REPRODUCCION DE LA CELULA

Martha BarahonaNicole Andrade

REPRODUCCIÓNSEXUAL

La reproducción sexual o gámica, es el proceso reproductivo más habitual de los seres pluricelulares; muchos lo presentan con modalidades tipo asexual. En algunos organismos unicelulares se presenta, como en los protozoos y en las algas unicelulares.Se puede definir de tres formas, aceptadas cada una por diversos autores: Reproducción en la que existe singamia (fusión de

gametos). Reproducción en la que interviene un proceso de meiosis

 (formación de gametos haploides). Reproducción en la que interviene un proceso de

recombinación genética (descendencia diferente a la parental).

Reproducción por SingamiaSe denomina singamia al proceso en el que dos células, por ejemplo, un espermatozoide y un óvulo se unen durante la fecundación (fusión de gametos).

A diferencia de la conjugación, en la que dos células u organismos intercambian material genético manteniendo su individualidad, en la singamia, las dos células pierden su identidad, ya sea uniéndose al citoplasma o núcleos.

Singamia:

Conjugación:

Reproducción por MeiosisEs un proceso de división celular en el cual una célula diploide (2n) experimenta dos divisiones sucesivas, con la capacidad de generar cuatro células haploides (n).

Este proceso se lleva a cabo en dos divisiones nucleares y citoplasmáticas, llamadas primera y segunda división meiótica o simplemente meiosis I y meiosis II.

MEIOSIS I: los cromosomas en una célula diploide se dividen nuevamente. Profase I: es la etapa más

compleja del proceso y a su vez se divide en 5 subetapas, que son:

1. Leptonema: los cromosomas individuales comienzan a condensar en filamentos largos dentro del núcleo. Cada cromosoma tiene un elemento axial, un armazón proteico que lo recorre a lo largo, y por el cual se ancla a la envuelta nuclear. A lo largo de los cromosomas van apareciendo unos pequeños engrosamientos denominados cromómeros la masa cromática es 4c y es diploide 2n.

2. Cigonema: Los cromosomas homólogos comienzan a acercarse hasta quedar recombinados en toda su longitud, esto se conoce como sinapsis (unión) y el complejo resultante se conoce como bivalente, donde los cromosomas homólogos (paterno y materno) se aparean, asociándose así cromátidas homólogas.3. Paquinema: Una vez que los cromosomas

homólogos están perfectamente apareados formando estructuras que se denominan bivalentes se produce el fenómeno de entrecruzamiento en el cual las cromátidas homólogas no hermanas intercambian material genético. La recombinación genética resultante hace aumentar en gran medida la variación genética entre la descendencia de progenitores que se reproducen por vía sexual.

4. Diplonema: Los cromosomas continúan condensándose hasta que se observan las dos cromátidas de cada cromosoma; en este momento se pueden observar los lugares del cromosoma donde se ha producido la recombinación. Estas estructuras en forma de X reciben el nombre de quiasmas, las que se originan en un sitio de entrecruzamiento, lugar en el que anteriormente se rompieron dos cromátidas homólogas que intercambiaron material genético y se reunieron. 5. Diacinesis: Esta etapa apenas se distingue

el diplonema. Podemos observar los cromosomas y los quiasmas más condensados. El final de la diacinesis y por tanto de la profase I meiótica viene marcado por la rotura de la membrana nuclear. Durante toda la profase I continuó la síntesis de ARN en el núcleo. Al final de la diacinesis cesa la síntesis de ARN y desaparece el nucléolo.

Metafase I: El huso cromático aparece totalmente desarrollado, los cromosomas se sitúan en el plano ecuatorial y unen sus centrómeros a los filamentos del huso.

Anafase I: Los quiasmas se separan de forma uniforme. Los microtúbulos del huso se acortan en la región del cinetocoro, con lo que se consigue remolcar los cromosomas homólogos a lados opuestos de la célula, junto con la ayuda de proteínas motoras. Ya que cada cromosoma homólogo tiene solo un cinetocoro, se forma un juego haploide (n) en cada lado. En la repartición de cromosomas homólogos, para cada par, el cromosoma materno se dirige a un polo y el paterno al contrario. Por tanto el número de cromosomas maternos y paternos que haya a cada polo varía al azar en cada meiosis. Por ejemplo, para el caso de una especie 2n = 4 puede ocurrir que un polo tenga dos cromosomas maternos y el otro los dos paternos; o bien que cada polo tenga uno materno y otro paterno.

