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El ciclo celular
La vida celular• Todas las células, tras un tiempo
variable, se reproducen, dando lugar a células hijas, o bien mueren.
• En ambos casos la célula inicial deja de existir.
• La duración de la vida celular, es muy variable.
• Las células animales viven entre ocho horas y doscientos días.
• Durante su vida, renuevan los orgánulos y realizan su metabolismo.
• La muerte celular es un proceso llamado apoptosis
El núcleo celular y el ADN
El ADN en el núcleo• El ADN en el núcleo se puede
encontrar de dos maneras:oCromatina: es el ADN muy poco
condensado.Aparece en células en reposo.Se puede replicar y transcribir.
oCromosoma: es el ADN fuertemente condensado en estructuras cortas y gruesas individuales.Aparece cuando la célula entra en mitosis
CROMATINA
Cromatina: tipos• La cromatina tiene un aspecto
granuloso y heterogéneo, con filamentos sin individualizar, con dos regiones oLa EUCROMATINA
está formada por las regiones relajadas de los cromosomas
su estructura es el collar de perlas de 100Å
se sitúa en las partes del interior del núcleo
su ADN se puede replicar y transcribir.
oLa HETEROCROMATINA está constituida por las regiones más condensadas
su estructura es el solenoide de 300 Å
se sitúa en la periferia del núcleo
su ADN no se puede transcribir y se replica más tarde y con más dificultad.
Cromatina: tipos
Nucléolo
Eucromatina
Heterocromatina
Cromatina
Núcleo
Eucromatina
Nucleosoma
Nucleosomas en
cromatina
Collar de perlas de 100 Å
Heterocromatina: Solenoide (300 Å) y bucles (3000 Å)
300
A
solenoide
CROMOSOMAS
Cromosomas• Se forman cuando las fibras
de cromatina se condensan alrededor de proteínas para dar estructuras más gruesas, llegando a formar una estructura de 7000 Å que es una cromátida
• Cuando el ADN se duplica, cada cromosoma tiene dos cromátidas, formando una estructura de 14 000 Å
Cromosoma7000 Å
300 Å
Sucesivas compactaciones
20 Å 100 Å 300 Å 3000 Å 7000 Å 14000 Å
Cromosoma anafásico (7000
Å)
Cromosoma metafásico (14000 Å)
Brazos
Telómero
Constricción
secundaria
Centrómero
Cinetocoro Cinetocor
o
Cromátidas
Telómero
Brazos
Constricción
secundaria
Satélite
Centrómero
Cromosomas según la fase
Tipos de cromosomas
Metacéntrico Submetacéntrico
Acrocéntrico Telocéntrico
Cromosomas según centrómero
Idiograma humano
El ciclo celular
El ciclo celular• Es el conjunto de sucesos que
tiene lugar desde que una célula se forma, a partir de otra, hasta que ella misma se divide para dar dos células hijas.
• Comprende dos etapas: oInterfase: la célula está en reposo, realizando su metabolismo.
oMitosis: la célula se está dividiendo
Citocin
e
sisMito
sis
2 células hijas
Célula
Citocinesis
G1
G2
S
G0 (especializac
ión)
Punto R (de
no retorno
)Interfa
se
Fases del ciclo celular
INTERFASE
Interfase• Es el periodo en que la célula no
se está dividiendo.• Es la etapa más larga y consta de
tres fases:oFase G1 o de crecimiento.oFase S o de replicación.oFase G2 o de preparación.
• Algunas células entran en una fase G0 o de especialización y ya no se van a dividir más.
Interfase
Fases de la interfase: G1
• En ella se produce el crecimiento celular.
• Se duplican algunos orgánulos (mitocondrias, cloroplastos) y se desarrollan otros (retículo, aparato de Golgi).
• Al final de esta fase hay un momento en que es imposible impedir que el ciclo avance hacia otras fases.oSe llama Punto de no retorno o
punto de control G1, punto de restricción y, en resumen, punto R.
• En ella se produce la duplicación de ADN puesto que la célula va a dividirse y necesita repartir el ADN entre las dos células hijas.
• Se duplican los centriolos apareciendo junto a cada uno un esbozo de otro llamado procentriolo.
• Las dos cromátidas que surgen de la duplicación del ADN quedan unidas por el centrómero formando cromátidas hermanas.
Fases de la interfase: S
• Se inicia justo al acabar la duplicación del ADN y llega hasta la espiralización de los cromosomas.
