CICLO CELULAR PREGUNTAS RESUELTAS
CICLO CELULAR
El ciclo de una célula es análogo al de un ser vivo,"nace" mediante la división de una célula progenitora, crece, y se reproduce. Todo este proceso es lo que constituye un ciclo celular completo
El ciclo celular comprende cuatro períodos denominados G1, S, G2 Y Mitosis.
El período G1, llamado primera fase de crecimiento, se inicia con una célula hija que proviene de la división de la célula madre. La célula aumenta de tamaño, se sintetiza nuevo material citoplásmico, sobre todo proteínas y ARN.
El período S o de síntesis, en el que tiene lugar la duplicación del ADN. Cuando acaba este período, el núcleo contiene el doble de proteínas nucleares y de ADN que al principio.
El período G2, o segunda fase de crecimiento, en el cual se sigue sintetizando ARN y proteínas; el final de este período queda marcado por la aparición de cambios en la estructura celular ,que se hacen visibles con el microscopio y que nos indican el principio de la Mitosis o división celular. El período de tiempo que transcurre entre dos mitosis, y que comprende los períodos G1, S, y G2, se le denomina Interfase.
MITOSIS
La mitosis es el proceso de división celular por el cual se conserva la información genética contenida en sus cromosomas, que pasa de esta manera a las sucesivas células a que la mitosis va a dar origen.
La mitosis es igualmente un verdadero proceso de multiplicación celular que participa en el desarrollo, el crecimiento y la regeneración del organismo. La mitosis comprende 4 fases:
1. PROFASE En ella se hacen patentes un cierto número de filamentos dobles: los cromosomas. Cada cromosoma constituído por dos cromátidas, que se mantienen unidas por un estrangulamiento que es el centrómero. Cada cromátida corresponde a una larga cadena de ADN. Al final de la profase se ha desintegrado la membrana nuclear y el nucléolo.
2. METAFASE Se inicia con la aparición del huso, dónde se insertan los cromosomas y se van desplazando hasta situarse en el ecuador del huso, formando la placa metafásica o ecuatorial.
3. ANAFASE En ella el centrómero se divide y cada cromosoma se separa en sus dos cromátidas. Los centrómeros emigran a lo largo de las fibras del huso en direcciones opuestas, arrastrando cada uno en su desplazamiento a una cromátida.La anafase constituye la fase crucial de la mitosis, porque en ella se realiza la distribución de las dos copias de la información genética original.
4. TELOFASE Los dos grupos de cromátidas, comienzan a descondensarse, se reconstruye la membrana nuclear, alrededor de cada conjunto cromosómico, lo cual definirá los nuevos núcleos hijos. A continuación tiene lugar la división del citoplasma.
MEIOSIS
Es un tipo de división que se realiza en células germinales de ciertos órganos como los testículos, ovarios, anteras y pistillos de la flor, etc.
La finalidad es reducir el número de cromosomas y formar los gametos haploides (N), por ejem. Espermatozoides y óvulos.
Cada célula madre realiza dos divisiones sucesivas para finalmente originar cuatro células hijas con el número de cromosomas reducido a la mitad. Además, las células formadas son diferentes genéticamente. Esta variación se debe a que en la primera división hubo mezcla o entrecruzamiento de genes a través de cromosomas homólogos por medio de la recombinación o Crossing Over.
PROCESO DE MEIOSIS:
1. DUPLICACIÓN DE LOS CROMOSOMAS: Antes de que se produzca la primera división los cromosomas se duplican.
2. PRIMERA DIVISIÓN MEIÓTICA
Los cromosomas homólogos se separan formándose dos células. Observa sin embargo, que los cromosomas están duplicados, cada uno de ellos está formado por dos cromátidas unidas por el centrómero.
PROFASE I: Se caracteriza por la formación de células hijas con la mitad del número de cromosomas. Esta fase es la más larga de la meiosis, así como también la más compleja, presenta las siguientes fases:
a. LEPTONEMA (Lepto = delgado, nema = filamento) Comienza la condensación de la cromatina que presenta engrosamiento denominados cromómeros. Generalmente los cromosomas se polarizan adhiriéndose en una región de la envoltura nuclear adoptando la forma de un bouquet (ramillete).
b. ZIGONEMA (Zigo = adjunto, unión) Los cromosomas homólogos se aparecen en un proceso llamado sinapsis. Entre los cromosomas apareados se forman una estructura fibrosa proteica llamada complejo sinaptonémico que permite el apareamiento exacto de los cromosomas homólogo.s
c. PAQUINEMA (Paqui = grueso) Los cromosomas homólogos constituyen tetradas. Cada cromosoma se observa como un cuerpo doble (formado por dos cromátides). Los cromosomas homólogos realizan el “crossing-over” (recombinación genética). Es decir, intercambian pequeños segmentos de cromatina (genes). El crossign-over es importante porque permite la variabilidad de los gametos.
d. DIPLONEMA (diplo = doble) Los cromosomas apareados empiezan a separarse manteniendo puntos de unión llamados quiasmas (kiasma = cruz). Desaparece el complejo sinaptonémico.
e. DIACINESIS (dia = a través de, cinesis = movimiento): El número de quiasmas se reduce, los cromosomas se distribuyen uniformente en el núcleo. Desaparece el nucléolo y la envoltura nuclear.
