Guía N° 2 Biología.Tema 4: “Ciclo Celular y Mitosis”

PREUNIVERSITARIO A-LAFKEN

PTU

| AÑO 2021 |

Guía n°2 “Ciclo Celular y Mitosis”

BIOLOGÍA

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Tema 4: “Ciclo Celular y Mitosis” Introducción El ciclo celular se puede definir como el ciclo de vida de una célula, en el que vamos a encontrar las etapas por las cuales transcurre la vida de las células. En general, el ciclo se puede dividir en dos etapas. En la primera, denominada interfase, la célula desarrolla las funciones para las cuales se ha diferenciado, sintetiza ADN y se prepara para la segunda etapa del ciclo que es el período divisional.

El estudio de la división celular ya sea por mitosis o meiosis, así como en genética, hace necesario que se comprenda claramente el concepto de gen y cromosoma.

El gen es la unidad funcional de la herencia, el cual químicamente corresponde a una cadena de nucleótidos. Conceptualmente es una unidad de almacenamiento de información capaz de sufrir replicación, mutación y expresión.

Los cromosomas, son unidades de herencia, es decir, corresponden al material genético con una máxima condensación. Por lo general, los miembros de una misma especie tienen un número específico de cromosomas (denominado dotación cromosómica), los cuales se encuentran en pares. Éste es el número diploide (2n) de la especie. Estas parejas de cromosomas reciben el nombre de homólogos, cuyo nombre se refiere a que son idénticos en longitud, idénticos en la ubicación del centrómero; presentan genes que codifican para la misma información, aunque no necesariamente idéntica.

El número haploide (n) de cromosomas es igual a la mitad del número diploide y se encuentra sólo en los gametos.

El proceso de división que se analizará en esta guía corresponde a mitosis, la cual consta de 4 etapas: profase, metafase, anafase y telofase. Todas ellas están relacionadas con la distribución del material genético en forma equitativa a las células hijas, para cumplir la característica de este proceso que corresponde a la mantención de la cantidad y calidad de la información genética.

Ideas fuerza ✓ El ciclo celular es el período que va desde el principio de una división hasta el inicio de la siguiente, el cual está formado por dos etapas: la interfase y división celular. ✓ La división celular es un proceso que permite que la información genética se transfiera de los progenitores a la descendencia. Además, permite el aumento del número de células. ✓ La mitosis es la forma de división celular de eucariontes donde la información se conserva en cuanto a cantidad y calidad en las dos células hijas. ✓ El proceso de citodiéresis difiere entre una célula vegetal y animal, dado por las diferencias estructurales. ✓ La mitosis está relacionada con los procesos de crecimiento, reparación, regeneración y cicatrización. En algunos organismos es sinónimo de reproducción.

Hola soy CELULA EUCARIONTE, en esta guía te acompañare a revisar en que consiste el ciclo celular.

¡Antes de comenzar! RECORDEMOS LO SIGUIENTE El núcleo celular es una estructura propia de las células eucariontes, que almacena en su interior el material genético, tanto en células animales como vegetales. Con ayuda de la microscopía electrónica se puede apreciar la envoltura nuclear o carioteca, dentro se encuentra la matriz o cariolinfa compuesta por agua, nutrientes y material genético, pero lo más importante son las moléculas que contienen el material genético: la cromatina, asociación entre proteínas y ADN, y el nucléolo, estructura nuclear dinámica que participa en la síntesis de ribosoma. El ADN en el núcleo se encuentra ligado a proteínas llamadas histonas que le permite condensarse y empaquetarse a estructuras llamadas cromosomas, gracias a ese nivel de compactación, durante la división celular el material genético se podrá repartir de forma equitativa en las células resultantes. Ahora bien, su nivel de empaquetamiento no es una condición estática, ya que el material genético cambia su organización según el estado en que se encuentre, es decir, depende si la célula se va a dividir o no. Al observar un cromosoma, se pueden reconocer las siguientes estructuras: Centrómero, en el cual se encuentra el Cinetocoro, además podemos observar Telómero y Cromátidas, debajo de mi (a la izquierda de este texto) encontramos un esquema de un cromosoma duplicado.

¿Qué es el ciclo celular?

