El ciclo celular

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MITOSIS,MEIOSIS, CICLO CELULAR

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El ciclo celular

  1. 1. EL CICLO CELULAR I.E.S. Ricardo Bernardo 2º Bachillerato. Biología http://biologiageologiaiesricardobernardobelenruiz.wordpress.com/2o-bachillerato/2o-biologia/ Belén Ruiz
  2. 2. Fase S. Duplicación del ADNFase G1. Tiempo que transcurredesde el fin de la mitosis (fase M) hasta el inicio de la síntesis de ADN (fase S). Durante este período la célula crecce y Fase G2. Preparación para la mitosis. madura. La célula desarrolla su Incremento del número de orgánulos, actividad funcional específica. moléculas y citoplasma precisos para la división Algunas células pasan todo su tiempo vital en esta fase norealizando mitosis y en este caso hablamos de fase G0. La célula pasa a la fase S al superar el punto de restricción.
  3. 3. ¿Es la célula bastante grande? ¿Es favorable el entorno? ¿Está dañado el ADN? D ¿Es la célula bastante grande?¿Están todos los cromosomas correctamente ¿Es favorable el entorno? alineados en el huso durante la metafase? ¿Está todo el ADN replicado?
  4. 4. Ciclo celular: control Regulación enzimática. En el punto de restricción mediante el ensamblaje y activación de proteínas denominadas ciclinas. Factores de crecimiento. Activan genes relacionados con la proliferación celular, entre ellos protooncogenes que son genes normales y necesarios, pero que pueden transformarse en oncogenes (genes implicados en el desarrollo tumoral). Otros factores: tamaño celular, contacto entre células, temperatura, edad, etc.
  5. 5. Moléculas de ADN a lo largo del ciclo celular
  6. 6. Cáncer y ciclo celular Fases: ➞Hiperplasia, ➞Displasia, ➞Tumor 1 ario ➞Tumor 2 ario No apoptosis S. inmunológico
  7. 7. Puntos de restricción (frenos) Célula tumoral (INMORTAL) Célula normal
  8. 8. CANCER (neoplasias) División Nuevas Desprendimiento de acelerada a mutaciones celulas tumorales que Célula mutada Nuevas partir de célula provocan la viajan y se instalan enpor la acción de mutaciones e mutada aparición de distintas zonas del agente irrigación clones de organismo, mutágeno sanguínea del células ocasionando tumor primario metástasis o tumores indiferenciadas secundarios  Para que el tumor avance, las células alteradas han de superar los mecanismos defensivos del sistema inmunológico (linfocitos NK) y los frenos del ciclo celular que llevarían a la apoptosis  Las células cancerígenas no presentan nunca periodo Go ni frenos del c. celular , su G1 es más rápida y se vuelven “inmortales”.
  9. 9. Agentes cancerígenos: Físicos : radiaciones ionizantes Químicos: benzopirenos, nitrosaminas, etc. Biológicos: virus oncogénicosGenes alterados:Protooncogenes ⇒ oncogenes(genes hiperactivos)Genes supresores detumores Proteínas afectadas: Tienen relación conlos mecanismos de división y diferenciación celular
  10. 10. LA MULTIPLICACIÓN DE LAS CÉLULAS. MITOSISComienza al final del período G2 del ciclo celular. Consiste en la división del núcleo para formar dos con el mismo número y tipo de cromosomas y con la misma información genética. Cromosom Centriolos Huso acromático Cromátida a hijo Cromátidas Centrómero Polo PROFASE METAFASE ANAFASE TELOFASE
  11. 11. SIGNIFICADO Y FUNCIONES DE LA MITOSIS:Producción de células idénticas a laoriginal➞Crecimiento: En pluricelulares➞Reposición: En pluricelulares➞Reproducción: En eucariotasunicelulares
  12. 12. MITOSIS PROFASE METAFASELa cromatina se condensa. Los cromosomas Los cromosomas muy condensados sese hacen visibles. La membrana desaparece. disponen en el ecuador de la célula. ANAFASE TELOFASE Las cromátidas hermanas se separan y Los cromosomas hijos se rodean de una nuevase dirigen a polos opuestos de la célula. membrana nuclear y se forman nuevos núcleos.
