UNIVERSIDAD RURAL DE GUATEMALA

FACULTAD DE CIENCIAS ECONOMICAS Y SOCIALES

CATEDRA: FUNDAMENTOS DE CIENCIAS NATURALES Y DEL AMBIENTE I

CATEDRATICA: ING. MARIO ZABALA

TEMA: LA MITOSIS Y LA MEIOSIS

Grupo Auditoria

Guatemala 01 de Abril de 2006.

INTRODUCCION

A mediados del siglo XIX quedó establecido que la vida proviene de vida preexistente, y por lo tanto las células de células preexistentes. Ello ocurre mediante el proceso de división celular, por el cual el material genético celular se hereda hacia dos nuevas células hijas. Esto involucra la división del núcleo (cariocinesis) y la división del citoplasma (citocinesis).

Hay dos tipos de división celular: mitosis y meiosis. Por mitosis se producen dos núcleos hijos genéticamente idénticos entre sí y al núcleo progenitor. Si se trata de organismos unicelulares, el resultado de esta división es el aumento en el número de individuos de la población. Si se trata, en cambio, de plantas o animales pluricelulares, este es el mecanismo por el cual crecen partiendo de una sola célula, y también la manera en que son reparados y reemplazados los tejidos dañados.

Una célula individual crece asimilando materiales desde el ambiente y sintetizando ese material en nuevas moléculas estructurales y funcionales. Cuando la célula alcanza un cierto tamaño crítico y estado metabólico, se divide. Las dos células hijas -cada una de las cuales ha recibido la mitad de la masa de la progenitora- comienzan entonces a crecer nuevamente. Las nuevas células producidas son estructural y funcionalmente similares entre sí y a la célula progenitora. En términos de estructura y función cada nueva célula hereda una réplica exacta de la información hereditaria de la célula madre.

Por meiosis, por otra parte, se reduce el número de cromosomas en las células hijas a la mitad de la célula progenitora. Por este mecanismo, la reproducción sexual permite que los genes de dos individuos se combinen y aporta la variabilidad sobre la cual puede actuar la evolución.

En los animales que se reproducen sexualmente la producción de células sexuales o gametas, requiere que los cromosomas paternos se reduzcan a la mitad del número normal. Esta reducción en el número de cromosomas de diploide o 2n a la mitad haploide o n, es el resultado de la meiosis. La combinación de dos gametas haploides (n) durante la fertilización restituye el número de cromosomas al que es característico del organismo diploide (2n).

EL CICLO CELULAR

El ciclo de una célula es análogo al de un ser vivo,"nace" mediante la división de una célula progenitora, crece, y se reproduce. Todo este proceso es lo que constituye un ciclo celular completo

El ciclo celular comprende cuatro períodos denominados G1, S, G2 Y Mitosis.

El período G1, llamado 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.

El período S o de síntesis, en el que tiene lugar la duplicación del ADN. Cuando acaba este período, el núcleo contiene el doble de proteínas nucleares y de ADN que al principio.

El período G2, o segunda fase de crecimiento, en el cual se sigue sintetizando ARN y proteínas; el final de este período queda marcado por la aparición de cambios en la estructura celular, que se hacen visibles con el microscopio y que nos indican el principio de la Mitosis o división celular. El período de tiempo que transcurre entre dos mitosis, y que comprende los períodos G1, S, y G2, se le denomina Interfase.

LA MITOSIS

CONCEPTO UNO

En biología, la mitosis que proviene del griego mitos, hebra es la división del núcleo celular y la correspondiente segregación cromosómica en dos núcleos hijos, que irá seguida, si se trata de una división celular, de la división del citoplasma o citocinesis. Este proceso se da en células eucariotas (porque son las que tienen núcleo verdadero) y, dentro de éstas, en las células somáticas, que son las células comunes del cuerpo. En el caso de los gametos o células sexuales (óvulo y espermatozoide, en los humanos), el proceso que se sigue es distinto: la meiosis.

