célula en otra etapa más tardía. El acortamiento de los microtúbulos del huso separará y atraerá a las cromátidas hermanas hacia polos opuestos.
c) Profase tardía polo cinetocoro polo figura 11-10c División celular mitótica en una célula animal cinetocoro polo FIGURA 11-10c División celular mitótica en una célula anima El nucleolo desaparece; la envoltura nuclear se desintegra; y los microtúbulos del huso se fijan al cinetocoro de cada cromátida hermana.
Acontecimientos de la metafase mitótica Los microtúbulos de los dos cinetocoros de un cromosoma se alargan y se acortan. Cada cromosoma duplicado se alinea correctamente a lo largo del ecuador de la célula. Cada cientocoro de los cromosomas duplicados queda “mirando” hacia cada polo.
Acontecimientos de la metafase mitótica Cada cientocoro de los cromosomas duplicados queda “mirando” hacia cada polo.
d) Metafase microtúbulos del huso figura 11-10d División celular mitótica en una célula animal FIGURA 11-10d División celular mitótica en una célula animal Los cinetocoros interactúan; los microtúbulos del huso alinean los cromosomas en el ecuador de la célula.
Acontecimientos de la anafase mitótica Durante la anafase, las cromátidas hermanas se separan. Los motores proteicos de los cinetocoros tiran de los cromosomas hacia los polos.
Acontecimientos de la anafase mitótica Uno de los dos cromosomas hijos derivados de cada cromosoma progenitor original se mueve hacia cada uno de los polos de la célula. Los microtúbulos del huso sueltos interactúan y se alargan con la finalidad de separar los polos de la célula.
Acontecimientos de la anafase mitótica Los dos grupos de cromosomas que se forman en polos opuestos de la célula contienen una copia de cada uno de los cromosomas presentes en la célula original.
MITOSIS e) Anafase figura 11-10e División celular mitótica en una célula animal FIGURA 11-10e División celular mitótica en una célula animal Las cromátidas hermanas se separan y se desplazan hacia polos opuestos de la célula; los microtúbulos del huso separan los polos.
Acontecimientos de la telofase mitótica Los cuatro acontecimientos de la telofase: Los microtúbulos del huso se desintegran. Se forma una envoltura nuclear en torno a cada grupo de cromosomas. Figure: 19-2 part a Title: Viral structure and replication part a Caption: (a) A cross section of the virus that causes AIDS. Inside, genetic material is surrounded by a protein coat and molecules of reverse transcriptase, an enzyme that catalyzes the transcription of DNA from the viral RNA template after the virus enters the host cell. This virus is among those that also have an outer envelope that is formed from the host cell's plasma membrane. Spikes made of glycoprotein (protein and carbohydrate) project from the envelope and help the virus attach to its host cell.
Acontecimientos de la telofase mitótica Los cuatro acontecimientos de la telofase: Los cromosomas regresan a su estado desplegado. Aparecen nuevamente los nucléolos. Figure: 19-2 part a Title: Viral structure and replication part a Caption: (a) A cross section of the virus that causes AIDS. Inside, genetic material is surrounded by a protein coat and molecules of reverse transcriptase, an enzyme that catalyzes the transcription of DNA from the viral RNA template after the virus enters the host cell. This virus is among those that also have an outer envelope that is formed from the host cell's plasma membrane. Spikes made of glycoprotein (protein and carbohydrate) project from the envelope and help the virus attach to its host cell.
f ) Telofase reformación de la extensión de envoltura nuclear cromosomas figura 11-10f División celular mitótica en una célula animal FIGURA 11-10f División celular mitótica en una célula animal f ) Telofase Un conjunto de cromosomas llega a cada polo y se relaja en su estado desplegado; la envoltura nuclear empieza a formarse alrededor de cada conjunto; los microtúbulos del huso comienzan a desaparecer.
Citocinesis La citocinesis es diferente en las células animales y vegetales Células animales: Unos microfilamentos fijos en la membrana plasmática forman un anillo en torno al ecuador de la célula. El anillo se contrae y constriñe el ecuador de la célula, formando dos células hijas nuevas.
forman un anillo en torno al ecuador Los microfilamentos forman un anillo en torno al ecuador de la célula. Figura 11-11a Citocinesis en una célula animal a) Un anillo de microfilamentos situado inmediatamente debajo de la membrana plasmática se contrae en torno al ecuador de la célula y divide ésta en dos. FIGURA 11-11a Citocinesis en una célula animal
forman un anillo en torno al ecuador de la célula. El anillo de Los microfilamentos forman un anillo en torno al ecuador de la célula. Figura 11-11a Citocinesis en una célula animal a) Un anillo de microfilamentos situado inmediatamente debajo de la membrana plasmática se contrae en torno al ecuador de la célula y divide ésta en dos. El anillo de microfilamentos se contrae y constriñe la “cintura” de la célula. FIGURA 11-11a Citocinesis en una célula animal
forman un anillo en torno al ecuador de la célula. El anillo de Los microfilamentos forman un anillo en torno al ecuador de la célula. Figura 11-11a Citocinesis en una célula animal a) Un anillo de microfilamentos situado inmediatamente debajo de la membrana plasmática se contrae en torno al ecuador de la célula y divide ésta en dos. El anillo de microfilamentos se contrae y constriñe la “cintura” de la célula. La “cintura” se parte totalmente y se forman dos células hijas. FIGURA 11-11a Citocinesis en una célula animal a) Un anillo de microfilamentos situado inmediatamente debajo de la membrana plasmática se contrae en torno al ecuador de la célula y divide ésta en dos.