  13. 13. La Mitosis o Cariocinesis– PROFASE: Condensación de cromatina ⇒ cromosomas • Huso acromático (Mtb. polares, aster y centrosfera) • Desaparición de envoltura nuclear– PROMETAFASE: Microtúbulos cinetocóricos– METAFASE: Máxima condensación (cromosomas metafásicos)  Cromosomas en ECUADOR celular– ANAFASE: División de los centrómeros  Separación y emigración de las cromátidas– TELOFASE: Desaparición del aparato mitótico  Desespiralización ⇒ cromatina y nucleolos  Nuevas envolturas nucleares  Reparto citoplasmático
  14. 14. Huso acromático
  15. 15. interfase Profase tempranaProfase tardía Metafase Anafase Telofase
  16. 16. PROFASECondensación de la cromatina METAFASE Los cromosomas sedisponen en el centro ANAFASE Las cromátidashermanas se separan TELOFASELos cromosomas se descondensan en cromatina
  17. 17. ETAPAS DE LA MITOSIS
  18. 18. DIVISIÓN DEL CITOPLASMA: CITOCINESIS CITOCINESIS ANIMAL CITOCINESIS VEGETAL Se forma un tabique de separación llamadoA la altura del plano ecuatorial del huso fragmoplasto a partir de vesículas del aparatoacromático, bajo la membrana se forma un de Golgi. En el espacio del fragmoplasto seanillo de filamentos contráctiles que se van formará la lámina media y posteriormente laestrechando hasta separar las células hijas. pared celular.
  19. 19. Citocinesis en células animales
  20. 20. ACTINA y MIOSINA en el anillo contráctil
  21. 21. Citocinesis en células vegetales
  22. 22. MICROFOTOGRAFÍASMICROFOTOGRAFÍAS MITOSIS MITOSIS
  23. 23. División Meiótica Interfase: G1, S y G2 MEIOSIS 1ª DIVISIÓN (división reduccional) ➞CARIOCINESIS I » PROFASE I » PROMETAFASE I » METAFASE I » ANAFASE I » TELOFASE I ➞CITOCINESIS ➞Interfase: Sin periodo S 2ª DIVISIÓN: similar a mitosis
  24. 24. 1ª División Meiótica (División Reduccional)CARIOCINESIS I (FASES):  PROFASE I: Se producen condensaciones y desespiralizaciones entre fases  Apareamiento de Cr. Homólogos (Complejo Sinaptonémico)  Sobrecruzamiento ⇒ RECOMBINACIÓN  PROMETAFASE I: Microtúbulos cinetocóricos  METAFASE I: Máxima condensación (cromosomas metafásicos)  Cromosomas bivalentes en ECUADOR celular  ANAFASE I: Emigración de cr. homólogos  TELOFASE I: Desaparición del aparato mitótico  Desespiralización ⇒ cromatina y nucleolos  Nuevas envolturas nucleares  Reparto citoplasmático
  25. 25. 1ª DIVISIÓN: EN CÉLULASFORMADORAS DE RECOMBINACIÓN EN PROFASE I GAMETOS DIVISIÓN REDUCCIONAL (SEPARACIÓN DE CROMOSOSMAS) 2ª DIVISIÓN: IGUAL QUE UNA MITOSIS SEPARACIÓN DE CROMÁTIDAS
  26. 26. 1ª División Meiótica (División Reduccional)– CITOCINESIS– INTERFASE: CORTA Y SIN PERIODO “S” 2ª División Meiótica (Similar a una mitosis)FASES: Profase II, Prometafase II, Metafase II, Anafase II, Telofase II CITOCINESIS
  27. 27. 1ª División Meiótica(División Reduccional) 2ª División Meiótica(Similar a una mitosis)
  28. 28. La profase I de la meiosis Etapa de larga duración, en la que los cromosomas homólogos se emparejan e intercambian material hereditario. Centriolos Entrecruzamiento ETAPAS DE LA PROFASE Cromátidas hermanas Cromosomas homólogos Quiasmas apareados en sinapsis Los Los filamentos entrecruzamientos de ADN originan la comienzan a recombinación condensarse. genética delLos cromosomas material hereditario se hacen aumentando la visibles. variabilidad genética. Cada cromosoma se Las cromátidas homólogas se unen aparea longitudinalmente, íntimamente en algunos puntos, donde gen a gen, con su tienen lugar roturas y homólogo formándose entrecruzamientos de fragmentos de sinapsis. cromátidas.
