División celular
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Conocer la estructura del cromosoma procariota |
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Conocer la división celular en procariotas |
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Conocer la estructura del cromosoma eucariota |
![](hipertextos%20de%20biologia/indbul2a.gif) |
Conocer la clasificación y formación del cromosoma
eucariota |
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Conocer los componentes que intervienen en el
proceso mitótico |
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Conocer las fases de la mitosis y su resultado |
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Utilizar las actividades de autoevaluación
para controlar el afianzamiento de conceptos |
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Utilizar
el Glosario para incorporar conceptos |
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ampliar los temas u obtener otro punto de vista. |
División
celular en procariotas | ContenidosLos
procariotas
tienen una organización mucho más simple que la de los eucariotas,
los cuales entre otras cosas, tienen muchos más cromosomas. El
cromosoma procariota es una sola molécula circular de ADN contenida
en una región definida del citoplasma, denominada nucleoide, sin
estar separado del mismo por una membrana. Este cromosoma es el
elemento obligatorio del genoma,
aunque es frecuente encontrar unidades de replicación autónomas
llamadas plásmidos,
que si se pierden, la bacteria sigue siendo viable.
![](hipertextos%20de%20biologia/coli1.jpg) |
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![](hipertextos%20de%20biologia/coli-1.jpg) |
1 |
2 |
- Escherichia coli, cepa hemorrágica
0157:H7. Copyright Dennis Kunkel (MEB 22.810x http://www.pbrc.hawaii.edu/~kunkel/gallery/fungi-sm1/92386a.html),
usada con permiso.
- Escherichia coli división por fisión
binaria. Copyright Dennis Kunkel (MET 92.750x http://www.pbrc.hawaii.edu/~kunkel/gallery/fungi-sm1/92386a.html),
usada con permiso.
El método usual de duplicación de las células procariotas se
denomina fisión binaria. La duplicación de la célula va
precedida por la replicación del cromosoma bacteriano. Primero se
replica y luego pega cada copia a una parte diferente de la membrana
celular. Cuando las células que se originan comienzan a separarse,
también se separa el cromosoma original del replicado.
Luego de la separación (citocinesis),
queda como resultado dos células de idéntica composición genética
(excepto por la posibilidad de una mutación espontánea)
Una consecuencia de este método asexual de reproducción es que
todos los organismos de una colonia son genéticamente iguales.
Cuando se trata una enfermedad originada en una infección
bacteriana, una droga que mata a una bacteria matará a todos los
miembros de ese clon (colonia).
División celular en eucariotas | Contenidos
En
razón de su número de cromosomas, organelas y complejidad la
división de la célula eucariota es más complicada, aunque ocurran
los mismos procesos de replicación, segregación y citocinesis.
La
mitosis
es el proceso de formación de dos células idénticas
(generalmente) por replicación y división de los cromosomas de la
original que da como resultado una "copia" de la misma.
Las células eucariotas poseen un mayor número de cromosomas que
por otra parte son mucho más grandes que los de los procariotas.
Los estructura de los cromosomas replicados y condensados tiene
varios aspectos de interés. El cinetocoro es el punto donde "anclan" los
microtúbulos del huso. Los cromosomas replicados consisten en dos
moléculas de ADN (junto con sus proteínas asociadas: las histonas)
que se conocen con el nombre de cromátidas. El área donde
ambas cromátidas se encuentran en contacto se conoce como
centrómero, el cinetocoro se encuentra en la parte externa
del centrómero. Se debe hacer hincapié en que los cromosomas son cromatina
(ADN más histonas) y señalar la particularidad que en los
extremos del cromosoma (que toman el nombre de telómero) se
encuentran secuencias repetidas de ADN.
Esquema de un cromosoma. Modificada de:
http://www.whfreeman.com/life/update/.