Las plantas y los animales están formados por miles de millones de células individuales organizadas en tejidos y órganos que cumplen funciones específicas. Todas las células de cualquier planta o animal han surgido a partir de una única célula inicial —el óvulo fecundado— por un proceso de división. La mitosis es la división nuclear asociada a la división de las células somáticas - células de un organismo eucariótico que no van a convertirse en células sexuales.

Una célula mitótica se divide y forma dos células hijas idénticas, cada una de las cuales contiene un juego de cromosomas idéntico al de la célula parental. Después cada una de las células hijas vuelve a dividirse de nuevo, y así continúa el proceso. Salvo en la primera división celular, todas las células crecen hasta alcanzar un tamaño aproximado al doble del inicial antes de dividirse. En este proceso se duplica el número de cromosomas (es decir, el ADN) y cada uno de los juegos duplicados se desplaza sobre una matriz de microtúbulos hacia un polo de la célula en división, y constituirá la dotación cromosómica de cada una de las dos células hijas que se forman.

CONCEPTO DOS

La mitosis es el proceso de división celular por el cual se conserva la información genética contenida en sus cromosomas, que pasa de esta manera a las sucesivas células a que la mitosis va a dar origen.

La mitosis es igualmente un verdadero proceso de multiplicación celular que participa en el desarrollo, el crecimiento y la regeneración del organismo.

El proceso tiene lugar por medio de una serie de operaciones sucesivas que se desarrollan de una manera continua, y que para facilitar su estudio han sido separadas en varias etapas.

• CONCEPTO TRES

La mitosis es un proceso de división celular en la que las dos células resultantes obtienes exactamente la misma información genética de la célula progenitora. Los siguientes enlaces conducen a las diferentes fases del proceso mitótico.

Durante la el proceso de la mitosis existen varias fases, siendo estas las siguientes

• Interfase

Es el estado en el que se encuentra la célula cuando no esta en el proceso de división. Durante este período la célula duplica su material genético, crece y prepara las estructuras y proteínas necesarias para llevar a cabo la mitosis.

• Profase

El comienzo de la mitosis se reconoce por la aparición de cromosomas como formas distinguibles, conforme se hacen visibles los cromosomas adoptan una apariencia de doble filamento denominada cromátidas, estas se mantienen juntas en una región llamada centrómero, y es en este momento cuando desaparecen los nucleolos. La membrana nuclear empieza a fragmentarse y el núcleo plasma y el citoplasma se hacen uno solo. En esta fase puede aparecer el huso cromático y tomar los cromosomas.

Un huso cromático empieza a formarse fuera del núcleo celular, mientras los cromosomas se condensan. Se rompe la envoltura celular y los microtúbulos del huso capturan los cromosomas.

Cada cromátida corresponde a una larga cadena de ADN. Al final de la profase ha desaparecido la membrana nuclear y el nucléolo, muy condensada

• Metafase:

En esta fase los cromosomas se desplazan al plano ecuatorial de la célula, y cada uno de ellos se fija por el centrómero a las fibras del huso nuclear.

Los cromosomas se alinean en un punto medio formando una placa metafásica.  

Se inicia con la aparición del huso, dónde se insertan los cromosomas y se van desplazando hasta situarse en el ecuador del huso, formando la placa metafásica o ecuatorial.

• Anafase

Esta fase comienza con la separación de las dos cromátidas hermanas moviéndose cada una a un polo de la célula. El proceso de separación comienza en el centrómero que parece haberse dividido igualmente.

Las cromátidas hermanas se separan bruscamente y son conducidas a los polos opuestos del huso, mientras que el alargamiento del huso aumenta más la separación de los polos.

 En ella el centrómero se divide y cada cromosoma se separa en sus dos cromátidas. Los centrómeros emigran a lo largo de las fibras del huso en direcciones opuestas, arrastrando cada uno en su desplazamiento a una cromátida.

La anafase constituye la fase crucial de la mitosis, porque en ella se realiza la distribución de las dos copias de la información genética original.

grupos 2

• Telofase

Ahora, los cromosomas se desenrollan y reaparecen los nucleolos, lo cual significa la regeneración de núcleos interfásicos. Para entonces el huso se ha dispersado, y una nueva membrana ha dividido el citoplasma en dos.