METAFASE I: Las parejas de cromosomas homólogos se mueven hacia el centro de la célula y se alinean en la región central de la célula. Se encuentran unidos a las fibras del huso formado la placa ecuatorial.
ANAFAE I: Los cromosomas homólogos migran hacia los polos celulares. Esta migración se debe al acortamiento de las fibras del huso y se denomina disyunción.
TELOFASE I: Los cromosomas llega a los polos opuestos; se reorganiza la carioteca y los nucleólos. De esta manera se forman dos núcleos haploides. La división nuclear es acompañada por la división citoplasmática llamada citocinesis I. Luego de la citonesis I las células formadas aumentan su volumen celular y duplican sus centriolos. A este período se le llama intercinesis porque es un evento comprendido entre la meiosis I y la meiosis II.
3. SEGUNDA DIVISIÓN MEIÓTICA
Estamos ante un fenómeno que ya conoces:la mitosis. Durante esta segunda división los cromosomas se separan en sus dos cromátidas, dando lugar en este caso a cuatro células haploides.
PROFASE II: Es muy corta, desaparecen la envoltura nuclear y los nucléolo, se condensan los cromosomas que constan de dos cromátides unidas a nivel de sus centrómeros.
METAFASE II: Los cromosomas dobles se alinean en la región central de la célula formando la placa ecuatorial.
ANAFASE II: Las cromátides de cada cromosoma doble se separan y se desplazan hacia los polos opuestos de la céula.
TELOFASE II: Las cromátides llegan a los polos celulares. Se reconstruye la envoltura nuclear y los nucléolos.
La meiosis se produce siempre que hay un proceso de reproducción sexual. En la célula existen dos juegos de material genético, es decir "n" parejas de cromosomas homólogos, uno de origen paterno y otro de origen materno. En la Profase I, cada cromosoma se aparea con su homólogo formando lo que se denomina una tétrada, es decir cuatro cromátidas y dos centrómeros.
Este apareamiento es un rasgo exclusivo de la meiosis, y tiene una trascendencia fundamental, ya que las cromátidas no hermanas, es decir paterna y materna, pueden entrecruzarse y romperse en los puntos de fusión dando lugar a un intercambio y recombinación de segmentos cromatídicos y por lo tanto de los genes en ellos localizados.
La meiosis ocurre mediante dos mitosis consecutivas. La primera división es reduccional y el resultado es la formación de dos células hijas cada una con "n" cromosomas. La segunda división es una división mitótica normal y el resultado final de la segunda división meiótica es la formación de cuatro células hijas cada una de las cuales tiene un núcleo con "n" cromátidas
CONSECUENCIAS DE LA MEIOSIS
1. Es el proceso mediante el cual se obtienen células especializadas para intervenir en la reproducción sexual.
2. Reduce a la mitad el número de cromosomas, y así al unirse las dos células sexuales, vuelve a restablecerse el número cromosómico de la especie.
3. Se produce una recombinación de la información genética.
4. La meiosis origina una gran variación de gametos, debido al entrecruzamiento de segmentos de los cromosomas homólogos.
*CICLO CELULAR
Definición
Se llama así al ciclo biológico o vital de una célula y se le define como una serie de cambios y transformaciones que experimenta la misma durante su vida, teniendo como objetivo la formación de nuevas células hijas, garantizando de esta manera su perpetuación.
Etapas
El ciclo celular es un proceso continuo muy complejo que comprende dos acontecimientos importantes:
- La Interfase y
- La División
Interfase celular
I. Definición
Es la primera etapa del ciclo celular, en la cual, fundamentalmente ocurre la duplicación del material genético hereditario (ADN).
II. Características
* Es el primer periodo del Ciclo Celular, siendo además el más prolongado. El periodo de duración varía según el tipo celular.
* Es llamado modernamente “Fase metabólica celular”, porque durante este periodo la célula desarrolla su más amplia actividad metabólica, sintetizando todas las sustancias necesarias que le permitan crecer y posteriormente dividirse.
* Tiene como objetivo “duplicar” todos los componentes celulares sobresaliendo la duplicación de las cromatinas, es decir, de la información genética o “ADN”.
* Erróneamente, algunos autores la llaman “Fase de reposo”, pues aparentemente la célula permanecería inactiva, pero no es así, ya que en esta etapa la célula realiza gran trabajo metabólico.
III. Fases
Se conocen tres: G1, S y G2
A. Fase G1 (GAP brecha intervalo 1)
Es una fase comprendida entre el momento de la postdivisión celular y la fase de replicación del ADN (síntesis). Es la fase que más varía en duración y también la más larga. Se caracteriza porque existe una gran actividad metabólica, pues la célula se abastece de monómeros como: aminoácidos, monosacáridos, ácidos grasos, nucleótidos. etc. Particularmente, cada cromatina aparece como un solo filamento, aunque ya se prepara para su duplicación. La célula experimenta un incremento en su volumen citoplasmático, empieza la formación de nuevas organelas membranosas (mitocondrias, lisosomas, plastidios, etc.) y no membranosas (ribosomas, microtúbulos, microfilamentos, etc.).