Figura 11-11b Citocinesis en una célula animal b) Con microscopio electrónico de barrido se observa que la citocinesis casi ha completado la separación de las dos células hijas. FIGURA 11-11b Citocinesis en una célula animal b) Con microscopio electrónico de barrido se observa que la citocinesis casi ha completado la separación de las dos células hijas.
Citocinesis La citocinesis es diferente en las células animales y vegetales: Células vegetales La rígida pared celular impide dividir una célula en dos comprimiendo la parte central. Se forma una placa celular, con forma de saco aplastado, rodeada por una membrana plasmática.
Figura 11-12 (parte 1) Citocinesis en una célula vegetal
Figura 11-12 (parte 2) Citocinesis en una célula vegetal
Figura 11-12 (parte 3) Citocinesis en una célula vegetal
Contenido de la sección 11.4 11.4 ¿Cómo se controla el ciclo celular? La actividad de enzimas específicas impulsa el ciclo celular. Los puntos de control regulan el progreso durante el ciclo celular.
Control del ciclo celular Las células de algunos tejidos con frecuencia se dividen durante la vida de un organismo. por ejemplo, las de la piel, las del intestino. La división celular ocurre raramente o nunca ocurre en otros tejidos. por ejemplo, los del cerebro, los del corazón, los del esqueleto.
Control del ciclo celular La división celular eucariótica está impulsada por enzimas y controlada en puntos de control específicos.
Las enzimas impulsan el ciclo celular El ciclo celular está controlado por una familia de proteínas llamada quinasas dependientes de ciclina o Cdk’s. Las quinasas son enzimas que fosforilan (agrega un grupo fosfato a) otras proteínas, estimulando o inhibiendo así su actividad. Las Cdk’s están activas sólo cuando se enlazan con otras proteínas llamadas ciclinas.
Las enzimas impulsan el ciclo celular La división celular ocurre cuando los factores de crecimiento se unen a receptores en la superficie de las células profundas de la piel, activando así la síntesis de las proteínas ciclinas. Las proteínas ciclinas entonces se unen a Cdk´s específicas y las activan.
Las enzimas impulsan el ciclo celular Las Cdk´s activas originan una cascada de sucesos: Estimulan la síntesis y la actividad de las proteínas que se requieren para que ocurra la síntesis de DNA. Producen la condensación de cromosomas. Desintegran la envoltura nuclear.
Las enzimas impulsan el ciclo celular Las Cdk’s activas originan una cascada de sucesos: (continuación) Formación del huso. Unión de los cromosomas a los microtúbulos del huso. Separación y movimiento de las cromátidas hermanas.
figura 11-14 El punto de control de G1 a S El progreso en los puntos de control del ciclo celular está bajo control de ciclinas y quinasa dependiente de ciclina (Cdk´s). En el punto de control de G1 a S que se ilustra aquí, los factores de crecimiento estimulan la síntesis de las proteínas ciclinas, las cuales activan a las Cdk´s originando una cascada de sucesos que llevan a la duplicación de DNA. FIGURA 11-14 El punto de control de G1 a S El progreso en los puntos de control del ciclo celular está bajo control de ciclinas y quinasa dependiente de ciclina (Cdk´s). En el punto de control de G1 a S que se ilustra aquí, los factores de crecimiento estimulan la síntesis de las proteínas ciclinas, las cuales activan a las Cdk´s originando una cascada de sucesos que llevan a la duplicación de DNA.
Los puntos de control regulan el ciclo celular Aunque las Cdk’s impulsan el ciclo celular, los puntos de control se aseguran que: La célula complete exitosamente la síntesis de DNA durante la interfase. Ocurran los movimientos apropiados de cromosomas durante la división celular mitótica.
Los puntos de control regulan el ciclo celular Existen tres puntos de control principales en el ciclo celular eucariótico, y cada uno está regulado por complejos proteicos. G1 a S G2 a mitosis Metafase a anafase
figura 11-13 Control del ciclo celular Los tres principales “puntos de control” regulan la transición de una célula de una fase a la siguiente durante el ciclo celular: 1. G1 a S, 2. G2 a mitosis (M) y 3. metafase a anafase. FIGURA 11-13 Control del ciclo celular Los tres principales “puntos de control” regulan la transición de una célula de una fase a la siguiente durante el ciclo celular: 1. G1 a S, 2. G2 a mitosis (M) y 3. metafase a anafase.
