reproduccion celular (1)
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1. Ciclo celular2. Replicación del ADN
2.1. Fases de la replicación3. Mecanismo de la elongación4. Mitosis
a. Profaseb. Metafasec. Anafased. Telofase
5. Citodiéresis o citocinesis5.1. Citodiéresis en células animales5.2. Citodiéresis en células vegetales
6. Meiosis.6.1. Fases de la meiosis.
a. Primera división meiótica.b. Segunda división meiótica
7. Concepto de reproducción. Reproducción y multiplicación7.1. Reproducción asexual
▪ Bipartición o fragmentación▪ Gemación▪ Esporulación▪ Regeneración
7.2. Reproducción sexual
El ciclo celular
Fase G0Fase G0
Fase G1Fase G1
Fase permanente en células que no entran nunca en mitosis. Estado de quiescencia.
Fase permanente en células que no entran nunca en mitosis. Estado de quiescencia.
Síntesis de proteínas, transcripción y aumento del tamaño celular.
Síntesis de proteínas, transcripción y aumento del tamaño celular.
Síntesis o replicación del ADN y síntesis de histonas.
Síntesis o replicación del ADN y síntesis de histonas.
Transcripción y traducción de genes que codifican proteínas necesarias para la división. Duplicación de los centriolos
Transcripción y traducción de genes que codifican proteínas necesarias para la división. Duplicación de los centriolos
División celularDivisión celular
Fase de mitosisFase de mitosis
División del citoplasmaDivisión del citoplasma
CitocinesisCitocinesis
Fase SFase SInterfa
se
Fase G2Fase G2
Interfase
Fase mitótica o de división
En 1953, James Watson y Francis Crick, descubrieron la estructura tridimensional del ácido desoxirribonucleico (ADN). Posteriormente se describió como se producía la duplicación, transcripción y traducción, en fin, como funcionan los ácidos nucleicos.
Ácido desoxirribonucleico (ADN).
ADN Portador del “mensaje genético”
• La cantidad de ADN en las células de individuos de la misma especie es constante.
• Cuanto más compleja es una especie, mayor cantidad de ADN tiene.
• Las células reproductoras tienen la mitad de ADN.
Tiene lugar en la interfase celular en el período S. Su objetivo es formar dos replicas exactas del ADN materno que serán enviadas a las dos células hijas durante la mitosis
Replicación (duplicación) del ADN.
La molécula de ADN se va separando en sus dos hebras, actuando cada una de ellas como si se tratase de un molde, que regula la formación de la nueva hebra complementaria. De manera que podemos decir que la replicación del material genético es de naturaleza semiconservadora, ya que el nuevo material duplicado conserva una hebra inicial al lado de una complementaria nueva.
Posibles modelos en la replicación de ADN
CONSERVATIVOCONSERVATIVO
DISPERSIVODISPERSIVO
SEMICONSERVATIVOSEMICONSERVATIVO
Una doble hélice conserva las dos cadenas originales y la otra está formada por las dos nuevas
Cada una de las cadenas hijas contiene fragmentos de la cadena original y fragmentos de la nueva
Cada doble hélice conserva una de las dos cadenas originales y sintetiza la otra
Se dieron muchas hipótesis sobre como se duplicaba el ADN hasta
que Watson y Crick propusieron la hipótesis semiconservativa (posteriormente demostrada por
Meselson Y Stahl en 1957), según la cual, las nuevas moléculas de ADN formadas a partir de otra antigua, tienen una hebra antigua y otra nueva.
Experimento de Meselson y Stahl
RESULTADOS DEL EXPERIMENTOCONTROL (Centrifugación del ADN conocido)
ADN 14N ADN 15N 1ª generación 2ª generación 3ª generación
Descarta el modelo
conservativo
Descarta el modelo
dispersivo
INTERPRETACIÓN DEL EXPERIMENTO
Cultivo con 15N Cultivo con 14N1ª generación
2ª generación
3ª generación
ADN 14N y ADN 15N
Fases de la replicación: iniciaciónConsiste en el desenrollamiento y apertura de la doble hélice de ADN
Ori C o punto de iniciación
Proteínas específicas
La helicasa rompe los enlaces de
hidrógeno entre las bases y abre la
doble hélice
Proteínas SSBP
Helicasa
TopoisomerasaGirasa
Evitan las tensiones debidas a un superenrrollamiento
Impiden que el ADN se vuelva a enrollar
Las proteínas
específicas se unen al punto de iniciación
Burbuja u horquilla
de replicación
El mecanismo de elongación (I)
3’
5’
5’
3’ 3
’
5’
5’ 3
’ 3’
5’
3’
La ADN polimerasa necesita un fragmento de ARN (cebador o primer) con el extremo 3’ libre para iniciar la síntesis.