Las células que no se dividen suelen detener el ciclo antes del inicio de la fase “S”, es decir, entran a una etapa de reposo citocinético llamado Fase “Go”, que no es parte del ciclo celular en sí. En esto se basa la pérdida de actividad mitótica de muchos tipos celulares como las células nerviosas, los eritrocitos, células parenquimáticas y floemáticas de la mayoría de vegetales, etc.
Esta fase dura aproximadamente ocho a diez horas.
B. Fase S (Síntesis)
Es el segundo periodo de la interfase, durante el cual ocurre un acontecimiento muy importante: que es la síntesis de ADN (duplicación o replicación), es decir, se duplica la cromatina. Así mismo, los monómeros sintetizados en la Fase G1, se polimerizan o unen, dando origen a las macromoléculas como proteínas, lípidos, polisacáridos, etc. Durante la Fase “S”, la célula contiene un factor que induce la síntesis de ADN. La Fase “S” dura aproximadamente 6 a 8 horas y durante este periodo se activan en serie muchas unidades de replicación.
Las regiones heterocromáticas más condensadas de las cromatinas se replican tardíamente durante la Fase “S” en todas las células.
C. Fase G2 (GAP = brecha = intervalo 2)
Es el periodo posterior a la síntesis de ADN, pero previo a la próxima división celular. Todos los componentes celulares aparecen duplicados y particularmente cada cromatina aparece formada por las dos futuras cromátides, las cuales se mantienen unidas a través de lo que va a ser el futuro centrómero, es decir, las cromatinas se preparan para su condensación y de esa manera convertirse en los futuros cromosomas. Existe, así mismo, acumulación de material energético (ATP) para la división celular. Tiene una duración aproximada de 4 a 6 horas.
Nota:
Muchos tipos de células de mamíferos progresan lentamente durante la interfase, pasando cinco horas en la etapa “G1”, aproximadamente siete, duplicando su DNA durante la Fase “S” y tres en “G2”, preparándose para la división. Aunque la división celular dura en promedio una hora, algunas células tienen ciclos celulares muy cortos, mientras que otras pueden durar semanas o toda su vida sin dividirse. Estas diferencias en la duración del ciclo celular, en general, se originan por diferencias en la duración de la Fase “G1”. Por ejemplo, las divisiones celulares tempranas de un embrión animal ocurren en una sucesión rápida; por el contrario, las neuronas cerebrales de los mamíferos adultos no se dividen y permanecen en Fase “G1" durante toda su vida.
División celular
I. Definición
Es la segunda etapa del ciclo celular, en la cual, todo el material previamente duplicado inicia su distribución hacia las células hijas. Comprende primero, una división nuclear (cariocinesis) y luego la división citoplasmática (citocinesis).
II. Características
* Es el segundo período del Ciclo Celular, siendo además el de más corta duración.
* Tiene como objetivo “repartir” todos los componentes celulares (incluyendo el ADN) que se duplicaron en la Interfase para las nuevas células hijas.
* La División Celular cumple su objetivo mediante dos formas: por Mitosis y por Meiosis.
III. Tipos de División Celular
* Mitosis y
* Meiosis
MITOSIS
(División ecuacional)
I. Definición
Es una forma especial de división celular (repartición), la cual es propia o exclusiva de las células somáticas o corporales y tienen como objetivo formar dos células hijas con igual número de cromosomas respecto a la célula madre original, garantizando así su perpetuación. El citoplasma y el núcleo de la célula se dividen por igual en dos
células hijas idénticas. Este proceso dura entre una a dos horas.
II. Fases
La mitosis es un proceso complejo y continuo, que con fines didácticos se le ha subdividido en cuatro fases llamadas:
- Profase, Metafase, Anafase y Telofase
A. Profase (Pro: antes ; phasis: aspecto) (Etapa previa)
* El primer indicio es el desplazamiento de los centriolos hacia los polos de la célula, arrastrando y ordenando a los microfilamentos del citoesqueleto, formando al final el llamado Huso Acromático (Huso mitótico).
* La membrana nuclear y nucleolos se desorganizan.
* Las cromatinas (duplicadas en Interfase) inician su condensación, formándose al final los cromosomas, quienes aparecen dispersos en el citoplasma.
* Algunos microtúbulos del Huso (Microtúbulos cinetocóricos) se unen a cada cromosoma en su cinetocoro, mientras que otros microtúbulos (microtúbulos polares) se extienden desde cada polo hacia el ecuador de la célula donde sus extremos se traslapan.
B. Metafase: (Meta: después; más allá) (Etapa intermedia)
* Los cromosomas se dirigen hacia el centro de la célula y se organizan de tal manera que sus centrómeros forman una línea imaginaria llamada Placa Ecuatorial.
