divisiÓn celular i · 2015-05-25 · genes → porciones específicas de adn que programan las...

DIVISIÓN CELULAR I

¿Cómo las células generan su propia descendencia?

CLASE PSU CIENCIAS: BIOLOGÍAProfesora: Daniela Marchant Cantillana

[email protected]

Recordando…

Estructuras del núcleo

Membrana nuclear

Cromatina: complejo formado por histonas,

proteínas no histónicas + ADN nuclear. Cumple

función durante la replicación celular

Cariolinfa Nucleolo

Núcleo

Recordando…Genes → porciones específicas de ADN que programan las secuencias de aminoácidos

Doble hélice

¿Cómo se van enlazando?

El fosfato de un nucleótido se enlaza con el azúcar (pentosa) del siguiente nucleótido → unidos por enlaces covalentes

Puentes de Hidrógeno → mantiene unidas las dos hebras de ADN

Bases: purinas y pirimidinas

A=T; C≡G

Conceptos importantes

Cromosoma

Son estructuras altamenteorganizadas, formadas por ADN yproteínas, que contiene parte de lainformación genética de un individuo

Cada especie tiene un número determinado de cromosomas, los

cuales, durante la meiosis, se combinan permitiendo variabilidad

genética en la nueva especie

Conceptos importantesCromatina

Conjunto de ADN, histonas, proteínasno histónicas y ARN

NucleosomaNúcleo proteico formado por histonas y ADN. Es esencial en la compactación de los cromosomas en mitosis

HistonasProteínas de soporte, altamente conservadas


Centrómero: constricción primaria de los cromosomas

Telómero:

ADN repetitivo en tándem de los extremos de la molécula de ADN en los cromosomas. (Un cromosoma simple de una cromátida posee dos telómeros; un cromosoma doble, de dos cromátidas, posee cuatro telómeros). Se le atribuye función protectora

Cinetocoro: estructura de la proteína de cromátidasdonde las fibras fusiformes se unen durante la divisióncelular para tirar de cromátidas hermanas separadas.


OBS: aclarar que el cromosoma duplicado (con sus dos cromátidas hermanas) se le sigue llamando cromosoma y no se le agrega el adjetivo duplicado. No confundir con cromosoma homólogo, que corresponde a pares de cromosomas heredados del padre y la madre

Conceptos importantesPloidía

N° de juegos completos decromosomas en una sola célula

Diploidía (2n)Es la dotación completa de pares decromosomas homólogos, es decir, loscromosomas provenientes del padre y loscromosomas provenientes de la madre. En laespecie humana, tenemos 46 cromosomas(23 paternos y 23 maternos). No todas lascélulas humanas tienen esta dotación


Haploidía

Dotación presente en los gametos, en donde cuentan con un cromosoma de cada par de homólogos. En los humanos, serían 23 cromosomas (la mitad de la dotación completa)

PloidíaN° de juegos completos de cromosomas en una sola célula


• 2c: dotación cromosómica completa con sus dos cromosomas simples (con una sola cromátida)

• 4c: dotación cromosómica completa con sus cromosomas dobles (2 cromátidas)

• c: Mitad de la dotación cromosómica con una cromátida

Cantidad de ADN 4c c

2c

Introducción

Rudolf Virchow

• “Omnis cellula e cellula”

• Toda célula proviene de otra

Antiguamente ya sabían que las células eran capaces de regenerarse…

Luis Pasteur

• “Omne vivum e vivo”

• Todo lo vivo proviene de lo vivo

Introducción

1014 CÉLULAS

Introducción

No experimenta división celular in

vivo

Poblaciones celulares

regenerantes

No suelen experimentar

división celular, pero si lo hace dadas las

circunstancias

¿Células especializadas?

División celular: Etapas

1. Crecimiento

2. Duplicación del ADN

3. Separación del ADN

4. Formación de células “hijas”

División en procariontes

Reproducción

asexuada

División en eucariontes

Mitosis

Meiosis

Fases del ciclo celular

Interfase• G1

• S

• G2

Fase M• Profase

• Metafase

• Anafase

• Telofase

Interfase

• Crecimiento celular con síntesis de proteínas, enzimas y ARN

Fase G1

• Replicación y síntesis del ADN, duplicándose la cromatina

Fase S

• Crecimiento celular con síntesis de proteínas y ARN. La cromatina empieza a condensarse, se duplican los centriolos

Fase G2

Fase M: Mitosis

• Hay desintegración del núcleo y la membrana nuclear

• La cromatina se condensa, pudiéndose apreciar los cromosomas

• En EUCARIONTES los centriolos viajan a los polos, formándose el huso mitótico

ProfaseMetafase

Anafase

Telofase

Fase M: Mitosis

• La célula cambia su forma a ovalada

• El huso mitótico se conecta al centrómero de los cromosomas, así pueden ser trasladados

• Los cromosomas se alinea en el ecuador

Profase

MetafaseAnafase

Telofase

Fase M: Mitosis

• Los cromosomas se han separado y se mueven hacia los polos. Se reparte la información genética

Profase

Metafase

AnafaseTelofase

Fase M: Mitosis

• Se forma una nueva membrana nuclear.

