El ciclo celular es el período que transcurre desde que se forma una célula por división de una preexistente hasta que se divide en células hijas. Se pueden dar dos tipos de reproducción celular: la mitosis y la meiosis.
Este se divide en dos etapas: la interfase y la división celular. La interfase es la fase vegetativa del ciclo de vida de una célula y es la fase más larga del ciclo celular. La interfase se divide en 3 etapas:
Período G1: Comprendido entre el final de la división anterior y la síntesis del ADN (período S), es pues, postmitótico. La célula lleva a cabo los procesos biosintéticos de material celular, se produce la síntesis de ARNm y de proteínas. La célula lleva a cabo las funciones propias del tejido en que se enmarca. Algunas células permanecen en estado de reposo y no se dividen, en este caso el período se denomina G0 (que equivaldría a un período G1 permanente).Ej: neuronas y células musculares esqueléticas.
Período S: Duplicación del material genético de la célula (síntesis de histonas y de ADN) y, por tanto, la duplicación de las cromátidas, apareciendo varios pares de ellas, tantos como cromosomas tiene la célula. Las dos cromátidas de una pareja se mantienen unidas por el centrómero. Continúa la síntesis de ARNm. Comienza la duplicación de los centríolos.
Período G2: El núcleo encierra “2n” cromátidas. Al final de esta etapa el ADN empieza a condensarse y los cromosomas se hacen visibles. Continúa la síntesís de ARNm y de proteínas, sobre todo de H1.
La célula ahora entraría en la división, que puede ser mitotica o meiotica.
ACTIVIDADES
1.A la vista de la imagen, conteste las siguientes cuestiones:
a) ¿Qué etapa de la mitosis representa?
La telofase
¿Qué indican las flechas A,B Y C?
A. Cromatida/Cromosoma
B. Fibras del huso acromático,microtúbulos.
C.Anillo contráctil.
¿Se trata de una célula animal o vegetal?, razone la respuesta. Describa detalladamente los fenómenos naturales que ocurren en esta etapa.
Se trata de una célula animal porque vemos que la separación del citoplasma (citocinesis) se está dando por estrangulación del mismo. En la región ecuatorial aparece una invaginación de la membrana plasmática (surco), recubierto internamente por microfilamentos que se disponen formando un anillo contráctil que se va estrechando hasta que el citoplasma se parte y se separan las dos células hijas. Si fuera una célula vegetal, veríamos la formación de un fragmoplasto, una pared celular.
b)Describa los fenómenos celulares que tienen lugar en las restantes etapas de la mitosis.Explica cual es el significado biológico de la misma.
Profase:
-La cromatina se condensa y se empiezan a formar los cromosomas.
-Cada pareja de centriolos empeza a emigrar hacia polos opuestos de la célula,apareciendo entre ellos unas fibras,microtubulos que darán lugar al huso acromático.
-La membrana nuclear y el nucleolo desaparecen
-Los orgánulos se vuelven invisibles.
Metafase:
-Los centrosomas llegan a los polos y se termina de formar el huso mitótico.
-Los cromosomas emigran al ecuador de la célula y se unen al huso a través del centrómero.Se forma la placa metafísica.
Anafase:
-Las fibras del huso mitótico comiensan a acortarse y los cromosomas se rompen quedando las cromatidas separadas pero con la misma información genética.
-Las fibras desplazan las cromatidas los polos, quedando un grupo de cromosomas anafásicos agrupado en cada polo.
Telofase:
-Desaparecen las fibras de huso acromático.
-Se forma alrededor de los grupos de cromatidas la envoltura nuclear.
-Los cromosomas se condensan formando de nuevo la cromatina.
La división mitótica es conservativa, es decir las células hijas presentan exactamente el mismo número y el mismo tipo de cromosomas que la célula madre. Pueden llevarla a cabo tanto células diploides (2n) como haploides (n).
En los organismos unicelulares se forman de nuevos individuos.
En los organismos pluricelulares se originan nuevas células para el crecimiento y desarrollo del individuo.
2. A la vista del esquema responda razonadamente a las siguientes preguntas:
a) Indique qué momento del ciclo celular representan los esquemas arriba indicados, lo que señalan los números, y describa los fenómenos naturales que ocurren en A, B y C.
El dibujo A representa la fase G2 de la interfase, la última etapa antes de comenzar la fase de mitosis. Los dibujos B y C, corresponden a la primera fase mitótica, la profase. El D y el E , pertenecen a la metafase , el dibujo F correspondería a la anafres . Por último los dibujos G y H , pertenecen a la telofase .
A: Al final de esta etapa el ADN, ya duplicado en el período S, empieza a condensarse . Continúa la síntesís de ARNm y de proteínas, sobre todo de H1.
B: Los cromosomas comienzan a hacerse visibles. Cada uno está constituido por dos filamentos, cromátidas, unidos en toda su longitud uno al otro. Cada vez se espirilizan más, haciéndose más cortos y más gruesos.
