NÚCLEO Contiene el material genético en su interior y está separado del resto de la célula por una envoltura porosa, la envoltura nuclear que permite el.

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1 NÚCLEO Contiene el material genético en su interior y está separado del resto de la célula por una envoltura porosa, la envoltura nuclear que permite el intercambio de moléculas con el citoplasma Todas las células eucariotas presentan un núcleo salvo las siguientes excepciones: Eritrocitos: sin núcleo Células del músculo estriado: forman un sinticio Osteoclastos: plasmodio Paramecios: dinucleados

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3 NÚCLEO Envoltura nuclear: Formada por una doble membrana, la externa y la interna, separadas por el espacio intermembranoso. La membrana externa está conectada con el retículo endoplasmático. La envoltura presenta poros nucleares a través de los cuales se produce el intercambio de moléculas entre el citoplasma y el núcleo. El núcleo s la estructura más voluminosa de las células eucariotas. Contiene la mayor parte del ADN celular. Tiene forma redondeada, ocupando una posición central en las células animales y lateral en las vegetales. Generalmente todas las células tienen un núcleo. Excepciones: eritrocitos (no tienen) y algunas células musculares (tienen varias=polinucleares)

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5 ESTRUCTURA DEL PORO NUCLEAR

6 NÚCLEO Nucleoplasma: Es el medio interno acuoso donde se encuentran los componentes del núcleo. Nucléolo: se ve como un corpúsculo esférico carente de membrana que solo puede verse cuando la célula no está en división. Se corresponde con la región del genoma a partir de la cual se forman los ribosomas. Puede haber más de uno.

7 NÚCLEO CROMATINA: filamentos de ADN en diferente grado de compactación y asociados a proteínas. Proteínas: Histonas: H1, H2A, H2B, H3, H4 No histonas: implicadas en la replicación, transcirpción y regulación del ADN Tipos: Heterocromatina: cromatina que no transcribe y que permanece siempre condensada. A su vez puede ser: Constitutiva: siempre está condensada. Se localiza alrededor del centrómero o en un brazo del cromosoma. Son secuencias altamente repetidas denominadas ADN satélite y que intervienen en el apareamiento de los cromosomas durante la sinapsis meiótica. Facultativa: cromatina que se inactiva de forma específica en cada estirpe celular durante el proceso de diferenciación celular. Ej en el cromosoma X de las hembras se inactiva determinadas regiones para impedir que se expresen dos veces. Eucromatina: es la más abundante y está menos condensada que la anterior. Es activa tanto en la réplica como en la transcripción de ADN.

8 NIVELES DE COMPACTACIÓN DE LA CROMATINA
Fibra nucleosómica (10 nm)

9 Fibras de 10 y 30 nm

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11 LOS CROMOSOMAS Son estructuras filamentosas formadas por ADN y proteínas visibles durante la división celular. Son el grado máximo de compactación de la cromatina. Se pueden distinguir los siguientes elementos: Cromátidas: cada uno de los brazos del cromosoma. Los dos brazos contienen la misma información genética, un brazo es resultado de la replicación del otro, por eso se dice que son cromátidas hermanas. Centrómero: región de unión de dos cromátidas

12 LOS CROMOSOMAS

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14 CARIOTIPO El cariotipo es el conjunto de cromosomas de una especie.
Tipos de cromosomas: Heterocromosomas o cromosomas sexuales: son muy diferentes entre sí e intervienen en la determinación del sexo. A uno de ellos se le llama X y al otro Y . En mamíferos, las hembras son XX y los hombres XY. Autosomas: Constituyen el resto de los cromosomas y son los mismos en los dos sexos. El ser humano tiene 46 cromosomas: - 22 pares de cromosomas homólogos - 2 cromosomas sexuales

15 Clasificación de los organismos en función del número de cromosomas:
Organismos haploides: Poseen un solo juego de cromosomas. Se representa con la letra n. Organismos diploides: Poseen un número par de cromosomas en sus células somáticas (no reproductoras) . Estos cromosomas se denominan homólogos, un juego procede de la madre y otro del padre. Se representan con 2n.

