Ciclo Celular y Reproducción Celular: Procesos y Etapas, Resúmenes de Biología

¡Descarga Ciclo Celular y Reproducción Celular: Procesos y Etapas y más Resúmenes en PDF de Biología solo en Docsity! 1 TEMA 8. LA REPRODUCCIÓN CELULAR A lo largo de este tema nos centraremos en profundizar en algunos de los procesos celulares de una de las funciones vitales clave del devenir celular y en los ciclos biológicos: la reproducción celular. En este sentido, nos ocuparemos del ciclo celular y sus etapas, tanto en interfase como en división, los cuales son necesarios para conseguir la perpetuación de los seres vivos en el tiempo. 1. El ciclo celular El ciclo celular es un conjunto ordenado de sucesos que culmina con el crecimiento de la célula y su división en células hijas. Comprende su nacimiento, crecimiento, diferenciación, reproducción o división celular y muerte. Su duración es muy variable, desde horas hasta días. La división celular es un conjunto de procesos muy variable. Así, en seres vivos unicelulares es un proceso muy rápido, mientras que en organismos pluricelulares puede realizarse mediante mitosis (en células somáticas sin reducción cromosómica) o meiosis (en células sexuales o gametos con reducción cromosómica). En este sentido, el tiempo de división celular depende del tipo celular y una serie de factores: • Internos: aquellos que dependen de la propia célula: o Relación nucleoplasmática, es decir, aquella que existe entre el tamaño del núcleo y citoplasma. Esta determina que, si el núcleo es mucho más pequeño que el citoplasma, el primero empieza a dividirse. o Aumento del volumen celular, conlleva que, si aumenta mucho el tamaño celular, la relación superficie/volumen será pequeña al igual que la capacidad de captación de nutrientes. Debido a esto la célula entrará en división. • Externos: aquellos que no dependen de la propia célula, por lo que están determinados por el entorno o ambiente en el que se encuentra: o Anclaje a una superficie, implica que, si la célula se une a una superficie, comienza a dividirse. o Disponibilidad de espacio, determina que, si existe poco espacio o una gran densidad celular, se inhibirá la división celular. o Presencia de factores de crecimiento o factores mitógenos, hace que las células empiecen a dividirse activamente. La muerte celular o apoptosis conlleva la autodestrucción de las células por su lisis a partir de la ruptura de sus lisosomas. Implica los siguientes cambios morfológicos: • Retracción celular 2 • Condensación de la cromatina y fragmentación en oligonucleosomas. • Formación de protuberancias. • Ruptura en fragmentos que se fagocitan mediante macrófagos. 2. Etapas del ciclo celular El ciclo celular consta de dos grandes etapas, interfase (en la que la célula se prepara para dividirse, suele ocupar el 90 % de la duración del ciclo), recibe este nombre porque está entre dos divisiones consecutivas y la división o fase M (mitosis o meiosis) (en la que la célula se divide en células hijas). 2.1. Interfase En interfase tienen lugar los siguientes procesos: Fase Descripción Control G1 La actividad bioquímica es intensa. Se produce la síntesis de proteínas necesarias en la fase S. La célula aumenta de tamaño y de número de enzimas y orgánulos (ribosomas). Se forman algunas estructuras como microtúbulos y filamentos. Aumenta el tamaño de estructuras membranosas como el retículo endoplasmático por la síntesis de proteínas y lípidos. Se replican mitocondrias y cloroplastos. Existe un punto de control (R) que en el que la célula decide si entra en fase S. Dicho control está asociado a las ciclinas dependientes de quinasas. Para ello, si todos los factores externos e internos (comentados anteriormente) son favorables, la célula se dividirá. En esto es determinante el tamaño celular, ya que debe ser suficiente como para se puedan originar dos células hijas. En cambio, si las condiciones no son favorables, la célula se detendrá en fase G0 y quedará en quiescencia. G0 Tiene lugar únicamente en células latentes como neuronas o glóbulos rojos. S Ocurre la duplicación del ADN y de las proteínas (histonas) asociadas al mismo. Es un proceso anabólico. G2 Procesos finales previos a la división celular. Enrollamiento de la cromatina para empezar a formar los cromosomas. Termina la duplicación del par de centríolos. Se ensamblan las estructuras necesarias para la división celular. 