• El ADN es el doble del que había en la fase G1.
• Sigue la síntesis de proteínas, sobre todo la histona H1 para la formación del solenoide y las proteínas del huso mitótico.
• Los dos pares de centriolos (cada centriolo con su procentriolo) se sitúan cerca de la membrana celular.
Fases de la interfase: G2
• Algunas células quedan bloqueadas en la G1 y no llegan a entrar en la fase S.
• Esto es debido a procesos de diferenciación celular, de manera que antes de llegar al punto R, se manifiestan unos genes que hacen que la célula se especialice.
• Se dice que la célula ha entrado en G0.
Fases de la interfase: G0
• A veces, por activadores mitóticos, como ciertas hormonas, pueden volver a la fase G1 y llegar al punto R, dividiéndose.
• Otras células muy especializadas (neuronas, musculares) permanecen en G0 de por vida.
• Se dice que están en periodo de reposo o quiscencia.
Fases de la interfase: G0
Duración de cada fase si todo el ciclo durase 24 horas y cantidad de ADN.
4c ADN
2c ADN
2-4c ADN
4-2c ADN
MITOSIS
Mitosis o fase M• Es el periodo en que se produce:
oCariocineis: reparto del material genético o división nuclear.
oCitocinesis: reparto del citoplasma y sus orgánulos para formar dos células.
• Algunos autores llaman mitosis solo al primero de estos procesos.
• El segundo sería la citocinesis, pero quedaría fuera de la mitosis.
Mitosis: significado biológico• Los organismos crecen por aumento
del número de células.• Todas las células de un individuo
han de tener idéntico material genético.
• La mitosis garantiza la conservación del material genético durante la división celular, repartiendo equitativamente el material genético (previamente duplicado).
• Las dos células resultantes son idénticas entre sí e idénticas a la célula madre.
Mitosis Citocinesis
Mitosis o fase M
Profase
Duplicación del centrosoma
Condensación del ADN
Microtúbulos
Fragmentación de la envoltura nuclear
Placa cinetocór
ica
Metafase
Anafase TelofaseHuso mitóti
co
Placa ecuatorial Separación de cromátidas hermanas
Formación de envoltura nuclear
Nucléolo
Mitosis o fase MLa división celular o fase M
Cantidad de ADN a través del ciclo
• La cantidad de ADN a lo largo del ciclo va variando en el interior de una célula concreta.
• Se llama 1C a la cantidad de ADN que hay en un gameto de un organismo diploide, es decir la mitad de cromosomas del organismo, con una cromátida cada uno.
• Por tanto, la cantidad de ADN a lo largo del ciclo sería:
• G1 2c• S 2c 4c• G2 4c• Profase 4c• Metafase 4c• Anafase 4c, pero
repartiéndose hacia los polos, 2c a cada uno.
• Telofase 2c en cada una de las dos células formadas.
Cantidad de ADN a través del ciclo
Nucléolo ARNm
Duplicación del ADN
Cromátidas
hermanas
ProfaseMetafaseAnafaseTelofase
1. Si utilizamos medidas de C para la cantidad de ADN que hay en las diferentes fases del ciclo celular tenemos:
2. En la fase G1, las células somáticas, al ser diploides, tienen una cantidad de ADN de 2C. Es decir, son células 2n 2C.
5. Tras la mitosis, la célula hija vuelve a tener una cantidad 2C. Es decir, son células 2n 2C.
4. En la fase G2, permanece 4C
SG1
G2
Cantidad de ADN a través del ciclo
3. En la fase S se duplica el ADN y cada filamento pasa a tener 2 cromátidas y la cantidad de ADN es 4C. Es decir, son células 2n 4C.
G1 G2
S
• También se mide el ADN en picogramos (pg)
• Un picogramo equivale a 9,1 x 108 pares de bases.
• Un picogramo son 10-12 gramos.• En la gráfica siguiente se aprecia la
variación del ADN de una célula de 2n cromosomas, de una cromátida cada uno, que equivalen a 4pg y que podría corresponder al alga unicelular Chlamydomonas.
• En la especie humana la célula somática (2n con una cromátida) es de 2,87 pg.
Cantidad de ADN a través del ciclo
Cantidad de ADN a través del ciclo
Mitosis animada
PROFASE
METAFASE
ANAFASE
TELOFASE
El ciclo celular
Profase• Es la etapa más larga y en ella
van teniendo lugar:oLas fibras de cromatina de 100
Å se enrrollan para formar, primero, la fibra de 300 Å y , finalmente las dos cromátidas de 14000 Å, formando el cromosoma profásico.
oDesaparecen los nucleolos puesto que el ADN que los formaba queda englobado en los cromosomas.