16 EL CICLO CELULAR La mayoría de las células se reproducen mediante un mecanismo denominado división celular, mediante el cual se originan dos células hijas idénticas a la célula madre. Células que no se dividen: células musculares estriadas, eritrocitos y neuronas. Ciclo celular: secuencia de modificaciones que sufre una célula desde su formación hasta que se divide originando dos células hijas. Fases del ciclo celular: Interfase: es la más larga del ciclo. La célula presenta un núcleo diferenciado y durante este periodo la célula realiza muchas funciones. Al final del periodo se produce la replicación del ADN. Fase de división (M): EL núcleo desaparece y los cromosomas se hacen visibles.

17 EL CICLO CELULAR

18 EL CICLO CELULAR Fase mitótica (M): Implica una serie de eventos que se inician con la división mitótica o mitosis. Interfase: durante este periodo se produce el crecimiento de la célula y la duplicación del ADN. La interfase se divide en tres intervalos: M-G1: Crecimiento celular y síntesis de proteínas. Supervisa el entorno y el tamaño. S: Duplicación del ADN y síntesis de histonas. G2-M: comprobación de la correcta duplicación del ADN, síntesis de proteína y duplicación de las estructuras necesarias para la mitosis. Si las condiciones celulares no son favorables, las células retrasan su progreso en S pudiendo entrar en un estado especializado de reposo denominado Go

19 LA DIVISIÓN CELULAR EN CÉLULAS EUCARIOTAS
En la fase de división o fase M, a partir de una célula madre se originan dos células hijas con idéntico número de cromosomas que la célula progenitora. Se puede distinguir dos fases: Mitosis o cariocinesis: división del material genético. Citocinesis: división del citoplasma

20 MITOSIS PROFASE: La cromatina se condensa y se ven los cromosomas compuestos por dos cromátidas. En el citoplasma se empieza a ensamblar el huso mitótico entre los centrosomas. Los centrosomas que se han duplicado durante la interfase comienzan a migrar a los polos opuestos del núcleo. El nucléolo desaparece PROMETAFASE Comienza con la ruptura brusca de la membrana nuclear. Los cromosomas se anclan a los microtúbulos del huso a través de los cinetocoros y comienzan a moverse activamente.

21 METAFASE Los cromosomas condensados se disponen en el centro de la célula, formando la placa ecuatorial unidos por el cinetocoro a las fibras del huso

22 ANAFASE Las cromátidas hermanas de cada cromosoma se separan sincrónicamente y se dirigen a los polos opuestos de la célula arrastradas por los filamentos del huso acromático. TELOFASE Reaparece el nucléolo Descondensación de los cromosomas. Formación de la envoltura nuclear. Comienza la división citoplasmática con la unión del anillo contráctil a la membrana plasmática

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26 CITOCINESIS Es la división del citoplasma y el reparto de los orgánulos celulares. Comienza en anafase y termina en telofase. CÉLULAS ANIMALES: se realiza por estrangulación del citoplasma. 1. Iniciación Aparición de un surco de anclaje en la superficie celular. En animales y muchos eucariotas unicelulares, la estructura asociada es el anillo contráctil compuesto por filamentos de actina y miosina. 2. Contración El suco se hace progresivamente más profundo alrededor de la célula. El anillo se une a la cara interna de la membrana plasmática y se contrae hasta que la célula se divide en dos. 3. Inserción Al mismo tiempo una nueva membrana se inserta en la membrana adyacente al anillo por fusión de vesículas intracelulares. 4. Finalización