• Los cromosomas se desenrollan.

• Se ven 2 núcleos hijos.

Profase

Metafase

Anafase

Telofase

CitocinesisC

élu

la a

nim

al • Formación de un anillo contráctil con filamentos de actina y miosina

• Movimiento de organelos a las células hijas

• Estrangulamiento a nivel del ecuador del huso

Cél

ula

veg

etal • Se acumulan vesículas del aparato de

Golgi con celulosa en su interior en el plano ecuatorial

• Esta celulosa se fusiona con microtúbulos del huso

• Se forma el fragmoplasto desde el centro

• La división no es completa → plasmodesmos

Diferencias entre células animales y vegetales

Citocinesis

Célula animal

El tabique de separación en la citocinesis de este tipo de células se forma de manera centrípeta, es decir, desde fuera hacia dentro

Citocinesis

No existe estrangulamiento del citoplasma

Célula vegetal

Cromosomas y ADN durante el ciclo celular

N° de cromosomas = N° de centrómeros

N° de moléculas de ADN = N° de cromátidas


ETAPA CICLO

ESTRUCTURA

INTERFASE DIVISIÓN CELULAR

G1(4 horas)

S(10 horas)

G2(4 horas)

MITOSIS CÉLULAS HIJAS(2 horas)

CROMOSOMAS 2n46

2n46

2n46

2n 2n 2n

CANTIDAD ADN 2c 2c→ ↑ 4c 4c 4c 2c 2c

Cantidad de ADN y cromosomas en una célula humana no sexual

n= cantidad de cromosomasc= cantidad de ADN


Interfase G1 2n2c46 cromosomasCromosomas homólogos simples

G1

Interfase S 2n 4c46 cromosomasCromosomas homólogos duplicados

S

Mitosis (metafase) S 2n 4c46 cromosomasCromosomas homólogos duplicados alineados en el eje del ecuador celularM

etaf

ase

Células hijas 2n 2c 2c46 cromosomas

Células hijas

Constitución cromosómica de un individuo

Cariotipo

Es el patrón cromosómico de una especie expresado a través de un código, establecido por convenio, que describe las características de sus cromosomas

CariogramaEsquema, foto o dibujo de los cromosomas de una célula metafásicaordenados de acuerdo a su morfología

Constitución cromosómica de un individuo

1. Se rompen las células, luego se tiñen, aplastan y se fotografían

2. Se agrupan según tamaño, de mayor a menor, en parejas de homólogos o se agrupan según ubicación de centrómero

3. Enumeración de pares homólogos del 1 al 22

¿Cómo se elabora un cariograma?

Control del ciclo celular

Punto de Control G1

• Se evalúa la integridad del ADN (que no esté dañado), la presencia de nutrientes en el entorno y el tamaño celular

• Aquí es donde actúan señales que detienen el ciclo (arresto celular)

Punto de Control G2

• Se verifica que la duplicación del ADN se haya completado (sin daños), si es favorable el entorno y si la célula es lo suficiente grande como para dividirse

Punto de control de la metafase o

del huso

• Comprueba que los cromosomas estén alineados apropiadamente en el plano metafásico antes de entrar en anafase

• Acá se evitan que las células hijas queden con más o menos cromosomas que los que corresponden

Control del ciclo celular

En caso de que haya ADN dañado, se genera una señal que retrasa la entrada de la célula a fase M (mitosis). Esta señal corresponde a la proteína p53

p53: es una proteína que participa en el control del ciclo celular, deteniendo el sistema de control en G1 y, por ende, no entra en mitosis

Si hay daño irreparable en el genoma, esta proteína lleva a la célula a apoptosis

Juega un rol importante en el desarrollo del cáncer, ya que si el gen que codifica la proteína está mutado, no se expresa ésta, logrando que estas células continúen el ciclo celular sin control

Proteína p53: el guardián del genoma

Muerte Celular

Respuestas celulares a la injuria

Adaptaciones celularesAtrofia, hipertrofia,

hiperplasia, metaplasia

Lesión celular

Lesión reversible

Muerte celular: Resultado de un daño irreversible en

la estructura y función celular

Necrosis

Apoptosis

ApoptosisSerie de eventos programados genéticamente que conducen a la muerte celular

Objetivo: eliminar células que ya no son necesarias

Este evento se activa o inhibe por estímulos fisiológicos o patológicos

No se produce inflamación

Necrosis

Muerte celular patológica de un conjunto de células o de un tejido

Causa: procesos mecánicos o tóxicos, así como también la falta de oxígeno o nutrientes

Este proceso a menudo resulta en inflamación

Apoptosis vs Necrosis

Muerte de células individuales.