Profaseo Las dos parejas de centriolos se
separan yendo hacia los polos de la célula.
o Entre los diplosomas surgen una serie de microtúbulos que formarán distintas fibras: fibras del áster rodeando por
fuera a los dos centrosomas. fibras polares son las fibras del
huso que no se unirán a ningún cromosoma.
fibras cinetocóricas son las que se unirán a los cromosomas en la metafase.
Fibras cinetocóricas
Fibras astrales
Fibras polares
Fibras del huso mitótico
ProfaseoEn las células sin centriolos, como
las vegetales, se forma el huso de la misma manera aunque sin centriolos en los extremos.
oAl final de la profase, entra agua en el núcleo que se hincha y se fragmenta su membrana, liberándose el nucleoplasma. En los cromosomas, a la altura del centrómero, en cada cromátida, se forma una estructura proteica llamada cinetocoro capaz de atrapar microtúbulos llamados cinetocóricos para unirse a ellos, pudiendo atrapar entre uno y cuarenta.
Profase
Metafase• Los cromosomas alcanzan su máximo
nivel de condensación, siendo la etapa en que se ven mejor.
• Los cromosomas, unidos a las fibras cinetocóricas se sitúan en la zona central de la célula, formando la placa ecuatorial.
• En dicha placa cada una de las cromátidas de los cromosomas se une a una fibra cinetocórica que viene de un polo distinto (se entiende por polo la zona donde están los centriolos)
• Se acumulan tensiones entre las fibras cinetocóricas que se unen a cada cromátida de un cromosoma.
Cinetocoro
Fibras cinetocór
icas
Metafase
Metafase
Anafase• Las tensiones de las fibras
cinetocóricas terminan por romper el cinetocoro.
• Las cromátidas hermanas se separan y son arrastradas por las fibras hacia polos opuestos.
• Se forman de nuevo los cromosomas con una sola cromátida o cromosoma anafásico.
Anafase
Telofase• Los dos grupos de cromátidas
llegan a los polos de la célula.• Comienzan a desespiralizarse para
dar una masa de cromatina sin individualizar.
• Se forman los nucleolos a partir del ADN del organizador nucleolar que empieza la transcripción.
• El Retículo endoplasmático reorganiza la membrana nuclear alrededor del ADN.
• Las fibras del huso se desorganizan.
Telofase
Citocinesis• Tras la división del núcleo, lo que
tenemos es una célula binucleada.• La citocinesis es la división del
citoplasma para dar dos células distintas, con un núcleo cada una.
• Cada una se llevará un grupo de los cromosomas que se han repartido en la cariocinesis.
• Este proceso comienza a realizarse mientras termina la telofase
• Se realiza de distinta manera en células animales y vegetales.
Citocinesis: célula animal• Al no tener pared celular, pueden
deformar su membrana y el proceso es por estrangulación.
• Microfilamentos de actina y miosina forman un anillo en la parte ecuatorial de la célula.
• El anillo se va estrechando, formando un surco, a modo de cintura que va progresando.
• Finalmente el surco acaba estrangulando la célula en dos células hijas.
Formación del anillo contráctil
• La pared celular, rígida, impide la deformación de la célula por lo que el estrangulamiento no es posible.
• Se produce por tabicación al formarse en la zona ecuatorial de la célula un tabique (fragmoplasto) con vesículas del Aparato de Golgi.
• Las vesículas se van agrupando alrededor de los microtúbulos del huso.
• Las vesículas están llenas de pectina y constituyen la lámina media de la pared celular (la primera pared celular, que separa células vecinas)
Citocinesis: célula vegetal
Citocinesis: célula vegetal
Citocinesis: casos especiales• En algunos protozoos flagelados
como tripanosoma, la separación es longitudinal y empieza a rasgarse por el flagelo.
• El ritmo de división es tan rápido que antes de separarse las dos células, se pueden dividir de nuevo, dando una especie de estrella o roseta.
Bipartición longitudinal
Roseta de
individuos
Citocinesis• Los casos vistos hasta ahora, se
consideran bipartición. • En la bipartición de cada célula,
salen dos células hijas, del mismo tamaño, pero no siempre es así.
