TEMA 10: DIVISIÓN CELULAR

CUESTIONARIO:

Pincha aquí

TEMA 10: DIVISIÓN CELULAR

1. CICLO CELULAR

El ciclo celular abarca los periodos de crecimiento y división que tienen lugar durante el ciclo vital de una célula. Este se divide en dos etapas: división e interfase.

• División: es la etapa en la que cada célula se divide en dos o más células hijas. La división consta de dos procesos fundamentales;  

                  -Mitosis: división nuclear, cariocinesis.

                  -Citocinesis: división del citoplasma.

• Interfase: abarca el periodo que trascurre entre dos divisiones sucesivas, el cuál se compone de varias fases: 

1. G1: abarca el lapso de tiempo entre el final de una división celular y la síntesis de ADN (fase S). En esta fase se llevan a cabo procesos de biosíntesis de proteínas, material celular y también, la reparación ADN. Cabe destacar que algunos tipos de células permanecen en interfase y no se dividen, en dicho caso, se denomina fase G0, que seria lo mismo que una fase G1 permanente.                                                                                                                            Entre la fase G1 y S (fase siguiente) hay un punto de restricción, estrictamente regulado, en el que se determina si la célula entra o no entra en la fase de síntesis. 
2. S: es la etapa en la que tiene lugar la síntesis de histonas y la replicación del ADN
3. G2: en esta etapa,la célula se prepara para la división celular, llevandose a cabo diferentes procesos biosintéticos. El ADN ya replicado en la fase S, comienza a condensarse, dando lugar a cromosomas. Al final de la fase G2 hay otro punto de restricción, el cuál regula la entrada o no en la fase de mitosis y división. 

              
La duración de la interfase varía, en organismos unicelulares y células que se dividen activamente, ocurre de forma más rápida(ejemplos: células óseas y epiteliales). Sin embargo en otros tipos de células( ejemplo: tejido muscular o nervioso) esta se lleva a cavo de forma mas lenta.

    Control del ciclo celular:

1. Regulación enzimática: el principal punto de control, de G1->S el cuál está regulado por la unión de dos proteínas: ciclinas y quinasas dependientes de ciclinas(Cdks). Estas se unen permitiendo la activación de la actividad enzimática de las quinasas así como la progresión del  ciclo. 
2. Factores de crecimiento: unión de factores de crecimiento a receptores de membrana, que provocan una reacción en cascada que activa determinados genes, permitiendo la entrada en la fase de síntesis y proliferación del ciclo. 
3. Otros factores: por ejemplo, el tamaño celular, el contacto con otras células o el sustrato, la  temperatura o la edad, influyen en la duración.

Tras un numero limitado de veces, las celulas se mueren para mantener un correcto funcionamiento del organismo, a este proceso se le denomina apoptosis o muerte celular programada, cuya finalidad es acabar con células dañadas o envejecidas. Las celulas que mueren, son rodeadas de la membrana y eliminadas, posteriormente por fagocitosis.   Durante este proceso, las células reducen su volumen a la vez que provocan protuberancias y alteraciones en la membrana , causando la concentración de orgánulos y la liberación de factores que lo promueven (apoptosis) desde la mitocondria.

     2. DIVISIÓN MITÓTICA

           

            2.1.MITOSIS  

            Reparto de la información previamente duplicada en dos células hijas, con la

            participación de elementos citoesqueléticos de naturaleza microtubular.

            Durante el proceso generalmente desaparece la membrana nuclear: mitosis abierta.     

            Aunque en algunos protistas y hongos se conserva: mitosis cerrada.

            Es un proceso continuo, de cinco fases:

• Profase: previamente duplicación de los centriolos y del material genético. (Fase S) Reorganización del citoesqueleto celular (Fase G2)

   Cambios en el núcleo:      

1.  Condensación de la cromatina -> cromosomas visibles 
2. Migración de los cromosomas a la periferia celular 
3. Desaparición progresiva del núcleo 
4. Comienzo de la formación del huso mitótico: en las proximidades del par de centriolos polimerizan  microtúbulos polares. Se interconectan en la zona  media, van alargando. También microtúbulos del áster y la centrosfera.

          *En los vegetales superiores no hay centríolos ni asteres, su huso mitótico (mitosis    

           anastral) Al final desaparece la membrana nuclear, excepto en la mitosis cerrada

           donde las fibrillas del huso.

• Prometafase: unión de los cromosomas al huso mitotico, los centromeros tienen dos cinetocoros, se unen a los microtubulos cinetocoricos.

Se unen a los cromosomas y contribuyen al movimiento hacia los polos.

Cada una de las cromátidas de cada cromosoma queda unida por los microtubulos a uno de los polos del huso.

• Metafase: los cromosomas en el grado máximo de condensación, se disponen en el plano ecuatorial del huso mitotico y huso mitotico constituido por microtubulos polares y cinetocoricos, cromatidas hermanas orientadas hacia polos opuestos.
•  Anafase: se separan las cromátidas por el centrómero, migran hacia los polos por el acortamiento de los microtúbulos cinetocóricos. Los microtúbulos polares se alargan progresivamente y comienza a depositarse un material ecuador del huso.
•  Telofase: desaparecen los microtúbulos cinetocóricos, descondensación de los cromosomas, se forma la envoltura nuclear, aparecen los nucleolos y se forman los núcleos hijos.

