Reproducción celular

En este tema hemos estudiado la reproducción celular, los diferentes métodos que tienen los seres vivos para perpetuar las especies y renovar sus células corporales.

El ciclo de vida celular comprende dos fases: la interfase y la división.

La interfase, a su vez, comprende tres periodos:

El primero es el periodo G1. Es el paso postmitótico y en él se produce la síntesis de ARNm y proteínas. La célula posee un número "n" de cromáticas y un solo diplosoma.

En este momento, algunas células entran en un estado de reposo o G0. Estas células no alcanzan la división celular. Ejemplos son las neuronas y las células musculares cardíacas.

El siguiente periodo es la fase S. El punto entre la G1 y la S se llama punto de restricción (R)

En esta fase se produce la duplicación del material genético (y de las cromátidas, unidas por el centrómero). Se sigue sintetizando ARNm y se duplican los centriolos.

El último periodo es el G2 y en él, y es premitótico. El núcleo tiene "2n" cromátidas y el ADN se condensa.

La división celular se puede dar de dos formas diferentes: la mitosis y la meiosis.

La mitosis:

La meiosis:

Como conclusión de ambas formas de división, tenemos una tabla comparativa con las diferencias entre mitosis y meiosis.

A continuación, adjunto los ejercicios propuestos sobre el tema:

1.A la vista de la imagen, conteste las siguientes cuestiones:

¿Qué etapa de la mitosis representa? [0’2].

¿Qué indican las flechas A, B y C? [0’3].

¿Se trata de una célula animal o vegetal?, razone la respuesta [0’25]. Describa detalladamente los fenómenos naturales que ocurren en esta etapa [0’25].

Describa los fenómenos celulares que tienen lugar en las restantes etapas de la mitosis [0’75]. Explique cuál es el significado biológico de la misma [0’25].

Representa la etapa de anafres.

A: cromátidas recién divididas del cromosoma

B:huso mitótico

C:anillo contráctil de microfilamentos

Se trata de una célula animal, dado que no posee pared celular, presenta una forma esférica y en la división no participan fragmoplastos. En su lugar, se da una estrangulación mediada por un anillo contráctil de microfilamentos.

Profase: durante la profase desaparecen la membrana nuclear y el nucleolo. El material genético se condensa formando cromosomas visibles. Los diplosomas se duplican, y emigran hacia los polos de la célula gracias a unos microtúbulos polares. También se forma el huso mitótico

Metafase: en esta etapa los cromosomas se adhieren al huso mitótico mediante los cinetocoros. Estos son unas estructuras que se encuentran en el telómero. De esta forma , encontramos una placa ecuatorial. El huso mitótico se compone de los centrosomas, los microtúbulos polares y las fibras cinetocóricas.

Anafase: los cromosomas son arrastrados hacia los polos de la célula por el huso mitótico de los centrosomas. Los cromosomas que son arrastrados son cromosomas anafásicos, es decir, sólo una cromática de cada cromosoma de la metafase.

Telofase: en esta etapa ya encontramos dos juegos de cromátidas idénticas en cada polo de la célula. La membrana nuclear y el nucleolo se forman de nuevo y el material genético se descondensa.

El significado biológico de la mitosis es de una reproducción conservativa, ya que se mantiene el mismo material genético de una generación a otra. Puede darse en seres haploides o diploides. En los seres unicelulares es el modo de crear nuevos individuos y, en los pluricelulares, se generan nuevas células para reparar células heridas, para el crecimiento del ser o su desarrollo.

2.A la vista del esquema responda razonadamente a las siguientes preguntas:

Indique qué momento del ciclo celular representan los esquemas arriba indicados [0’3], lo que señalan los números [0’3], y describa los fenómenos celulares que ocurren en A, B y C [0’4].

Diga si los dibujos corresponden a una célula animal o vegetal [0’2]. Indique, razonando la respuesta, dos características en las que se basa [0’8].