La ADN polimerasa recorre las hebras molde en el sentido 3’-5’ uniendo los nuevos nucleótidos en el extremo 3’.
Una de las hebras se sintetiza de modo contínuo. Es la conductora o lider.
Fragmentos de Okazaki
La otra hebra se sintetiza de modo discontinuo formándose fragmentos que se unirán más tarde. Es la retardada.
El mecanismo de elongación (II)
1 2
3 4
5 6
La primasa sintetiza un cebador en cada hebra de la burbuja de replicación.
Las ADN polimerasa comienzan la síntesis de la hebra conductora por el extremo 3’ de cada cebador.
La primasa sintetiza un nuevo cebador sobre cada hebra retardada.
La ADN polimerasa comienza a sintetizar un fragmento de ADN a partir del nuevo cebador.
Cuando la ADN polimerasa llega al cebador de ARN, lo elimina y lo reemplaza por ADN.
La ligasa une los fragmentos de ADN.
Nuevo cebador
Cebador
Ligasas
Hebra retardada
Hebra retardada
Primasas
Cebador
Nuevo cebador
Formación de una horquilla de replicación
Síntesis por la DNA-polimerasa de la hebra conductora (izquierda) y de la hebra seguidora en
fragmentos de Okazaki (derecha)
Unión de todos los fragmentos por la DNA-ligasa
Síntesis de la nueva hebra en sentido 5'-3': ► La ARN-polimerasa sintetiza de 10 a 50 ribonucleótidos que constituyen el cebador o primer, para la ADN-polimerasa.
► La ADN polimerasa III recorre las hebras moldes en sentido 3´-5´ y va uniendo los nuevos nucleótidos en el extremo 3´ hasta que se forma las hebras replicadas.
► El cebador es eliminado y sustituido por desoxirribonucleótidos.
Síntesis de la nueva hebra en sentido 3'-5'
► Primero actúa la ARN-polimerasa sintetizando de 10 a 50 ribonucleótidos que constituyen el cebador o primer para la ADN-polimerasa III.
► La ADN-polimerasa I hidrolizaría el trozo de ARN y sustituyéndolo por ADN
► Finalmente, una ADN-ligasa une los fragmentos de ADN sintetizados.
Replicación en los eucariontes
5’
3’
5’
3’
Es muy parecida a la de los procariontes, salvo en algunas diferencias:
La replicación se inicia simultáneamente en varios puntos del cromosoma llamados replicones.
Existen cinco tipos de ADN polimerasas (, , , , y ).Las histonas se duplican durante la replicación. Junto al ADN formarán el nucleosoma. Los nuevos nucleosomas se incorporan a la hebra retardada y los viejos en la conductora.
Cuando se elimina el último cebador, la ADN polimerasa no podrá rellenar el hueco, al no poder sintetizar en dirección 3’ - 5’.
5’
5’5’
3’5’3’5’
Cebador Último cebador
Tel
óm
ero
Eliminación de cebadores
Debido a esto el extremo del cromosoma (telómero) se va acortando cada vez que la célula se divide. Esto se asocia al envejecimiento y muerte celular.
La ADN polimerasa polimeriza desde el extremo
3’ libre
Hebra más corta
5’
Fases de la replicación: elongación
Junto a las enzimas que participan en la iniciación, en esta fase actúan las ADN polimerasas.
