contiene el material genético en su interior y está separado del resto de la célula por una...
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Contiene el material genético en su interior y
está separado del resto de la célula por una
envoltura porosa, la envoltura nuclear que
permite el intercambio de moléculas con el
citoplasmaTodas las células eucariotas presentan un
núcleo salvo las siguientes excepciones:
• Eritrocitos: sin núcleo
• Células del músculo estriado: forman un
sinticio
• Osteoclastos: plasmodio
• Paramecios: dinucleados
NÚCLEO
• Envoltura nuclear: Formada por una doble membrana, la externa y la interna, separadas
por el espacio intermembranoso. La membrana externa está conectada con el retículo
endoplasmático. La envoltura presenta poros nucleares a través de los cuales se produce el
intercambio de moléculas entre el citoplasma y el núcleo.
NÚCLEO
ESTRUCTURA DEL PORO NUCLEAR
•Nucleoplasma: Es el medio interno acuoso donde se encuentran los componentes del
núcleo.
NÚCLEO
•Nucléolo: se ve como un
corpúsculo esférico carente de
membrana que solo puede verse
cuando la célula no está en división.
Se corresponde con la región del
genoma a partir de la cual se forman
los ribosomas. Puede haber más de
uno.
•CROMATINA: filamentos de ADN en diferente grado de compactación y asociados a
proteínas.
•Proteínas:
• Histonas: H1, H2A, H2B, H3, H4
• No histonas: implicadas en la replicación, transcirpción y regulación del ADN
•Tipos:
• Heterocromatina: cromatina que no transcribe y que permanece siempre condensada. A
su vez puede ser:
• Constitutiva: siempre está condensada. Se localiza alrededor del centrómero o en
un brazo del cromosoma. Son secuencias altamente repetidas denominadas ADN
satélite y que intervienen en el apareamiento de los cromosomas durante la sinapsis
meiótica.
• Facultativa: cromatina que se inactiva de forma específica en cada estirpe celular
durante el proceso de diferenciación celular. Ej en el cromosoma X de las hembras se
inactiva determinadas regiones para impedir que se expresen dos veces.
• Eucromatina: es la más abundante y está menos condensada que la anterior. Es activa
tanto en la réplica como en la transcripción de ADN.
NÚCLEO
Fibra nucleosómica (10 nm)
NIVELES DE COMPACTACIÓN DE LA CROMATINA
Fibras de 10 y 30 nm
LOS CROMOSOMAS
Son estructuras filamentosas formadas por ADN y proteínas visibles durante la
división celular. Son el grado máximo de compactación de la cromatina.
Se pueden distinguir los siguientes elementos:
Cromátidas: cada uno de los brazos
del cromosoma. Los dos brazos
contienen la misma información
genética, un brazo es resultado de la
replicación del otro, por eso se dice
que son cromátidas hermanas.
Centrómero: región de unión de dos
cromátidas
LOS CROMOSOMAS
CARIOTIPO
El cariotipo es el conjunto de cromosomas de una especie.
Tipos de cromosomas:
•Heterocromosomas o cromosomas sexuales: son muy diferentes entre sí e intervienen en la determinación del sexo. A uno de ellos se le llama X y al otro Y . En mamíferos, las hembras son XX y los hombres XY.
•Autosomas: Constituyen el resto de los cromosomas y son los mismos en los dos sexos.
El ser humano tiene 46 cromosomas:
- 22 pares de cromosomas
homólogos - 2 cromosomas sexuales
Clasificación de los organismos en función del número de cromosomas:
• Organismos haploides: Poseen un solo juego de cromosomas. Se representa con la letra n.
• Organismos diploides: Poseen un número par de cromosomas en sus células somáticas (no reproductoras) . Estos cromosomas se denominan homólogos, un juego procede de la madre y otro del padre. Se representan con 2n.
EL CICLO CELULAR
• La mayoría de las células se reproducen mediante un mecanismo denominado
división celular, mediante el cual se originan dos células hijas idénticas a la
célula madre.