A:período G1

B:período S

C:período G2

D:profase

E:metafase

F:anafase

G:telofase

H:citocinesis

1:cromátida del cromosoma

2:centrosomas y microtúbulos polares

3:huso mitótico

A:el período G1 es el periodo de la interfase postmitótico, donde la célula sintetiza ARNm y proteínas. La célula posee un número "n" de cromátidas.

B:El períoído S es en el cual el material genético se duplica, por lo tanto las cromátidas se duplican. Continúa la síntesis de ARNm y proteínas.

C:el G2 es el período premitótico, dónde el núcleo encierra 2"n" cromátidas y el ADN comienza a condensarse, haciéndose visibles los cromosomas. Continúa la síntesis de proteínas y ARNm.

El dibujo describe una célula animal debido a la forma, a la formación del anillo contráctil de microfilamentos responsable del estrangulamiento del citoplasma y a la presencia de centrosomas.

3.En relación con la figura adjunta conteste las siguientes cuestiones:

¿Qué representa la gráfica 1? [0’4]. Explique cómo cambia el contenido de ADN desde la fase A hasta la fase G [0’6].

¿Qué función tiene el cambio en el contenido de ADN que se representa en la gráfica 1? [0’4]. Suponiendo que los cromosomas fueran visibles a lo largo de todo el ciclo, ¿en qué fases, desde la C a la G, de la gráfica 1 encontraría las estructuras cromosómicas (1 a 4) que se muestran en la figura 2? [0’6].

La gráfica 1 representa la variación del contenido en ADN a lo largo del tiempo durante el ciclo celular. En este proceso, el contenido durante la fase A permanece constante. Durante la fase B se duplica y no es hasta la fase D que se divide a la mitad y nuevamente en la fase F vuelve a dividirse por la mitad manteniéndose ahora constante el contenido de ADN hasta la fase G.

El cambio de contenido genético se debe a la repartición del mismo entre las dos células hijas.

En la fase B se duplica el ADN para poder repartirlo posteriormente en la division cellular, en este caso se trata de una meiosis. Esto es debido a que se observan dos divisiones del material genético (durante la fase D y fase F) de modo que al final, partiendo de una célula 2n, se han obtenido células hijas n 8formación de los gametos).

Desde la fase C a la G, las estructuras cromosómicas (1 a 4) las encontraríamos en las fases C, D y E ya que a partir de la fase F la division del ADN se ha realizado separando cromátidas de un mismo cromosoma por lo que ya no encontraríamos cromosomas enteros como en la figura 2.

La estructura cromosómica 1 la encontraríamos en las fases A, B y en la C comenzaríamos a perderla debido al proceso de sobrecruzamiento. La estructura cromosómica 2, en cambio, la encontraríamos en las fases F y G al haberse realizado la segunda división meiótica.

4.En relación con el esquema adjunto, que representa tres fases (1, 2 y 3) de distintos procesos de división celular de un organismo con una dotación cromosómica 2n = 4, conteste las siguientes cuestiones:

a)Indique de qué fases se trata y en qué tipo de división se da cada una de ellas [0’5]. ¿Qué representan en cada caso las estructuras señaladas con las letras A, B, C, y D? [0’5.

b)¿Cuál es la finalidad de los distintos tipos de división celular? [0’4]. Dibuje esquemáticamente el proceso de división completo del que forma parte la fase 2 identificando las distintas estructuras [0’6].

1. Anafase I en la meiosis.

2. Anafase en la mitosis.

3. Anafase II en la meiosis.

A. Cromosomas homólogos que han sufrido un entrecruzamiento.

B. Cromátidas hermanas.

C. Cromátidas hermanas que habían sufrido un entrecruzamiento.

D. Huso acromático.

El objetivo de la mitosis en los organismos unicelulares es la formación de nuevos individuos y en los pluricelulares originar nuevas células para el crecimiento y desarrollo del individuo, sustituir a las células muertas por el desgaste normal, regenerar las partes del organismo destruidas o perdidas y en muchos casos producir células especiales para la reproducción. En cambio, el objetivo de la meiosis es la reducción del número de cromosomas durante la formación de gametos, la modificación de la información genética de los cromosomas durante el sobrecruzamiento y la distribución de los cromosomas entre los gametos.

