Apunts BFO Tema Mitosi i Meiosi, Apuntes de Biología

¡Descarga Apunts BFO Tema Mitosi i Meiosi y más Apuntes en PDF de Biología solo en Docsity! Biologia Fonamental 2019-2020 T​EMA ​9: ​Processos de divisió cel.lular    EL CICLE CEL·LULAR A EUCARIOTES    Hi ha diferents fases:  fase G1, fase G2 ​i la ​fase S ​(que es troben dins la ​INTERFASE​)​. ​Aquí és on es                                    produeix el creixement cell i la replicació del DNA (en la fase S). Aquesta replicació                              del DNA és el que permet separar el cicle cell en aquestes 4 fases. La 4a fase és la                                      divisió cell (MITOSI).  Abans de dividir-se cal que primer repliqui el seu material genàtic (fase S).  Durant aquestes etapes de l’interfase, en la fase G1 és totalment de creixement cell.                            Per dividir-se no només ha de replicar el seu DNA sino que també necesita replicar                              una sèrie d’orgànuls, estructures, etc.b Tot això últim succeeix en la fase G1,                          replicació del DNA en la fase S i en la fase G2 és bàsicament una fase de preparació                                    de la maquinària necessària per poder dur a terme la divisió cell. Durant aquesta                            fase, a més de fer totes aquestes coses, la cell durà a terme les seves funcions                                assignades i per tant continua transcribint el seu DNA i traduint a prot però a la fase                                  de la mitosi, això últim no succeeix perquè el DNA està àltament compactat (en CR).  La durada del cicle cell, la durada de cada etapa i el nombre de vegades que una cell                                    es pot dividir és molt variable al llarg de la vida de la cell i depèn de cada tipus de                                        cell. En humans es cicle és de 24 h (aprox) de les quals 23 està en interfase i 1 en                                        divisió cell.  1 Biologia Fonamental 2019-2020   Per exemple hi ha cell de certs teixits que es divideixen moltíssimes vegades al llarg                              de la seva vida com per exemple les cell de les arrels de les plantes; d’altres                                necessiten dividir-se molt ràpidament, com per exemple les cell de la medul·la òssia,                          hi ha d’altres que arribat a cert punt, deixen de dividir-se i al ser madures ja no es                                    reprodueixen més, com per exemple les cell cerebrals o els nervis, també hi ha que                              no han perdut la capacitat de dividir-se però només es divideixen en situacions                          extremes, com per exemple les cell hepàtiques.    Les cèl.lules en relació del cicle cel.lular poden trobar-se:   • En cicle (estan en procés de divisió i creixement)   • Fora de cicle (pèrdua de capacitat de divisió). Hi ha un punt en concret de la fase                                    G1 en el qual la cell pot detenir els seu cicle cell i quedar-se allà fent les seves                                    activitats metabòliques, que és el cas dels nervis. Aquesta fase és l’anomenada ​fase                          G0​ i se situa quasi al final de la fase G1 i també de l’anomena fase de “repòs”.  - temporalment ​(poden tornar al cicle quan reben un estímul, per ex. quan cal                          substituir cèl.lules que s’han perdut per ferida), per ex. cèl.lules del fetge,                        pulmó, després lesió pot haver-hi regeneració. Les cèl·lules que estan fora de                        cicle temporalment, surten de G1 i entren en un estadi QUIESCENT (de repòs                          o inactiu) anomenat G0, a on estan metabòlicament actives (síntesi de RNA i                          proteïnes) però no es divideixen més fins que no reben el senyal extracel·lular                          adequat. En G0 poden estar-hi dies, setmanes, anys…    - definitivament ​(es perd de forma irreversible la capacitat de divisió, per ex.                        neurones, cèl. múscul cardíac)     La majoria de cèl·lules somàtiques del animals estàn en aquesta fase i només                          s’activen gràcies a senyals externes.  2 Biologia Fonamental 2019-2020 El que realment està controlat es la síntesi de diferents ciclines en diferents etapes                            del cicle cell (la M, la S…) que formaran diferents complexes Cdk. El que fan es                                fosforilació selectivament unes o unes altres prot, les que siguin necessàries en cada                          etapa.  ● De G1 a S  El cicle cel.lular s’atura al final de G1 quan:  - La cèl.lula no ha crescut prou  - El DNA està danyat. Es dóna temps per reparar el DNA abans d’entrar en                            fase S. En cèl.lules de mamífer aquesta aturada a G1 està controlat pel gen                            p53, gen supresor de tumors. És molt important que la cell aturi el cicle cell en                                aquest punt si el DNA té mutacions. p53 codifica la proteïna tp53 (factor de                            transcripció) que s’activa (la transcripció i traducció de gens) quan hi ha DNA                          danyat i inhibeixen les Cdk i/o repara aquest DNA danyat.   Si no existeixen senyals d’altres cèl.lules el cicle cel.lular s’atura també en el punt de                              control de G1 i entra en G0. Quan la cèl.lula entra en G0 la maquinària del cicle                                  cel.lular es desorganitza: les Cdks i ciclines es destrueixen ràpidament.    ● De G2 a M  El cicle cel.lular es para al final de G2 i evita pas a mitosi quan:  - El DNA no s’ha replicat completament/ correctament.  - El DNA ha estat danyat  - La cèl.lula no ha crescut prou    ● De M a G1 o G0 (al final de la mitosi)  - Aquest punt de control assegura que tots els cromosomes estan                    completament alineats al fus mitòtic en la metafase.    A part d’aquests tres punts de control també cal que existeixi un mecanisme que                            asseguri que el DNA es replica només una vegada en cada cicle cel.lular, que no hi                                haurà una altra fase S abans de la fase M.  A part de controlar el seu cicle cell, també ha de regular la mort cell. Quan les cell ja                                      s’han replicat moltes vegades aquestes s’han d’eliminar (a causa de l’escurçament                      dels telòmers ja que podrien perdre info cell). Com més edat te un org, menys Nº de                                  divisions te la cell.  Quan la cell ja no es pot dividir més, és important que la cell entri en un procés                                    d’envelliment cell i acabi amb un procés de mort cell programada: ​apoptosi. La                          proteïna TP53 indueix apoptosi cell quan veu que el DNA ja no és pot reparar. (Mort                                programada i controlada).  Les cell també poden morir per mecanismes no controlats i llavors es la ​necrosi​.                            (Mort accidental).      5 Biologia Fonamental 2019-2020 LA MITOSI  Abans de que una cell entri en un procés de divisió cell, ha d’haver replicat primer tot                                  el seu DNA. Ha de repartir aquest DNA en dues cell filles que han de ser idèntiques                                  entre elles i amb la cell progenitores. En una cèl.lula eucariota el DNA ésç lineal i es                                  condensa formant un cert nombre de cromosomes per tal de que es pugui repartir el                              DNA. Aquest CR serà actiu fins al últim mom, que és quan ja estarà compactat al                                100% i ja es veuran els CR. 1CR=1molec de DNA. Aquestes dues còpies s’han                            quedat unides de manera que tenim un CR format per dues cromàtides que                          S’anomenen cromàtides germanes perquè son idèntiques i un es cops de l’altre.                        Aquestes cromatides estaran unides pel centròmer duran quasi tota la mitosi.  Un cop els CR estan ben condensats, comença la mitosi:  ● Profase: els CR son cada vegada més              visibles, desapareix el nuclèol i la            membrana nuclear, els centríols migren          cap als pols, apareixen les fibres de              l'aster i es comencen a formar les              fibres del fus acromàtic. Les dues            cromàtides del DNA estan molt unides            gràcies a unes proteïnes, les ​cohesines            i per la regió del centròmer. Al mig de                  la profase la cohesiona desapareix i            només estan enganxades, les        cromàtides, pel centròmer.   ● Metafase​. A la metafase temprana els            Cr estan dispersos pel citoplasma per            col·locar-se al pla equatorial de la cell.              En les cell humana hi ha 46 CR en el                    6 Biologia Fonamental 2019-2020 pla equatorial de la cell. Aquests CR s'enganxen a les fibres del fus acromàtic                            a través del centròmer per les fibres anatocòriques. Un cop tinguem tots els                          CR alineats estarem a la metafase. No serà fins que els CR es comencin a                              separar que entrarem a la següent etapa.  ● Anafase: la cohesiona que mantenia les dues cromàtides unides pel                    centròmer es degrada i deixa que les dues cromàtides se separin i cada una                            sigui arrossegada pel fus mitotic a cada un dels pols de la cell.  ● Telofase​: és molt semblant a una profase però invertida: es comences a                        descondensar els CR, es forma l’embolcall nuclear i es comença a veure el                          nuclèol, es degraden les fibres del fus i acabarem amb la divisió del nucli i una                                divisió del citoplasma, una citocinesi.     La mitosi està altament regulada per la M-Cdk i el principal punt de regulació de la                                mitosi serà durant la metafase (controlar que tots els CR s'alineen en el pla                            equatorial de la cell). Quan aquest punt de control falla es produeixen segregacions                          aberrants, es produeix un repartiment erròni de cromàtides cap als pols de la cell                            (típic de cell cancerígenes). Hi ha altres mecanismes per evitar aquesta reproducció                        intuint la cell a la apoptosi per tal de que no es reprodueixi mes.     LA MEIOSI  Lligat a la reproducció sexual (fecundació). Es redueix la dotació CR (humans de 46                            a 23 ja que si no a cada generació s’anirà duplicant la dotació cromosòmica). Les                              gàmetes han de tenir una dotació haploid. D’altra manera, el número de                        cromosomes es duplicaria en el zigot format al fusionar-se les gàmetes. En realitat                          els individus que es reprodueixen per reproducció sexual, els seus CR s’aparellen                        amb CR homòlegs (un CR d’un progenitor i un altre CR de l’altre progenitor). Per a                                cada caràcter tota cèl.lula diploid té la informació d’un cromosoma provinent de la                          gàmete de la mare i la informació que ha portat la gàmeta del pare. Aquests CR no                                  són idèntics però sí semblants ja que són del mateix tipus i contenen el mateix tipus                                d’informació però no la mateixa info. (per exemple el color d’ulls).                          7 Biologia Fonamental 2019-2020     Entre  qualsevol  cromàtida i  qualsevol  punt de la  cromàtida.            Els CR al  final  d’aquesta  fase són  tètrades ​ja  que estan  formats per  4cromàtides.              ● Metafase 1: ​els CR es col·loquen a la part central de la cell alineats en                              el pla equatorial i les fibres cinetocòriques s’enganxen en el centròmer i                        estiraran els CR homòlegs.    ● Anafase 1: ​Quan cada membre del parell de CR són arrossegats als                        pols oposats de la cell gràcies a les fibres del fus mitòtic que s’aniran                            escurçant.    ● Telofase 1: ​igual que en la mitosi.    ● Interfase 2: A vegades ni existeix ja que tota la feina feta s’hauria de                            desfer per començar al meiosi 2.    10 Biologia Fonamental 2019-2020 MEIOSI 2   (quasi igual que una mitosi però dues vegades)    ● Profase 2: ​NOMÉS SI HA HAGUT INTERFASE 2 i seria exactament igual que                          la profase d’una mitosi.        ● Metafase 2:​ = que la mitosi.    ● Anafase 2:​ = que la mitosi.    ● Telofase 2: ​igual que la          mitosi.    La segona divisió no redueix la            dotació cromosòmica a la meitat          sinó separar cromàtides germanes        i se’n diu que és una reducció              ecuacional.                                            De 1 cell inicial 2n obtendré 4 cell n.     11 Biologia Fonamental 2019-2020 Mitosi i meiosi s’assemblen molt però tenen algunes diferències:      Si a la meiosi no es produís l’entrecreuament, les cromàtides germanes no deixarien                          mai de ser idèntiques i el resultat final serien 4 cell diferents de la original pero iguals                                  dos a dos.    TIPUS DE GÀMETES:  ● Parentals: ​són els que procedeixen dels progenitors i si no hi haguessin                        recombinacions, la descendència els tindria iguals però si hi ha recombinació  ● Recombinats: ​Gàmetes que han estat recombinats mitjançant dos gàmetes                  parentals.    Els individus produïts de manera ​assexual ​són genèticament idèntics al seu                      progenitor ja que només es reprodueixen per mitosi i no tenen variabilitat entre ells a                              no ser que hagin patit alguna mutació a la hora de la replicació del DNA.    Tothom sap que els entrecreuaments, quiasmes i etc, formen la recombianció. Ara                        bé el que no es té tan clar es que si això no pasa també es produeix recombinación                                    perque la meiosi per si ja es un sist de recombinació perquè quan els CR es                                col·loquen a la placa metafàsica es poden posar de dues maneres diferents i els                            gàmetes seran diferents.  12