reproduccion celular 1

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Reproduccion Celular 1

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  • BIOLOGA MENCIN BM-11

    R E P R O D U C C I N C E L U L A R I

    Surco de segmentacin Cromosoma

    Temprana Tarda

    ANAFASE

  • 2

    Sabas que...?

    Las clulas diferenciadas de algunos tejidos, por ejemplo, las neuronas del sistema

    nervioso, no pueden experimentar divisin celular in vivo (poblaciones celulares estticas

    o terminalmente diferenciadas); en el otro extremo se sitan las poblaciones celulares

    regenerantes, como las clulas del epitelio intestinal o de la epidermis, que sufren

    continuos ciclos de divisin celular durante toda la vida del organismo. En medio, hay

    otras clulas, por ejemplo, los hepatocitos (clulas del hgado), que no suelen

    experimentar divisin celular, pero que mantienen la capacidad de llevarla a cabo cuando

    surge la necesidad (poblaciones celulares estables o proliferantes facultativas).

    INTRODUCCIN

    "Omnis cellula e cellula": Todas las clulas provienen de otras clulas pre-existentes. As Rudolf

    Virchow completaba, en 1858, la teora celular. Posteriormente, en 1860, Pasteur ampla el

    aforismo sealando: Omne vivum e vivo" (todo lo vivo proviene de lo vivo) y refuta definitivamente la idea de la generacin espontnea. Al respecto, hoy sabemos que todos los

    organismos vivos utilizan la divisin celular, como mecanismo de reproduccin, mecanismo de

    desarrollo, formacin de rganos, reparacin de tejidos y crecimiento del individuo.

    Los organismos unicelulares utilizan la divisin celular para la

    reproduccin y perpetuacin de la especie, una clula se divide en dos

    clulas hijas genticamente idnticas entre s e iguales a la original

    (progenitora), manteniendo el nmero cromosmico y la identidad

    gentica de la especie. En cambio, en los organismos pluricelulares la

    divisin celular se convierte en un proceso cclico destinado a la

    produccin de mltiples clulas, todas idnticas entre s, pero que

    posteriormente pueden derivar en una especializacin y diferenciacin

    dentro del individuo. Lo anterior permite la formacin de distintos

    tejidos, rganos y sistemas. Es as como en los seres humanos podemos

    encontrar unas 1014 clulas, todas originadas por divisiones sucesivas

    de una clula progenitora, el cigoto, todas genticamente iguales, pero

    diferentes en morfologa y funcin. Cmo podras explicar esta

    aparente contradiccin, clulas idnticas genticamente y diferentes en

    forma y funcin?

    El axioma de Rudolf Virchow, lleva implcito el concepto de divisin celular. Esto significa que, una

    vez terminado su desarrollo, toda clula tiene dos posibilidades: dividirse hasta alcanzar un cierto

    tamao o, por el contrario, diferenciarse o morir si ha perdido la capacidad de divisin. En el primer

    caso se habla de ciclo celular para describir el proceso que se inicia al trmino de una divisin

    celular y acaba con el final de la siguiente divisin, en la que se habrn formado dos nuevas clulas.

    Dicho de otro modo, el ciclo celular es la serie de eventos que transcurren desde que una

    clula se forma por divisin de una preexistente hasta que se divide y da origen a dos

    clulas hijas.

    La caracterstica que mejor distingue a los

    organismos vivos de

    la materia no viva es:

    la capacidad de

    reproducirse

    Esta nica capacidad de procrear, como

    todas las funciones

    biolgicas, tiene una

    base celular

  • 3

    1. DIVISIONES CELULARES

    En los procariontes el proceso de divisin es sencillo y recibe el nombre de fisin binaria o simple

    biparticin. En cambio, en los eucariontes el proceso divisional es mucho ms complejo, debido a

    que en los eucariontes el ADN est organizado en forma de cromatina, la que se compacta antes

    de llevarse a efecto la divisin del material gentico propiamente tal, formando unidades

    denominadas cromosomas. A pesar de las diferencias observadas entre procariontes y

    eucariontes, existen numerosos puntos en comn entre la divisin celular de ambos tipos de

    clulas. Todas las clulas deben pasar por cuatro etapas.

    1. Crecimiento

    2. Duplicacin del ADN.

    3. Separacin del ADN.

    4. Formacin de clulas "hijas" con lo que finaliza la divisin celular.

    Divisin en procariontes

    Los procariotas se reproducen tpicamente por fisin binaria o simple biparticin. Una clula "madre"

    duplica su material gentico y celular, que se reparte equitativamente dando lugar a dos clulas "hijas"

    genticamente idnticas a la original. Se trata de una reproduccin asexual. Luego de numerosas

    multiplicaciones a partir de una clula, se obtiene un clon o colonia de clulas iguales. En este caso, los

    genes se transfieren verticalmente, de generacin en generacin, de la clula madre a las clulas hijas.