Telofase I: Cada célula hija ahora tiene la mitad del número de cromosomas que consiste en un par de cromátidas. Los microtúbulos que componen la red del huso mitótico desaparece, y una membrana nuclear nueva rodea cada sistema haploide. Los cromosomas se desenrollan nuevamente dentro de la membrana nuclear. Ocurre la citocinesis (proceso paralelo en el que se separa la membrana celular en las células animales o la formación de esta en las células vegetales, finalizando con la creación de dos células hijas). Después suele ocurrir la intercinesis, parecido a una segunda interfase, pero no es una interfase verdadera, ya que no ocurre ninguna réplica del ADN. No es un proceso universal, ya que si no ocurre las células pasan directamente a la metafase II.

MEIOSIS II: Las cromátidas de cada cromosoma ya no son idénticas en razón de la recombinación; este proceso separa las cromátidas produciendo dos células hijas, cada una con 23 cromosomas y cada cromosoma tiene solamente una cromátida.

Profase II: Comienza a desaparecer la envoltura nuclear y el nucléolo. Se hacen evidentes largos cuerpos filamentosos de cromatina, y comienzan a condensarse como cromosomas visibles. Los cromosomas continúan acortándose y engrosándose. Se forma el huso entre los centriolos, que se han desplazado a los polos de la célula.

Metafase II: Las fibras del huso se unen a los cinetocóros de los cromosomas. Éstos últimos se alinean a lo largo del plano ecuatorial de la célula. La primera y segunda metafase pueden distinguirse con facilidad, en la metafase I las cromátidas se disponen en haces de cuatro (tétrada) y en la metafase II lo hacen en grupos de dos (como en la metafase mitótica). Esto no es siempre tan evidente en las células vivas.

Anafase II: Las cromátidas se separan en sus centrómeros, y un juego de cromosomas se desplaza hacia cada polo. Durante la Anafase II las cromátidas, unidas a fibras del huso en sus cinetocóros, se separan y se desplazan a polos opuestos, como lo hacen en la anafase mitótica. Como en la mitosis, cada cromátida se denomina ahora cromosoma.

Telofase II: Hay un miembro de cada par homologo en cada polo, cada uno es un cromosoma no duplicado. Se reensamblan las envolturas nucleares, desaparece el huso acromático, los cromosomas se alargan en forma gradual para formar hilos de cromatina, y ocurre la citocinesis. Se forman de nuevo los nucléolos, y la división celular se completa cuando la citocinesis ha producidos dos células hijas, las que producen cuatro núcleos haploide, cada uno con un cromosoma de cada tipo. Cada célula resultante haploide tiene una combinación de genes distinta. Esta variación genética tiene dos fuentes: 1.- Durante la meiosis, los cromosomas maternos y paternos

se barajan, de modo que cada uno de cada par se distribuye al azar en los polos de la anafase I. 2.- Se intercambian segmentos de ADN.

Reproducción por recombinación genética

Proceso por el cual una hebra de material genético es rota y luego unida a una molécula de material genético diferente. Además conduce a que la progenie tenga diferentes combinaciones de genes de sus padres y puede producir alelos quiméricos.

En las células eucariotas comúnmente se produce durante la meiosis como entrecruzamiento cromosómico entre los cromosomas apareados.

Existen varios tipos de Recombinación genética:

Recombinación homóloga:

Las células B del sistema inmunitario realizan una recombinación genética llamada cambio de clase de inmunoglobulinas, es un mecanismo biológico que cambia un anticuerpo de una clase a otra.

El entrecruzamiento cromosómico que se refiere a la recombinación entre los cromosomas apareados heredados de uno de los padres, generalmente ocurre durante la meiosis. Durante la profase I, las cuatro cromátidas disponibles están estrechamente posicionadas una con respecto a la otra. Mientras en esta formación, los sitios homólogos en las dos cromátidas pueden coincidir entre sí, y pueden intercambiar información genética.

En la conversión génica, una sección de material genético es copiada de un cromosoma a otro, pero deja el cromosoma donante sin cambios.

Recombinación específica de sitio: Tiene lugar por rotura y posterior unión de regiones de homología corta y específica de dos ADN diferentes, o dentro de la misma molécula. Ocurre en virus (por ejemplo, el bacteriófago T4) y en plásmidos

Recombinación no homóloga: La recombinación puede ocurrir entre secuencias de ADN que no contienen secuencias homólogas. Acontece raramente en procariotas y levaduras, pero es más frecuente en células de mamíferos.