El estado en el que se encuentra una célula está determinado por una secuencia periódica de crecimiento y división durante la vida de un organismo. Estos procesos están representados en el ciclo celular, en tres etapas fundamentales: Interfase, Mitosis y Citodiéresis. Cada una presenta sus propias fases con características específicas, que veremos a continuación:

Interfase: Da la impresión de que se encuentra la célula en reposo, pero se está produciendo una gran cantidad de eventos fundamentales para la división celular, se prepara en cuanto al crecimiento, generación de energía y replicación del material genético. Tiene 3 etapas: G1, S, G2.

G1: Es la fase del ciclo más variable en duración. Se caracteriza por la reanudación de la síntesis de ARN y proteínas, que estaba interrumpida durante la mitosis.

En los tejidos de rápida proliferación, cuyas células están en constante renovación el período G1 es corto. Ej. Epitelio que reviste el intestino delgado se renueva cada 3 días, la médula ósea (glóbulos rojos, algunos glóbulos blancos).

S: Durante este período la célula duplica en forma semiconservativa su contenido de ADN. La cromatina aumenta el doble originando lo que después serán los cromosomas, formados por dos cromatinas. Si en esta fase no se ha replicado el ADN no puede pasar a la siguiente fase. Cuando acaba este período, el núcleo contiene el doble de proteínas nucleares y de ADN que al principio.

G2: En esta fase la célula contiene el doble (4n) de la cantidad de ADN presente en la célula diploide original (2n) y está en reposo antes de la división. Es la segunda fase de crecimiento, en el cual se sigue sintetizando ARN y proteínas.

La duración del ciclo celular varía mucho de un tipo celular a otro. En una célula cultivada de mamífero, con un tiempo de vida regeneracional de 16h, cada fase dura: G1: 5h; S: 7h; G2: 3h y la fase M: 1h. Los períodos S, G2 y M son relativamente constantes en la mayoría de los tipos celulares. La fase G1 es más variable, puede durar días, meses o años; y la fase G0 puede llegar a durar toda la vida.

En la mayoría de los tejidos, sólo un pequeño porcentaje de células están inmersas en el Ciclo Celular, la mayor parte son células diferenciadas que realizan determinada función característica del tejido. A las células que se reproducen muy raramente (músculo liso) o no se multiplican en absoluto (neuronas) se denominan en fase o periodo Go. Las células madre pueden estar en Go y reanudar el ciclo, si existe el requerimiento. Ej: Después de una destrucción celular importante.

¿Qué es la Mitosis? Completado el proceso de interfase (estado de reparación en cuanto a crecimiento, generación de energía y replicación del material genético en las etapas G1, S y G2), la célula comienza etapa de división y repartir su material genético duplicado en dos células hijas a través de la separación de las cromátidas hermanas. Este proceso fue segmentado en 4 etapas o fases, cada una caracterizada por el comportamiento de los cromosomas.

1. Profase Se condensan los cromosomas duplicados, se forman los microtúbulos del huso, luego este huso captura a los cromosomas. Se habla de una Profase temprana y una Profase tardía.

2. Metafase Se produce la alineación de los cromosomas duplicados en el plano central o ecuatorial.

3. Anafase Se produce la separación de las cromátidas hermanas y la migración de los cromosomas simples hacia los polos.

4. Telofase Se produce la recuperación de la membrana nuclear y el nucléolo y la desintegración del huso mitótico.

¿Qué es la Citodiéresis?

Luego de la división del material genético a partir de la división de las cromátidas hermanas, es necesaria la división de la célula, tanto del citoplasma como del límite celular (membrana y/o pared celular), para la obtención de dos células diferentes que entraran en la etapa G1 de la Interfase.

En célula animal: Microfilamentos y restos de microtúbulos que están en la membrana forman un anillo que se contrae y estrangula el ecuador celular, lo que provoca la división en dos células hijas.

En célula vegetal: La célula vegetal presenta cubriendo a la membrana celular, la pared celular por lo que la Citodiéresis es diferente: cuando está en Anafase se forma el Fragmoplasto (estructura en línea media) compuesta por microtúbulos y vesículas que se fusionan y forman la Placa celular, que está rodeada de membrana plasmática y deja un espacio de separación entre las células resultantes, luego cada célula va adicionando polisacáridos que constituirán la nueva pared celular.