    Figura 1. El material gentico se reparte equitativamente entre las clulas hijas de las clulas procariontes, gracias a una estructura membranosa denominada mesosoma que forma parte de la membrana.

    Reproduccin

    asexual

    Las bacterias se multiplican por biparticin o divisin binaria, tras la

    replicacin del ADN, que est dirigida por la ADN polimerasa de los

    mesosomas, la pared bacteriana crece hasta formar un tabique transversal

    que separa las dos nuevas bacterias (Simple divisin).

    cromosoma

    Replicacin

    mesosoma

    divisin

  • 4

    Divisin en eucariontes

    La divisin celular en eucariontes es un proceso complejo, regulado por numerosos genes. En

    general, cuando una clula eucarionte es estimulada para dividirse, sta debe iniciar una serie de

    procesos secuenciales, que en definitiva culminan con la divisin celular. Dado que esta secuencia

    de procesos siempre debe darse, se habla de un ciclo celular (Figura 2). As, toda vez que una

    clula es estimulada para dividirse repite paso a paso lo experimentado por las clulas que a su

    vez la originaron. Es importante recordar, que las clulas originadas en estas divisiones son

    genticamente idnticas entre s e idnticas con las clulas precursoras (progenitoras). Por esto,

    puede afirmarse que las clulas formadas constituyen clones de las clulas anteriores.

    Figura 2. Ciclo Celular.

    Otra forma de presentar el ciclo, es la siguiente:

    Figura 3. Ciclo celular, esquema tradicional.

    En una clula en proceso de divisin, la fase mittica (M) se alterna con la interfase o perodo de

    crecimiento. La primera parte de la interfase, llamada G1, va seguida de la fase S, cuando los

    cromosomas se duplican; la ltima parte de la interfase se llama G2. En la fase M, la mitosis divide

    el ncleo y distribuye sus cromosomas de manera equilibrada, y la citocinesis divide el citoplasma

    para producir dos clulas hijas. A continuacin se revisan estos procesos en detalle.

    FASE M CITOCINESIS

    INTERFASE

    Mitosis Citocinesis

    Interfase Profase Metafase Anafase Telofase

    Replicacin del ADN

  • 5

    INTERFASE

    La interfase es de gran importancia para el adecuado desarrollo del ciclo celular. No es un

    momento de reposo, pues en ella tiene lugar una gran actividad metablica, caracterizada por

    la sntesis de importantes tipos de macromolculas e incluso la duplicacin de organelos celulares.

    La interfase se puede subdividir para su estudio en tres periodos: G1, S y G2.

    Figura 4. Interfase.

    G1: este periodo sigue a la mitosis anterior y corresponde a la fase de crecimiento celular. No se aprecian los cromosomas, ya que el material gentico se encuentra disperso en el interior

    del ncleo celular en forma de cromatina (ADN asociado a mltiples tipos de protenas de las

    que sobresalen las Histonas). Los genes se transcriben de acuerdo con los requerimientos

    metablicos que presenta la clula en cada momento. En el citoplasma se suceden los

    diferentes procesos metablicos y los organelos celulares se multiplican, mientras la clula

    crece.

    Es en G1, una vez que la clula ha crecido, donde deber decidir si inicia un nuevo camino que la lleve a volver a dividirse o bien, se encamine hacia un estado no proliferativo (llamado

    estado G0). Este ltimo estado se caracteriza por la adquisicin de funciones especficas de

    cada tipo de tejido en el individuo pluricelular (diferenciacin celular). Si la clula es estimulada

    para iniciar un nuevo proceso divisional, la clula inicia las sntesis de sustancias que se

    requerirn en la siguiente fase.

    No hay sntesis de ADN, s puede haber reparacin del DNA daado.

    S: Es el perodo de sntesis de ADN. En l, la doble hlice se abre en diversos puntos (horquillas de replicacin) donde se inicia la sntesis del ADN (replicacin del ADN).

    G2: periodo que antecede a la mitosis. En este periodo el ADN ya est duplicado, es decir, la clula contiene el doble de ADN que una clula en estado G1. Adems, al final de este perodo

    se inicia un lento pero sostenido empaquetamiento que conducir, durante la mitosis, a la

    formacin de los diferentes cromosomas.

    Tambin existe reparacin del DNA daado y comienza la sntesis de protenas necesarias para

    la conformacin de la cromatina que inicia lentamente su enrollamiento y compactacin.

    Centriolos duplicados

    ADN duplicado

    membrana Envoltura nuclear

    Nuclolo

  • 6

    Duplicacin cromosmica y distribucin durante la divisin celular.

    La clula eucarionte se prepara para dividirse duplicando cada uno de sus cromosomas, esto ocurre en la interfase, periodo S.

    Luego las copias de cada cromosoma se distribu