Dependiendo de la posición del centrómero los
cromosomas se clasifican en:
-
telocéntricos, con el centrómero en un
extremo
-
acrocéntricos, uno de sus brazos es muy corto
-
submetacéntricos, brazos de diferente
longitiud
-
metacéntricos, brazos de igual longitud
Las proteínas asociadas al ADN se conocen colectivamente con el
nombre de histonas. Son polipéptidos relativamente cortos cargados
positivamente (básicos) y por lo tanto son atraídos por las cargas negativas
del ADN (ácido) Las histonas son sintetizadas en cantidad durante la fase
S ( S por síntesis) del ciclo celular. Una de las funciones de esas proteínas
está relacionada con el empaquetamiento del ADN en la forma del cromosoma: los
2 metros de ADN de la célula humana son empaquetados en 46 cromosomas
de un largo combinado de aproximadamente 200 nm. La célula tiene unas 90
millones de moléculas de histonas siendo la mayoría perteneciente a un tipo
conocido como H1. Se conocen cinco tipos de las siguientes histonas (H1, H2A,
H2B, H3, y H4 , 8 moléculas en total); con la excepción de la H1 la mayor
parte de las histonas de los eucariotas son muy similares.
Imagen modificada de la University of Illinois' DNA
and Protein Synthesis site.
El nucleosoma es la unidad fundamental de
"empaquetamiento" del ADN eucariótico. El "carretel" ("core")
del mismo consiste en dos moléculas de H2A, H2B, H3, y H4; alrededor de las
cuales el ADN se enrolla dos veces (1). La histona 1 esta fuera del
"carretel".
Este nivel de empaquetamiento ("packing") se conoce como "cuentas de un
collar" (2). El siguiente nivel se conoce como la fibra de 30 nm, cuyos
detalles de organización no se conocen completamente. Las fibras se condensa
a posteriori en dominios en bucle de 300 nm (3). Los dominios son
parte de las secciones condensadas (4) ( 700 nm) de los cromosomas (el
cromosoma tiene un ancho de unos 1.400 nm en la metafase) (5).
Durante la mitosis los cromosomas replicados se posicionan cerca
de la mitad de la célula y luego se segregan
en manera tal que cada célula resultante recibe una copia de cada
cromosoma original (si se comienza con 46 cromosomas en la célula
original se termina con 46 cromosomas en las 2 células resultantes).
Para realizar esto las células utilizan microtúbulos (que en este
caso en conjunto forman el huso mitótico) que "tiran" de los
cromosomas para llevarlos a cada futura célula. Las células animales
(excepto un grupo de gusanos conocidos con el nombre de nematodos)
poseen centríolos.
Las plantas y la mayor parte de los otros eucariotas no poseen
centríolos y los procariotas, por supuesto, carecen de huso y
centríolos; en procariotas la membrana celular suple esta función al
arrastrar los cromosomas pegados a ella durante la citocinesis de la
fisión binaria. Las células que contienen centríolos también poseen
una "corona" de pequeños microtúbulos, el aster, que se extienden
desde los centríolos a la membrana nuclear.
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Esquema del huso. Modificado de:
http://www.whfreeman.com/life/update/.
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Las fases de la mitosis son en
realidad difíciles de separar. Se debe tener en cuenta que el
proceso no es el estático que se describe en el texto, sino
dinámico como el que se puede seguir en esta
animación.
La
profase es el primer estadio de la mitosis. La cromatina se condensa
(recordar que el ADN de la cromatina se replica en la interfase),
por lo que en este punto existen dos cromátidas unidas. La membrana
nuclear se disuelve, los centríolos (si se encuentran presentes) se
dividen y los pares migran a los polos, se forma el huso
mitótico. Los centrómeros (o constricciones primarias) se vuelven
claramente visibles, debido a que se le han asociados placas
proteicas a ambos lados: el cinetocoro.
En el citoplasma el retículo endoplasmático y el complejo de Golgi
se fragmentan en vesículas, se desorganiza el citoesqueleto por lo
que la célula pierde su forma original y se hace esférica.
Modificado de:
http://www.whfreeman.com/life/update/.
La
metafase sigue a la profase. Los cromosomas (que a este punto
consisten en dos cromátidas mantenidas juntas por el centrómero)
alcanzan su máxima condensación y migran al ecuador de la célula
donde las fibras del huso se "pegan" a las fibras del cinetocoro.
La
anafase comienza con la separación de los centrómeros y el arrastre
de las cromátidas (los llamamos cromosomas luego de la separación de
los centrómeros) a los polos opuestos.
Modificado de:
http://www.whfreeman.com/life/update/.