  29. 29. Primera División: Profase I EntrecruzamientoRecombinación
  30. 30. Primeradivisión
  31. 31. Segunda división
  32. 32. PrimeraDivisión Profase I:Leptoteno Profase I:Zigoteno Profase I:Paquiteno Profase I:Diploteno Profase I:Diacinesis Metafase I: Anafase temprana I: Anafase tardía I:
  33. 33. Segunda Telofase I: Interfase sin S:División Profase II: Metafase II: Anafase II: Telofase II: Citocinesis Granos de polen
  34. 34. Placa metafásica doble 1ª DIVISIÓN MEIÓTICA Profase I Metafase I Anafase I Telofase I 2ª DIVISIÓN MEIÓTICAPlaca metafásica sencilla Metafase II Anafase II Telofase II
  35. 35. MEIOSIS I MEIOSIS II (separación de cromosomas (separación de cromátidas homólogos) hermanas)INTERFASE 8. TELOFASE y (duplicación CITOCINESIS del ADN)1. PROFASE I (Condensaciónde los cromosomas) 7. ANAFASE II (Separación de cromátidas) SOBRECRUZAMIENTO 6. METAFASE II2. METAFASE I (Los cromosomas (Los cromosomas se se colocan en el centro) disponen en parejas) Células hijas 3. ANAFASE I (Separación de los cromosomas homólogos) 4. TOCINESIS 5. PROFASE II TELOFASE I y CI (se vuelve a formar el huso) (Separación de las células hijas
  36. 36. 1ª División Meiótica (División Reduccional) N° DE MOLÉCULAS DE ADN en las distintas etapas: (ej. Homo sapiens 2n = 46) – G1: (46 mol. de ADN) – G2: (92 mol. de ADN ) – 1° división ⇒ 23 cromosomas “dobles” y 46 mol. de ADN – 2° división ⇒ 23 cromosomas “sencillos” y 23 mol. de ADN ⇒ 4 células haploides con 23 mol. de ADN/célula
  37. 37. Significado y función de la Meiosis Generalidades: 4 células haploides (n) Funciones: – Ciclos haplontes: Meiosis zigótica – Ciclos diplohaplontes: Meiosis esporogénica – Ciclos diplontes: Meiosis gametogénica: • Producción de gametos (ciclos diplontes ⇒ adultos diploides, gametos haploides)
  38. 38. Espermatogénesismitosis crecimiento
  39. 39. Ovogénesismitosis crecimiento
  40. 40. Meiosis y Reproducción sexual: Implicaciones evolutivas Conservación del n° de cromosomas específico Fuente de variabilidad:  Segregación cromosómica ⇒ 2n gametos distintos (variedad de combinaciones alélicas)  Recombinación ⇒ intercambio de información genética (variedad de combinaciones alélicas)
  41. 41.  Fuente de variabilidad:  Segregación cromosómica ⇒ 2n gametos distintos (variedad de combinaciones alélicas)
  42. 42. Fuentes de variabilidad Fuentes de variabilidad en: Procariotas: •(Reino Monera) : (1) (5)FUENTE PRIMARIA Eucariotas (El resto): • Mutaciones ⇒ nuevos alelos (1) •(1), (2), (3), (4), algunos protistas (5, por conjugación)*FUENTES SECUNDARIAS • Fenómenos” sexuales: o Meiosis: Segregación cromosómica ⇒ reordenación de alelos (2) Recombinación ⇒ reordenación de alelos (3) o Fecundación ⇒ reordenación de alelos (4) • Fen. Parasexuales: conjugación, etc. (5)
  43. 43. Fuentes de variabilidad En Eucariotas En ProcariotasPrimarias : Primarias:  Mutaciones  MutacionesSecundarias: Secundarias:  Reproducción sexual:  Fenómenos  Fecundación parasexuales:  Meiosis:  Conjugación  Segregación cromosómica  Transformación  Recombinación genética  Transducción
  44. 44. Fenómenos parasexuales en procariotas• Tipos: – Conjugación – Transformación – Transducción• Importancia evolutiva: fuentes de variabilidad• Repercusiones sanitarias: resistencia a antibióticos
  45. 45. FENÓMENOS PARASEXUALES EN PROCARIOTAS:
  46. 46. FENÓMENOSPARASEXUALES EN PROCARIOTAS: La conjugación
  47. 47. ALTERACIONES ASOCIADAS A LA MEIOSIS Mutaciones GENÓMICAS:• No son realmente mutaciones, son alteraciones “cuantitativas”⇒ afectan al nº de cromosomas. Se originan como consecuencia de un desigual reparto de los cromosomas durante la 1ª o 2ª división.Meiótica durante la anafase I o II. – Ej. Trisomías (2n + 1): ej. Síndrome de Down
  48. 48. Disyunción desigual en La 1ª o 2ª división meiótica ( ¡ OJO! Puede producirse en la Anafase I o II)
  49. 49. Disyunción desigual en La 1ª o 2ª división meiótica ( ¡ OJO! Puede producirse en la Anafase I o II)
