1

GUÍA DE CONTENIDOS BIOLOGÍA SEGUNDO MEDIO “¿Cómo se transmite el ADN durante la división celular?”

OBJETIVOS Describir en secuencia los estados y características del ciclo celular incluyendo la mitosis y la citocinesis.

Explicar el proceso de división mitótica y meiótica, reconociendo su importancia biológica y los principales eventos que ocurren en cada una de sus etapas.

Analizar y comparar la mitosis y la meiosis, considerando el mecanismo de transmisión del material genético de generación en generación.

CONTENIDOS Ciclo celular Mitosis Meiosis

I. CICLO CELULAR

.

NOMBRE: CURSO: FECHA:

Profesora Sofía Rivera M.

El estado en que se encuentra una célula está determinado por una secuencia periódica de crecimiento y división

durante la vida de un organismo. Estos procesos están representados en el ciclo celular en tres etapas

fundamentales: la primera corresponde a la INTERFASE, que es de preparación para su posterior división. Cuando

se habla de preparación, se debe pensar que la célula necesita crecer para asegurar un volumen suficiente a las

células hijas, replicar su ADN y multiplicar sus organelos.

La segunda etapa corresponde a la MITOSIS, la cual, permitirá la división del material genético previamente

replicado.

Finalmente, se darán las condiciones para la división completa de la célula, proceso llamado CITOCINESIS, que NO

forma parte de la mitosis. La mitosis y la citocinesis harán posible la formación de dos nuevas células

genéticamente idénticas entre sí e idénticas a la célula progenitora. Gracias a esto, los organismos pluricelulares

pueden crecer, desarrollarse y regenerar tejidos, mientras que a los organismos unicelulares reproducirse.

Se produce la replicación del ADN y se sintetizan enzimas

asociadas a dicho proceso.

Se repara el ADN que se pudo dañar durante la replicación. La cromatina se comienza a

condensar y compactar.

La célula aumenta su tamaño y la cantidad de organelos.

Se sintetizan proteínas que, posteriormente, regularán el ciclo.

G1

S

G2

Corresponde a la división celular propiamente tal y se compone de

dos etapas: MITOSIS y CITOCINESIS.

M

Algunas células ingresan a este

estado en el que NO se dividen,

pero siguen desarrollando sus

actividades.

G0

G0 En esta etapa la célula efectúa sus actividades de forma normal y se prepara para su posterior división. Se subdivide en tres etapas: G1, S y G2.

INTERFASE

Corresponde a la división del NÚCLEO de las células eucariontes, dando origen a dos núcleos idénticos al inicial.

Corresponde a la división del CITOPLASMA, y es un proceso que acontece de forma simultánea, con el último paso de la mitosis.

MITOSIS CITOCINESIS

2

II. MITOSIS

El nucléolo y la membrana nuclear desaparecen.

La cromatina duplicada se comienza a condensar, dando forma a los cromosomas.

En células animales los centriolos migran hacia los polos opuestos de la célula, para la formación del huso mitótico.

Generalmente se divide en PROFASE TEMPRANA y PROFASE TARDÍA.

1. PROFASE

Los organismos pluricelulares presentan dos clases de células: las SOMÁTICAS y las GERMINALES. Las primeras

forman parte de todos los tejidos del cuerpo y se dividen para generar nuevas células, bien sea para reponer

algunas células muertas, reparar o para aumentar su número y proporcionar crecimiento. Por su parte, las células

germinales son las encargadas de la reproducción sexual.

Cuando una célula alcanza su tamaño límite, algo debe suceder: o se divide o deja de crecer. La división celular

tarde o temprano sucederá en la mayoría de las células. La división celular no sólo evita el crecimiento excesivo de la

célula, sino también es la forma en la que se reproduce.

Todo esto ocurre gracias al ciclo celular, el cual se define como la secuencia de crecimiento y división de una célula.

Cada vez que una célula realiza un ciclo completo, se convierte en dos células idénticas. Cuando el ciclo se repite

continuamente, el resultado es una continua producción de nuevas células.

En biología, la MITOSIS (del griego mitos, hebra) es la división del núcleo celular y la correspondiente segregación

(separación) cromosómica en dos núcleos hijos, que irá seguida de la división del citoplasma o citocinesis.