5.A la vista de las gráficas, conteste las siguientes cuestiones:

a)¿Qué proceso se representa en la gráfica A? [0’1]. Explique en qué se basa para dar la respuesta [0’4]. Indique razonadamente qué ocurre con el ADN a lo largo del proceso [0’5].

b)a) ¿Qué proceso se representa en la gráfica B? [0’1]. Explique en qué se basa para dar la respuesta [0’4]. Indique razonadamente qué ocurre con el ADN a lo largo del proceso [0’5].

La gráfica representa el ciclo celular de una célula que lleva a cabo una división mitótica. Esto se observa debido a que, una vez duplicado el ADN en la fase S de la interfase, durante la división la célula acaba con el mismo número de cromosomas que la célula madre (división conservativa).

El ADN, durante la dase G1 se encuentra descondensado en forma de cromatina, en la fase S se produce la duplicación del material genético y ya en la fase M (mitosis) la cromatina se condensa originando los cromosomas y estos se dividen en cromátidas hermanas (cada una dirigida hacia una de las dos células hijas). Al final, las células originadas presentan exactamente la misma información y el mismo número de cromosomas (2n).

La gráfica representa el ciclo celular de una célula que sufre una división meiótica. Esto se observa perfectamente a simple vista por las dos divisiones de material genético durante la fase M (meiosis).

El ADN, durante la dase G1 se encuentra descondensado en forma de cromatina, en la fase S se produce la duplicación del material genético y ya en la fase M (meiosis) la cromatina se condensa originando los cromosomas. Estos cromosomas sufren un entrecruzamiento en la profase I y durante la anafase se separan cromosomas enteros. Posteriormente, tienen lugar la segunda división meiótica que viene a ser una mitosis (ya explicada en el apartado anterior). Al final, se originan 4 células hijas con la mitad de cromosomas que la madre (n) y cada una con información diferente (crossing over) favoreciendo la variabilidad de las especies.

6.En relación con las figuras adjuntas, responda las siguientes cuestiones:

a)Nombre los procesos señalados con las letras A y B [0’4]. ¿Qué fase se señala con el número 1? [0’1]. Describa lo que ocurre en esta fase [0’5].

b)Enumere cinco diferencias entre los procesos A y B [0’5]. Indique la importancia biológica de ambos procesos [0’5].

A= Meiosis. B= Mitosis. La fase señalada con el número 1 corresponde a la Profase I. Esta fase está dividida en cinco procesos:

· Leptoteno: los cromosomas se hacen visibles, constituidos por dos cromátidas.

· Zigoteno: apareamiento, gen a gen, de cromosomas homólogos.

· Paquiteno: tétradas (parejas de cromosomas), cuatro cromátidas y dos centrómeros (sobrecruzamiento).

· Diploteno: comienza la separación de cromosomas homólogos aunque quedan unidos por los quiasmas.

· Diacinesis: separación total de homólogos, formación del huso acromático y desaparición de la membrane nuclear y el nucléolo.

Las diferencias entre mitosis y meiosis han sido explicadas anteriormente en el cuadro de Comparación Mitosis y Meiosis al principio de la entrada.

La meiosis es un proceso imprescindible para los organismos que se reproducen mediante reproducción sexual, es decir, aquellos que requieren de la unión de dos células (gametos) cada una de las cuales procede de un progenitor distinto. En cambio, la mitosis es una división conservativa y su objetivo en los organismos unicelulares es la formación de nuevos individuos y en los pluricelulares originar nuevas células para el crecimiento y desarrollo del individuo, sustituir a las células muertas por el desgaste normal, regenerar las partes del organismo destruidas o perdidas y en muchos casos producir células especiales para la reproducción.

Por último, estas son las actividades de la lesson plan de este tema:

María Carpio Baldó, 22/02/22.