* Se ha completado el Huso Acromático, donde sus fibras (microtúbulos) se han conectado a los cinetocoros de cada cromosoma.
* Los cromosomas alcanzan su máxima condensación, razón por la cual, es la etapa utilizada para su estudio morfológico. Cada cromosoma está constituido por dos fibras gruesas longitudinales llamadas cromátides, unidas en un punto llamado centrómero. Según la posición del centrómero, los cromosomas pueden ser: metacéntricos (centrómero en la parte media), submetacéntrico (centrómero en posición subcentral), acrocéntrico (centrómero casi terminal), telocéntrico (centrómero terminal).
C. Anafase: (Ana: regresar, volver) (Etapa de separación)
* En esta fase ocurre la disyunción, es decir, la separación de los centrómeros, en consecuencia de ello, se separan las cromátides hijas en dos cromosomas hijos independientes.
* Las cromátides independizadas (cromosomas hijos) son arrastradas hacia extremos opuestos (polos celulares) por acción de las fibras del huso acromático, las cuales se van acortando (los microtúbulos del huso se acortan a un tercio o un quinto de su longitud original).
* Los cromosomas pueden adoptar la forma de “V”, debido a la posición del centrómero.
* Se da inicio a la citocinesis. Es la fase de menos duración.
D. Telofase: (Telo: fin) (Etapa final)
* Estando las cromátides en los extremos de la célula, éstas se descondensan, es decir, comienzan a regresar a su estado de cromatina.
* En ambos extremos reaparece la membrana nuclear (carioteca) y los nucleolos. La carioteca se reconstituye a partir del retículo endoplasmático rugoso.
* Ocurre la citocinesis o división del citoplasma, que en la célula animal es por estrangulamiento y en la vegetal por la formación de la placa celular (fragmoplasto).
* Al final, se han formado dos nuevas células hijas con igual carga genética (2n) que la célula madre (2n).
Nota:
* La importancia de la Mitosis radica en mantener constante la cantidad y la carga genética de los cromosomas (división ecuacional). Así mismo, renovar los tejidos dañados y gastados del organismo (crecimiento).
* Las mitosis en las que el huso posee centriolos y ásteres se denominan Astrales o Anfiastrales, ocurriendo en las células animales y en algunas vegetales inferiores. En los vegetales superiores como las angiospermas y la mayoría de gimnospermas, la mitosis, llamada Anastral, carece de centriolos y ásteres.
Estas estructuras no son indispensables para la formación del huso y en cierto modo, en una mitosis astral, la formación del huso, constituye un mecanismo para distribuir los centriolos entre ambas células hijas.
* Citocinesis: Durante la citocinesis, en las células animales, los microfilamentos compuestos de las proteínas actina y miosina forman anillos alrededor del plano ecuatorial de la célula, rodeando los restos del huso mitótico. Estos microfilamentos se fijan a la membrana plasmática, se contraen y jalan el plano ecuatorial de la célula.
Finalmente, el centro celular se contrae completamente y divide al citoplasma en dos células hijas. La citocinesis en la célula vegetal es diferente: el Aparato de Golgi elimina vesículas llenas de carbohidratos que se alinean a lo largo del plano ecuatorial de la célula entre los dos núcleos. Las vesículas se fusionan produciendo una estructura llamada “placa celular”. Cuando se han fusionado un número suficiente de vesículas, los extremos de la placa celular se unen con la membrana plasmática original que se encuentra alrededor de la célula. El carbohidrato inicialmente contenido en las vesículas permanece entre las membranas plasmáticas formando la lámina media de la pared celular.
MEIOSIS
(División Reduccional)
I. Definición
Es otra forma de división celular (repartición), la cual sólo se realiza en aquellos seres vivos que se reproducen sexualmente, pues tiene como objetivo formar células especiales llamados células sexuales o gametos, que intervienen en la fecundación para formar un nuevo ser.
II. Características
* Cada célula sexual posee un grupo o juego de cromosomas, llamándose “haploide” (n).
* La meiosis se realiza en células especiales llamadas “célula madre” o “germinativa”, la cual posee dos grupos o juegos de cromosomas, llamándosele “diploide”.
* La meiosis se realiza en las gónadas del aparato reproductor.
* La meiosis es un proceso complejo - continuo y comprende dos divisiones llamadas:
- Meiosis I y
- Meiosis II
MEIOSIS i
(Primera División Meiótica)
I. Definición
Es una división meiótica que se caracteriza por ser de tipo reduccional, ya que a partir de una célula madre se van a formar dos células hijas con la mitad de cromosomas respecto a la célula madre original.
II. Fases
A. Profase I
Es la fase más prolongada, compleja y más importante de toda la meiosis. Al igual que en la mitosis, las cromatinas se condensan para formar a los cromosomas. Esta fase se diferencia de la profase mitótica por emplear más tiempo y por el intercambio genético que realizan los cromosomas. Por cuestiones didácticas, la Profase I se subdivide en las siguientes subfases:
* Preleptonema (Pre: antes ; leptos: delgado ; nema: filamento).