5 A continuación, se muestra una serie de micrografías sobre la mitosis animal y vegetal: • Citocinesis: es la división del citoplasma. Puede ser: o Bipartición o división primaria: ocurre en protozoos flagelados, es longitudinal y se dividen antes de concluir la mitosis, originando una roseta de individuos. o Pluripartición o división múltiple: el citoplasma de una célula plurinucleada se divide en tantos citoplasmas como núcleos existen. Ocurre en esporozoos. o Gemación: el citoplasma se divide de forma desigual y luego se produce una endomitosis. Tras el reparto del material genético, el citoplasma se divide por estrangulamiento, permaneciendo unidas las células durante un tipo. Propio de levaduras. o Por formación de un tabique o fragmoplasto: el citoplasma se divide por formación de un tabique o fragmoplasto a partir de vesículas del aparato de Golgi, que se unen generando nueva pared celular. Ocurre en células vegetales. 6 Por otro lado, la forma en la que se produzca la cariocinesis hace que existan diversos tipos de mitosis: • Pleuromitosis: aquella que ocurre sin la ruptura de la envoltura nuclear, separándose los cromosomas en grupos iguales y dividiéndose el núcleo en telofase. Aparece en protozoos flagelados. • Endomitosis: aquella en la que se duplica el material genético sin reparto posterior. Origina poliploidías (organismos con varias copias n de sus cromosomas) o politenias (hepatocitos de mamíferos), formando cromosomas politénicos con múltiples bandas debidas a lo no separación de sus cromátidas (glándulas salivares de dípteros). • Amitosis: aquella en la que se divide el núcleo por estrangulamiento sin la separación previa del material genética en grupos de cromosomas, por lo que el reparto no es equitativo. Se produce en protozoos ciliados. 2.2.2. Meiosis Este conjunto de procesos ocurre en células sexuales, gametos o en esporas sexuales, originándose a partir de una célula madre diploide cuatro células hijas haploides con material genético recombinante y no idéntico a su progenitora. Conlleva: • Cariocinesis: es la división del núcleo. Se producen dos divisiones meióticas: o Primera división meiótica: es reduccional al formarse células con la mitad de la dotación cromosómica de la célula madre. Comprende las siguientes fases o etapas: ▪ Profase I: la cromatina se condensa en cromosomas. Se unen dos cromosomas homólogos, generando el par de bivalentes (dos cormosomas unidos) o tétradas. Consta, a su vez, de cinco etapas: • Leptoteno: la cromatina condensada forma los cromosomas con dos cromátidas hermanas. • Zigoteno: cada cromosoma se junta con su homólogo mediante sinapsis. Este proceso es gen a gen homólogo, manteniéndose unidos por un complejo proteico llamado complejo sinaptonémico. • Paquiteno: se separan los cromosomas homólogos y se entrecruzan por al menos un punto. Se produce 7 recombinación genética, es decir, intercambio de material genético entre cromátidas hermanas, procediendo unos genes de una cromátida de un progenitor y otros del otro progenitor. • Diploteno: los cromosomas homólogos tienden a separarse, observándose los puntos, llamados quiasmas, por los que aún están unidos. Esta estructura se denomina tétradas (hay cuatro cromátidas unidas por los quiasmas). • Diacinesis: aumenta la condensación de los cromosomas homólogos, haciéndose aún más patentes los quiasmas. ▪ Metafase I: las tétradas se sitúan en la placa ecuatorial unidas por los quiasmas. Los cinetocoros de las cromátidas hermanas del mismo cromosoma se orientan hacia el mismo polo de la célula. ▪ Anafase I: se produce la separación de los cromosomas homólogos ya recombinados hacia polos opuestos. Esto hace que se reduzca a la mitad la dotación cromosómica. ▪ Telofase I: reaparece la envoltura nuclear y el nucléolo (en algunas especies). Los cromosomas se descondensan ligeramente. • Citocinesis: Se produce citocinesis originándose dos células hijas haploides y recombinantes. o Segunda división meiótica: es un conjunto de etapas por las que cada célula hija haploide generada en la primera división meiótica, originará dos células hijas haploides. Por tanto, se formarán cuatro células hijas haploides. Antes de que se produzca, tiene lugar una intercinesis sin replicación del material genético. ▪ Profase II: se rompe la envoltura nuclear, se duplican los diplosomas (centrosomas formados por dos centríolos y las fibras del áster) y se forma el huso acromático. ▪ Metafase II: los cromosomas se sitúan en la placa ecuatorial. ▪ Anafase II: las cromátidas de los nuevos cromosomas hijos migran a polos opuestos. ▪ Telofase II: los cromosomas se desenrollan, se forma de nuevo la envoltura nuclear. • Citocinesis: Se produce citocinesis originándose cuatro células hijas haploides y recombinantes.