• Células que no se dividen: células musculares estriadas, eritrocitos y
neuronas.
• Ciclo celular: secuencia de modificaciones que sufre una célula desde su
formación hasta que se divide originando dos células hijas.
Fases del ciclo celular:
• Interfase: es la más larga del ciclo. La célula presenta un núcleo
diferenciado y durante este periodo la célula realiza muchas funciones. Al
final del periodo se produce la replicación del ADN.
• Fase de división (M): EL núcleo desaparece y los cromosomas se hacen
visibles.
EL CICLO CELULAR
EL CICLO CELULAR
Fase mitótica (M): Implica una serie de eventos que se inician con la división
mitótica o mitosis.
Interfase: durante este periodo se produce el crecimiento de la célula y la
duplicación del ADN. La interfase se divide en tres intervalos:
• M-G1: Crecimiento celular y síntesis de proteínas. Supervisa el entorno y el
tamaño.
• S: Duplicación del ADN y síntesis de histonas.
• G2-M: comprobación de la correcta duplicación del ADN, síntesis de proteína y
duplicación de las estructuras necesarias para la mitosis.
Si las condiciones celulares no son favorables, las células retrasan su progreso en S
pudiendo entrar en un estado especializado de reposo denominado Go
LA DIVISIÓN CELULAR EN CÉLULAS EUCARIOTAS
En la fase de división o fase M, a partir de una célula madre se originan
dos células hijas con idéntico número de cromosomas que la célula
progenitora.
Se puede distinguir dos fases:
• Mitosis o cariocinesis: división del material genético.
• Citocinesis: división del citoplasma
MITOSIS
PROFASE:
• La cromatina se condensa y se ven los cromosomas compuestos por dos cromátidas.
• En el citoplasma se empieza a ensamblar el huso mitótico entre los centrosomas.
• Los centrosomas que se han duplicado durante la interfase comienzan a migrar a los polos opuestos del núcleo.
• El nucléolo desaparece
PROMETAFASE
• Comienza con la ruptura brusca de la membrana nuclear.• Los cromosomas se anclan a los microtúbulos del huso a través de los
cinetocoros y comienzan a moverse activamente.
METAFASE
• Los cromosomas condensados se disponen en el centro de la célula, formando la placa ecuatorial unidos por el cinetocoro a las fibras del huso
ANAFASE
• Las cromátidas hermanas de cada cromosoma se separan sincrónicamente y se dirigen a los polos opuestos de la célula arrastradas por los filamentos del huso acromático.
TELOFASE
• Reaparece el nucléolo• Descondensación de los cromosomas.• Formación de la envoltura nuclear. • Comienza la división citoplasmática con la unión del anillo contráctil a la
membrana plasmática
CITOCINESIS
• Es la división del citoplasma y el reparto de los orgánulos celulares.
• Comienza en anafase y termina en telofase.
CÉLULAS ANIMALES: se realiza por estrangulación del citoplasma.
1. Iniciación
• Aparición de un surco de anclaje en la superficie celular.
• En animales y muchos eucariotas unicelulares, la estructura asociada es el anillo
contráctil compuesto por filamentos de actina y miosina.
2. Contración
• El suco se hace progresivamente más profundo alrededor de la célula.
• El anillo se une a la cara interna de la membrana plasmática y se contrae hasta
que la célula se divide en dos.
3. Inserción
• Al mismo tiempo una nueva membrana se inserta en la membrana adyacente al
anillo por fusión de vesículas intracelulares.
4. Finalización
CÉLULAS VEGETALES: debido a la presencia de la pared celular la citocinesis en
células vegetales presenta diferencias con respecto a la animal.
• El citoplasma es dividido desde dentro por la construcción de una pared celular
denominada placa celular entre los núcleos hijos.
• La orientación de la placa celular determina la posición de las células hijas en
relación con las células vecinas (determina la forma de la planta).
