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Capítulo 12 El Ciclo CelularPowerPoint® Lecture Presentations for         Biology       Eighth EditionNeil Campbell and Ja...
Al finalizar el capítulo debes poder:1. Describir la organización estructural de los   genomas procarionte y eucarionte2. ...
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Fig. 12-10 Nucleus            Chromatin                                                        10 µm        Nucleolus   co...
Fig. 12-10a              Nucleus           Chromatin                    Nucleolus   condensing               1 Prophase
Fig. 12-10b                  Chromosomes              2 Prometaphase
Fig. 12-10c              3 Metaphase
Fig. 12-10d              4 Anaphase
Fig. 12-10e                             10 µm              Cell plate               5 Telophase
Fisión Binaria• Procariontes (bacterias y archaeas) se  reproducen por un tipo de división celular  llamado fisión binaria...
Fig. 12-11-1                                       Cell wall               Origin of               replication            ...
Fig. 12-11-2                                       Cell wall               Origin of               replication            ...
Fig. 12-11-3                                       Cell wall               Origin of               replication            ...
Fig. 12-11-4                                       Cell wall               Origin of               replication            ...
La evolución de Mitosis• Ya que los procariontes evolucionaron antes  que los eucariontes, mitosis probablemente  evolucio...
Fig. 12-12                                             Bacterial                                             chromosome   ...
Fig. 12-12ab                                          Bacterial                                          chromosome       ...
Fig. 12-12cd                                         Kinetochore                                         microtubule      ...
Concepto 12.3: El ciclo celular de células  eucariontes es regulado por un sistema de control  molecular• La frecuencia de...
Evidencia de señales citoplásmicas• El ciclo celular aparenta estar dirigido por  señales químicas específicas presentes e...
Fig. 12-13             EXPERIMENT                          Experiment 1             Experiment 2                          ...
Sistema de Control del Ciclo Celular• Los eventos en secuencia del ciclo celular son  directamente dirigidos por el sistem...
Fig. 12-14                              G1 checkpoint                                 Control                             ...
• Para muchas células, el punto de cotejo del G1  parece el más importante• Si una célula recibe una señal de “luz verde” ...
Fig. 12-15                                          G0G1 checkpoint                    G1                             G1  ...
El reloj del Ciclo Celular: Ciclinas y Ciclina-Dependiente de quinasas• Dos tipos de proteínas reguladoras están  envuelta...
Fig. 12-16   RESULTS                                     5                                 30      Protein kinase activity...
Fig. 12-17                 M      G1       S   G2    M       G1       S   G2    M   G1                        MPF activity...
Fig. 12-17a              M   G1    S   G2    M   G1   S    G2    M      G1                  MPF activity                  ...
Fig. 12-17b                                                                 Cyclin accumulation                           ...
Señales de proseguir (GO) y detenté (stop): Señales Internas y Externas en los puntos de cotejo• Un ejemplo de una señal i...
Fig. 12-18        Scalpels                   Petri                   plate Without PDGF              With PDGF cells fail ...
• Otro ejemplo de señales externas es  inhibición dependiente de la densidad, en  donde células apiñadas dejan de dividirs...
Fig. 12-19                 Anchorage dependence                 Density-dependent inhibition                 Density-depen...
• Las células cancerosas no muestran inhibición  dependiente de la densidad ni dependencia de  anclajeCopyright © 2008 Pea...
Las Células Cancerosas pierden el control del ciclo  celular• Las células cancerosas no responden a los  controles normale...
• Una célula normal se convierte a cancerosa por el  proceso llamado transformación• Las células cancerosas forman tumores...
Fig. 12-20                                                                   Lymph                                        ...
Fig. 12-UN1                                                     G1          S                               Cytokinesis   ...
