Ciclo Celular: Mitosis y Meiosis - El Núcleo y la División Nuclear, Apuntes de Biología

¡Descarga Ciclo Celular: Mitosis y Meiosis - El Núcleo y la División Nuclear y más Apuntes en PDF de Biología solo en Docsity! – EL CICLO CELULAR El ciclo celular es una secuencia regular repetitiva de crecimiento y división celular que comprende cuatro fases sucesivas: G1, S, G2 y M. - Fase G1. Es la primera fase de crecimiento (comienza al finalizar la mitosis anterior, después del nacimiento de la célula): los genes se transcriben y traducen para sintetizar las proteínas necesarias para el crecimiento celular. En esta fase los cromosomas <<sencillos>> constan de una única fibra cromatínica. - Fase S. Una vez que la célula ha duplicado su tamaño, se inicia la síntesis de ADN y la replicación de los cromosomas, con el fin de que cada una de las células hijas tenga una copia idéntica de genoma. En este momento, y hasta el final de la fase M, la célula contiene doble cantidad de ADN, es decir, los cromosomas poseen una doble fibra cromatínica. También se duplican los dos centriolos de cada centrosoma. - Fase G2. Segunda fase de crecimiento: se transcriben y traducen ciertos genes para sintetizar determinadas proteínas necesarias para la división de la célula. Los cromosomas ya duplicados, dispersos en el núcleo en forma de fibras de cromosomas, empiezan a condensarse en estructuras más compactas. - Fase M. Incluye la mitosis (división del núcleo) y la citocinesis (división del citoplasma): los cromosomas y el contenido citoplasmático (citoplasma y orgánulos) se distribuyen equitativamente a las células hijas. A partir de la fase M, la célula puede entrar en la fase G1 y comenzar un nuevo ciclo, o bien puede entrar en la fase G0 (o fase de reposo), en la que deja de dividirse y se especializa para desempeñar su actividad concreta en un tejido. Las células pueden permanecer indefinidamente en esta fase G0, o bien vuelven a dividirse ocasionalmente cuando son estimuladas por factores de crecimiento o mitógenos. INTERFASE DIVISIÓN CELULAR DIVISIÓN CELULAR EN LAS CÉLULAS ANIMALES - Células que permanecen indefinidamente en la fase G0. Son células adultas que han salido del ciclo celular y han perdido la capacidad de división, por lo que forman parte de tejidos especializados durante toda la vida. Se trata de un número reducido de células especializadas como las células de determinados tejidos musculares. - Células que se encuentran temporalmente en la fase G0. La mayoría de las células de un animal adulto, aunque tienen capacidad para dividirse cierto número de veces, solo lo hacen en circunstancias especiales (cicatrización, regeneración…). Se encuentran en la fase G0 del ciclo celular, pero reanudan su división cuando son estimuladas por determinados factores mitogénicos. - Células madre. Son células que se dividen continuamente para dar lugar a células hijas que pueden diferenciarse en distintos tipos celulares o permanecer como células madre. APOPTOSIS La apoptosis es un mecanismo fisiológico normal de muerte celular programada que tiene lugar en los organismos pluricelulares, tanto en el desarrollo embrionario como en la etapa adulta. NÚCLEO INTERFÁSICO El núcleo contiene el material genético y dirige toda la actividad celular. Está separado del citoplasma mediante la envoltura nuclear, que a menudo está interrumpida por poros. En su interior se encuentra el núcleo plasma o matriz nuclear y unas zonas granulosas, finalmente repartidas, que representan la cromatina, además de un corpúsculo esférico, el nucléolo, que se hallan inmersos en esa matriz. ENVOLTURA NUCLEAR La envoltura nuclear consiste en el conjunto de dos membranas, a modo de esferas concéntricas, separadas por un pequeño espacio perinuclear, que es continuo con la luz del RE, y atravesadas por numerosos poros diminutos. NUCLEOPLASMA El nucleoplasma o matriz nuclear es el medio interno del núcleo, semejante al citosol o a la matriz mitocondrial. NUCLÉOLO El nucléolo es una estructura casi esférica, densa y de contorno irregular, rodeada por nucleoplasma. Es el lugar donde se procesan los ARNr y donde se ensamblan formando los ribosomas. CROMATINA Durante la interfase, se distinguen dos tipos de cromatina: - Eucromatina. Corresponde a las zonas donde el nivel de empaquetamiento es menos denso porque la cromatina está poco condensada. - Heterocromatina. Corresponde a las partes plegadas que presentan un mayor grado de empaquetamiento. Existen dos tipos de heterocromatina: heterocromatina facultativa (conjunto de genes que se activan de manera específica en cada estirpe celular durante - PROFASE Primero, el nucléolo reparte los genes entre los distintos cromosomas, por lo que desaparece. Los cromosomas duplicados en la fase S se condensan y se hacen visibles con sus dos cromátidas unidas por el centrómero. Se forma el huso mitótico con la reorganización de los microtúbulos del citoesqueleto, que