ciclo celular
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Fases del ciclo celularFases del ciclo celular InterfaseInterfase
Cromosomas
descondensados Se distribuyen en el núcleo
Núcleo aparece uniforme
La célula crece
Ocurre la replicación Preparación para división
Mitosis/MeiosisMitosis/Meiosis Varias etapas
Cromosomas condensados División celular
G1, primera fase de crecimiento, se inicia con una célula hija que proviene de la división de la célula madre. La célula aumenta de tamaño, se sintetiza nuevo material citoplásmico, sobre todo proteínas y ARN.
S o de síntesis, en el que tiene lugar la duplicación del ADN. G2, se sigue sintetizando ARN y proteínas; el final de este período nos indica el
principio de la Meiosis o división celular.
REPLICACIÓN DEL ADN Una propiedad esencial
del material genético es su capacidad para hacer copias exactas de sí mismo, para lo cual cada una de las ramas de la cadena de ADN actúa como molde o guía, dirigiendo la síntesis de una nueva cadena complementaria.
12/04/23 9Dr. José Luis Espinoza
Villavicencio
Es imprescindible que el ADN pueda ser copiado con fidelidad para que pueda repartirse entre la progenie, ya sean células que se regeneran o nuevos individuos de una especie.
12/04/23 10Dr. José Luis Espinoza
Villavicencio
La replicación del ADN produce una copia de sí mismo por medio de enzimas
El mecanismo de replicación es esencialmente el mismo en todas las células.
12/04/23 11Dr. José Luis Espinoza
Villavicencio
Se han emitido muchas hipótesis de cómo se duplica el ADN, pero Watson y Crick formularon la hipótesis semiconservativa. Se originan dos
moléculas de ADN Cada una compuesta
de una hebra de el ADN original y otra complementaria nueva.
Las hebras existentes sirven de molde complementario a las nuevas.
12/04/23 12Dr. José Luis Espinoza
Villavicencio
La iniciación de la replicación siempre acontece en un cierto grupo de nucleótidos, el origen de la replicación, requiere de: Enzimas helicasas para
romper los puentes hidrógeno
Topoisomerasas para aliviar la tensión
De las proteínas de unión a cadena simple para mantener separadas las cadenas abiertas.
12/04/23 13Dr. José Luis Espinoza
Villavicencio
Una vez que se abre la molécula, se
forma una área conocida como "burbuja
de replicación“
12/04/23 14Dr. José Luis Espinoza
Villavicencio
Proceso de polimerización Por acción de la ADN polimerasa los nuevos nucleótidos
entran en la horquilla y se enlazan con el nucleótido correspondiente de la cadena de origen (A con T, C con G).
El ADN se replica en toda su longitud por confluencia de las "burbujas"
12/04/23 16Dr. José Luis Espinoza
Villavicencio
Después de la replicación las dos moléculas hijas de ADN permanecen unidas Cromátides hermanas
12/04/23 18Dr. José Luis Espinoza
Villavicencio
Las cromátides
hermanas se
separan durante
la división celular
Mitosis y meiosis = distribución
MitosisMitosis Fase del ciclo celular en
que la célula se divide,
produciéndose dos
células con el mismo
contenido de ADN.
Manera de reproducirse
de organismos
eucariotas unicelulares
y células somáticas de
multicelulares.
2n
2n 2n
Durante la mitosisDurante la mitosis Los cromosomas se
condensan Se rompe la
envoltura nuclear El citoesqueleto se
reorganiza para formar el aparato mitótico
Los centrosomas se mueven a los polos opuestos de la célula
MeiosisMeiosis Fase del ciclo celular
de células germinales
(gónada) en que una
célula se divide,
produciéndose cuatro
células haploides, es
decir con la mitad del
ADN que el
organismo
multicelular.
2n
2n 2n
n n n n
Que necesita la célula para poder dividirse y repartir su ADN de manera equitativa????
Condensar su ADN (cromosomas), de tal manera que se reparta solo una copia a cada célula. Un juego de cromosomas para cada célula.
Estructuras accesorias que permitan tal distribución (huso mitótico y centrosomas)
Espacio libre para todos estos procesos (desmantelar membrana nuclear, retículo endoplásmico, aparato de Golgi).
APARATO MITÓTICO
CentrosomaCentrosoma Estructura de la cual parten los microtúbulos. Formado por dos centriolos
Estructuras cilindrícas formadas por tubulina.
El centrosoma se replica durante la interfase.
Microtúbulos unidos al cinetocoro del centrómero de los cromosomas
Huso mitóticoMicrotúbulos
astrales, polares, y del cinetocoro
Para que sirven los diferentes microtúbulos?
ETAPAS DE LA MITOSIS
Profase
Prometafase
Metafase
Anafase
Telofase
Profase
Condensación de cromosomas
Inicio de la formación del uso mitótico
Centrosomas en polos opuestos
Ruptura de la membrana nuclear
Prometafase
Los cromosomas se acortan y se engrosan.
Desarrollo del huso mitótico
Los microtubulos se adhieren al centrómero de los cromosomas
Metafase
Cromosomas alineados al centro. Cada cromosoma replicado (dos cromatidas) esta unido de su centrómero a un microtúbulo de cada polo celular.
Cromatidas hermanas
Centrómero
Anafase
Las cromatidas hermanas se separan y se mueven a polos opuestos.
Acortamiento y desplazamiento de los microtúbulos del huso mitótico.
Telofase
Los cromosomas alcanzan los polos de la célula.
Se forma el núcleo y demás estructuras membranales.