  50. 50. Disyunción desigual en La 1ª o 2ª división meiótica ( ¡ OJO! Puede producirse en la Anafase I o II)
  51. 51. Varón sindrome de Klinefelter Varón sindrome de Down Trisomía XXY Trisomía
  52. 52. Varón sindrome duploY Hembra sindrome Tiple X
  53. 53. Hembra sindrome De TurnerMonosomía 2n - 1
  54. 54. Varón sindrome de Hembra sindrome Sindrome duploY: XYY Klinefelter XXY De Turner X0 Trisomía 2n + 1 Monosomía 2n - 1 Sindrome triple X: XXX
  55. 55. Apoptosis: sucidio celular programado El suicidio celular constituye la base del ciclo vital de todos los seres vivos y su alteración (activación incontrolada o inhibición) es responsable del desarrollo de enfermedades como el cáncer, la artritis reumatoide, el sida o la enfermedad de Alzheimer. “La salud de todos los organismos pluricelulares, incluidos los seres humanos, depende no solo de que el cuerpo sea capaz de producir nuevas células sino también de que puedan autodestruirse cuando ya no realizan su función adecuadamente” Richard C Duke, Master teacher of Inmunology. University of Colorado. La apoptosis es diferente de la muerte necrótica debida a lesión, traumatismo o daño. La apoptosis sucede al final de la fase G1 (antes de duplicar su material genético) o durante la fase G2 (células débiles que no deben entrar en mitosis).
  56. 56. Apoptosis: procesoTras el estímulo correspondiente o la decisióncelular de iniciar la muerte programadalacélula: 1. Reduce su volumen. 2. Se aisla de las células vecinas. 3. El citoplasma sufre un proceso de vacuolización (parece que hierve). 4. La cromatina se condensa anormalmente en la periferia nuclear, pegada a la membrana nuclear. 5. La célula estalla dividiéndose en múltiples cuerpos apoptósicos. 6. Acuden macrófagos y células fagocíticas para ingerir los cuerpos apoptósicos y dejar la zona limpia.
  57. 57. Compara las anafases I y II de la meiosis con la anafase mitótica. ¿Cuáles sonlas diferencias?Meiosis: anafase I:→ se separan (emigran) los cromosomas homólogos.Anafase II y Mitosis: → se separan y emigran las cromátidas.Cita dos razones que justifiquen la importancia biológica de la meiosis.a) Mantener constante en nº de cromosomas de la especieb) Generar variabilidad genética por segregación y recombinación¿Cuáles son las principales funciones biológicas de la meiosis y de la mitosis,respectivamente? ¿Por qué razón la meiosis no puede cumplir la funciónbiológica de la mitosis?a) Mitosis: Reposición, crecimiento y desarrollo embrionario(pluricelulares). Reproducción (unicelulares).Meiosis: genera gametos (gametogénica)b) Porque se reduce a la mitad el nº de cromosomas o mol. de ADN(división reduccional), de manera que las células resultantes no seríaniguales a la originalExplica mediante un dibujo, los diferentes niveles de compactación de lacromatina.Vista en la célula.
  58. 58. 1) Concepto de citoquinesis y carioquinesis 2) ¿Qué le ocurre a la célulacuando se da la primera pero no la segunda? 1) a) cariocinesis=mitosis ⇒ división del núcleo. b) Citocinesis = división del citoplasma 2) Endomitosis: Tipo de mitosis en la cual se forman cromosomas individualizados, que se reúnen posteriormente en el mismo núcleo, dando lugar a células poliploides, es decir, con un número mayor de cromosomas que los de la célula original. La endomitosis se produce, por ejemplo, en los megacarioblastos (células precursoras de las plaquetas) o en algunas células tumorales.Las células tumorales tienen la característica de presentar mitosis con unafrecuencia anormalmente alta respecto a una célula normal. Dibuja elesquema del ciclo celular y la duración relativa de cada una de sus fases,para ambos tipos de células respectivamente.Normal: G0 variable, G1=6/12h; S=6-8h; G2=3, M=1-1/2 h.Cancerígena: No G0, El periodo G1 es más rápido, Célula Célulaprobablemente también el G2 y carece de puntos de normal tumoralrestricción.