Los puntos de control regulan el ciclo celular G1 a S: Asegura que el DNA de la célula sea adecuado para la duplicación. Cuando el DNA está dañado, la proteína p53: Inhibe la duplicación. Estimula la síntesis de enzimas reparadoras de DNA. Si no es posible reparar el DNA, ocasiona una forma especial de muerte celular (apoptosis).
Figura 11-15 Control de la transición de G1 a S a) La proteína Rb inhibe la síntesis de DNA. Al final de la fase G1 aumentan los niveles de ciclinas, los cuales activan la Cdk´s que, a la vez, agrega un grupo fosfato a la proteína Rb. Por lo que la Rb fosforilada no inhibe más la síntesis de DNA y la célula entra a la fase S. b) El DNA dañado estimula niveles crecientes de la proteína p53, la cual desencadena una cascada de eventos que inhiben la Cdk´s-ciclinas y así se evita la entrada a la fase S hasta que el DNA se haya reparado. Figura 11-15 Control de la transición de G1 a S a) La proteína Rb inhibe la síntesis de DNA. Al final de la fase G1 aumentan los niveles de ciclinas, los cuales activan la Cdk´s que, a la vez, agrega un grupo fosfato a la proteína Rb. Por lo que la Rb fosforilada no inhibe más la síntesis de DNA y la célula entra a la fase S. b) El DNA dañado estimula niveles crecientes de la proteína p53, la cual desencadena una cascada de eventos que inhiben la Cdk´s-ciclinas y así se evita la entrada a la fase S hasta que el DNA se haya reparado.
Los puntos de control regulan el ciclo celular G2 a mitosis: Asegura que el DNA se duplique completa y exactamente. La proteína p53 reduce la síntesis y la actividad de una enzima que ayuda a provocar la condensación de cromosomas. los cromosomas permanecen extendidos y están accesibles para las enzimas reparadoras de DNA; la célula espera para entrar a la mitosis hasta que se haya fijado el DNA.
Los puntos de control regulan el ciclo celular Metafase a anafase: Asegura que los cromosomas estén alineados correctamente en la placa de la metafase. Una variedad de proteínas impide la separación de las cromátidas hermanas y, por consiguiente, interrumpen el avance hacia la anafase.
Contenido de la sección 11.5 11.5 ¿Por qué tantos organismos se reproducen sexualmente? Predominio de la reproducción sexual. Variación genética debida a mutaciones. Combinación de diferentes alelos progenitores en un sólo descendiente.
Predominio de la reproducción sexual La reproducción asexual por mitosis produce descendientes genéticamente idénticos.
Predominio de la reproducción sexual La reproducción sexual permite redistribuir los genes entre los individuos para generar descendientes genéticamente únicos. La presencia casi universal de la reproducción sexual sugiere que el intercambio de DNA es favorable. La variación de los descendientes que proporciona la reproducción sexual confiere una enorme ventaja evolutiva a las especies.
Variación genética debida a mutaciones Las mutaciones de DNA son la fuente principal de la variabilidad genética. La mayoría de las mutaciones son perjudiciales o letales; algunas son neutras o incluso benéficas.
Variación genética debida a mutaciones Las mutaciones forman alelos. Los alelos son formas distintas de un gen determinado que confieren variabilidad en la estructura o función de los individuos.
Variación genética debida a mutaciones Los cromosomas homólogos pueden tener los alelos iguales o diferentes de genes individuales. Cada cromosoma puede tener un alelo diferente de un gen (por ejemplo, el color de ojos).
FIGURA 11-16 Cromosomas homólogos pueden tener los alelos iguales (izquierda) o diferentes (derecha) de genes individuales. FIGURA 11-16 Cromosomas homólogos pueden tener los alelos iguales (izquierda) o diferentes (derecha) de genes individuales.
Combinación de alelos progenitores La combinación de cromosomas progenitores por medio de la reproducción sexual puede producir descendientes con combinaciones de alelos que pueden ser favorables.
Combinación de alelos progenitores La reproducción sexual produce variabilidad Las combinaciones de alelos de genes de un cromosoma homólogo se fusionan con combinaciones de alelos de genes de otro cromosoma homólogo.
Combinación de alelos progenitores La reproducción sexual produce variabilidad Diferentes cromosomas homólogos con ciertos alelos se combinan con otros cromosomas homólogos de manera aleatoria.
Combinación de alelos progenitores La reproducción sexual produce variabilidad Dos gametos producidos por meiosis contribuyen sus combinaciones únicas de alelos para producir un nuevo descendiente.
Contenido de la sección 11.6 11.6 ¿Cómo la división celular meiótica produce células haploides? La meiosis separa los cromosomas homólogos y produce núcleos hijos haploides. La división celular meiótica seguida por la fusión de gametos mantiene constante el número de cromosomas de una generación a otra. Acontecimientos de la profase meiótica I. Acontecimientos de la metafase meiótica I.