• No obstante, la división del núcleo es siempre la vista. Célul
a anim
alEstrangulamiento
Célula veget
alFragmoplas
to
División múltiple• Puede haber:
oDivisión múltiple o esquizogonia. Se suceden varias divisiones del núcleo antes de que se divida el citoplasma, dando células plurinucleadas.
Luego se separan por membranas tantos citoplasmas como núcleos había.
Suele quedar un trozo de citoplasma residual sin núcleo.
Un ejemplo podría ser la esporulación de esporozoos (protozoos que se multiplican de esta manera).
Se llama así por la similitud de la formación de células hijas con la formación de esporas de algunos hongos (aunque no tiene nada que ver porque estas esporas se forman por meiosis)
División múltiple
Esquizogonia en Plasmodium
• Al citoplasma de la célula madre le sale un abultamiento o gema, antes de la división del núcleo.
• El núcleo se alarga e introduce una proyección en el interior de la gema.
• Luego reparte sus cromosomas entre las dos partes y se estrangula.
• La gema puede separarse de la célula madre o quedar unida (en este caso, se forman colonias)
Gemación
Gema
Gemación
Videos sobre mitosis• https://www.youtube.com/watch?v=
a1qc5UtCAag
• https://www.youtube.com/watch?v=6SOH0anhOr8
MEIOSIS
Meiosis• Es un tipo especial de reproducción
celular relacionado con la reproducción sexual.
• Tiene un doble significado:oReduce a la mitad el material
genético, aunque no su información (en lugar de dos factores para cada carácter, hay solo uno, pero hay información para todos los caracteres).Si no fuera por este proceso, el número de cromosomas se duplicaría tras cada fecundación.
Tras la fecundación se recompone el número de cromosomas de la especie.
oAumenta la variabilidad genética de la población: esto se debe a la combinación de la información de los cromosomas homólogos.Esta combinación se hace al azar, de manera distinta en cada meiosis lo que, multiplicado por el número de parejas de homólogos, hace que, por meiosis, nunca se fabriquen dos células iguales (si estas células son los gametos, esa variabilidad, se transmite a los descendientes)
Meiosis
1 2 3 4 5 6 7 ….n
A a
A A
S s
S s a aS s2n gametos diferentes
223 = 8 388 608 en humanos
Si sólo tenemos en cuenta dos pareja de cromosomas
homólogos 22=4
Combinación gamética
Fases de la meiosis• Consiste en dos divisiones
sucesivas sin síntesis de ADN en medio.o Interfase premeiótica: Es normal,
con duplicación de ADN.oMeiosis I: Es la más larga y
compleja, separándose los cromosomas homólogos y reduciéndose a la mitad su número.
o Interfase intermeiótica (intercinesis): muy corta, sin duplicación de ADN.
oMeiosis II: similar a una mitosis normal con separación de cromátidas hermanas.
MEIOSIS 1
Profase 1• Se ha dividido en varias fases para
estudiarla mejor:o Leptoteno: Los cromosomas van
organizándose a partir de la cromatina y se hacen visibles, cada uno con sus dos cromátidas
oZigoteno: Se emparejan entre sí, gen a gen, los cromosomas homólogos.Esta asociación se llama sinapsis y puede comenzar en cualquier punto, extendiéndose al cromosoma completo, a modo de cremallera.
Se realiza gracias a una compleja estructura proteica que une las cromátidas no hermanas de ambos homólogos.
Profase 1oPaquiteno: Se aprecia el
apareamiento de los cromosomas que aparece como una tétrada de cromátidas, también llamado bivalente.En esta parte se produce el sobrecruzamiento (crossing over) con intercambio de información entre cromátidas no hermanas de cromosomas homólogos.
Los cromosomas están muy juntos y no se observan los cruces al microscopio.
Profase 1oDiploteno: Los cromosomas
homólogos tienden a separarse, pero quedan unidos por unos puntos que son la huella del sobrecruzamiento y se llaman quiasmas.
oDiacinesis: Los quiasmas se desplazan a los extremos de los cromosomas, manteniéndolos unidos.Se desorganizan los nucleolos y la membrana nuclear.
Leptoteno
Zigoteno
Paquiteno
Diploteno
Diacinesis
Profase I
Sinapsis
Sinapsis
Sinapsis
Recombinación
Se aparean las dos cromátidas hermanas con las dos no hermanas del cromosoma homólogo, no una cómo podría parecer por la falta de perspectiva de los dibujos y la recombinación se produce entre las cuatro cromátidas, cada una con una del homólogo.