servirá para arrastrar las cromátidas de cada cromosoma hacia los polos opuestos de la célula. Al final, la lámina fibrosa se disgrega y empieza a desaparecer la envoltura nuclear. - METAFASE Los cromosomas (situados en el ecuador del huso y alcanzado su máximo grado de empaquetamiento) presentan sus dos cromátidas dispuestas en forma de X. Se completa la desaparición de la envoltura nuclear y la formación del huso mitótico, que se extiende de un polo a otro de la célula. En él, se distinguen tres tipos de microtúbulos: cinetocóricos, polares y astrales. Los microtúbulos polares del huso se alargan en dirección a los cromosomas. Cuando un microtúbulo polar se encuentra con el cinetocoro de un cromosoma, lo captura, llamados microtúbulos cinetocóricos. Estos últimos microtúbulos, sitúan a los cromosomas en el plano ecuatorial del huso. Así, cada cromátida mira hacia un polo de la célula. Los cromosomas alineados en el plano ecuatorial forman la placa ecuatorial. - ANAFASE Los cromosomas se rompen por el centrómero y las cromátidas hermanas de cada cromosoma se separan bruscamente. A partir de este momento, cada cromátida se transforma en un cromosoma individual. En la anafase A se desplazan los grupos de cromátidas hacia los polos opuestos de la célula por el acortamiento progresivo de los microtúbulos cinetocóricos. En la anafase B se alarga el huso (porque los microtúbulos polares crecen por sus extremos positivos, de manera que se repelen y se deslizan en direcciones opuestas) y se separan los polos celulares, lo que contribuye a la migración de las cromátidas. Los microtúbulos astrales también contribuyen a este alargamiento, ya que atraen a cada mitad del cromosoma hacia la periferia celular. Ambos son procesos independientes. En el proceso de separación de los centrómeros y la migración de las cromátidas, intervienen proteínas motoras (dineína citoplasmática y quinesina), que se unen al cinetocoro y separan las cromátidas. - TELOFASE Cada grupo de cromátidas alcanza un polo opuesto de la célula. Los microtúbulos polares se alargan, mientras que los microtúbulos cinetocóricos se acortan hasta desaparecer, de manera que las cromátidas llegan a los polos de la célula. Alrededor de cada grupo de cromátidas, comienza a formarse la membrana nuclear y reaparece el nucléolo. Las cromátidas inician el proceso de desenrollamiento, adoptando la estructura de fibra cromatínica. Los microtúbulos del huso se sueldan y forman un eje en el centro de la célula, que se rompe a la vez que se inicia la citocinesis. Los microtúbulos se reorganizan, reaparece el citoesqueleto y cada núcleo adopta la forma típica de la interfase. CITOCINESIS Consiste en la fragmentación del citoplasma, que se reparte entre las dos células hijas, mediante una serie de procesos que dependen del tipo de célula, si es animal o vegetal. Comienza durante la anafase y termina en la telofase. MEIOSIS La meiosis es un tipo especial de división celular que se realiza mediante dos divisiones celulares sucesivas, tras las cuales se obtienen 4 células hijas haploides (n) genéticamente distintas entre sí que contienen la mitad del número de cromosomas que la célula madre diploide (2n) de la que proceden (de 46 cromosomas a 23 cromosomas). PRIMERA DIVISIÓN MEIÓTICA • PROFASE I Al igual que en la mitosis, en esta fase se constituyen los cromosomas al espiralizarse el ADN, pero, a diferencia de la profase mitótica, los cromosomas homólogos se juntan y entre ellos tiene lugar un intercambio de fragmentos de ADN. Se divide en 5 etapas: - Leptoteno. Los filamentos de ADN, que ya están duplicados (2 cromátidas), inician su espiralización. Seguirá habiendo tantos cromosomas como al principio, ya que no se ha dividido el centrómero, pero ahora cada cromosoma tendrá cuatro brazos en lugar de dos. - Cigoteno. Los dos cromosomas homólogos se aparean longitudinalmente. Este proceso se llama sinapsis. El apareamiento es total, gen a gen homólogo. - Paquiteno. Al aumentar la espiralización, se acortan y engruesan los cromosomas. Esto permite distinguir a las cuatro cromátidas correspondientes a los dos cromosomas homólogos apareados. Al conjunto se le denomina bivalente o tétrada. Durante esta etapa, las cromátidas hermanas se entrecruzan y se fragmentan transversalmente dando lugar a un intercambio de segmentos de ADN entre ellas. Este proceso se denomina sobrecruzamiento y los lugares donde se realiza, quiasmas. Tiene gran interés, ya que así se produce la recombinación genética. - Diploteno. Los cromosomas tienden a separarse, evidenciándose por ello claramente los puntos de unión o quiasmas. - Diacinesis. Tiene lugar una separación de los cromosomas homólogos. En esta etapa, la envoltura nuclear desaparece y se inicia la formación del huso acromático. • METAFASE I El huso acromático está totalmente formado, los cromosomas se sitúan en el plano ecuatorial y unen sus centrómeros a los filamentos del huso.