Contenido de la sección 11.6 11.6 ¿Cómo la división celular meiótica produce células haploides? (continuación) Acontecimientos de la anafase meiótica I y la telofase meiótica I. Resumen de acontecimientos de la meiosis II.
La meiosis separa los cromosomas homólogos La meiosis es un proceso de división celular especializada que produce gametos haploides. Cada gameto recibe a un miembro de cada par de cromosomas homólogos.
La meiosis separa los cromosomas homólogos La meiosis consta de un ciclo de duplicación de DNA, seguido de dos divisiones nucleares. Estos acontecimientos ocurren en dos fases: Meiosis I Meiosis II
La meiosis separa los cromosomas homólogos Ambos miembros de cada par de cromosomas homólogos se duplican antes de la meiosis. Después de la duplicación, cada cromosoma consta de 2 cromátidas hermanas.
figura 11-17 Ambos miembros de un par de cromosomas homólogos se duplican antes de la meiosis
La meiosis separa los cromosomas homólogos Durante la meiosis I, cada célula hija recibe a un miembro de cada par de cromosomas homólogos.
figura 11-18 Durante la meiosis I cada célula hija recibe un miembro de cada par de cromosomas homólogos FIGURA 11-18 Durante la meiosis I cada célula hija recibe un miembro de cada par de cromosomas homólogos
La meiosis separa los cromosomas homólogos Durante la meiosis II, las cromátidas hermanas se separan en cromosomas independientes. Cada célula hija recibe a uno de estos cromosomas independientes.
figura 11-19 Durante la meiosis II cromátidas hermanas se separan en cromosomas independientes Cada célula hija recibe uno de estos cromosomas no duplicados independientes. FIGURA 11-19 Durante la meiosis II cromátidas hermanas se separan en cromosomas independientes
Fusión de gametos haploides La meiosis reduce el número de cromosomas a la mitad, produciendo gametos (óvulos y espermatozoides) haploides (n). La fusión de gametos (fertilización) combina dos conjuntos de cromosomas para producir un cigoto diploide (2n).
células parentales gametos diploides haploides FIGURA 11-20 (parte 1) La división celular meiótica es esencial para la reproducción sexual FIGURA 11-20 (parte 1) La división celular meiótica es esencial para la reproducción sexual
óvulo diploide fecundado células parentales diploides óvulo diploide fecundado gametos haploides FIGURA 11-20 (parte 2) La división celular meiótica es esencial para la reproducción sexual FIGURA 11-20 (parte 2) La división celular meiótica es esencial para la reproducción sexual
Descripción general de Meiosis I & II Las fases de la meiosis reciben los mismos nombres que las fases aproximadamente equivalentes de la mitosis, seguidas de un I o un II para distinguir las dos divisiones nucleares que se llevan a cabo en la meiosis.
Descripción general de Meiosis I & II La Meiosis I separa los cromosomas homólogos en dos núcleos haploides hijos.
Figura 11-21 (parte 1) División celular meiótica en una célula animal En la división celular meiótica (meiosis y citocinesis), los cromosomas homólogos de una célula diploide se separan y producen cuatro células haploides hijas. Cada célula hija contiene un miembro de cada par de cromosomas homólogos de la célula progenitora. En estos diagramas se muestran dos pares de cromosomas homólogos (dos tétradas), uno grande y uno pequeño. Los cromosomas amarillos provienen de un progenitor (por ejemplo, el padre) y los cromosomas morados son del otro progenitor (por ejemplo, la madre). Figura 11-21 (parte 1) División celular meiótica en una célula animal En la división celular meiótica (meiosis y citocinesis), los cromosomas homólogos de una célula diploide se separan y producen cuatro células haploides hijas. Cada célula hija contiene un miembro de cada par de cromosomas homólogos de la célula progenitora. En estos diagramas se muestran dos pares de cromosomas homólogos (dos tétradas), uno grande y uno pequeño. Los cromosomas amarillos provienen de un progenitor (por ejemplo, el padre) y los cromosomas morados son del otro progenitor (por ejemplo, la madre).
Descripción general de Meiosis I & II La meiosis II separa las cromátidas hermanas en cuatro núcleos hijos.
Figura 11-21 (parte 2) División celular meiótica en una célula animal En la división celular meiótica (meiosis y citocinesis), los cromosomas homólogos de una célula diploide se separan y producen cuatro células haploides hijas. Cada célula hija contiene un miembro de cada par de cromosomas homólogos de la célula progenitora. En estos diagramas se muestran dos pares de cromosomas homólogos (dos tétradas), uno grande y uno pequeño. Los cromosomas amarillos provienen de un progenitor (por ejemplo, el padre) y los cromosomas morados son del otro progenitor (por ejemplo, la madre). Figura 11-21 (parte 2) División celular meiótica en una célula animal
Acontecimientos de la profase meiótica I Cada cromosoma ha sido duplicado durante la interfase, antes de que comience la meiosis. 2. Los cromosomas homólogos se aparean.