POLIMERASAEXONUCLEASA POLIMERIZACIÓN
INICIACIÓN
dirección función dirección función
I 5’ 3’
3’ 5’
elimina cebador
reparación5’ 3’ síntesis no
II 3’ 5’ reparación 5’ 3’ síntesis no
III 3’ 5’ reparación 5’ 3’ síntesis no
Mitosis
PROFASE METAFASE
ANAFASE TELOFASE
La cromatina se condensa. Los cromosomas se hacen visibles. La
membrana desaparece.
Los cromosomas muy condensados se disponen en el
ecuador de la célula.
Los cromosomas hijos se rodean de una nueva membrana nuclear y se forman
nuevos núcleos.
Las cromátidas hermanas se separan y se dirigen a polos
opuestos de la célula.
Fases de la Mitosis (I)PROFAS
ECondensación de la cromatina para formar los cromosomas
Se duplican los centriolos y migran a los polos opuestos.
Formación del huso acromático o mitótico.
Desaparece la membrana nuclear y el nucléolo.
Se forman los cinetocoros en los centrómeros.
PROFASE
• Los cromosomas se compactan cada vez más,
• Los centríolos emigran hacia los polos de la célula,
• Nuevos microtúbulos polares, aparecen orientados de un áster a otro.
Huso acromático • Microtúbulos del áster.
• Microtúbulos cromosómicos o cinetocóricos.
• Microtúbulos libres.
• Microtúbulos polares
METAFASE
Los cromosomas alcanzan el grado máximo de condensación.
El huso acromático se extiende entre los dos polos.
Se forma la placa ecuatorial o metafásica.
Cada una de las cromátidas del cromosoma queda orientada hacia un polo.
ANAFASE
Las cromátidas de cada cromosoma se separan hacia los polos opuestos.
Los microtúbulos cromosómicos se acortan y separan los
dos polos del huso acromático.
Concluye cuando las cromátidas llegan a los polos.
TELOFASE
Los nucleolos reaparecen y los cromosomas empiezan a descondensarse.
La membrana nuclear reaparece en cada polo.
Se inicia cuando los cromosomas llegan a los polos
Desaparecen los microtúbulos del huso y los del áster.
Mitosis 1’48
Citocinesis - Citodiéresis
Consiste en la división del citoplasma y de los orgánulos entre las dos células hijas.
CITOCINESIS ANIMAL
CITOCINESIS VEGETAL
Surco de segmentaciónIrá estrechándose hasta provocar la separación.
Anillo contráctilFormado por actina y miosina.
Aparato de Golgi
PlasmodesmosAseguran la
comunicación entre las dos células hijas.
Vesículas
Microtúbulos
FragmoplastoTabique de separación formado por fusión de vesículas
Existe estrangulamiento del citoplasma.
No existe estrangulamiento del citoplasma.
Meiosi.mov
División delnúcleo
(mitosis)
División delCitoplasma
(cariocinesis)
Profase Metafase Anafase Telofase
Comprende
Dividida en
0
Membranaplasmática
Nucleolo
Cromatina
Membrananuclear
Citoplasma
Centríolos
Microtúbulos del áster
Comienza a desaparecer lamembrana nuclear
Empiezan avisualizarse loscromosomasLos centriolos
se duplican y van a los polos opuestosde la célula
Se empieza aconstituir elhuso mitótico
Los cromosomasse colocan en elecuador
Las cromátidashermanas de cadacromosoma se separan, cada una va a un polo
La célula comienzaa estrangularse
Empieza a formarsela membrana nuclear
Las cromátidasse descondensan
0
0
Resultado final: dos célulashijas idénticas a la madre
0
0
En células vegetales la separación de las dos células hijas se produce porla formación de un tabique:El fragmoplasto
Pared celular
Membranaplasmática
Se trata de un proceso que consta de de dos divisiones nucleares, en el que se pasa de una célula diploide con (2n) cromosomas a 4 células haploides con (n) cromosomas.
Meiosi
1.- Duplicación de los cromosomas. Antes de que se produzca la primera división
2.- Primera división meiótica. Los cromosomas homólogos se separan formándose dos células.
3.- Segunda división meiótica. Durante esta segunda división los cromosomas se separan en sus dos cromátidas, dando lugar en este caso a 4 células haploides (n).