27 CÉLULAS VEGETALES: debido a la presencia de la pared celular la citocinesis en células vegetales presenta diferencias con respecto a la animal. El citoplasma es dividido desde dentro por la construcción de una pared celular denominada placa celular entre los núcleos hijos. La orientación de la placa celular determina la posición de las células hijas en relación con las células vecinas (determina la forma de la planta). El ensamblaje de la placa celular comienza al final de la anafase y es guiada por una estructura denominada fragmoplasto que contiene el resto de los microtúbulos interzonales. Pequeñas vesículas derivadas del Gogi son transportadas hasta el ecuador del fragmoplasto. Las vesículas se fusionan formando un disco denominado placa celular temprana que crece hacia afuera hasta alcanzar la membrana plasmática y la pared celular.

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31 MEIOSIS El paradigma meiótico
La meiosis es una división reduccional de la célula, ya que a partir de una célula madre diploide (2n) se forman cuatro células hijas haploides (n). Este proceso ocurre a través de dos divisiones sucesivas de la célula (meiosis I y II) y con una sola ronda de replicación del ADN. En todos los vertebrados la meiosis tiene lugar en las gónadas y las células que se forman se denominan gametos. 2n 2C 4C 1n 1C Meiosis-I Meiosis-II S El paradigma meiótico

32 FASES DE LA MEIOSIS INTERFASE: Periodo anterior a la meiosis en el cual se produce la duplicación del ADN MEIOSIS I Profase I: Es la fase más larga (90% del total) Los cromosomas se condensan hasta hacerse visibles. Los cromosomas homólogos se aparean formando un bivalente. Los cromosomas homólogos intercambian parte de su material genético en un proceso denominado sobrecruzamiento, mediante el cual se garantiza que las células hijas sean distintas a la célula madre. Metafase I: Los cromosomas homólogos se sitúan en el ecuador de la célula. Anafase I: Los filamentos del huso comienzan a separar a los cromosomas homólogos. Telofase I y citocinesis: Se forman dos células hijas haploides (n) con la mitad de cromosomas que la célula madre

33 Fases de la primera división meiótica
Leptotene Zigotene Paquitene Diplotene Diacinesis Metafase-I Anafase-I Telofase-I Fases de la primera división meiótica Prometafase-I

34 PROFASE I LEPTOTENE Los cromosomas se condensan hasta hacerse visibles al microscopio óptico. Cada uno está formado por dos cromátidas estrechamente unidas que no se distinguen hasta el final de la profase. Cada cromosoma está unido por su extremos a la envoltura nuclear. ZIGOTENE Los cromosomas homólogos se aparean hasta estar completamente alineados punto por punto en toda su longitud. Este apareamiento (sinapsis) se realiza mediante la formación del complejo sinaptonémico. Los cromosomas homólogos se unen formando un bivalente. PAQUITENE Se produce la recombinación genética, crossing-over o intercambio de material genético entre las cromátidas de los cromosomas homólogos. DIPLOTENE Los cromosomas homólogos comienzan su separación permaneciendo unidos por los puntos en los que ha ocurrido el sobrecruzamiento, denominados quiasmas. En esta fase, que puede durar años, se descondensan parcialmente los cromosomas y se produce síntesis de ARN. DIACINESIS Los cromosomas se condensan al máximo y sud dos cromátidas se hacen visibles. Cada per de cromátidas hermanas está unida por el centrómero. Cada par de cromosomas homólogos permanece unido por los quiasmas. Desaparecen el nucléolo y la envuelta nuclear. Se forma el huso y comienzan a polimerizarse las fibras cinetocóricas.