Acontecimientos de la profase meiótica I El entrecruzamiento (recombinación genética) ocurre entre los cromosomas. Las enzimas se abren camino a través de los esqueletos de DNA de los cromosomas y unen de nuevo los extremos cortados del DNA, formando quiasmas.
Acontecimientos de la profase meiótica I Los microtúbulos del huso comienzan a ensamblarse, se desintegra la envoltura nuclear y los microtúbulos del huso captan los cromosomas.
Los cromosomas homólogos se aparean (forman tétradas) Figura 11-21a División celular meiótica en una célula animal Los cromosomas homólogos se aparean (forman tétradas) y se entrecruzan. cromosomas homólogos apareados (cromosomas bivalentes o tétradas) microtúbulo del huso quiasma a) Profase I. Los cromosomas duplicados se condensan. Los cromosomas homólogos se aparean (formando tétradas), se forman quiasmas para intercambiar segmentos de DNA (información genética) entre las cromátidas de los cromosomas homólogos. La envoltura nuclear se desintegra y se forman los microtúbulos del huso. Figura 11-21a División celular meiótica en una célula animal En la división celular meiótica (meiosis y citocinesis), los cromosomas homólogos de una célula diploide se separan y producen cuatro células haploides hijas. Cada célula hija contiene un miembro de cada par de cromosomas homólogos de la célula progenitora. En estos diagramas se muestran dos pares de cromosomas homólogos (dos tétradas), uno grande y uno pequeño. Los cromosomas amarillos provienen de un progenitor (por ejemplo, el padre) y los cromosomas morados son del otro progenitor (por ejemplo, la madre).
Figura 11-22a El mecanismo del entrecruzamiento
Figura 11-22b El mecanismo del entrecruzamiento
Figura 11-22c El mecanismo del entrecruzamiento
Acontecimientos de la metafase meiótica I Durante la profase I, Ios microtúbulos del huso captan los cromosomas fijándose en sus cinetocoros. Las cromátidas hermanas de cada cromosoma se unen a microtúbulos del huso que llevan hacia polos opuestos.
Acontecimientos de la metafase meiótica I Los cromosomas homólogos apareados se alinean en el ecuador de la célula. Los cromosomas se alinean como pares de cromosomas homólogos duplicados.
b) Metafase I. Los cromosomas homólogos apareados (tétradas) se alinean a lo largo del ecuador de la célula. Un homólogo de cada par “mira” hacia cada uno de los polos de la célula y se fija a los microtúbulos del huso por su cinetocoro (azul). Figura 11-21b División celular meiótica en una célula animal En la división celular meiótica (meiosis y citocinesis), los cromosomas homólogos de una célula diploide se separan y producen cuatro células haploides hijas. Cada célula hija contiene un miembro de cada par de cromosomas homólogos de la célula progenitora. En estos diagramas se muestran dos pares de cromosomas homólogos (dos tétradas), uno grande y uno pequeño. Los cromosomas amarillos provienen de un progenitor (por ejemplo, el padre) y los cromosomas morados son del otro progenitor (por ejemplo, la madre). Figura 11-21b División celular meiótica en una célula animal
Acontecimientos de la metafase meiótica I La metafase meiótica diferere de la metafase mitótica. En la metafase mitótica, los cromosomas duplicados individuales se alinean a lo largo del ecuador. En la metafase meiótica, los pares homólogos de cromosomas duplicados se alinean a lo largo del ecuador.
figura 11-23 Cromosoma unido al huso en la mitosis
figura 11-24 Cromosoma unido al huso en la meiosis I
Acontecimientos de la metafase meiótica I Los cromosomas homólogos pueden alinearse de dos diferentes maneras, creando así la variabilidad. El cromosoma materno puede “mirar” hacia el “norte” en el caso de ciertos pares, y hacia el “sur” en el de los demás.
Acontecimientos de la anafase meiótica I Los cromosomas duplicados de cada par homólogo se separan. Un cromosoma duplicado de cada par homólogo se mueve a cada polo, jalado por microtúbulos.
cromátidas hermanas no se separan. c) Anafase I. Los cromosomas homólogos se separan y un miembro de cada par se dirige hacia cada uno de los polos de la célula. Las cromátidas hermanas no se separan. Figura 11-21c División celular meiótica en una célula animal En la división celular meiótica (meiosis y citocinesis), los cromosomas homólogos de una célula diploide se separan y producen cuatro células haploides hijas. Cada célula hija contiene un miembro de cada par de cromosomas homólogos de la célula progenitora. En estos diagramas se muestran dos pares de cromosomas homólogos (dos tétradas), uno grande y uno pequeño. Los cromosomas amarillos provienen de un progenitor (por ejemplo, el padre) y los cromosomas morados son del otro progenitor (por ejemplo, la madre). Figura 11-21c División celular meiótica en una célula animal
Acontecimientos de la telofase meiótica I Los microtúbulos del huso desaparecen. Se lleva a cabo la citocinesis. La envoltura nuclear se reintegra. Los cromosomas por lo general permanecen condensados.