Este proceso se da en células eucariotas (porque son las que tienen núcleo verdadero). Este tipo de división sólo

ocurre en las células somáticas. En el caso de los gametos o células sexuales (óvulo y espermatozoide, en los

humanos), el proceso se denomina: meiosis.

La mitosis es un proceso clave para la vida, dado que asegura que las dos células resultantes de una división celular

tengan un contenido genético idéntico.

La mitosis se divide en 4 etapas: PROFASE – METAFASE - ANAFASE - TELOFASE (Recuerda que la citocinesis no es

una etapa de la mitosis, pero es un evento clave para separar físicamente las 2 nuevas células).

Comencemos examinando una célula justo antes de que

comience la mitosis. Esta célula está en la interfase (fase

G2) y ya ha copiado su ADN, así que los cromosomas en

el núcleo constan de dos copias conectadas, llamadas

cromátidas hermanas. No es posible visualizar los

cromosomas muy claramente en este punto porque

todavía están en su forma larga, fibrosa y

descondensada (cromatina).

3

El ciclo celular finaliza con la CITOCINESIS, momento en el cual se divide el citoplasma, dando como resultado la formación de dos células hijas con núcleos idénticos.

III. IMPORTANCIA DE LA MITOSIS PARA LOS ORGANISMOS PLURICELULARES:

Es posible observar el huso mitótico completamente organizado y los cromosomas totalmente condensados.

Los microtúbulos del huso mitótico interactúan con los cinetocoros de los cromosomas, lo que produce que los cromosomas se alineen en el plano ecuatorial de la célula.

Los microtúbulos del huso se “acortan” ocasionando la separación de las cromátidas hermanas, hacia los polos de la célula.

Ahora cada cromátida pasa a ser un cromosoma independiente.

Los cromosomas han llegado a los polos de la célula.

La célula comienza a restablecer sus condiciones iniciales: los cromosomas se descondensan, desaparece el huso mitótico y se vuelve a formar la envoltura nuclear alrededor de los dos nuevos núcleos, en cuyo interior reaparece el nucléolo.

Los eventos que ocurren en la telofase son los mismos que ocurren en profase “pero al revés”.

El proceso de fecundación da origen al cigoto, el cual constituye el primer estado de desarrollo de un ser vivo. En los organismos pluricelulares, esta célula comienza a experimentar sucesivas divisiones.

Las células resultantes migran hacia diferentes zonas, dando origen a los distintos tipos celulares que formarán los tejidos y las estructuras del nuevo organismo.

CITOCINESIS

Una vez terminada la citocinesis se forman 2 células genéticamente idénticas

1. DESARROLLO

2. METAFASE

3. ANAFASE

4. TELOFASE

La mitosis permite obtener células idénticas a la célula original y de esta manera conservar el material genético de un organismo. Por ello, tiene un papel fundamental para los organismos pluricelulares, principalmente en los siguientes procesos:

4

Las células sexuales o gametos se producen mediante un proceso llamado MEIOSIS. El resto de células de nuestro cuerpo se origina mediante un proceso diferente que es llamado MITOSIS.

La meiosis es un tipo de división celular que produce células haploides (n), es decir, con la mitad del número cromosómico. Recuerde que una célula diploide contiene 46 cromosomas que están organizados en cromosomas homólogos, formando así 23 pares homólogos. Cada par de cromosomas homólogos está conformado por un cromosoma heredado del padre y otro heredado de la madre.

El primer paso de la división celular es hacer una copia del ADN. Esto se logra creando un duplicado del cromosoma que es llamado cromátida hermana.

Una vez que se han creado las copias de cada cromosoma y se tiene un total de 46 cromosomas dobles, se inicia la meiosis, la cual está dividida en dos etapas llamadas: MEIOSIS I y MEIOSIS II.

Durante la meiosis I se producen dos células haploides con cromosomas duplicados, es decir, formados por dos cromátidas. En la meiosis I es posible distinguir las siguientes etapas:

La división celular cumple un papel fundamental en el crecimiento de organismos pluricelulares, puesto que permite la proliferación controlada del número de células. Por ejemplo, una planta que ha germinado comienza un proceso de crecimiento de sus raíces, tallos y hojas, lo cual se debe a la activación de genes que estimulan y regulan la reproducción de las células.