• El ensamblaje de la placa celular comienza al final de la anafase y es guiada por
una estructura denominada fragmoplasto que contiene el resto de los
microtúbulos interzonales.
• Pequeñas vesículas derivadas del Gogi son transportadas hasta el ecuador del
fragmoplasto.
• Las vesículas se fusionan formando un disco denominado placa celular temprana
que crece hacia afuera hasta alcanzar la membrana plasmática y la pared celular.
MEIOSIS
La meiosis es una división
reduccional de la célula, ya que
a partir de una célula madre
diploide (2n) se forman cuatro
células hijas haploides (n).
Este proceso ocurre a través de
dos divisiones sucesivas de la
célula (meiosis I y II) y con una
sola ronda de replicación del
ADN.
En todos los vertebrados la
meiosis tiene lugar en las
gónadas y las células que se
forman se denominan gametos.
2n2C
2n4C
1n2C
1n1C
Meiosis-I
Meiosis-II
S
El paradigma meiótico
FASES DE LA MEIOSIS
INTERFASE: Periodo anterior a la meiosis en el cual se produce la duplicación del ADN
MEIOSIS I
Profase I: • Es la fase más larga (90% del total)• Los cromosomas se condensan hasta hacerse visibles.• Los cromosomas homólogos se aparean formando un bivalente.• Los cromosomas homólogos intercambian parte de su material genético en
un proceso denominado sobrecruzamiento, mediante el cual se garantiza que las células hijas sean distintas a la célula madre.
Metafase I:• Los cromosomas homólogos se sitúan en el ecuador de la célula.
Anafase I:• Los filamentos del huso comienzan a separar a los cromosomas homólogos.
Telofase I y citocinesis:• Se forman dos células hijas haploides (n) con la mitad de cromosomas que la
célula madre
Leptotene
Zigotene
PaquiteneDiplotene
Diacinesis
Metafase-I
Anafase-I
Telofase-I
Fases de la primera división meiótica
Prometafase-I
PROFASE ILEPTOTENE• Los cromosomas se condensan hasta hacerse visibles al microscopio óptico.• Cada uno está formado por dos cromátidas estrechamente unidas que no se
distinguen hasta el final de la profase.• Cada cromosoma está unido por su extremos a la envoltura nuclear.
ZIGOTENE• Los cromosomas homólogos se aparean hasta estar completamente alineados punto
por punto en toda su longitud.• Este apareamiento (sinapsis) se realiza mediante la formación del complejo
sinaptonémico.• Los cromosomas homólogos se unen formando un bivalente.
PAQUITENE• Se produce la recombinación genética, crossing-over o intercambio de material
genético entre las cromátidas de los cromosomas homólogos.
DIPLOTENE• Los cromosomas homólogos comienzan su separación permaneciendo unidos por los
puntos en los que ha ocurrido el sobrecruzamiento, denominados quiasmas.• En esta fase, que puede durar años, se descondensan parcialmente los cromosomas y
se produce síntesis de ARN.
DIACINESIS• Los cromosomas se condensan al máximo y sud dos cromátidas se hacen visibles.• Cada per de cromátidas hermanas está unida por el centrómero.• Cada par de cromosomas homólogos permanece unido por los quiasmas.• Desaparecen el nucléolo y la envuelta nuclear.• Se forma el huso y comienzan a polimerizarse las fibras cinetocóricas.
COMPLEJO SINAPTONÉMICO
RECOMBINACIÓN GENÉTICAPaquitene
Cohesividad de cromátidas hermanas:• Mediante proteínas que asocian los brazos cromosómicos• Unión de los centrómeros
Los cromosomas homólogos permanecen unidos por los quiasmas
Anafase-I Metafase-II Anafase-IIDiplotene Metafase-I
Cohesión de brazos
Cohesión centromérica
Quiasmas: la visualización de larecombinación entre homólogos
materno
paterno
quiasma
cromátidas hermanas
quiasma
Diplotene
Metafase-I
• En la placa ecuatorial se disponen los bivalentes.• Los centrómeros de cada par de homólogos se situan en lados
opuestos de la placa• Los cinetocoros de las cromátidas que pertenecen al mismo
cromosoma están fusionados y se orientan hacia el mismo polo
• Los pares de cromosomas homólogos
comienzan a separarse al ser arrastrados
por los microtúbulos del huso acromático
hacia los polos opuestos.