d) Telofase I. Desaparecen los microtúbulos del huso. Se formaron dos conjuntos de cromosomas, cada uno contiene un miembro de cada par de homólogos. Por lo tanto, los núcleos hijos son haploides. por lo común, la citocinesis ocurre en esta etapa. Hay poca o ninguna interfase entre la meiosis I y la meiosis II. Figura 11-21d División celular meiótica en una célula animal En la división celular meiótica (meiosis y citocinesis), los cromosomas homólogos de una célula diploide se separan y producen cuatro células haploides hijas. Cada célula hija contiene un miembro de cada par de cromosomas homólogos de la célula progenitora. En estos diagramas se muestran dos pares de cromosomas homólogos (dos tétradas), uno grande y uno pequeño. Los cromosomas amarillos provienen de un progenitor (por ejemplo, el padre) y los cromosomas morados son del otro progenitor (por ejemplo, la madre). Figura 11-21d División celular meiótica en una célula animal
Resumen de acontecimientos de la meiosis II Profase meiótica II: Se forman de nuevo los microtúbulos del uso y capturan a los cromosomas duplicados. Cada cromátida contiene un cinetocoro. Metafase meiótica II: los cromosomas duplicados se alinean en el ecuador de la célula.
Summary of Events of Meiosis II Anafase meiótica II: Las cromátidas hermanas se separan. Telofase meiótica II: Se lleva a cabo la citocinesis, se forman de nuevo las envolturas nucleares, los cromosomas se relajan.
Figura 11-21 (parte 2) División celular meiótica en una célula animal En la división celular meiótica (meiosis y citocinesis), los cromosomas homólogos de una célula diploide se separan y producen cuatro células haploides hijas. Cada célula hija contiene un miembro de cada par de cromosomas homólogos de la célula progenitora. En estos diagramas se muestran dos pares de cromosomas homólogos (dos tétradas), uno grande y uno pequeño. Los cromosomas amarillos provienen de un progenitor (por ejemplo, el padre) y los cromosomas morados son del otro progenitor (por ejemplo, la madre). Figura 11-21 (parte 2) División celular meiótica en una célula animal
cromosomas se relajaron después de la telofase I, se e) Profase II. Si los cromosomas se relajaron después de la telofase I, se condensan de nuevo. Los microtúbulos del huso se forman otra vez y se fijan a las cromátidas hermanas. Figura 11-21e División celular meiótica en una célula animal En la división celular meiótica (meiosis y citocinesis), los cromosomas homólogos de una célula diploide se separan y producen cuatro células haploides hijas. Cada célula hija contiene un miembro de cada par de cromosomas homólogos de la célula progenitora. En estos diagramas se muestran dos pares de cromosomas homólogos (dos tétradas), uno grande y uno pequeño. Los cromosomas amarillos provienen de un progenitor (por ejemplo, el padre) y los cromosomas morados son del otro progenitor (por ejemplo, la madre). Figura 11-21e División celular meiótica en una célula animal
cromosomas duplicados se alinean a lo largo del ecuador, con las f) Metafase II. Los cromosomas duplicados se alinean a lo largo del ecuador, con las cromátidas hermanas de cada cromosoma unidas a microtúbulos del huso que llevan hacia polos opuestos. Figura 11-21f División celular meiótica en una célula animal En la división celular meiótica (meiosis y citocinesis), los cromosomas homólogos de una célula diploide se separan y producen cuatro células haploides hijas. Cada célula hija contiene un miembro de cada par de cromosomas homólogos de la célula progenitora. En estos diagramas se muestran dos pares de cromosomas homólogos (dos tétradas), uno grande y uno pequeño. Los cromosomas amarillos provienen de un progenitor (por ejemplo, el padre) y los cromosomas morados son del otro progenitor (por ejemplo, la madre). Figura 11-21f División celular meiótica en una célula animal
g) Anafase II. Las cromátidas de los cromosomas duplicados se separan en cromosomas hijos no duplicados independientes; una de las cromátidas hermanas se desplaza hacia cada uno de los polos. Figura 11-21g División celular meiótica en una célula animal En la división celular meiótica (meiosis y citocinesis), los cromosomas homólogos de una célula diploide se separan y producen cuatro células haploides hijas. Cada célula hija contiene un miembro de cada par de cromosomas homólogos de la célula progenitora. En estos diagramas se muestran dos pares de cromosomas homólogos (dos tétradas), uno grande y uno pequeño. Los cromosomas amarillos provienen de un progenitor (por ejemplo, el padre) y los cromosomas morados son del otro progenitor (por ejemplo, la madre). Figura 11-21g División celular meiótica en una célula animal