C: El diplosoma del centrosoma se duplica y cada pareja de centríolos empieza a emigrar hacia polos opuestos de la célula, apareciendo entre ellos unas fibras, microtúbulos, continuas, de 200 Å de diámetro, que darán lugar al huso acromático.
b)Diga si los dibujos corresponden a una célula animal o vegetal. Indique razonando la respuesta, dos características en las que se basa.
Los dibujos pertenecen a una célula animal porque , observamos orgánicos como los centriolos con fibras de áster , los cuales no se encuentran en una célula vegetal. Además podemos observar como la citocinesis se realiza por estrangulación, y noa través de la formación de un fragmoplasto como ocurriría con las células vegetales .
3. En relación con la figura adjunta conteste las siguientes cuestiones:
a) ¿Qué representa la gráfica 1? Explique cómo cambia el contenido de ADN desde la fase A hasta la fase G.
La gráfica representa la variación del contenido del ADN de una célula a lo largo del ciclo celular. En el intervalo A la célula parte de 2 unidades de ADN. En el B se duplica la cantidad de ADN y en el intervalo C se mantiene igual , en el intervalo D , vuelve a tener la misma cantidad de ADN que en el intervalo A , es decir vuelve a ser de 2 unidades,y esto indica que se ha producido una división celular . En la fase E se mantiene constante la cantidad inicial y en la F se vuelve a disminuir la cantidad de ADN por lo que tendrá la mitad que en la fase inicial y por tanto representa una segunda división . Por último en el periodo G se mantiene el ADN en una unidad, es decir , este periodo contiene la mitad de información genética que la célula madre ( intervalo inicial A ) .
b) ¿Qué función tiene el cambio en el contenido de ADN que se representa en la gráfica 1? Suponiendo que los cromosomas fueran visibles a lo largo de todo el ciclo, ¿en qué fases, desde la C a la G, de la gráfica 1 encontraría las estructuras cromosómicas (1 a 4) que se muestran en la figura 2?
La función que tiene el cambio de contenido de ADN , mostrado en la gráfica , es producir la división celular de la célula inical, para que las células hijas tengan la mitad de cromosomas que la célula madre ( intervalo inicial ).
C- 1 y 3 D-4 E-4 F-2 G-2
En 2008 se planteó con unas ligeras modificaciones, a saber:
a) ¿Qué representa la gráfica 1? [0’2]. ¿A qué tipo de división celular corresponde?.
Explique cómo cambia el contenido de ADN desde la fase A hasta la fase G [0’6].
La gráfica representa la variación del contenido del ADN de una célula a lo largo del ciclo celular. Corresponde a la meiosis , ya que se producen dos divisiones celulares y una recombinación genética. En el intervalo A la célula parte de 2 unidades de ADN. En el B se duplica la cantidad de ADN y en el intervalo C se mantiene igual , en el intervalo D , vuelve a tener la misma cantidad de ADN que en el intervalo A , es decir vuelve a ser de 2 unidades,y esto indica que se ha producido una división celular . En la fase E se mantiene constante la cantidad inicial y en la F se vuelve a disminuir la cantidad de ADN por lo que tendrá la mitad que en la fase inicial y por tanto representa una segunda división . Por último en el periodo G se mantiene el ADN en una unidad, es decir , este periodo contiene la mitad de información genética que la célula madre ( intervalo inicial A ) .
b) ¿Qué función tiene el cambio en el contenido de ADN que se representa en la gráfica 1?. Suponiendo que los cromosomas fueran visibles a lo largo de todo el ciclo, ¿en qué períodos (indicados por letras) de la gráfica 1, encontraría las estructuras cromosómicas 1 y 2 que se muestran en la figura 2?.
La función que tiene el cambio de contenido de ADN , mostrado en la gráfica , es producir la división celular de la célula inical, para que las células hijas tengan la mitad de cromosomas que la célula madre ( intervalo inicial ).
C- 1 y 3 D-4 E-4 F-2 G-2
4. En relación con el esquema adjunto, que representa tres fases (1, 2 y 3) de distintos procesos de división celular de un organismo con una dotación cromosómica 2n = 4, conteste las siguientes cuestiones:
a) Indique de qué fases se trata y en qué tipo de división se da cada una de ellas. ¿Qué representan en cada caso las estructuras señaladas con las letras A, B, C, y D?
La primera imagen, corresponde a la primera división meiótica y se trata de la anafase I, ya que en esta se separan los cromosomas homólogos yendo cada uno a un polo de la célula. La segunda imagen pertenece a la anafase de la mitosis debido a que se observa que las cromátidas sin recombinación genética se están separando hacia polos opuestos de la célula . La tercera imagen ( 3 ), corresponde a la anafase II de la segunda división meiótica debido a que se separan cromátidas recombinadas genéticamente.
A: pares de cromosomas homólogos con recombinación genética
B: cromátidas de un cromosoma sin recombinación genética
C: cromátidas con recombinación genética
D: huso acromático
b) ¿Cuál es la finalidad de los distintos tipos de división celular? . Dibuje esquemáticamente el proceso de división completo del que forma parte la fase 2 identificando las distintas estructuras
La finalidad de la mitosis es el crecimiento y renovación de las células y tejidos y el mantenimiento de la vida del individuo. Generando células hijas que contienen la misma cantidad de información genética , que la célula progenitora.