Preguntas PDT 1. ¿Cuál es la importancia de la aparición de los cromosomas en la división celular?

I. Permiten la formación de proteínas específicas de la mitosis.

II. Permiten una repartición equitativa del material genético.

III. Permiten que se produzca la recombinación génica.

A) Sólo l B) Sólo ll C) Sólo lll D) Sólo l y ll E) l, ll y lll 2. Los dos juegos de cromosomas presentes en las células de los organismos diploides se deben a: A) la duplicación del material genético de una célula haploide.

B) el aporte de un juego haploide por cada progenitor.

C) un proceso de reducción de tétradas formadas durante la meiosis.

D) el resultado de dos mitosis celulares sucesivas.

E) la separación de cromátidas hermanas durante la anafase.

3. En la metafase es correcto que: I. no hay Carioteca.

II. hay duplicación de cromosomas.

III. los cromosomas se ubican en el ecuador.

IV. los centríolos se encuentran en los polos.

A) Sólo II B) Sólo III C) Sólo I y III D) Sólo I y IV E) Sólo I, III y IV 4. ¿Qué eventos son propios de la interfase del ciclo celular?

I. Duplicación de los centríolos.

II. Síntesis de ADN. III. Organización del huso mitótico.

A) Sólo I B) Sólo II C) Sólo III D) Sólo I y II E) I, II y III

5. Las histonas son proteínas que se asocian al material genético para permitir A) el enrollamiento del material genético.

B) la compactación del ADN. C) la síntesis de ADN. D) la repartición del ADN. E) la duplicación del ADN. 6. Las células hijas de la mitosis contienen la siguiente cantidad de información genética: A) 2n cromosomas y 4c ADN. B) n cromosomas y 2c ADN. C) 2n cromosomas y 2c ADN. D) n cromosomas y 4c ADN. E) 4n cromosomas y 4c ADN. 7. ¿Qué eventos deben ocurrir previo a la mitosis?

I. Síntesis de histonas.

II. Síntesis de ADN. III. Duplicación de centríolos.

A) Sólo I B) Sólo II C) Sólo I y II D) Sólo I y III E) I, II y III 8. Una célula que tiene un alto grado de especialización está A) fuera del ciclo en forma definitiva.

B) fuera del ciclo en forma transitoria.

C) permanentemente en el ciclo.

D) impedida de salir del ciclo.

E) entrando intermitentemente al ciclo.

9. ¿Cuántos pares de cromosomas homólogos aparecen en la figura?

A) no aparecen cromosomas homólogos.

B) 2 pares.

C) 4 pares.

D) 6 pares.

E) 8 pares.

10. La siguiente figura representa una etapa de la mitosis. ¿Qué ocurrirá en la etapa siguiente?

A) Separación de cromátidas homólogas.

B) Separación de cromosomas homólogos.

C) Separación de cromátidas hermanas.

D) División de cromátidas homólogas.

E) Migración de cromatina.

Tema 5: “Meiosis y Gametogénesis”

Introducción El tipo de división celular depende de la célula que se va a dividir, es por ello que existen dos procesos de división: la mitosis y la meiosis. La sesión anterior hablamos de la mitosis, hoy trabajaremos en extenso con la meiosis (proceso utilizado por las células sexuales o gametos); la cual se divide en dos etapas, siendo la meiosis I o reduccional y la meiosis II o ecuacional.

Cada una de ellas presenta subetapas; como profase, metafase, anafase y telofase.

La profase de la meiosis I es la más relevante del proceso, pues en ella se produce la recombinación genética correspondiente al crossing over, el cual es una de las fuentes de variabilidad para los organismos. También es importante la meiosis II, pues sus eventos, vistos de forma general semejan a una mitosis.

Además, trabajaremos con la formación de los gametos, proceso denominado gametogénesis, el cual presenta las etapas de proliferación, crecimiento y maduración; siendo ésta última donde se presenta la meiosis. Con las diferencias respectivas para la espermatogénesis (formación de los gametos masculinos desde la célula germinal hasta el espermatozoide) y ovogénesis (formación de los gametos femeninos desde la célula germinal hasta el ovocito II).