Los cromosomas concluyen su desplazamiento hacia h) Telofase II. Los cromosomas concluyen su desplazamiento hacia polos opuestos. Se forman de nuevo las envolturas nucleares y los cromosomas se despliegan una vez más (no se muestran aquí). Figura 11-21h División celular meiótica en una célula animal En la división celular meiótica (meiosis y citocinesis), los cromosomas homólogos de una célula diploide se separan y producen cuatro células haploides hijas. Cada célula hija contiene un miembro de cada par de cromosomas homólogos de la célula progenitora. En estos diagramas se muestran dos pares de cromosomas homólogos (dos tétradas), uno grande y uno pequeño. Los cromosomas amarillos provienen de un progenitor (por ejemplo, el padre) y los cromosomas morados son del otro progenitor (por ejemplo, la madre). Figura 11-21h División celular meiótica en una célula animal
i) Cuatro células haploides. La citocinesis da origen a cuatro células haploides, cada una con un miembro de cada par de cromosomas homólogos (aquí se muestran en el estado condensado). Figura 11-21i División celular meiótica en una célula animal En la división celular meiótica (meiosis y citocinesis), los cromosomas homólogos de una célula diploide se separan y producen cuatro células haploides hijas. Cada célula hija contiene un miembro de cada par de cromosomas homólogos de la célula progenitora. En estos diagramas se muestran dos pares de cromosomas homólogos (dos tétradas), uno grande y uno pequeño. Los cromosomas amarillos provienen de un progenitor (por ejemplo, el padre) y los cromosomas morados son del otro progenitor (por ejemplo, la madre). Figura 11-21i División celular meiótica en una célula animal
tabla 11-1a Comparación entre las divisiones celulares mitótica y meiótica en células animales
tabla 11-1b (parte 1) Comparación entre las divisiones celulares mitótica y meiótica en células animales TABLA 11-1b (parte 2) Comparación entre las divisiones celulares mitótica y meiótica en células animales
tabla 11-1b (parte 2) Comparación entre las divisiones celulares mitótica y meiótica en células animales TABLA 11-1b (parte 2) Comparación entre las divisiones celulares mitótica y meiótica en células animales
Contenido de la sección 11.7 11.7 ¿Cuándo ocurren la división celular meiótica y mitótica en el ciclo de vida de los eucariotas? En los ciclos de vida haploides, la mayoría del ciclo consta de células haploides. En los ciclos de vida diploides la mayoría del ciclo consiste en células diploides. En la alternancia del ciclo de vida de las generaciones, hay tanto etapas multicelulares haploides como diploides.
Ciclos de vida haploides Hongos y algas unicelulares. La mayor parte de sus ciclos de vida transcurre en el estado haploide. La reproducción asexual mediante división celular mitótica produce una población de células haploides idénticas.
figura 11-25 los tres tipos principales de ciclos de vida eucarióticos La longitud de las flechas corresponde aproximadamente a la proporción del ciclo de vida que transcurre en cada etapa. FIGURA 11-25 los tres tipos principales de ciclos de vida eucarióticos La longitud de las flechas corresponde aproximadamente a la proporción del ciclo de vida que transcurre en cada etapa.
figura 11-25 (parte 1) los tres tipos principales de ciclos de vida eucarióticos La longitud de las flechas corresponde aproximadamente a la proporción del ciclo de vida que transcurre en cada etapa. FIGURA 11-25 (parte 1) los tres tipos principales de ciclos de vida eucarióticos
figura 11-25 (parte 2) los tres tipos principales de ciclos de vida eucarióticos La longitud de las flechas corresponde aproximadamente a la proporción del ciclo de vida que transcurre en cada etapa. FIGURA 11-25 (parte 2) los tres tipos principales de ciclos de vida eucarióticos
figura 11-25 (parte 3) los tres tipos principales de ciclos de vida eucarióticos La longitud de las flechas corresponde aproximadamente a la proporción del ciclo de vida que transcurre en cada etapa. FIGURA 11-25 (parte 3) los tres tipos principales de ciclos de vida eucarióticos
figura 11-26 El ciclo de vida del alga unicelular Chlamydomonas La Chlamydomonas se reproduce asexualmente por división celular mitótica de células haploides. Cuando escasean los nutrimentos, las células haploides especializadas (por lo general desde poblaciones genéticamente distintas) se fusionan para formar una célula diploide. Luego la división celular meiótica produce inmediatamente cuatro células haploides, comúnmente con diferentes composiciones genéticas que las demás cadenas progenitoras. FIGURA 11-26 El ciclo de vida del alga unicelular Chlamydomonas La Chlamydomonas se reproduce asexualmente por división celular mitótica de células haploides. Cuando escasean los nutrimentos, las células haploides especializadas (por lo general desde poblaciones genéticamente distintas) se fusionan para formar una célula diploide. Luego la división celular meiótica produce inmediatamente cuatro células haploides, comúnmente con diferentes composiciones genéticas que las demás cadenas progenitoras.