Nuestro cuerpo, al igual que el de otros organismos pluricelulares, pierde un importante número de células. Algunas de ellas tienen un tiempo de vida limitado, como es el caso de los glóbulos rojos, mientras que otras se pierden producto de daños a los tejidos. La división celular posibilita la reconstitución de muchas de las células que se pierden diariamente.

En esta etapa los cromosomas homólogos,

de origen materno y paterno, se aparean,

originando una tétrada. Este proceso se

denomina sinapsis.

Posteriormente, estos cromosomas

intercambian material genético, fenómeno

conocido como entrecruzamiento o crossing

over. Los cromosomas permanecen unidos

en las zonas de intercambio llamadas

quiasmas.

PROFASE I

PRIMERA DIVISIÓN MEIÓTICA O MEIOSIS I

IV. ¿CÓMO SE PRODUCEN LAS CÉLULAS SEXUALES O GAMETOS?

2. CRECIMIENTO

3. REGENERACIÓN DE TEJIDOS

5

Una vez finalizada la meiosis I, las dos células hijas experimentan una breve interfase durante la cual no ocurre la duplicación del ADN. Luego de esto, se inicia la meiosis II, proceso de división muy similar a la mitosis, cuyas etapas se describen a continuación.

Las parejas de cromosomas homólogos se

alinean al azar en el ecuador de la célula,

fenómeno denominado permutación

cromosómica. Esto permite que existan

múltiples posibilidades de distribución de los

cromosomas en las células que se van a

originar.

Las parejas de cromosomas homólogos se

separan y migran hacia los polos opuestos

de la célula. Este evento se denomina

segregación o disyunción de los

cromosomas homólogos.

Los cromosomas ya se disponen en los polos

y comienza a reaparecer la envoltura nuclear

y el nucléolo. Esta fase está acompañada de

la citocinesis, la que produce dos células

haploides, es decir, con la mitad de los

cromosomas de la célula original.

TELOFASE I

ANAFASE I

METAFASE I

SEGUNDA DIVISIÓN MEIÓTICA O MEIOSIS II

Se forma el huso meiótico y comienzan a

desaparecer las envolturas nucleares y los

nucléolos. En esta etapa no hay

entrecruzamiento.

PROFASE II

METAFASE II

Los cromosomas dobles, es decir, formados

por dos cromátidas, se alinean en el

ecuador de la célula.

Las cromátidas hermanas se separan, y

cada una de ellas migra hacia polos

opuestos de la célula. ANAFASE II

6

Reaparece la envoltura nuclear alrededor

de los cromosomas, formados por una

cromátida, que han llegado a los polos de la

célula. Reaparece el nucléolo y el huso

meiótico desaparece.

Se produce la división del citoplasma,

dando como resultado la formación de 4

células haploides (n), es decir, con la mitad

de cromosomas que la célula madre.

¿CUÁL ES LA IMPORTANCIA DE LA MEIOSIS?

TELOFASE II

CITOCINESIS

La meiosis permite la formación de gametos a partir de una célula diploide (2n), llamadas células germinales las que, al experimentar dos divisiones sucesivas, reducen su número de cromosomas.

De esta forma, cuando los gametos fusionan sus núcleos, mediante el proceso de fecundación, cada uno aporta un juego de cromosomas, proveniente de cada progenitor, que está compuesto por la mitad del número total de cromosomas de la especie.

La meiosis, junto con la fecundación, es un proceso que permite aumentar la variabilidad de características de una especie. Esto, gracias a los mecanismos de entrecruzamiento y permutación cromosómica. Tanto el entrecruzamiento como la permutación cromosómica, posibilitan que los gametos de un individuo contengan diversas combinaciones de genes. De esta manera, los progenitores darán origen a una progenie (descendencia) genéticamente diferente.

Célula diploide (2n)

Los cromosomas homólogos se aparean y ocurre el

crossing-over o entrecruzamiento

(intercambio genes maternos y paternos).

Replicación del ADN

El resultado final de la MEIOSIS es la

formación de 4 células haploides (n)

Célula diploide (2n)

Replicación del ADN

El resultado final de la MITOSIS, es la formación de 2

células diploides (2n) genéticamente

idénticas entre sí e idénticas a la célula

progenitora.

MEIOSIS I MEIOSIS II