Meiosis y variabilidad• La variabilidad de la descendencia se
debe a:oMezcla al azar de cromosomas
homólogos de ambos progenitores: en los seres diploides, los dos cromosomas homólogos se heredan uno de cada progenitor. Esto produce combinaciones aleatorias en mayor cantidad cuantas más parejas de homólogos tenga la especie (2n, siendo n el número de parejas de homólogos).
Como en la meiosis cada célula resultante sólo recibe un ejemplar, al azar, de cada pareja, las cuatro células son diferentes entre si.
oRecombinación de genes: las cromátidas de cada cromosoma llevan fragmentos intercambiados de las cromátidas de su homólogo con lo que aún aumenta mas la variabilidad
Meiosis y variabilidad
b+
vg+
b
vg
Recombinación meiótica
b+
vg+
b+
vg+
b+
vg
b+
vg+
b
vg
b
vg
b
vg
b
vg+
Recombinación meiótica• Si a la combinación
gamética vista antes, añadimos la recombinación meiótica que hace que cada cromosoma lleve fragmentos de su homólogo, al azar en cada pareja y en cada meiosis, la cantidad de gametos posibles se hace infinita.
Metafase 1• La membrana nuclear y el
nucléolo han desaparecido.• Los bivalentes se condensan al
máximo y se sitúan en la zona ecuatorial de la célula.
• Los dos cromosomas homólogos se unen a la misma fibra del huso, orientándose al azar hacia uno u otro polo.
• Los quiasmas, en los extremos, mantienen unidos los cromosomas homólogos.
Metafase 1
Anafase 1• Los quiasmas se deshacen hacia los
extremos y los cromosomas homólogos se separan.
• Al separarse los cromosomas homólogos, las cromátidas hermanas se comportan como una unidad y se desplazan juntas.
• Hacia un polo van parte de los cromosomas que se habían heredado del padre y parte de los heredados de la madre, completamente al azar.
• Debido a la recombinación, los cromosomas del padre, llevan trozos, al azar, de los de la madre y viceversa.
Anafase 1
Telofase 1• A cada polo ha llegado la mitad de
cromosomas de la célula madre, pero no una mitad cualquiera, sino un cromosoma de cada pareja de homólogos.
• Como cada uno tiene dos cromátidas, no se produce duplicación del ADN.
• En algunas especies, los cromosomas se desespiralizan un poco y se forma una envoltura nuclear efímera.
• En otras especies no sucede nada de eso y comienza rápidamente la segunda división.
Telofase 1
Profase I
Metafase I
Anafase I
Telofase I
Meiosis 1
MEIOSIS 2
Meiosis 2• Aunque ya se ha reducido a la
mitad el número de cromosomas, que era el objetivo de la meiosis, éstos tienen dos cromátidas con lo que no pueden funcionar por lo que es necesaria una segunda división que las separe.
• Esta división es muy similar a la mitosis, excepto que ahora solo hay un cromosoma de cada pareja de homólogos (ya son haploides).
• Comienza después de una intercinesis que, a veces, es tan corta que no se puede considerar que exista.
• Profase 2: Se desintegra la envoltura nuclear si la hubiera, se duplican los centriolos y comienza a formarse el huso mitótico.
• Metafase 2: Los cromosomas se disponen en el ecuador celular.
• Anafase 2: Se separan las cromátidas de cada cromosoma, migrando hacia un polo.
• Telofase 2: Los cromosomas se desespiralizan, se rodean de la membrana nuclear, formándose dos núcleos y se produce la citocinesis.
Meiosis 2
Meiosis 2
Profase II
Metafase II
Anafase II
Telofase II
Intercinesis
Con
teni
do d
e A
DN
Tiempo0
1
2
3
4
5
A B C D E F G
Cantidad de ADN a lo largo de la meiosis
A. Fase G1B. Fase SC. Fase G2D. 1ª división meióticaE. InterfaseF. 2ª división meióticaG. Células surgidas
Propio de la meiosis
Mitosis vs meiosis
MITOSIS MEIOSIS
Can
tidad
de
AD
N (
C)
Tiempo
2
4
Cantidad de ADN: mitosis vs meiosis
C
Los ciclos biológicos
Los ciclos biológicos• La meiosis es una necesidad de la
reproducción sexual para evitar la duplicación del material genético durante la fecundación.