Corresponde a la Profase temprana de la meiosis. Se inicia la condensación de las cromatinas (duplicadas en Interfase); pero en conjunto aparecen como un “ovillo” imposible de contarlos independientemente.
* Leptonema (Leptos: delgado ; nema: filamento).
Corresponde a un periodo en el que el núcleo aumenta de tamaño y los cromosomas se vuelven más aparentes, es decir, las cromatinas se han condensado y han dado origen a los cromosomas. Pero, a pesar de ello, los cromosomas aparecen todavía como filamentos delgados disponiéndose a manera de un ramillete de flores llamado “bouquet”. Los cromosomas leptoténicos presentan dos diferencias con respecto a los de la profase mitótica:
- A pesar de que la duplicación del ADN se produjo anteriormente y contienen dos cromátides, parecen ser simples en vez de dobles.
- Muestran engrosamientos en forma de “cuentas de collar”, dispuestos a intervalos irregulares (cromómeros).
* Cigonema (Cygon: unión ; nema: filamento)
En este periodo ocurre el fenómeno llamado: sinapsis, es decir, los cromosomas homólogos (uno paterno y el otro materno), tienden a juntarse o alinearse y se aparean, formándose así los bivalentes. El apareamiento es muy específico y comprende la formación de estructuras especiales que se observan con el microscopio electrónico y constituyen el Complejo Sinaptonémico. El apareamiento puede comenzar en cualquier sitio del cromosoma; en algunos casos se unen por sus extremos polarizados y continúan apareándose hacia el otro extremo; en otros casos la fusión tiene lugar, simultáneamente, en varios puntos a lo largo del cromosoma. El apareamiento se produce punto por punto y cromómero por cromómero en cada homólogo, es muy específico.
* Paquinema (Phacus: grueso ; nema: filamento)
Los cromosomas siguen condensándose y se vuelven más gruesos y cortos. En este periodo además, el apareamiento de los cromosomas se completa, es decir, los cromosomas homólogos se entrecruzan formando puntos de intersección llamados quiasmas, y como consecuencia de ello, se realiza el “crossing over”, o también llamado “proceso de recombinación genética”, que constituye el proceso más importante de toda la meiosis, ya que es responsable de que las células sexuales presenten carga genética muy diversa, en consecuencia, responsable de la información variada en los seres vivos. Es importante mencionar en este periodo que cuando se produce el apareamiento de los cromosomas homólogos, se aprecian cuatro cromátides, este evento recibe el nombre de Tetradación (formación de tétradas).
* Diplonema (Diplo: doble ; nema: filamento)
En este periodo, los cromosomas homólogos antes apareados, inician su separación, reduciéndose el número de quiasmas. Estos puntos de intercambio genético se evidencian marcadamente. Durante el diplonema, las cromátides de las tétradas se vuelven visibles y el complejo sinaptonémico desaparece. Este periodo puede variar en duración, inclusive hasta años (dictioteno: en ovocitos humanos).
* Diacinesis (Día: a través)
Durante esta etapa, las tétradas se distribuyen más homogéneamente en el núcleo y el nucleolo desaparece. El número de quiasmas continúa reduciéndose, es decir, ocurre el proceso de Terminalización, donde los quiasmas intermedios desaparecen en su totalidad y sólo quedan los quiasmas terminales (los extremos).
Al final de la Profase I, la carioteca se desorganiza y se forma el Huso Acromático.
B. Metafase I
Los cromosomas homólogos apareados alcanzan su máxima condensación y se alinean en el plano ecuatorial de la célula, fijándose con las fibras del huso acromático emitido por los centriolos.
C. Anafase I
Los cromosomas de cada par (cromosomas homólogos) se separan, migrando hacia los polos, atraídos por las fibras del huso acromático. A este fenómeno se le llama: Segregación de homólogos.
Así mismo, se inicia la citocinesis. Al final de la Anafase I, hay dos juegos de cromosomas, cada uno de ellos contiene un miembro de cada par de cromosomas homólogos y por lo tanto es de condición haploide.
D. Telofase I
Los cromosomas han llegado ya a los polos respectivos de la célula; se forman los núcleos, cada uno de los cuales tiene un número haploide de cromosomas (n); pero cada cromosoma está formado por dos cromátides. A continuación, se produce la citocinesis e, inmediatamente (luego de una intercinesis), la segunda división (no hay interfase).
* Intercinesis : Culminada la primera división meiótica (fase reduccional) las dos células hijas ingresan a un corto periodo de descanso, donde no hay duplicación del ADN, pero sí de los centriolos.
MEIOSIS II
(Segunda división meiótica)
I. Definición
Es una división meiótica que se caracteriza por ser de tipo ecuacional, ya que se forman células con igual cantidad de cromosomas que la célula que les dio origen. Es decir, culminada la Meiosis I. Las dos células hijas haploides (n) emprenden la segunda división (Meiosis II), donde cada célula formará dos nuevas células, formándose al final del proceso cuatro células haploides (n).