Ideas fuerza ✓ La división celular en organismos multicelulares con reproducción sexual permite que la cantidad de información permanezca constante. ✓ La meiosis es una forma de división reduccional donde la cantidad de información disminuye a la mitad. ✓ La meiosis es responsable de la variabilidad genética de la reproducción sexual a través de la recombinación genética y la permutación cromosómica. ✓ La meiosis genera las células sexuales o gametos que contienen la mitad de la información genética, los que luego se unen para reestablecer el número diploide de cromosomas con la fecundación. ✓ La gametogénesis se define como el proceso de formación de gametos. ✓ La espermatogénesis ocurre en los testículos, lugar donde se forman los espermatozoides. ✓ La ovogénesis ocurre en los ovarios, lugar donde se forma mensualmente, a partir de la pubertad, un gameto funcional (ovocito II).

Meiosis I I.

Profase I: Subetapas

II.

Metafase I

III.

Anafase I

IV.

Telofase I

Meiosis II

Gametogénesis

Espermatogénesis

Ovogénesis

Eventos importantes

Preguntas PDT 1. En el proceso meiótico, la metafase I se diferencia de la metafase II en que: I) en la metafase I hay duplicación previa del material genético y en la metafase II no se produce esta duplicación.

II) en la primera los homólogos se encuentran apareados en el ecuador y en la segunda sólo se ven cromosomas sin aparear y en menor número.

III) los centríolos se ubican en los polos en ambas metafases.

A) Solo I B) Solo II C) Solo III D) Solo I y II E) Solo I y III 2. El entrecruzamiento de los cromosomas homólogos (crossing-over) se produce en la: A) profase mitótica.

B) profase de la segunda división meiótica.

C) metafase de la primera división meiótica.

D) profase de la primera división meiótica.

E) metafase de la segunda división meiótica.

3. La importancia de la meiosis radica en que I) mantiene el número de cromosomas de la especie tras la fecundación.

II) se produce el entrecruzamiento de los cromosomas homólogos.

III) la combinación al azar de los cromosomas determina una gran variedad de gametos.

A) Solo I B) Solo III C) Solo I y II D) Solo II y III E) I, II y III 4. La célula que termina la meiosis I es: A) 2n cromosomas y 4c ADN. B) n cromosomas y c ADN. C) n cromosomas y 2c ADN. D) 2n cromosomas y 2c ADN. E) 2n cromosomas y c ADN.

5. Parte de la variabilidad genética que aporta la meiosis se produce en: A) profase II. B) metafase II. C) profase I. D) anafase I. E) anafase II. 6. El espermatozoide es una célula altamente especializada. ¿Qué cambios ocurren en la transformación de espermátidas a espermatozoides?

I) Pérdida de gran parte del citoplasma.

II) Formación del acrosoma.

III) Formación del flagelo.

A) Solo I B) Solo II C) Solo III D) Solo II y III E) I, II y III 7. Al comparar la ovogénesis con la espermatogénesis, es correcto afirmar que: I) la ovogénesis comienza en la vida intrauterina.

II) los gametos masculinos tienen la misma edad del varón.

III) la espermatogénesis no presenta ciclicidad.

A) Solo I B) Solo II C) Solo III D) Solo I y II E) Solo I y III 8. ¿Qué diferencia(s) existe(n) entre la metafase de la mitosis y la metafase I de la meiosis?

I) En la mitosis, los cromosomas se disponen alineados en el ecuador y en la meiosis, a ambos lados del ecuador.

II) En la mitosis, las cromátidas hermanas migran a polos opuestos y en la meiosis, se separan los cromosomas homólogos.

III) En la mitosis, el plano ecuatorial es paralelo al eje de los centríolos y en la meiosis, es perpendicular.

A) Solo I B) Solo II C) Solo III D) Solo I y II E) Solo II y III 9. La ovogénesis tiene como característica(s) I) tener carácter cíclico.

II) terminar sólo si hay fecundación.

III) tener una duración de años.

Es(son) correctas: A) solo I. B) solo II. C) solo III. D) solo I y II. E) I, II y III. 10. En relación con los oogonios es correcto que: I) corresponden a una generación diploide.

II) realizan división celular por meiosis.

III) experimentan aumento de volumen celular.

A) Solo I B) Solo II C) Solo I y III D) Solo II y III E) I, II y III