• Los gametos tienen que ser, obligatoriamente, haploides, pero no es obligatorio que la meiosis se realice para formar los gametos.
• Según el momento en que se produzca la meiosis los ciclos pueden ser:oHaplonte.oDiplonte.oDiplohaplonte.
Mitosis
Gametos n
Cigoto 2n
Meiosis cigótica
Fecundación
Ciclo haplonte• El cigoto sufre la
meiosis en su primera división (meiosis cigótica).
• El organismo es haploide.
• Los gametos se forman por simple mitosis.
• Lo único diploide es el cigoto.
• Lo presentan algunos protozoos, algunas algas y hongos.
Individuos n
Adulto 2nMeiosis gamética
Gametos nCigoto 2n
Fecundación Mitosis
Ciclo diplonte• La meiosis se lleva
a cabo para formar los gametos (meiosis gamética) que son lo único haploide.
• El cigoto, diploide, se divide por mitosis.
• El organismo es diploide.
• Lo presentan algunos protozoos, algunas algas y hongos y casi todos los animales.
Fecundación
Adulto 2n(esporofito)
Meiosis
Cigoto 2n
Gametofito ♂ n
Gametofito ♀ n
Ciclo diplohaplonte• Se presenta
alternancia de generaciones con individuos haploides y diploides respectivamente.
• El diploide (esporofito) genera esporas por meiosis (meiosporas) que son haploides y generan individuos haploides (gametofitos)
• Los gametofitos por mitosis producen gametos que tras la fecundación, dan individuos diploides (esporofitos)
• Es propio de vegetales.
Control del ciclo celular
Control del ciclo celular• En los tejidos vivos pueden
encontrarse diversos modelos respecto al ciclo celular:oSe suceden continuamente ciclos
celulares (médula ósea produce al día un millón de eritrocitos)
oSe producen ciclos celulares cuando hay un cambio de condiciones (células epiteliales ante una herida que hay que cicatrizar)
oLas células no se dividen nunca (neuronas adultas o células musculares).
• Existen tres puntos de control de la mitosis: oal final de la fase G1 (punto R
del que hemos hablado), oal final de la fase G2 (G2-M) oen la metafase (M). oSobre ellos actúan proteínas
ciclinas y quinasas ciclino dependientes, así como otras.
• Estos puntos entran en acción en diferentes circunstancias:
Ciclo celular: puntos de control
• Punto R o restricción: Se encuentra en una fase tardía de la G1 denominado el punto R (por restricción).
• Se pone en marcha ante factores ambientales adversos que disminuyen la velocidad de la división celular o si la célula no ha alcanzado el tamaño suficiente.ocambios en la temperatura y el
pH. odisminución de los niveles de
nutrientes. oADN dañado.
Ciclo celular: puntos de control
• Punto G2-M: se encuentra al final de la G2 oSe pone en marcha cuando el ADN
no ha terminado de replicarse o puede estar dañado (p.ej. por radiación), o si la célula no tiene el tamaño adecuado.
• Punto M: Tiene lugar en plena mitosis, en la metafaseoSe pone en marcha si los
cromosomas no están bien alineados en el huso y, por lo tanto, no se va a pasar a cada célula hija un juego completo de cromosomas.
Ciclo celular: puntos de control
108
Por ejemplo, las neuronas
Ciclo celular: puntos de control
• El ritmo de la reproducción celular depende sobre todo del tipo de célula, pero además hay ciertos factores que incrementan dicho ritmo:oAumento excesivo del tamaño del
citoplasma que se hace demasiado grande para que el núcleo pueda controlarlo.
oAumento del tamaño total de la célula con lo que aumenta mucho el volumen respecto a la superficie.
oPresencia de factores de crecimiento o agentes mitógenos.
Ritmo de la reproducción celular
oDependencia de anclaje: para que se produzca la división celular necesitan un soporte al que se puedan anclar (matriz extracelular por ejemplo).
oDisponibilidad de espacio. En los bordes de una herida, siempre que no haya un efecto inhibidor.
• Los dos primeros factores son intrínsecos y el resto, extrínsecos, pero todos ellos actúan a través de proteínas (ciclinas y quinasas)
Ritmo de la reproducción celular
• Como hemos visto, el ritmo del ciclo celular actúa como respuesta a ciertas señales internas y/o señales externas .
• En los organismos pluricelulares, las células deben controlar su proliferación de modo que una célula sólo se divide cuando el organismo requiere una nueva célula, bien para aumentar de tamaño o para reemplazar a otra.