II. Fases
A. Profase II
Los centriolos se separan y se dirigen hacia los polos de la célula, formándose nuevamente el huso acromático. La carioteca se desorganiza. No hay recombinación genética entre los cromosomas.
B. Metafase II
Ocurre la fijación de los cromosomas por medio de sus cinetocoros a las fibras del huso acromático, y como consecuencia de ello, se organizan en el plano ecuatorial de la célula.
C. Anafase II
Los filamentos del huso acromático se acortan, haciendo que las cromátides de cada cromosoma se separen, dirigiéndose hacia los polos respectivos (ahora a esas cromátides separadas se les llama cromosomas hijos). Así mismo, ocurre el inicio de la segunda citocinesis.
D. Telofase II
Los cromosomas han llegado a los polos y se forman los nuevos núcleos de la célula, los nucleolos y ocurre la citocinesis, originándose de esta manera, cuatro células: cada una de las cuales tiene el número haploide de cromosomas (n).
Nota :
* La importancia de la Meiosis recae en dos aspectos: la recombinación genética que realizan los cromosomas tanto de origen paterno como materno, a nivel de la primera división meiótica: la Meiosis I es de tipo reduccional y la segunda Meiosis II es de tipo ecuacional. Sin embargo, toda la meiosis es considerada un proceso de tipo reduccional, porque se reduce a la mitad el número de cromosomas que tiene la célula madre original (2nn).
REPRODUCCIÓN
I. Definición
La reproducción es el mecanismo natural y autodirigido que ejecutan las múltiples entidades vivientes, con la intención o finalidad de formar descendencia (prole, casta, linaje, estirpe, hijos), los cuales habrán de mantener, conservar, preservar o perpetuar la especie sobre la Tierra.
También se le puede definir como el mecanismo natural de conservación de la vida, siendo el proceso biológico vital que liga pasado, presente y futuro.
II. Tipos de reproducción
Considerando la gran biodiversidad de organismos que han existido, existen y existirán, la reproducción como tal puede dividirse en dos tipos:
- Asexual y
- Sexual
REPRODUCCIÓN ASEXUAL
(Sin sexos)
También se le conoce como la Reproducción vegetativa.
Este tipo de reproducción, frecuentemente se realiza en: bacterias, cianobacterias, algas, pro-tozoarios, hongos, musgos, traqueofitas (plantas con tejido conductor), animales inferiores, animales superiores (pero a nivel celular).
I. Características
* En este proceso solamente interviene una célula o un solo organismo progenitor.
* No intervienen células sexuales (gametos).
* El proceso básico de esta reproducción es la división celular conocida como mitosis.
* Por medio de la mitosis, todos los descendientes tendrán idéntico contenido genético que la célula u organismo progenitor.
* Al reproducirse el organismo progenitor, la descendencia suele ser abundante y su tiempo de vida corto.
* Esta reproducción no permite la variación genética, tendiendo a conservar las caracterís-ticas de una especie (salvo la mutación: cambio en la codificación genética).
* Así mismo, la esperanza de vida es menor, debido a la cantidad y sobretodo por la ausen-cia de la variabilidad de características.
Se considera a este evento biológico como el primer tipo de reproducción
que estuvo presente en las primeras formas de vida en la Tierra.
PROCREACIÓN ARTIFICIAL
II. Clasificación
Puede reunirse en dos subtipos:
- Directa e
- Indirecta
A. Directa (sin fases)
* Bipartición
Consiste en la división somática inmediata del organismo, formando así, la descendencia.
El tiempo empleado es bastante corto, por eso en pocas horas el número se incrementa notablemente. Por ejemplo, en la bacteria Escherichia coli, las células se alargan hasta alcanzar aproximadamente el doble de su longitud, desarrollando un tabique transversal, el cual es resultado de una invaginación de la membrana y pared. Durante su ciclo de crecimiento, todos los componentes celulares se duplican, de tal manera que cada célula hija recibe un ADN completo y copias suficientes de todas las macro-moléculas que le permitan vivir como célula independiente. El tiempo requerido para todo esto es variable y depende de factores nutricionales y genéticos. (Escherichia coli completa su ciclo en 20 minutos). El crecimiento bacteriano implica no menos de
2 000 reacciones bioquímicas de diferente tipo.
B. Indirecta (con fases)
Este tipo de reproducción emplea el proceso mitótico (mitosis), es decir, el núcleo experimenta cambios funcionales, específicamente el ADN, previamente se duplica para ser transferido a las nuevas células hijas
* Fisión binaria
Es un tipo de reproducción asexual que se da en organismos eucariotas unicelulares y consiste en que el organismo duplica su material genético (ADN) dentro del núcleo, el cual también se duplica y luego sobreviene la separación del organismo, generando la descendencia. Ejm: Se da en protozoarios como: Paramecium aurelia, Amoeba proteus; en algas unicelulares como las Euglenofitas, etc. Algunos autores hablan sobre una “fisión múltiple”, que se refiere a divisiones sucesivas del núcleo, para posteriormente generar varios individuos (esquizoogonia).