Fig. 12-UN2
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Biology capitulo12- El ciclo celular

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  1. 1. Capítulo 12 El Ciclo CelularPowerPoint® Lecture Presentations for Biology Eighth EditionNeil Campbell and Jane ReeceLectures by Chris Romero, updated by Erin Barley with contributions from Joan SharpCopyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings
  2. 2. Al finalizar el capítulo debes poder:1. Describir la organización estructural de los genomas procarionte y eucarionte2. Enumerar las fases del ciclo celular; describir la secuencia de eventos durante cada fase3. Enumerar las fases de mitosis y describir los eventos característicos de cada fase4. Dibujar o describir el huso mitótico, incluyendo los centrosomas, los microtúbulos de acuerdo a su posición y conexiónCopyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings
  3. 3. 5. Comparar citocinesis en animales y plantas6. Describir el proceso de fisión binaria en bacterias7. Explicar como la división celular anormal de células cancerosas no sigue los controles normales del ciclo celular8. Distinguir entre tumores benignos, malignos y metasticosCopyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings
  4. 4. Panorama: Los roles principales de la División Celular• La habilidad de los organismos para reproducirse es lo que mejor los distingue lo vivo de lo no-vivo• La continuidad de la vida se basa en la reproducción de las células, o división celularCopyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings
  5. 5. Fig. 12-1
  6. 6. • En organismos unicelulares, la división de una célula reproduce un organismo completo• Organismos Multicelulares dependen de división celular para: – Desarrollo a partir de una célula fecundada – Crecimiento – Reparación• La división celular es una parte integral del ciclo celular, e la vida de una célula desde su formación hasta su propia divisiónCopyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings
  7. 7. Fig. 12-2 100 µm 200 µm 20 µm (a) Reproduction (b) Growth and (c) Tissue renewal development
  8. 8. Concepto 12.1: División Celular produce célulashermanas genéticamente idénticas• La mayoría de las divisiones celulares resulta en células hijas con información genética idéntica, ADN idéntico• Una tipo de división especial produce células hijas no-idénticas (gametos, o espermatozoides u óvulos)Copyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings
  9. 9. Organización del Material Genético en la Célula• Todo el ADN en una célula constituye el genoma de la célula• Un genoma puede consistir de una sola moléculas de ADN (común en procariontes) o un número de moléculas de ADN (común en células eucariontes)• Moléculas de ADN en una célula están empacadas en lo que son los cromosomasCopyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings
  10. 10. Fig. 12-3 20 µm
  11. 11. • Cada especie de eucarionte tiene un número característico de cromosomas en el núcleo de sus células • Células Somáticas (células no-reproductivas) tienen dos juegos de cromosomas • Gametos (células reproductivas: espermatozoide y óvulo) tienen la mitad del número de cromosomas que las células somáticas • Cromosomas eucarionte consisten de cromatina, a complejo de ADN y proteína que se condensa durante la división celularCopyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings
  12. 12. Distribución de los Cromosomas durante la División Celular Eucarionte• En preparación para la división celular, el ADN se replica y los cromosomas se condensan• Cada cromosoma duplicado tiene dos cromátidas hermanas, las cuales se separan durante la división celular• El centrómero es la “cintura” del cromosoma duplicado, donde las cromátidas están más unidasCopyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings
  13. 13. Fig. 12-4 0.5 µm Chromosomes DNA molecules Chromo- Chromosome some arm duplication (including DNA synthesis) Centromere Sister chromatids Separation of sister chromatids Centromere Sister chromatids
  14. 14. • División celular de eucariontes consiste de: – Mitosis, la división del núcleo – Citocinesis, división del citoplasma• Los gametos se producen por una variante de la división celular llamada meiosis• La meiosis produce células hermanas no- idénticas las cuales solo tienen un juego de cromosomas, mitad de los de la célula padreCopyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings
  15. 15. Concepto 12.2: La fase mitótica se alterna con interfase en el ciclo celular• En 1882, el anatomista alemán Walther Flemming desarrollo tintes para observar los cromosomas durante mitosis y citocinesisCopyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings
  16. 16. Fases del Ciclo Celular• El ciclo celular consiste de – Fase de Mitosis (M) (mitosis y citocinesis) – Interfase (crecimiento celular y replicación de los cromosomas en preparación para la división celular)Copyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings
  17. 17. • Interfase (toma 90% del ciclo celular) se puede dividir en sub-fases: – Fase G1 (“first gap”) – Fase S (“synthesis”) – Fase G2 (“second gap”)• La célula crece durante las tres fases, pero los cromosomas se duplican solamente durante la fase SCopyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings
  18. 18. Fig. 12-5 G1 S (DNA synthesis) i s es in G2 ok s si yt it o MIT C M (M) OTIC PHA SE
  19. 19. • Mitosis es convencionalmente dividida en cinco fases: – Profase – Prometafase – Metafase – Anafase – Telofase • Citocinesis está en proceso en la telofase tardía BioFlix: MitosisCopyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings
  20. 20. Fig. 12-6 G2 of Interphase Prophase Prometaphase Metaphase Anaphase Telophase and Cytokinesis Centrosomes Chromatin Early mitotic Aster Centromere Fragments Nonkinetochore Metaphase Cleavage Nucleolus (with centriole (duplicated) spindle of nuclear microtubules plate furrow forming pairs) envelope Daughter Nuclear Nucleolus Nuclear Plasma Chromosome, consisting Kinetochore Kinetochore Spindle Centrosome at chromosomes one spindle pole envelope envelope membrane of two sister chromatids microtubule forming
  21. 21. El huso mitótico: un acercamiento• El huso mitótico es el aparato de microtúbulos que controla el movimiento de los cromosomas durante mitosis• Durante profase, el ensamblaje del los microtúbulos del huso comienza en el centríolos, centro de organización de microtúbulos• Los centríolos se replican formando dos centrosomas que migran a polos opuestos de la célula según los microtúbulos del huso crecen hacia fuera de estosCopyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings
  22. 22. • Un áster (un arreglo radial de pequeños microtubulos) se extiende de cada centríolo• El huso incluye los centríolos, los microtubulos del huso, y los astersCopyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings
  23. 23. • Durante pro-metafase, algunos microtubulos del huso se adhieren a los cinetocoros de los cromosomas y comienzan a mover los cromosomas• En metafase, los cromosomas se alinean en lo que se conoce como la placa de metafase, el punto medio entre los dos polos del husoCopyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings
  24. 24. Fig. 12-7 Aster Centrosome Sister chromatids Microtubules Chromosomes Metaphase plate Kineto- chores Centrosome 1 µm Overlapping nonkinetochore Kinetochore microtubules microtubules 0.5 µm
  25. 25. • En anafase, las cromátidas hermanas se separan y mueven a lo largo de los microtúbulos del cinetocoro hacia lados opuestos de la célula• Los microtúbulos se acortan por des- polimerización en el extremo del cinetocoroCopyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings
  26. 26. Fig. 12-8 EXPERIMENT Kinetochore Spindle pole Mark RESULTS CONCLUSION Chromosome movement Kinetochore Motor Tubulin Microtubule protein subunits Chromosome
  27. 27. • Microtúbulos (no del cinetocoro) que van de polo a polo se solapan y empujan unos contra otros, lo cual alargar la célula• En telofase, núcleos genéticamente idénticos se forman a lados opuestos de la célulaCopyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings
  28. 28. Citocinesis: un acercamiento• En células de animales, la citocinesis ocurre por un proceso conocido como separación (cleavage), formando así el surco de separación (cleavage)• En células de plantas, se forma una placa celular durante citocinesis Animation: CytokinesisCopyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings
  29. 29. Video: Animal Mitosis Video: Sea Urchin (Time Lapse)Copyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings
  30. 30. Fig. 12-9b Vesicles Wall of 1 µm forming parent cell cell plate Cell plate New cell wall Daughter cells (b) Cell plate formation in a plant cell (TEM)
  31. 31. Fig. 12-10 Nucleus Chromatin 10 µm Nucleolus condensing Chromosomes Cell plate 1 Prophase 2 Prometaphase 3 Metaphase 4 Anaphase 5 Telophase
  32. 32. Fig. 12-10a Nucleus Chromatin Nucleolus condensing 1 Prophase
  33. 33. Fig. 12-10b Chromosomes 2 Prometaphase
  34. 34. Fig. 12-10c 3 Metaphase
  35. 35. Fig. 12-10d 4 Anaphase
  36. 36. Fig. 12-10e 10 µm Cell plate 5 Telophase
  37. 37. Fisión Binaria• Procariontes (bacterias y archaeas) se reproducen por un tipo de división celular llamado fisión binaria• En la fisión binaria, los cromosomas se replican (comenzando en el origen de la replicación), y los dos cromosomas “hermanos” se separanCopyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings
  38. 38. Fig. 12-11-1 Cell wall Origin of replication Plasma membrane E. coli cell Bacterial Two copies chromosome of origin
  39. 39. Fig. 12-11-2 Cell wall Origin of replication Plasma membrane E. coli cell Bacterial Two copies chromosome of origin Origin Origin
  40. 40. Fig. 12-11-3 Cell wall Origin of replication Plasma membrane E. coli cell Bacterial Two copies chromosome of origin Origin Origin
  41. 41. Fig. 12-11-4 Cell wall Origin of replication Plasma membrane E. coli cell Bacterial Two copies chromosome of origin Origin Origin
  42. 42. La evolución de Mitosis• Ya que los procariontes evolucionaron antes que los eucariontes, mitosis probablemente evoluciono a partir de fisión binaria• Algunos protistas muestran tipos de división celular que parecen intermedios entre fisión binaria y mitosisCopyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings
  43. 43. Fig. 12-12 Bacterial chromosome (a) Bacteria Chromosomes Microtubules Intact nuclear envelope (b) Dinoflagellates Kinetochore microtubule Intact nuclear envelope (c) Diatoms and yeasts Kinetochore microtubule Fragments of nuclear envelope (d) Most eukaryotes
  44. 44. Fig. 12-12ab Bacterial chromosome (a) Bacteria Chromosomes Microtubules Intact nuclear envelope (b) Dinoflagellates
  45. 45. Fig. 12-12cd Kinetochore microtubule Intact nuclear envelope (c) Diatoms and yeasts Kinetochore microtubule Fragments of nuclear envelope (d) Most eukaryotes
  46. 46. Concepto 12.3: El ciclo celular de células eucariontes es regulado por un sistema de control molecular• La frecuencia de divisiones celulares varia con el tipo de célula• Estas diferencias del ciclo celular resultan de variaciones en la regulación a nivel molecular Copyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings
  47. 47. Evidencia de señales citoplásmicas• El ciclo celular aparenta estar dirigido por señales químicas específicas presentes en el citoplasma• Alguna evidencia para esta hipótesis viene de experimentos de cultivos de células de mamíferos en diferentes fases del ciclo que se fusionaron para formar una sola célula con dos núcleoCopyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings
  48. 48. Fig. 12-13 EXPERIMENT Experiment 1 Experiment 2 S G1 M G1 RESULTS S S M M When a cell in the When a cell in the S phase was fused M phase was fused with with a cell in G1, the G1 a cell in G1, the G1 nucleus immediately nucleus immediately entered the S began mitosis—a phase—DNA was spindle formed and synthesized. chromatin condensed, even though the chromosome had not been duplicated.
  49. 49. Sistema de Control del Ciclo Celular• Los eventos en secuencia del ciclo celular son directamente dirigidos por el sistema de control del ciclo celular, el cual es similar a un reloj• El sistema de control del ciclo celular es regulado por controles internos y externos• El reloj tiene unos puntos de cotejo específicos donde existen varia señalesCopyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings
  50. 50. Fig. 12-14 G1 checkpoint Control system S G1 M G2 M checkpoint G2 checkpoint
  51. 51. • Para muchas células, el punto de cotejo del G1 parece el más importante• Si una célula recibe una señal de “luz verde” en el punto de cotejo del G1, la célula usualmente completará S, G2, y fase M y se divide• Si una célula no recibe una señal de “luz verde” en el punto de cotejo del G1 saldrá del ciclo y pasa a la fase G0Copyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings
  52. 52. Fig. 12-15 G0G1 checkpoint G1 G1 (a) Cell receives a go-ahead (b) Cell does not receive a signal go-ahead signal
  53. 53. El reloj del Ciclo Celular: Ciclinas y Ciclina-Dependiente de quinasas• Dos tipos de proteínas reguladoras están envueltas en control del ciclo celular: ciclinas y ciclinas-dependientes de quinasas (Cdks)• La actividad de las ciclinas y los Cdks fluctúan durante el ciclo• MPF (maturation-promoting factor) es un complejo de ciclina-Cdk que promueve el paso de una célula del punto de cotejo de G2 a la fase MCopyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings
  54. 54. Fig. 12-16 RESULTS 5 30 Protein kinase activity (– ) % of dividing cells (– ) 4 20 3 2 10 1 0 0 100 200 300 400 500 Time (min)
  55. 55. Fig. 12-17 M G1 S G2 M G1 S G2 M G1 MPF activity Cyclin concentration Time (a) Fluctuation of MPF activity and cyclin concentration during the cell cycle S Cyclin accumulation G1 Cdk M Degraded G2 cyclin G2 Cdk Cyclin is checkpoint degraded Cyclin MPF (b) Molecular mechanisms that help regulate the cell cycle
  56. 56. Fig. 12-17a M G1 S G2 M G1 S G2 M G1 MPF activity Cyclin concentration Time (a) Fluctuation of MPF activity and cyclin concentration during the cell cycle
  57. 57. Fig. 12-17b Cyclin accumulation 1 S G Cdk M Degraded G2 cyclin G2 Cdk Cyclin is checkpoint degraded Cyclin MPF (b) Molecular mechanisms that help regulate the cell cycle
  58. 58. Señales de proseguir (GO) y detenté (stop): Señales Internas y Externas en los puntos de cotejo• Un ejemplo de una señal interna es que si los cinetocoros no están atados al huso envían una señal molecular que retrasa anafase• Algunas señales externas son factores de crecimiento, proteínas liberadas por ciertas células que estimulan otras células a dividirse• Por example, platelet-derived growth factor (PDGF) stimulates the division of human fibroblast cells in cultureCopyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings
  59. 59. Fig. 12-18 Scalpels Petri plate Without PDGF With PDGF cells fail to divide cells prolifer- ate Cultured fibroblasts 10 µm
  60. 60. • Otro ejemplo de señales externas es inhibición dependiente de la densidad, en donde células apiñadas dejan de dividirse• La mayoría de las células de los animales muestran dependencia de anclaje, en donde estas tienen que unirse a un substrato para poder dividirseCopyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings
  61. 61. Fig. 12-19 Anchorage dependence Density-dependent inhibition Density-dependent inhibition 25 µm 25 µm (a) Normal mammalian cells (b) Cancer cells
  62. 62. • Las células cancerosas no muestran inhibición dependiente de la densidad ni dependencia de anclajeCopyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings
  63. 63. Las Células Cancerosas pierden el control del ciclo celular• Las células cancerosas no responden a los controles normales del organismo• Las células cancerosas no necesitan de los factores de crecimiento para crecer y dividirse: – Parece que pueden producir sus propios factores de crecimiento – Parece que pueden transmitir una señal de factor de crecimiento sin la presencia de estos – Parece que tienen un sistema de control celular anormalCopyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings
  64. 64. • Una célula normal se convierte a cancerosa por el proceso llamado transformación• Las células cancerosas forman tumores, masas anormales de células dentro de un tejido normal• Si las células anormales se mantienen en su lugar de origen, el tumor es benigno• Tumores malignos invaden los tejidos que le rodean y pueden hasta llegar a metástasis, así exportando las células cancerosas a otras partes del cuerpo donde formarán tumores secundariosCopyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings
  65. 65. Fig. 12-20 Lymph vessel Tumor Blood vessel Cancer Glandular cell tissue Metastatic tumor 1 A tumor grows 2 Cancer cells 3 Cancer cells spread 4 Cancer cells may from a single invade neigh- to other parts of survive and cancer cell. boring tissue. the body. establish a new tumor in another part of the body.
  66. 66. Fig. 12-UN1 G1 S Cytokinesis Mitosis G2 MITOTIC (M) PHASE Prophase Telophase and Cytokinesis Prometaphase Anaphase Metaphase
  67. 67. Fig. 12-UN2
  68. 68. Fig. 12-UN3
  69. 69. Fig. 12-UN4
  70. 70. Fig. 12-UN5
  71. 71. Fig. 12-UN6
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