Inducido por estímulos patológicos y fisiológicos

Sin respuesta inflamatoria

Integridad de membrana

Constricción celular

Proceso muy regulado (enzimas)

ATP dependiente, sintesis proteica.

Fragmentación del ADN

Muerte de grupos celulares

Inducido por procesos no fisiológicos (tóxicos, hipoxia)

Respuesta inflamatoria

Pérdida de la integridad de membrana

Edema celular y lisis

Proceso no regulado, pérdida de la homeostasis

Proceso pasivo sin demanda energética ni sintesis proteica

Digestión aleatoria del ADN

Necrosis Apoptosis

Cáncer

Grupo de patologías enlas cuales las célulaseluden la regulación delciclo celular y se divide enforma desenfrenada

Tienen alto índice mitótico

Pueden desprenderse del tumor primario, pasar a circulación y formar tumores secundarios en otro lugar → metástasis

Características estructurales y funcionales: son más redondeadas, tienen elevada relación núcleo-citoplasma y son angiogénicos

Características de las células cancerígenas:

CáncerIniciación: cambio en el material genético de la célula, causado por cualquier material carcinogénico, que la prepara para ser transformada en cancerosa

Transformación: célula que ha iniciado su cambio y se transforma en cancerosa

Promoción: célula cancerosa se multiplica sin control. No hay efecto sobre las células que no han sido sometidas al proceso de iniciación

Progresión: implica la capacidad de invadir tejidos vecinos o a distancia. Es exclusiva de las células malignas

CáncerCausas de cáncer

Ambientales80%

Hereditarias20%

Causas de cáncer

Ambientales Hereditarias

Virales

Radiaciones

Productos químicos

Inmunes

Alimentarios

Cáncer

Bases genéticas del cáncer

El cáncer puede aparecer alprovocarse daños en el materialgenético o mutaciones en ungrupo de genes que regulan lanormal reproducción celular

Mutaciones en los protooncogenes (promueven crecimiento y división celular) → oncogenes

Mutaciones en los antioncogenes (genes supresores o inhibidores de tumores) →se inactivan

Mutaciones en genes que regulan la migración celular → promueven metástasis

Células madre

Son células que no tienen asignadoun papel específico en el organismoy que están a la espera de que llegueuna señal para promover sudiferenciación celular

Células madre

Embrionarias o totipotenciales

Órgano-específicas o

pluripotenciales

Células madre

Pregunta N° 3- Modelo Prueba Ciencias DEMRE, año 2014

¿Cuál de las siguientes opciones asocia correctamente la etapa del ciclo proliferativo con el proceso celular que ocurre en ella?

A) Fase M – crecimiento de la masa celular

B) Fase S – mecanismo de control de la proliferación

C) Fase G2 – unión de microtúbulos a los centrómeros

D) Fase G2 – separación de cromosomas homólogos

E) Fase M – separación de cromátidas hermanas

Pregunta N° 14- Modelo Prueba Ciencias DEMRE, año 2014

La vimblastina y la cafeína son alcaloides que interfieren con algunas etapas del ciclo celular. La vimblastina despolimeriza a los microtúbulos y la cafeína inhibe la formación de la nueva pared celular en la citodiéresis de células vegetales. Al agregar estos alcaloides a células vegetales diploides en una etapa temprana de la mitosis, se obtienen:

A) células con 4c y sin pared celular.

B) células con 2c y dos núcleos.

C) células con 4c y un núcleo.

D) células con 4c y dos núcleos.

E) células con 2c y sin pared celular.

Pregunta 11- Prueba oficial de Ciencias-2013

En el gráfico se representa el efecto que produce la aplicación de una droga sobre un cultivo de células epiteliales en división, expresado en núcleos por célula en función del tiempo. Del análisis del gráfico, es correcto inferir que la droga inhibe:

A) la despolimerización de los microtúbulos.

B) la polimerización del huso acromático.

C) la desorganización de la carioteca.

D) la migración de los centríolos.

E) el proceso de citoquinesis.

Tarea• Guía para desarrollar en casa

• Plazo entrega: martes 26 de Mayo, antes de la medianoche

• ENVIAR EN DOCUMENTO WORD AL MAIL: [email protected]

• En el nombre de archivo, favor colocar su nombre y número de guía (Ejemplo: Respuestas guía 5 _ Perico de los Palotes)

• Si no cumple, será considerado para evaluar su continuidad en el preuniversitario

DIVISIÓN CELULAR I

¿Cómo las células generan su propia descendencia?

CLASE PSU CIENCIAS: BIOLOGÍAProfesora: Daniela Marchant Cantillana

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