  59. 59. ¿Cuáles son las funciones biológicas más relevantes de la meiosis? Razonala respuesta.1.-La división por meiosis permite obtener 4 células con la mitad del materialgenético que la célula madre.Ciclos haplontes adultos (meiosis zigótica)Ciclos diplohaplontes⇒ su papel permite obtener esporas haploides quegerminarán originando el gametofito haploide (meiosis esporogénica)Ciclos diplontes⇒ como el nuestro donde la meiosis produce gametoshaploides (meiosis gametogénica) que tras fecundarse origina un zigotodiploide que por sucesivas mitosis dará lugar a adultos diploides.Meiosis, variabilidad genética, gametogénesis y evolución. Elabora untexto de no más de diez líneas en el que figuren debidamente relacionadosestos cuatro conceptos.La meiosis permite es un tipo especial de división nuclear que permite generar célulashaploides, esto es con la mitad de la dotación cromosómica de la célula original. Estascélulas, tras diferentes procesos de maduración, se transforman en gametos completandolos procesos de gametogénesis (meiosis gametogénica). La meiosis permite elmantenimiento del número constante de cromosomas de la especie y constituye una fuentede variabilidad genética a través de los procesos de segregación cromosómica yrecombinación lo que contribuye a la existencia de una mayor variabilidad inicial dentro delas poblaciones a partir de la cual los procesos de selección natural permiten la evolución delos organismos, según los modelos neodarwinistas.
  60. 60. Una célula (2n= 4) que va a entrar en meiosis tiene dos pares decromosomas homólogos como los de la figura. Dibuja la dotacióncromosómica (número y tipo de cromátidas) que tendrán: a) lasdos células resultantes de la primera división meiótica b) todaslas que resulten de la segunda división meiótica. Nota: Indicar encada caso color de las cromátidas. Pueden darse dos opciones según como se dispongan los cromosomas en la metafase I ya que el nº de gametos es igual a 2 n= 22 = 4 tipos de gametos diferentes1ª división2ª divisiónTipos de gametos posibles Describe la mitosis o la meiosis
  61. 61. Indica en qué punto de la meiosis (en humanos) pudo haberse producido elfallo que da lugar a un zigoto con trisomía simple para el cromosoma 21 (S.de Down). Razona la respuesta y apoya tu razonamiento con un dibujo.Durante la Anafase I o II debido a una inadecuada disposición de los cromosomasen el ecuador durante las metafases I y II respectivamente. Describe dos mecanismos mediante los que se genere variabilidad genética en los seres vivos. ¿Qué ventajas e inconvenientes tiene la variabilidad genética? Razona la respuesta. Fuentes de variabilidad en: Comentar estos apartados FUENTE PRIMARIA Procariotas: •Mutaciones ⇒ nuevos alelos (1) FUENTES SECUNDARIAS •(Reino Monera) : (1) (5) •Fenómenos” sexuales: oMeiosis: Segregación cromosómica ⇒ Eucariotas (El resto): reordenación de alelos (2) •(1), (2), (3), (4), Recombinación ⇒ reordenación de algunos protistas (5, por alelos (3) oFecundación ⇒ reordenación de alelos (4) conjugación)* •Fen. Parasexuales: conjugación, etc. (5)
  62. 62. Bibliografía y páginas web Biología. 2ºBachillerato. SANZ ESTEBAN, Miguel. SERRANO BARRERO, Susana. TORRALBA REDONDO. Begoña. Editorial Oxford. Biología. 2ºBachillerato. ALCAMÍ, José. BASTERO, Juan José. FERNÁNDEZ, Benjamín. GÓMEZ DE SALAZAR, José María. MÉNDEZ, Mª Jesús. SLÖCKER Javier. Editorial SM. http://www.biologia.edu.ar/bacterias/micro5.htm http://centros.edu.xunta.es/iesastelleiras/depart/bioxeo/lgazon/presen/bac2/bio/presf.html http://centros.edu.xunta.es/iesastelleiras/depart/bioxeo/lgazon/presen/bac2/bio/pdf/envcel.pdf http://cienciastella.com http://departamentobiologiageologiaiesmuriedas.wordpress.com/2o-bachillerato/biologia-2/ http://docentes.educacion.navarra.es/~metayosa/bach2/2biometabo2.html http://www.educa.madrid.org/web/cc.nsdelasabiduria.madrid/Ejercicios/2b/Biologia/Enzimas/enzi mas.htm http://web.educastur.princast.es/proyectos/biogeo_ov/ http://www.ehu.es/biomoleculas/an/an41.htm http://www.geocities.ws/batxillerat_biologia/glucids.htm http://hnncbiol.blogspot.com.es/2008/01/acidos http://www.juntadeandalucia.es/averroes/recursos_informaticos/concurso2001/accesit_4 http://temabiomoleculas.blogspot.com.es/ http://tertuliadeamigos.webcindario.com/biocou04.html http://web.educastur.princast.es/proyectos/biogeo_ov

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