Fisión binaria en protozoarios
* Gemación
Es un tipo de reproducción asexual que se da en organismos unicelulares y pluri-celulares. Consiste en que el organismo proyecta parte de su cuerpo, que luego crece hasta desprenderse o quedarse fijo al progenitor, incluso formando colonias. Ejemplos: en las levaduras, primero se duplica el ADN, se divide el núcleo, éste se va a la periferie formando una yema y luego se desprende (S. cerevisae). Otros ejemplos lo constituyen los esponjas, los hidrozoarios, las medusas, los tunicados, otros tipos de hongos, etc.
* Esporulación
Consiste en la división sucesiva del núcleo celular, el cual se rodea de citoplasma, luego de membrana y finalmente al romperse la membrana de la célula progenitora, se liberan numerosas células llamadas esporas, que luego darán origen al nuevo individuo. Este tipo de reproducción se da en organismos unicelulares y multicelulares como por ejemplo: protozoarios del género Plasmodium (causante de la malaria
en el hombre), micobacterias (esporas endógenas), hongos como en el género Penicillium (conidiosporas); también sucede en algas, líquenes, musgos, helechos y plantas superiores en su fase asexual.
* Estrobilación (Fragmentación)
El organismo que experimenta este proceso divide su cuerpo en varias secciones, que al separarse cada segmento, origina un nuevo individuo. Este mecanismo es ejecutado por platelmintos como la planaria (Dugesia sp), en celentéreos como los escifozoos, en equinodermos como las estrellas de mar, en esponjas, en anélidos como los poliquetos; por lo general, el proceso de fragmentación depende de factores externos, las algas pardas y verdes de las costas marinas a menudo se rompen a pedazos debido a la acción de las olas y cada fragmento puede crecer hasta alcanzar el tamaño completo.
* Propagación vegetativa
Es un tipo de reproducción asexual de las plantas pluricelulares, debido a que forman yemas y éstas tienen una alta capacidad de desarrollo, de tal manera que cuando se separan de la planta de la cual forman parte y encuentran condiciones favorables, pueden originar una planta nueva. Esto sucede en forma natural en muchas plantas que se reproducen a través de tallos especiales para este fin, como los estolones de la fresa, los bulbos de la cebolla, los tubérculos de la papa, los rizomas de las gramíneas; artificialmente se usan segmentos de tallos con yemas axilares. Algunos vegetales pueden formar plantuloides (plantas pequeñas) a lo largo de sus márgenes foliares, por ejemplo: la planta kalanchoe, comúnmente llamada “madre de mil”, tiene en las hojas tejido meristemático que da origen a un plantuloide individual en cada escotadura foliar, cuando dichos plantuloides alcanzan un determinado tamaño, caen al suelo, echan raíces y crecen.
* Apomixis
Es un tipo de reproducción asexual dado en plantas y consiste en la formación de semillas a partir del rudimento seminal no fecundado. Es decir, algunas plantas angiospermas producen embriones en semillas sin meiosis ni fusión de gametos. Un embrión puede desarrollarse a partir de una célula diploide y no a partir de un cigoto diploide (que se forma por la unión de dos gametos haploides). Como no hubo fusión de gametos, el embrión es virtualmente idéntico desde el punto de vista genético al genotipo materno. Este fenómeno ocurre en diversas especies de más de 40 familias de angiospermas. Ejm: diente de león, cítricos, ajos, zarzamoras y algunos pastos.
* Clonación
Es un tipo de reproducción asexual artificial que consiste en la obtención de individuos a partir de la implantación de núcleos en otras células anucleadas. La clonación es posible gracias a una técnica de transferencia nuclear, en la que se parte de una célula del individuo que se va a clonar y de un ovocito (óvulo inmaduro), se extrae el núcleo de la célula (la célula donante del núcleo puede ser una célula ya diferenciada de cualquier otro tejido), en el que se encuentra todo el material genético necesario para el desarrollo del individuo. El núcleo se fusiona con el ovocito, al que se le ha extraído previamente el núcleo, así, el ovocito es fecundado de forma artificial. Las células comienzan a dividirse hasta formar la mórula; la implantación del embrión en el útero daría como resultado el desarrollo y nacimiento de un bebé con la misma dotación genética que el donante y físicamente idéntico a él. Fue con esta técnica que Wilmut (del Instituto Roslin de Edimburgo) consiguió la clonación en 1997, del primer mamífero superior : La oveja “Dolly”.
clonación
REPRODUCCIÓN SEXUAL
(Con sexos)
Esta reproducción se realiza con el concurso de las células sexuales (gametos), las cuales previamente han realizado meiosis. Es por medio de la meiosis que ocurre la recombinación genética que realizan los cromosomas, los cuales (paternos y maternos) al reunirse tras la fecundación, formarán nuevas variedades de organismos.
I. Características
* En este proceso intervienen dos organismos sexuados: masculino y femenino (gonocóricos) o presentan ambos sexos en un solo cuerpo (hermafroditas).