Las características morfológicas y funcionales de los gametos permiten diferenciar dos formas de reproducción sexual:  Isogámica: se observa en algunas algas, hongos inferiores

y protozoos; en este tipo de reproducción, los gametos tienen el mismo tamaño, idéntica forma externa y la misma fisiología, por ello no es posible denominarlos gameto masculino y femenino, por lo que se emplean los símbolos + y - en función de su comportamiento. La unión de los gametos se denomina fecundación y el resultado de esta fusión se le llama cigoto, el cual dará origen al nuevo organismo después de sufrir varias transformaciones, la transmisión hereditaria de padres a hijos es por vía materna.

Anisogámica: es la más frecuente, y la utilizan la mayoría de los organismos pluricelulares. En ella, los gametos se diferencian tanto morfológica como fisiológicamente. Uno de ellos es diminuto y móvil, recibiendo el nombre de gameto masculino o microgameto mientras que el otro es grande y sedentario y se denomina gameto femenino o macrogameto. Actualmente con la nueva nomenclatura al microgameto se le conoce

como espermatozoide y al macrogameto, óvulo.

REPRODUCCION ASEXUAL

Consiste en que un solo organismo es capaz de originar otros individuos nuevos

Se caracteriza por la ausencia de fusión de CELULAS

TIPOS DE REPRODUCCION ASEXUAL

En animales Gemación o yemación Fragmentación o escisión Bipartición Esporulación o Esporogénesis Poliembrionía Partenogénesis

En plantas Mitosporas

TIPOS DE REPRODUCCION ASEXUAL

En plantas Mitosporas Propágulos Multiplicación Vegetativa Artificial

Microorganismos

REPRODUCCION ASEXUAL EN ANIMALES

Presenta en aquellos organismos cuyas células conservan aún la TOTIPOTENCIA EMBRIONARIA, es decir, la capacidad no sólo de multiplicarse, sino también de diferenciarse en distintos tipos de células para lograr la reconstrucción de las partes del organismo que pudieran faltar.

GEMACIÓN O YEMACIÓN

Es una división avanzada totalmente desigual, consiste en la formación de prominencias o yemas sobre el individuo progenitor, que al crecer y desarrollarse originan nuevos seres que pueden separarse del organismo parental o quedar unidos a él, iniciando así una colonia.

FRAGMENTACIÓN O ESCISIÓN

• Un animal se divide en dos o más fragmentos, cada uno de los cuales regenera un organismo completo

BIPARTICIÓN

• Consiste que la célula madre se divide en dos células hijas de igual tamaño.

ESPORULACIÓN O ESPOROGÉNESIS

Reproducción mediante esporas, como el término utilizado para designar la formación (esporogénesis) y liberación de esporas. Se da en bacterias como en plantas.

POLIEMBRIONÍA

Se da cuando en el cigoto se crea más de un embrión sin importar sus orígenes.

A veces también se da en humanos como pasa con los gemelos idénticos los cuales vienen de un mismo cigoto.

PARTENOGÉNESIS

Es una forma de reproducción basada en el desarrollo de células sexuales femeninas no fecundadas, consiste en la segmentación del óvulo sin fecundar puesta en marcha por factores ambientales, químicos, descargas eléctricas, etc.

EN PLANTAS Se da en las plantas

cuando una parte de ellas (tallo, rama, brote, tubérculo, etc) se desarrolla hasta convertirse en una nueva planta

MITOSPORAS

Son esporas originadas por mitosis; es típica en hongos, musgos, helechos y líquenes. Algunas se mueven por medio de flagelos, mientras que otras son dispersadas pasivamente por el agua, el viento o los animales.

PROPÁGULOS

Los tejidos de la porción separada deben recuperar la condición de meristemos para producir todo el conjunto de órganos de la planta. Las formas más importantes de los propágulos son: los estolones, los rizomas, los tubérculos y los bulbos.

MULTIPLICACIÓN VEGETATIVA ARTIFICIAL

Conjunto de técnicas agronómicas utilizadas desde hace mucho tiempo y se considera un método de reproducción asexual en vegetales. Se destacan dos tipos: Artificial tenemos: acodo, estaca, injerto, esqueje

MICROORGANISMOS En microorganismos eucariotas existe la

División Binaria que consiste en la estrangulación en un plano medio, del cual se reproducen dos nuevos organismos, esto ocurre en la levadura; y la Esporulación que consiste en la reproducción por esporas que permite al mismo tiempo la dispersión y la supervivencia