35 COMPLEJO SINAPTONÉMICO

36 RECOMBINACIÓN GENÉTICA
Paquitene

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38 Cohesividad de cromátidas hermanas:
Mediante proteínas que asocian los brazos cromosómicos Unión de los centrómeros Los cromosomas homólogos permanecen unidos por los quiasmas Anafase-I Metafase-II Anafase-II Diplotene Metafase-I Cohesión de brazos Cohesión centromérica

39 Quiasmas: la visualización de la recombinación entre homólogos
materno paterno quiasma cromátidas hermanas Diplotene

40 Metafase-I En la placa ecuatorial se disponen los bivalentes.
Los centrómeros de cada par de homólogos se situan en lados opuestos de la placa Los cinetocoros de las cromátidas que pertenecen al mismo cromosoma están fusionados y se orientan hacia el mismo polo

41 Anafase-I Los pares de cromosomas homólogos comienzan a separarse al ser arrastrados por los microtúbulos del huso acromático hacia los polos opuestos. Como los cinetocoros están fusionados se separan los cromosomas homólogos. Cada cromosoma formado por dos cromátidas en las que se ha producido recombinación genética se dirigen a un polo de la célula.

42 Telofase-I Reaparecen la membrana nuclear y el nucléolo
Los cromosomas sufren una pequeña descondensación. Se obtienen dos células hijas con la mitad de cromosomas que tenía la célula madre.

43 FASES DE LA MEIOSIS MEIOSIS II Profase II:
Sin pasar por un periodo de interfase, se vuelve a formar el huso y los cromosomas, constituidos por dos cromátidas se mueven hacia la placa ecuatorial. Metafase II: Los cromosomas se disponen en el ecuador de la célula. Anafase II: Se separan las cromátidas hermanas y cada una se dirige hacia un extremo de la célula. Telofase II y citocinesis Se obtienen cuatro células hijas haploides (n) distintas cada una con la mitad de cromosomas que la célula madre.

44 Fases de la segunda división meiótica

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46 APAREAMIENTO Y RECOMBINACIÓN DE LOS CROMOSOMAS SEXUALES EN MAMÍFEROS EUTERIOS

47 Se produce en las células somáticas
MITOSIS MIOSIS Se produce en las células somáticas Solo se produce en las células madre de los gametos. Es un proceso corto Es un proceso largo No precisa que los cromosomas estén emparejados, por lo que puede ocurrir en células haploides y diploides. Solo se produce en células diploides, ya que los homólogos están emparejados. El núcleo se divide una sola vez El núcleo se divide dos veces No hay sobrecruzamiento Hay sobrecruzamiento Durante la anafase se separan cromátidas hermanas Durante la anafase I se separan cromosomas homólogos y en la anafase II se separan cromátidas hermanas. Se originan dos células idénticas entre sí y con los mismos cromosomas que la madre Se originan cuatro células genéticamente distintas y con la mitad de los cromosomas de la madre

48 SIGNIFICADO DE LA MITOSIS Y LA MEIOSIS
En los organismos pluricelulares, la división celular por mitosis supone la renovación de las células perdidas y el crecimiento del individuo por divisiones sucesivas a partir de una célula, el cigoto. En organismos unicelulares, la mitosis es un mecanismo de reproducción asexual que permite aumentar el número de individuos de la población . En este caso los hijos son idénticos a sus padres. Mediante la meiosis se originan gametos haploides. Durante la fecundación, los gametos haploides unen sus núcleos para formar una célula diploide, el cigoto, que crecerá por divisiones mitóticas hasta formar un individuo completo. La meiosis garantiza que los organismos con reproducción sexual mantengan su número cromosómico. El proceso de sobrecruzamiento y de segregación independiente ocurridos durante la meiosis, son una de las formas en las que se genera la variabilidad genética.

49 FORMACIÓN DE GAMETOS Gametogenésis: proceso de formación de gametos. Ocurre en las gónadas. Espermatogénesis: formación de gametos masculinos. Se realiza en los testículos. Cada célula diploide producirá cuatro células haploides, dos de ellas protadoras de un cromosoma X y dos con un cromosoma Y. Ovogénesis: formación de gametos femeninos. Se realiza en los ovarios. Cada célula madre tras las meiosis da lugar a cuatro células haploides, un óvulo y tres corpúsculos polares. Todas las células tienen un cromosoma X.