* Intervienen células sexuales o gametos (haploides).
* El proceso básico de esta reproducción es la división celular conocida como meiosis.
* Por medio de la meiosis, todos los descendientes exhibirán caracteres semejantes, recombinados e inclusive presentarán variaciones con respecto a los progenitores.
* Al reproducirse el(los) organismo(s) progenitor(es), la descendencia suele ser escasa, con mayor esperanza de vida, debido a la variabilidad genética.
Este tipo de reproducción, es considerado de mayor rango evolutivo, debido a los cambios que han experimentado los organismos para llegar a presentar sexos definidos.
II. Clasificación
* Conjugación
Es un tipo de reproducción en donde no intervienen células sexuales y se da en organismos unicelulares como los protozoarios ciliados (Paramecium, Balantidium), donde sus núcleos realizan un intercambio de material genético. También algunas bacterias experimentan esta recombinación, llamándose específicamente parasexual. Cabe mencionar que dentro del intercambio genético en bacterias, la transferencia de ADN es sólo en una dirección
(de bacteria donante a receptora) e involucra tres mecanismos :
- Conjugación (contacto célula a célula)
- Transducción (mecanismo de transferencia a través de virus) y
- Transformación (DNA libre: la célula donante se lisa liberando su ADN y luego son captados por células receptoras). La conjugación bacteriana es una función codificada por plásmidos.
* Autogamia (auto: a sí mismo ; gamia: gameto)
Es un tipo de reproducción que ocurre en un mismo individuo, es decir, sus núcleos intercambian su propio material genético, por lo cual, no lo realizan con otro organismo. Ejemplo: en protozoarios ciliados como el Paramecium y en algunas algas clorofitas unicelulares.
* Isogamia (iso: igual ; gamia: gameto)
Implica la participación de gametos, los cuales son idénticos en forma y tamaño, además son generalmente móviles. Lo realizan las algas verdes y algunos protozoarios.
* Heterogamia (hetero: diferente ; gamia: gameto)
Participan gametos, los cuales difieren en sus características morfológicas como: tamaño, forma, movimiento, etc. Se presenta en el caso de muchos organismos vegetales y animales. Ejemplo: espermatozoides y ovocitos humanos.
* Anisogamia
Participan gametos móviles en forma similar; pero de tamaño distintos. Es un tipo empleado por las algas clorofitas.
* Metagénesis (meta: después ; génesis: origen)
Es un tipo especial de reproducción en el ciclo de vida de algunos organismos, donde alternan una fase sexual, formándose gametos, los cuales, al reunirse, originan una forma del futuro individuo, el cual al sufrir cambios, por estrobilación forman la fase asexual y así se repite dicho fenómeno, muchas veces. Ejemplo: En los celentéreos escifozoos (medusas).
Un proceso parecido a éste, ocurre en plantas y se denomina Alternancia de Generaciones.
* Somatogamia
Es un tipo de reproducción que implica la unión de dos células somáticas, lo que va a provocar la aparición de un organismo nuevo. Un caso ocurre en los hongos basidiomicetos: Dos células hifales fusionan su citoplasma (plasmogamia o somatogamia) y se genera una célula con dos núcleos (dicarión). Luego viene la fusión de los núcleos (cariogamia), formando un cigoto diploide, el cual sufre dos meiosis, formando cuatro núcleos. La célula diferenciada sufre un ensanchamiento para formar un basidio con cuatro basidiosporas. Las basidiosporas caen al suelo y germinan dando origen a un nuevo hongo.
Nota:
Existe un tipo de reproducción especial: La Partenogénesis, que implica la formación de nuevos individuos a partir de un solo gameto sin fecundar. Hay muchos tipos de partenogénesis, uno de ellos denominado Partenogénesis ameiótica o amíctica, no hay meiosis y el óvulo se forma por mitosis. Esta forma asexual de partenogénesis se da en algunas especies de platelmintos, rotíferos, crustáceos, insectos, etc. En estos casos, los descendientes son clones del progenitor, ya que al no haber meiosis, no se produce recombinación genética en los cromosomas. En la Partenogénesis meiótica o míctica, se forman por meiosis óvulos haploides, que pueden o no ser activados por influencia masculina. Por ejemplo: En algunas especies de peces, la hembra es inseminada por el macho; pero el esperma sólo sirve para poder activar a los óvulos. Una variante de este tipo de partenogénesis es la que se da en muchas especies de abejas, avispas y hormigas. En las abejas, por ejemplo, la reina produce óvulos que necesitan ser fecundados y otros que no. Los óvulos fecundados darán lugar a hembras diploides (reinas u obreras) y los no fecundados se desarrollarán partenogenéticamente, dando machos haploides (zánganos); este tipo de determinación del sexo se denomina: Haplo-diploidía. La partenogénesis meiótica generalmente produce descendientes que son genéticamente diferentes de su progenitor, ya que la recombinación genética que se produce durante la meiosis da lugar a óvulos con diferentes genotipos.