La finalidad de la meiosis es la continuidad de la especie y el aumento de la variabilidad genética.Y esta genera células con la mitad de cromosomas que la célula madre .
5. A la vista de las gráficas, conteste las siguientes cuestiones:
¿Qué proceso se representa en la gráfica A? Explique en qué se basa para dar la respuesta. Indique razonadamente qué ocurre con el ADN a lo largo del proceso.
La gráfica A representa el ciclo celular ya que podemos observar las fases de dicho proceso: interfase (G1, S, G2) y fase M , que representa la fase de división y comprende mitosis y citocinesis .En la fase G1 el ADN es de dos unidades y en la fase S se duplica. Luego,en la fase G2 se mantiene constante. Por último, en la fase M se reduce el ADN debido a la división mitótica hasta llegar a ser de dos unidades como en la fase inicial G1.
b) ¿Qué proceso se representa en la gráfica B? Explique en qué se basa para dar la respuesta. Indique razonadamente qué ocurre con el ADN a lo largo del proceso.
La gráfica B representa la meiosis ya que hay dos divisiones consecutivas (MI y MII), a raíz de las cuales , la cantidad de ADN en la célula resultante es la mitad que en el de la célula madre. Lo que le ocurre al ADN a lo largo del proceso es que se duplica en la fase S, se reduce a la mitad en la fase Mi y nuevamente en la fase Mii. Obteniendo finalmente una célula resultante con la mitad de ADN que el de la célula madre.
6. En relación con las figuras adjuntas, responda las siguientes cuestiones:
a) Nombre los procesos señalados con las letras A y B. ¿Qué fase se señala con el número 1? Describa lo que ocurre en esta fase.
A representa la meiosis. El número 1 representa la Profase 1.
Es el período más complejo de la meiosis, consta de cinco fases: leptoteno, cigoteno, paquiteno, diploteno y diacinesis.
Leptoteno: Los cromosomas comienzan a hacerse visibles, y se observan unidos a la membrana nuclear, en zonas próximas a los centríolos, por medio de las placas de unión. Se observan constituidos por dos cromátidas.
Zigoteno: Los cromosomas homólogos se aparean dos a dos, sinapsis, se produce por medio de una estructura proteica, el complejo sinaptonémico. El apareamiento se lleva a cabo gracias a determinadas proteínas que colaboran para mantenerlos alineados permitiendo que se produzca una unión entre ellos. En esta fase la pareja de cromosomas recibe el nombre de bivalente o tétrada.
Paquiteno: Los cromosomas se observan con cuatro cromátidas, dos de cada homólogo. Las tétradas que comenzaron a formarse durante el zigoteno, se observan ya totalmente formadas y cada una de ellas posee dos centrómeros. En este momento,se produce el sobrecruzamiento (crossing-over) entre cromátidas hermanas. Los puntos de sobrecruzamiento corresponden a los nódulos de recombinación de los complejos sinaptonémicos formados en la fase anterior, que contienen las enzimas necesarias para el intercambio de genes entre las cromátidas de los dos cromosomas homólogos. Este proceso implica la rotura de la doble hélice en los fragmentos que van a ser intercambiados y una posterior fusión en su nueva localización.
Diploteno. Las parejas de cromosomas homólogos comienzan a separarse, aunque no llegan a hacerlo del todo, quedando unidas por los quiasmas.
Diacinesis. Los homólogos se separan de forma completa y aumenta la espiralización de los cromosomas, alcanzándose el máximo grado de empaquetamiento. Se distinguen los dos cromosomas homólogos, las dos cromátidas hermanas de ellos y los quiasmas entre dos cromátidas hermanas. Al final de esta fase va desapareciendo la envoltura nuclear, al igual que el nucléolo.
b) Enumere cinco diferencias entre los procesos A y B. Indique la importancia biológica de ambos procesos.
1. En primer lugar, en la mitosis tiene lugar una cariocinesis, es decir, el núcleo se divide una vez, y una citocinesis que es la división del citoplasma. En cambio, en la meiosis se divide en meiosis I y meiosis II. En cada una de ellas se produce una cariocinesis y, al final de cada una, tiene lugar una citocinesis por lo que la meiosis comprende dos cariocinesis y una citocinesis. En resumidas cuentas , la mitosis comprende una división , mientras que la meiosis realiza dos .
2. La meiosis es una forma de división sexual que se produce en las células germinales mientras que la mitosis se produce en células somáticas.
3. En la meiosis se produce sobrecruzamiento, mientras que en la mitosis este proceso no ocurre.
4. En la anafase de la mitosis se separan las cromátidas de los cromosomas y en la anafase I de la meiosis se separan los cromosomas homólogos hacia polos opuestos.
5. La mitosis es una división ecuacional, es decir que las células hijas poseen el mismo número de cromosomas que la célula madre. Sin embargo, la primera división de la meiosis es reduccional, en la que las células hijas tienen la mitad de cromosomas que la célula inicial.
La importancia biológica de la mitosis es el crecimiento y renovación de células y tejidos.
La importancia biológica de la meiosis es la perduración de una determinada especie y el aumento de la variabilidad genética.