• Como los cinetocoros están fusionados
se separan los cromosomas homólogos.
• Cada cromosoma formado por dos
cromátidas en las que se ha producido
recombinación genética se dirigen a un
polo de la célula.
Anafase-I
• Reaparecen la membrana nuclear y el nucléolo
• Los cromosomas sufren una pequeña descondensación.
• Se obtienen dos células hijas con la mitad de cromosomas que tenía la
célula madre.
Telofase-I
FASES DE LA MEIOSIS
MEIOSIS II
Profase II:
Sin pasar por un periodo de interfase, se vuelve a formar el huso y los
cromosomas, constituidos por dos cromátidas se mueven hacia la placa
ecuatorial.
Metafase II:
Los cromosomas se disponen en el ecuador de la célula.
Anafase II:
Se separan las cromátidas hermanas y cada una se dirige hacia un extremo de la
célula.
Telofase II y citocinesis
Se obtienen cuatro células hijas haploides (n) distintas cada una con la mitad de
cromosomas que la célula madre.
Fases de la segunda división meiótica
APAREAMIENTO Y RECOMBINACIÓN DE LOS CROMOSOMAS SEXUALES EN MAMÍFEROS EUTERIOS
MITOSIS MIOSIS
Se produce en las células somáticas
Solo se produce en las células madre de los
gametos.
Es un proceso corto Es un proceso largo
No precisa que los cromosomas estén
emparejados, por lo que puede ocurrir en células haploides y diploides.
Solo se produce en células diploides, ya que los
homólogos están emparejados.
El núcleo se divide una sola vez El núcleo se divide dos veces
No hay sobrecruzamiento Hay sobrecruzamiento
Durante la anafase se separan cromátidas
hermanas
Durante la anafase I se separan cromosomas
homólogos y en la anafase II se separan cromátidas
hermanas.
Se originan dos células idénticas entre sí y con los mismos cromosomas que la
madre
Se originan cuatro células genéticamente distintas y
con la mitad de los cromosomas de la madre
SIGNIFICADO DE LA MITOSIS Y LA MEIOSIS
• En los organismos pluricelulares, la división celular por mitosis supone la
renovación de las células perdidas y el crecimiento del individuo por divisiones
sucesivas a partir de una célula, el cigoto.
• En organismos unicelulares, la mitosis es un mecanismo de reproducción asexual
que permite aumentar el número de individuos de la población . En este caso los
hijos son idénticos a sus padres.
• Mediante la meiosis se originan gametos haploides. Durante la fecundación, los
gametos haploides unen sus núcleos para formar una célula diploide, el cigoto,
que crecerá por divisiones mitóticas hasta formar un individuo completo.
• La meiosis garantiza que los organismos con reproducción sexual mantengan su
número cromosómico.
• El proceso de sobrecruzamiento y de segregación independiente ocurridos
durante la meiosis, son una de las formas en las que se genera la variabilidad
genética.
FORMACIÓN DE GAMETOS
Gametogenésis: proceso de formación de gametos. Ocurre en las
gónadas.
• Espermatogénesis: formación de gametos masculinos. Se realiza en los
testículos. Cada célula diploide producirá cuatro células haploides, dos de
ellas protadoras de un cromosoma X y dos con un cromosoma Y.
• Ovogénesis: formación de gametos femeninos. Se realiza en los ovarios.
Cada célula madre tras las meiosis da lugar a cuatro células haploides, un
óvulo y tres corpúsculos polares. Todas las células tienen un cromosoma X.