Citocinesis
División citoplásmica de las células. Mediante un anillo contractil de miosina y actina. Empieza desde la anafase
Meiosis
Es un fenómeno especializado en el ciclo celular que reduce el número de cromosomas a la mitad.
Producción de células hijas haploides
En los animales y plantas
multicelulares la meiosis está
restringida a las células germinales
Clave para la reproducción sexual
A diferencia de la mitosis, la meiosis
resulta en la división de una célula diploide
en progenie haploide
Cada una contiene solo un miembro de cada
par de cromosomas homólogos que estuvieron
presentes en el progenitor diploide
Dos divisiones consecutivas
La reducción en el número de cromosomas se origina de dos procesos de división nuclear y celular (meiosis I y meiosis II) que derivan de una sola replicación del ADN durante la fase S precedente del ciclo celular
Al igual que la mitosis, la meiosis I inicia después de que la fase S se ha terminado y los cromosomas se han replicado produciendo cromátides hermanas idénticas
Durante la meiosis I, los cromosomas homólogos primero se emparejan uno frente a otro y luego se segregan a diferentes células hijas
El emparejamiento de los cromosomas homólogos después de la replicación da como resultado la recombinación de las cromátides entre cromosomas
Las cromátides hermanas permanecen juntas y terminan así (un miembro de cada par de cromosomas formado por dos cromátides hermanas) hasta culminar la primera división meiótica.
La meiosis I va seguida de la meiosis II. La meiosis II termina con la producción de cuatro
células hijas haploides Cada una contiene solo una copia de cada cromosoma
Profase de la meiosis I
Profase de la meiosis I Leptoteno Zigoteno Paquiteno Diploteno Diacinesis
Leptoteno El ADN comienza
condensarse. Los cromosomas
homólogos empiezan a reconocerse.
Leptoteno. Lepto=delgado
Zigoteno
Mayor condensamiento del ADN.
Los cromosomas homólogos se alinean y aparean de una manera altamente específica, este proceso es llamado sinapsis.
El apareamiento comprende la formación del complejo sinaptonénico, una estructura proteínica que se halla interpuesta entre los homólogos. Al par de cromosomas
homólogos apareados lo llamamos bivalente.
Complejo sinaptonémico
•Esta estructura, presente solamente durante la profase meiótica, es la mediadora estructural del proceso de apareamiento cromosómico y el soporte de la recombinación génica.
•Mantiene a los cromosomas homólogos estrechamente asociados y alineados
La recombinación es clave para generar diversidad genética, fenómeno crítico para la evolución de las especies Da como resultado el intercambio de genes
entre cromosomas homólogos apareados Las diferencias genéticas entre individuos
proporcionan el material inicial para la selección natural, la cual permite a las especies desarrollarse y adaptarse a cambios de las condiciones medioambientales
Paquiteno
Termina la recombinación.
Los cromosomas permanecen unidos en los sitios de cruzamiento (quiasma)
Diploteno
Desaparece el complejo sinaptonémico.
Los cromosomas se separan en casi toda su longitud pero permanecen unidos en los quiasmas (puntos de recombinación).
Indispensable para el alineamiento correcto en la metafase
En este estado cada par de cromosomas (llamados bivalentes), consiste en 4 cromátides con su quiasma claramente visible
Diacinesis
Final de la profase I Transición a la
metafase Cromososmas
completamente condensados unidos por los quiasmas
Durante la metafase I los cromosomas bivalentes se alinean en el huso.
La anafase I inicia con la separación de los cromosomas homólogos de los quiasmas
Las cromátides hermanas permanecen unidas en sus centromeros
Cuando se completa la meiosis I, cada célula hija ha adquirido un miembro de cada par de cromosomas homólogos consistente en dos cromátides hermanas
La meiosis II inicia inmediatamente después de la citocinesis, antes de que los cromosomas se descondensen En la metafase II los cromosomas se alinean en el huso y los
microtúbulos se unen al cinetocoro de las cromátides hermanas Inicia la anafase II
Las cromátides hermanas se segregan a polos opuestos La citocinesis II da logar a la aparición de células haploides
Regulación de la meiosis en los ovocitos La meiosis de los
ovocitos se regula en dos puntos del ciclo celular
El primero es en el diploteno de la meiosis I
Los ovocitos pueden permanecer arrestados durante mucho tiempo (40-50 años en mujeres)
La meiosis del ovocito se reinicia en respuesta a un estímulo hormonal y continúa hasta la ovulación
La división celular con la que termina la meiosis I de los ovocitos es asimétrica
Se produce un ovocito de tamaño normal y un pequeño cuerpo polar
El ovocito continua con la meiosis II sin haber reestructurado su núcleo o descondensado los cromosomas
Los ovocitos vuelven a ser arrestados en metafase II hasta la fertilización
Fertilización En la fertilización, el
espermatozoide se une a un
receptor específico sobre la
superficie del óvulo y se funde
en su membrana plasmática
Termina la meiosis II Liberación del segundo cuerpo
polar
Inicia el desarrollo de un nuevo
organismo diploide
Contiene información genética
derivada de ambos
progenitores
Inician ciclos celulares mitóticos
Después de que
termina la meiosis el
huevo fertilizado
contiene 2 núcleos
haploides Pronúcleos
Cada una derivado
de un progenitor
Los dos pronúcleos (haploides) entran
en la fase S del ciclo celular y replican
su ADN conforme se acercan uno al otro
Cuando se encuentran, el cigoto entra
en la fase M de su primera división por
mitosis
Las envolturas de los pronúcleos se
rompen y los cromosomas condensados
se alinean en el aparato mitótico
Termina mitosis
Dos células embrionarias conteniendo
un genoma diploide
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