El huso continúa alargándose mientras los cromosomas van llegando a los polos y se liberan de los microtúbulos del huso; posteriormente la membrana se comienza a adelgazar por el centro y finalmente se rompe. Después de esto, en torno a los cromosomas se reconstruye la envoltura nuclear.

Los dos grupos de cromátidas, comienzan a descondensarse, se reconstruye la membrana nuclear, alrededor de cada conjunto cromosómico, lo cual definirá los nuevos núcleos hijos. A continuación tiene lugar la división del citoplasma.

• Citocinesis

Es durante este período que le material citoplasmático de la célula se divide de forma igual entres las dos células hijas. La membrana celular se divide, y resultan dos nuevas células genéticamente idénticas, y con la mitad del material citoplasmático de su progenitor. 

RESUMEN DE LO QUE SUCEDE DURANTE LA MITOSIS

LA MEIOSIS

La meiosis es la división celular por la cual se obtiene células hijas con la mitad de los juegos cromosómicos que tenía la célula madre pero que cuentan con información completa para todos los rasgos estructurales y funcionales del organismo al que pertenecen.

Los organismos superiores que se reproducen de forma sexual se forman a partir de la unión de dos células sexuales especiales denominadas gametos. Los gametos se originan mediante meiosis, proceso de división de las células germinales. La meiosis se diferencia de la mitosis en que sólo se transmite a cada célula nueva un cromosoma de cada una de las parejas de la célula original. Por esta razón, cada gameto contiene la mitad del número de cromosomas que tienen el resto de las células del cuerpo. Cuando en la fecundación se unen dos gametos, la célula resultante, llamada cigoto, contiene toda la dotación doble de cromosomas. La mitad de estos cromosomas proceden de un progenitor y la otra mitad del otro.

Dado que la meiosis consiste en dos divisiones celulares, estas se distinguen como Meiosis I y Meiosis II. Ambos sucesos difieren significativamente de los de la mitosis. Cada división meiotica se divide formalmente en los estados de: Profase, Metafase, Anafase y Telofase. De estas la más compleja y de más larga duración es la Profase I, que tiene sus propias divisiones: Leptoteno, Citogeno, Paquiteno, Diploteno y Diacinesis.

MEIOSIS I

En meiosis 1, los cromosomas en una célula diploide se segregan nuevamente, produciendo cuatro células hijas haploides.  Este es el paso de la meiosis que genera diversidad genética. 

Las características típicas de la meiosis I, solo se hacen evidentes después de la replicación del DNA, en lugar de separarse las cromátidas hermanas se comportan como bivalente o una unidad, como si no hubiera ocurrido duplicación formando una estructura bivalente que en si contiene cuatro cromátidas. Las estructuras bivalentes se alinean sobre el huso, posteriormente los dos homólogos duplicados se separan desplazándose hacia polos opuestos, a consecuencia de que las dos cromátidas hermanas se comportan como una unidad, cuando la célula meiótica se divide cada célula hija recibe dos copias de uno de los dos homólogos. Por lo tanto las dos progenies de esta división contienen una cantidad doble de DNA, pero estas difieren de las células diploides normales.  

Como se dijo anteriormente cada división meiotica se divide formalmente en los estados de: Profase, Metafase, Anafase y Telofase. De estas la más compleja y de más larga duración es la Profase I, que tiene sus propias divisiones: Leptoteno, Citogeno, Paquiteno, Diploteno y Diacinesis.

• Profase I

La replicación del ADN precede el comienzo de la meiosis I. Durante la profase I, los cromosomas homólogos se aparean y forman sinapsis, un paso que es único a la  meiosis. Los cromosomas apareados se llaman bivalentes, y la formación de quiasmas causada  por recombinación genética se vuelve aparente. La condensación de los cromosomas permite que estos sean vistos en el microscopio. Note que el bivalente tiene dos cromosomas y cuatro cromátidas, con un cromosoma de cada padre.