Ritmo de la reproducción celular
• Generalmente una célula recibe señales químicas de supervivencia o de diferenciación de otras células para responder a distintas situaciones (mantenerse, proliferar o diferenciarse).
• Si faltan estas señales, la célula desarrolla un conjunto de reacciones programadas que provocan la muerte celular, a este proceso se le denomina apoptosis o muerte celular programada.
Muerte celular
Muerte celular• La apoptosis es una muerte celular
natural, en la que la célula se autodestruye. Puede ocurrir:ocuando la célula ha completado
su vida fisiológica normalocuando ha sufrido algún daño
irreversible que pone en peligro al tejido en el que se sitúa.
• El ciclo celular normal depende del equilibrio entre dos tipos de genes: o los genes de proliferación
(protooncogenes) que estimulan la proliferación celular
o los genes antiproliferación (antioncogenes).
Muerte celular• Si un gen de proliferación
(protooncogen) sufre una mutación que lo convierte en hiperactivo, recibe el nombre de oncogén.
• Los oncogenes desencadenan la multiplicación celular descontrolada dando lugar al cáncer.
• Si un gen de antiproliferación (antioncogen) sufre una mutación que lo inactiva, la célula también aumenta su proliferación y se transforma en cancerosa.
Ciclo celular y cáncer
Ciclo celular y cáncer• El cáncer es una enfermedad que se
caracteriza por lo siguiente:o Las células afectadas no mueren ni
son controladas por los procesos normales.
oCrecen en masa en el lugar donde se han originado (tumor primario) y dañan y destruyen las estructuras normales de la zona.
oPueden atravesar los vasos sanguíneos y viajan a otras partes del organismo en los que forman nuevas tumores, denominados metástasis que son los causantes en muchos casos de la muerte.
•
Puntos de restricción (frenos)
Célula normal Célula tumoral (INMORTAL)
R
G2-MM
Ciclo celular y cáncer
Ciclo celular y cáncer• Fases: oHiperplasia, oDisplasia, oTumor 1 ario
oTumor 2 ario
• No apoptosis• S. inmunológico
insuficiente
CANCER (neoplasias)
Célula mutada por la acción de agente mutágeno
División acelerada a partir de célula mutada
Nuevas mutaciones provocan la aparición de clones de células indiferenciadas
Nuevas mutaciones e irrigación sanguínea del tumor primario
Desprendimiento de celulas tumorales que viajan y se instalan en distintas zonas del organismo, ocasionando metástasis o tumores secundarios
Ciclo celular y cáncer
Alteraciones de la meiosis: aneuploidías
Aneuploidías• Son mutaciones en las que el
individuo presenta algún cromosoma de más o de menos.
• La causa es una meiosis defectuosa en alguno de los progenitores.
• Se debe a que no hay separación del material hereditario.
• Puede ser:oEn la primera división de la meiosis,
no se separa alguna pareja de homólogos.
oEn la segunda división de la meiosis, no se separan cromátidas hermanas en algún cromosoma.
• No hay separación de una pareja de cromosomas en la primera división de la meiosis. oUna célula se lleva los dos de la
pareja y la otra, ninguno.oEn la segunda división, las que
surgen de la que no tenía ninguno, siguen sin ninguno y las que surgen de la que tenía los dos, tienen los dos, pero con una cromátida cada uno.
oSe forman dos tipos de gametos: unos con ningún cromosoma de una pareja (nulisómicos) y otros con los dos cromosomas de la pareja (disómicos).
Fallos en la primera división
Disómicos
Nulisómicos
No hay separación de cromosomas en la primera división
Fallos en la primera división
• Si estos gametos se unen a un gameto normal se obtendrá:o Con el gameto nulisómico, un cigoto que
de esa pareja de cromosomas solo tendrá uno.Es lo que se llama una monosomía. (La
unica monosómia viable en la especie humana es la del cromosoma X, que se traduce clínicamente en el Sindrome de Turner).
o Con el gameto disómico, un cigoto con tres cromosomas: Es lo que se llama una trisomía.
(Síndrome de Down, el Síndrome de Klinefelter, XXY el Síndrome del triple X o el Síndrome del XYY)
Fallos en la primera división
Fallos en la segunda división• La primera división de la meiosis es
normal, pero en una de las células surgidas no hay separación de cromátidas hermanas en algún cromosoma durante la segunda división de la meiosis.