Meiosis: profase I
LEPTOTENO
ZIGOTENO
PAQUITENO
DIPLOTENO
DIACINESIS
Placas de unión
Envoltura nuclear
Complejo sinaptonémico
Cromátidas hermanas (maternas)
Cromátidas hermanas (paternas)
Nódulo de recombinación
Elementos centrales
Elementos laterales
Quiasmas
Las dos cromátidas están estrechamente unidas.Los cromosomas unidos a la envoltura nuclear.
Los cromosomas homólogos se aparean longitudinalmente, gen a gen (sinapsis)..
Quiasmas. Sobrecruzamiento y recombinación genica.
Separación de los cromosomas homólogos. Permanecen unidos por los quiasmas.
Visibles las cromátidas hermanas unidas por el centrómero. Las cromátidas no hermanas de cromosomas homólogos unidas por los quiasmas
Meiosis: metafase I, anafase I y telofase I
METAFASE I
ANAFASE I
QuiasmaCentrómeros
En la placa ecuatorial se disponen las tétradas, unidas por los quiasmas. Los quinetocoros están fusionados y se orientan hacia el mismo polo.
No se separan las cromátidas como en la mitosis, sino cromosomas completos.
Cada cromosoma del par de homólogos, se separa hacia un polo de la célula.
TELOFASE IReaparece la membrana nuclear y el nucléolo. Los cromosomas sufren una ligera descondensación.Se obtienen dos células hijas haploides.
METAFASE II
PROFASE II
Segunda división meiótica Desaparece la membrana nuclear y se tiende el huso acromático.
Los cromosomas se alinean formando la placa ecuatorial, sus centrómeros se fijan a los filamentos del huso.
ANAFASE II Se separan las cromátidas de cada cromosoma, emigrando a su respectivo polo celular. Se agrupan los
cromosomas e inician su desespiralización, se forma la envoltura nuclear y se divide el citoplasma.
TELOFASE II
División meiótica
DIVISIÓN MEIÓTICA I DIVISIÓN MEIÓTICA II
Replicación del ADN
Cromosoma homólogo materno
Cromosoma homólogo paterno
Apareamiento de
cromosomas homólogos y
recombinación génica
Separación de
cromosomas
División celular I
División celular II
Separación de
cromátidas 4 gametos haploides
Gif animado sobre la Meiosis
Duplicación de los cromosomas. Antes de que se produzca la primera división
Cromosoma formado por dos cromátidas
Cuatro cromátidas: tétradas.
Las cromátidas homólogas se unen íntimamente en algunos puntos, formando quiasmas.
Las parejas de cromosomas homólogos (tétradas) migran hacia el ecuador celular formando la placa ecuatorial, mientras unen sus centrómeros a los filamentos del huso.
Los pares de cromosomas homólogos se separan
Reaparece la membrana nuclear y el nucleolo, se obtienen dos células hijas haploides.
Desaparece la membrana nuclear y se tiende el huso acromático.
Los cromosomas se alinean formando la placa ecuatorial, sus centrómeros se fijan a los filamentos del huso.
Se separan las cromátidas de cada cromosoma, emigrando a su respectivo polo celular.
Se agrupan los cromosomas e inician su desespiralización, se forma la envoltura nuclear y se divide el citoplasma.
Meiosi.mov Meiosis 02.mov
meiosis 03.mov meiosis 04.mov
meiosis_animation 01.mov meiosis2_animation.mov
Animaciones sobre la Meiosi
BIPARTICIÓN: Sólo se da en células aisladas; la célula madre se parte en dos células hijas idénticas a ella.
GEMACIÓN: El individuo produce unos grupos de células, las YEMAS, que crecen poco a poco hasta que se separan originando nuevos individuos.
ESPORULACIÓN: El individuo que se reproduce fabrica muchas células pequeñas llamadas ESPORAS, que son liberadas al aire o al agua y al germinar originan un nuevo individuo.
Selectividad
• Ciclo celular• Procesos de mitosis y la meiosis• Procesos de mitosis y meiosis en los organismos pluricelulares.• Procesos de división celular en eucariótas.• Variación del contenido de ADN por célula durante en ciclo celular• Una determinada especie animal tiene tres pares de cromosomas