La Profase I tiene sus propias subdivisiones, siendo estas:A-1)

grupo 3

• Metafase I 

La membrana nuclear desaparece.  Un cinetocoro se forma por cada cromosoma, no uno por cada cromátida, y los cromosomas adosados a fibras del huso comienzan a moverse. 

Al llegar a esta etapa la membrana nuclear y los nucleolos han desaparecido y cada pareja de cromosomas homólogos ocupa un lugar en el plano ecuatorial. En esta fase los centrómeros no se dividen; esta ausencia de división presenta una diferencia importante con la meiosis. Los dos centrómeros de una pareja de cromosomas homólogos se unen a fibras del huso de polos opuestos.

Bivalentes, cada uno compuesto de dos cromosomas (cuatro cromatidas) se alinean en el plato de metafase. La orientación es al azar, con cada homólogo paterno en un lado. Esto quiere decir que  hay un 50% de posibilidad de que las células hijas reciban el homólogo del padre o de la madre por cada cromosoma.

• Anafase I

Como la mitosis la anafase comienza con los cromosomas moviéndose hacia los polos. Cada miembro de una pareja homologa se dirige a un polo opuesto

Los quiasmas se separan. Los cromosomas, cada uno con dos cromátidas, se mueven a polos opuestos. Cada una de las células hijas ahora es haploide (23 cromosomas), pero cada cromosoma tiene dos cromátidas. 

• Telofase I
  

Esta telofase y la interfase que le sigue, llamada intercinesis, son aspectos variables de la meiosis I. En muchos organismos, estas etapas ni siquiera se producen; no se forma de nuevo la membrana nuclear y las células pasan directamente a la meiosis II.

Las envolturas nucleares se pueden reformar, o la célula puede comenzar rápidamente  meiosis II. 

En otros organismos la telofase I y la intercinesis duran poco; los cromosomas se alargan y se hacen difusos, y se forma una nueva membrana nuclear. En todo caso, nunca se produce nueva síntesis de DNA y no cambia el estado genético de los cromosomas.

• Citocinesis 

Análoga a la mitosis dónde dos células hijas completas se forman. 

• Profase II
  

Esta fase se caracteriza por la presencia de cromosomas compactos en numero haploide.
 Los centroiolos se desplazan hacia los polos opuestos de las células

• Metafase II
  

En esta fase, los cromosomas se disponen en el plano ecuatorial. En este caso, las cromátidas aparecen, con frecuencia, parcialmente separadas una de otra en lugar de permanecer perfectamente adosadas, como en la mitosis.

• Anafase II
  

Los centrómeros se separan y las cromátidas son arrastradas por las fibras del huso acromático hacia los polos opuestos

• Telofase
  

En los polos, se forman de nuevo los núcleos alrededor de los cromosomas.

En suma, podemos considerar que la meiosis supone una duplicación del material genético (fase de síntesis del DNA) y dos divisiones celulares. Inevitablemente, ello tiene como resultado unos productos meióticos con solo la mitad del material genético que el meiosito original.

GLOSARIO

Centriolo: Cuerpo que se divide en la profase, que se ubica en los polos y que con

ayuda del huso citoplasmatico dirige los cromosomas a los polos de la celula,

durante la anafase.

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Cromosomas: Son las estructuras que contienen el material genetico de una celula.

Este material genetico se divide por genes, cada gen tiene una sola clase de

informacion genetica. Hay varios genes en un cromosoma.

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Huso citoplasmatico: Esta compuesto por varios microtubulos. Que se dirigen desde

el centriolo al centromero que une los cromosomas duplicados (cromatidas).

Ayuda en la separacion de las cromatidas y en dirigirlas a los polos de las celulas.

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Anafase

Cromatida: Es uno de los dos cromosomas duplicados que estan unidos por un

centromero, cuando se separan las dos cromatidas cada una es considerada un

cromosoma independiente

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Material citoplasmatico: es el material que compone la celula que no esta en el

nucleo, es decir no incluye informacion genetica.