• En este caso, los gametos que surgen de la célula en que sí se separaron las cromátidas serán normales, mientras que los que surgen de la célula en que no se separaron uno tendrá los dos cromosomas homólogos (disómico) y otro, ninguno (nulisómico).
Disómico
Nulisómico
Normales
No hay separación de cromátidas en la segunda división
Fallos en la segunda división
• La fecundación de gametos normales con los gametos surgidos de la primera célula (que son normales), dará cigotos normales.
• La fecundación de gametos normales con los gametos surgidos de la segunda célula dará cigoto con monosomía (del gameto nulisómico) y un cigoto con trisomía (del gameto disómico)
Fallos en la segunda división
Resumen aneuploidías
Síndrome de la triple X
•Sexo femenino con órganos genitales atrofiados
•Fertilidad limitada.
•Bajo coeficiente mental.
•A veces normales
Síndrome de Klinefelter
Síndrome de Klinefelter•Proporciones corporales anormales (piernas largas, tronco corto, hombro igual al tamaño de la cadera)
•Agrandamiento anormal de las mamas (ginecomastia)
• Infertilidad. •Vello púbico, axilar y facial menor a la cantidad normal .
•Testículos pequeños.•Estatura alta.
Síndrome de Turner
•Retraso mental de leve a grave.
•Baja estatura.
• Infertilidad
•Pecho ancho
Síndrome de XYY
•Varones de estatura elevada
•Mayor agresividad
•Bajo coeficiente intelectual
ANAYA
Anaya
Anaya
Anaya
Anaya
Anaya
Anaya
PAU cantabria
PAU• Describe mediante un dibujo los
diferentes niveles estructurales de la cromatina interfásica. Indica cuál de ellos se considera la unidad estructural de la misma.
• Describe mediante un esquema las diferentes fases de que consta el ciclo celular de una célula eucariota. Indica qué ocurre en cada fase del ciclo celular. Representa una gráfica en la que se represente la variación total del contenido de ADN de una célula (n, 2n, 4n…) en el eje “y”, en función de la etapa del ciclo celular que se considere, en el eje “x”. ¿En qué etapa se considera que la célula transcribe su material genético de manera más activa?
• Describe, mediante un dibujo en el que figuren claramente todas las cromátidas, las fases más importantes de la meiosis. Partir de una célula 2n=4
• Representa el ciclo celular de una célula normal y una cancerosa, comentando brevemente los fenómenos que tienen lugar en cada una de sus fases e indicando la diferencia relevante entre los ciclos de la célula normal y la tumoral.
• Escribe un texto coherente, de no más de diez líneas, en el que se relacionen los siguientes conceptos referentes a un determinado fenómeno biológico: ciclo celular, Interfase, G1, cáncer.
PAU
• Dibuja el proceso de la mitosis en una célula 2n=4 ¿Se genera variabilidad genética en el proceso de la mitosis? Razone su respuesta utilizando para ello el dibujo del proceso. En el dibujo han de figurar todas las cromátidas.
• Mediante un esquema o dibujo describe los acontecimientos que tienen lugar en la célula durante la meiosis, indicando en cada etapa de la misma, número y tipo de cromátidas (paterna y materna). Considerar célula 2n = 4 en interfase. Comenta brevemente el papel biológico de la meiosis.
PAU
• Indica en qué punto de la meiosis (en humanos) pudo haberse producido un fallo que da lugar a un zigoto con trisomía simple en el cromosoma 21 (S. de Down). Razona la respuesta.
• Define el concepto de nucleosoma y representa mediante un dibujo los diferentes niveles de compactación de la cromatina en una célula eucariota, indicando en cada caso a qué fase del ciclo celular corresponde cada una.
PAU
PAU• Las alteraciones en el número total
o parcial de cromosomas se conocen con el nombre de aneuploidía ¿Cómo crees que pueden afectar éstas al fenotipo de dicho individuo? Cita un ejemplo de aneuploidía y comenta sus principales características fenotípicas. Describe, mediante un esquema, un mecanismo mediante el cual se podría originar una aneuploidía en uno de los gametos que daría lugar a un zigoto aneuploide.
PAU• Representa mediante un esquema
el ciclo celular de una célula eucariota, indicando los fenómenos biológicos que tienen lugar en cada una de las etapas. ¿Cómo se vería alterado el ciclo en una célula tumoral de rápida proliferación?
Fin