Ciclos de vida haploides En ciertas condiciones ambientales, se producen células haploides “sexuales” especializadas. Dos células haploides sexuales se fusionan y forman una célula diploide, la cual de inmediato sufre meiosis y vuelve a producir células haploides.
Ciclos de vida diploides La mayoría de los animales. Casi todo el ciclo de vida animal transcurre en el estado diploide. Los gametos haploides se forman por división celular meiótica. Los gametos se fusionan para formar un cigoto diploide. El crecimiento y desarrollo del cigoto en un organismo adulto es resultado de la división celular mitótica.
figura 11-27 El ciclo de vida humano Con base en la división celular meiótica los dos sexos producen gametos (espermatozoides en los machos y óvulos en las hembras) que se fusionan para formar un cigoto diploide. La división celular mitótica y la diferenciación de las células hijas producen un embrión, un niño y, a final de cuentas, un adulto maduro sexualmente. Las etapas haploides duran únicamente de unas cuantas horas a unos cuantos días; en tanto que las etapas diploides pueden subsistir durante un siglo. FIGURA 11-27 El ciclo de vida humano Mediante la división celular meiótica los dos sexos producen gametos (espermatozoides en los machos y óvulos en las hembras) que se fusionan para formar un cigoto diploide. La división celular mitótica y la diferenciación de las células hijas producen un embrión, un niño y, a final de cuentas, un adulto maduro sexualmente. Las etapas haploides duran únicamente de unas cuantas horas a unos cuantos días; en tanto que las etapas diploides pueden subsistir durante un siglo.
Alternancia del ciclo de vida de las generaciones Plantas Incluye tanto formas corporales diploides multicelulares como haploides multicelulares. Un cuerpo diploide multicelular produce esporas haploides por división celular meiótica. Las esporas sufren la división celular mitótica para producir una generación haploide multicelular.
figura 11-28 Alternancia de generaciones en las plantas En las plantas como este helecho, células especializadas en la etapa multicelular diploide sufren división celular meiótica para producir esporas haploides. Las esporas experimentan división celular mitótica y diferenciación de las células hijas para producir una etapa multicelular haploide. Tiempo después, quizá luego de varias semanas, algunas de estas células haploides se diferencian en espermatozoides y óvulos, los cuales a la vez se fusionan para formar un cigoto diploide. La división celular mitótica y la diferenciación una vez más producen una etapa multicelular diploide. figura 11-28 Alternancia de generaciones en las plantas En las plantas como este helecho, células especializadas en la etapa multicelular diploide sufren división celular meiótica para producir esporas haploides. Las esporas experimentan división celular mitótica y diferenciación de las células hijas para producir una etapa multicelular haploide. Tiempo después, quizá luego de varias semanas, algunas de estas células haploides se diferencian en espermatozoides y óvulos, los cuales a la vez se fusionan para formar un cigoto diploide. La división celular mitótica y la diferenciación una vez más producen una etapa multicelular diploide.
Alternancia del ciclo de vida de las generaciones En algún punto ciertas células se diferencian en gametos haploides. Dos gametos haploides se fusionan para formar un cigoto diploide. El cigoto crece mediante división celular mitótica y se convierte en un cuerpo multicelular de generación diploide.
Contenido de la sección 11.8 11.8 ¿De qué forma la meiosis y la reproducción sexual originan variabilidad genética? La redistribución de homólogos crea combinaciones nuevas de cromosomas. El entrecruzamiento crea cromosomas con combinaciones nuevas de genes. La fusión de gametos aporta más variabilidad genética a la descendencia.
Combinaciones nuevas de cromosomas La variabilidad genética entre los organismos es indispensable en un ambiente que cambia. Las mutaciones son la fuente principal de la variabilidad genética, pero rara vez ocurren.
Combinaciones nuevas de cromosomas La alineación aleatoria y la separación de los cromosomas homólogos en la metafase meiótica I y en la anafase meiótica I aumentan la variabilidad. La cantidad de combinaciones posibles es 2n, donde n = número de pares homólogos.
FIGURA 11-29 Posible arreglo de cromosomas en la metafase de la meiosis I
Entrecruzamiento La variacion también aumenta gracias a la recombinación genética. El entrecruzamiento de la profase meiótica I crea cromosomas con nuevas combinaciones de alelos.
Entrecruzamiento Con la distribución aleatoria de la metafase/anafase I, cada gameto que se produce en la meiosis es prácticamente único.
Fusión de gametos La fusión de gametos de dos personas aumenta aun más las posibles combinaciones 2n. Los gametos de dos humanos podrían producir aproximadamente 64 billones de diferentes combinaciones 2n.
Fusión de gametos Si ignoramos el entrecruzamiento, cada ser humano es genéticamente único.