2.2 CITOCINESIS.

Reparto del citoplasma y de los orgánulos celulares. ConstricciÓn en la zona ecuatorial.

1.  Células animales: constricción progresiva de la zona ecuatorial, por el anillo periférico contráctil de microfilamentos de actina asociada a miosina. Separación y 2 células hijas.
2.  Celulas vegetales: no por estrangulación. por acumulación de vesículas procedentes del aparato de Golgi. Contiene elementos de la pared celular asociados alimentos microtubulares. Las vesículas se fusión y entran en contacto con la pared vegetal, tabique, fragmoplasto,  da lugar a membrana de las células hijas, se deposita la pared primaria y a veces secundaria.

La división celular en organismos unicelulares puede considerarse reproducción sexual, 2 células hijas genéricamente idénticas.

3.DIVISIÓN MEIÓTICA

División especial, cuatro núcleos haploides a partir de uno diploide.

En los individuos diploides es necesaria para la formación de gametos, (dos gametos n= cigoto 2n). Dos divisiones sucesivas sin fase entre ellas:

•  Primera división meiotica: cromosomas homólogos emparejados se dividen en dos nucleos n. Lo hacen al azar, variabilidad genética.
•  Segunda división meiotica: reparto de las cromátidas entre dos nucleos.

3.1 PRIMERA DIVISIÓN MEIÓTICA 

Consta de cinco fases. Entre las cuales la mas importante es la fase meiotica proface I:

• Profase meiotica I: fase muy compleja dividida en seis etapas.

1.  Proleptoteno: considerada premeiótica, ya duplicado el ADN, y  fases. Apenas se distinguen cromosomas.
2.  Leptoteno: cromosomas homólogos, en proceso de condensación, se une de la membrana nuclear en zonas próximas a los centriolos por placas de unión. Se unen cromatidas, comienza formación huso mitotico.
3. Zigoteno: las parejas de cromosomas homólogosse unen, complejo sinaptotémico. Forman una estructura bivalente de tetrada. 
4. Paquiteno: completando el apareamiento y la condensación, sobrecruzamiento. Los puntos de sobrecrecimiento están en los complejos sinaptotémicos, en los nódulos de recombinación. Contienen en enzimas necesarias para el intercambio de genes entre las cromatidas de los cromosomas homólogos.                                                                                                              El proceso implica la rotura de la doble hélice en la zona del gel a intercambiar, y su posterior fusión.
5. Diploteno: homólogos se separan, menos en el punto sobrecruzamiento, quiasmas. Desaparecen  complejos sinaptotémicos.                                                                                      Etapa mas larga, días ,años (ovocitos).                                                                                          Al final aspecto laxo.
6. Diacinesis:cromosomas condensados, terminalización de los quiasmas.                            Comienzan a desaparecer el nucleolo y la membrana nuclear.

                               

• Prometafase meiotica I: completa la desaparición nucleolo y membrana. Se unen los bivalentes a los microtubulos cinetocoricos. Cada par de cinetocoros, al mismo lado, cada cromosoma orientado a un polo.
•  Metafase meiotica I: bivalentes en el plano ecuatorial.Solo algunos quiasmas terminales.
•  Anafase meiotica I separan el bivalente, cada cromosoma formado por dos cromatidas, a un polo. 
• Telofase meiotica I: formación de dos núcleos hijos(n). Formación membrana y nucleolo. Citocinesis. Entre primera y segunda division meiotica no fases.

                                           

3.2 SEGUNDA DIVISIÓN MEIÓTICA.

Cada núcleo hijo posee un cromosoma homólogo con dos cromatidas. Equivale a una mitosis normal, se separan las cromatidas y se obtienen cuatro células hijas. Haploides. 

La recombinacion ocasiona la dotación genética con caracteres genéticos diferentes.

Consta de 5 fases:

1.  Profase meiotica II
2. Prometafase meiotica II
3. Metafase meiotica II
4.  Anafase meiotica II
5. Telofase meiotica II 

                                   

3.3 MEIOSIS Y REPRODUCCIÓN SEXUAL.

Por mitosis células hijas idénticas, ni adaptación ni evolución en reproducción asexual. En reproducción sexual, la fusión de dos núcleos n para formar un cigoto 2n, crea variabilidad genética:

•  Reparto en la segregación de cromosomas en la primera división meiotica.
•  Recombinacion e intercambio de información genética en la profase meiotica I,(paquiteno)

Los organismos unicelulares con reproducción asexual en condiciones favorables, aumenta el número de individuos.

Los organismos unicelulares con reproducción sexual aumentan la probabilidad de supervivencia y colonización.

Los organismos superiores, sus células se dividen sexualmente, pero se reproducen sexualmente.

3.4 CICLOS BIOLÓGICOS

Según la meiosis y reproducción sexual en diferentes momentos:

1.  Ciclo diplonte: individuo diploide  todo el ciclo, menos los gametos, originados por meiosis.
2.  Ciclo haplonte: individual haplonte todo el ciclo, menos el cigoto, inmediatamente después de su formación comienza la meiosis.(helechos)
3.  Ciclo haplodiplonte: combina fases haploides y diploides. Adulto diploide -> esporas haploides -> individuo haploide -> gametos-> cigoto diploide ->individuo diploide.