En
la telofase los cromosomas llegan a los polos de sus respectivos
husos, la membrana nuclear se reconstituye, los cromosomas se
desenrollan y pasan a formar la cromatina y el nucleolo, que
desapareció en la profase se vuelve a constituir. Donde antes había
una célula ahora existen dos pequeñas con exactamente la misma
información genética y número cromosómico. Estas células pueden
luego diferenciarse en diferentes formas durante el
desarrollo.
Modificado de: http://www.whfreeman.com/life/update
La
citocinesis es el proceso de separación de las células formadas. En
tanto la mitosis es la división del núcleo en la citocinesis ocurre
la división y la relocalización de los plástidos, Golgi y citoplasma
en cada nueva célula. Se reestablece el citoesqueleto.
Difiere en las células animales y vegetales. En las primeras, la
membrana comienza a constreñirse alrededor de la circunferencia de
la célula, formándose un anillo contráctil de miosina y
actina. En las células vegetales una serie de vesículas
producidas por los dictiosomas divide al citoplasma en la línea
media formando una placa celular que crece en forma centrífuga y se
fusiona a la membrana de la célula madre dividiendo la célula en
dos.
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ADN (ácido
desoxirribonucleico) |
Un ácido nucleico compuesto de dos cadenas
polinucleotídicas que se disponen alrededor de un eje central
formando una doble hélice, capaz de autorreplicarse y codificar la
síntesis de ARN.
Lugar donde esta "depositada" la información
genética.
Ácido nucleico que funciona como soporte físico de
la herencia en el 99% de las especies. La molécula, bicatenaria,
esta formada por dos cadenas antiparalelas y complementarias entre
si. Su unidad básica, el nucleótido, consiste en una molécula del
azúcar desoxirribosa, un grupo fosfato, y una de estas cuatro
bases nitrogenadas: adenina, timina, citosina y guanina. Fórmula
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apoptosis: muerte
celular programada, suicidio celular. Cuando ello ocurre la
célula se encoge y desprende de sus vecinas. En su superficie
aparecen burbujas (la célula parece hervir) y la cromatina se
condensa formando una o varias manchas cerca de la membrana
nuclear. Poco después se fragmenta en numerosos cuerpos
apoptósicos que engloban fracciones de las células siendo
finalmente
fagocitados. |
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Gen cdc2
(cdc : iniciales del ciclo de división celular): gen
fundamental para el avance del ciclo mas allá del punto
R, mas allá del cual el ciclo entra irreversiblemente en
la fase S
|
![](hipertextos%20de%20biologia/indbul2a.gif) |
Así comienza la mitosis, Moreno Sergio;
Investigación y Ciencia, abril, 1992 |
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ATP (adenosín
trifosfato): El principal producto químico utilizado por los
sistemas vivientes para almacenar energía, consiste en un una
base (adenina) unida a un azúcar (ribosa) y a tres fosfatos. |
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Centríolo: Organela
celular par, que interviene en la organización del huso
mitótico durante la división celular de los eucariotas. |
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Centrómero: Región
especializada de cada cromátida al cual se "adhieren" los cinetocoros
y las cromátidas hermanas. |
![](hipertextos%20de%20biologia/indbul2a.gif) |
Centrosoma: Es un
orgánulo que, en células animales, consta de dos ordenamientos
geométricos de microtúbulos perpendiculares entre sí: los centríolos
y esta rodeado por una nube de material denominado
pericentriolar |
![](hipertextos%20de%20biologia/indbul2a.gif) |
Citocinesis
(cito: prefijo que significa "relativo a célula, del
griego kytos = recipiente; kinesis = movimiento)
proceso por el cual una célula se separa de la célula
"hermana", lo que usualmente ocurre al final de la división
celular. |
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Ciclina: proteína
que interviene en el "reloj" que controla el ciclo celular,
fosforilada y combinada con la quinasa cdc2 promueve la
división. |
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Cinetocoros: Estructuras en
los centrómeros de los cromosomas a los cuales se conectan las
fibras del huso acromático. Figura
|
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Cromatína: Complejo
de ADN
y proteínas en células eucariotas
que se dispersa en el núcleo
durante la interfase
y se condensa en cromosomas
durante la meiosis
y mitosis. |
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Cromosomas(del
griego chroma = color; soma = cuerpo):
Estructuras del núcleo de la célula eucariota
que consiste en moléculas de ADN
(que contienen los genes)
y proteínas
(principalmente histonas). |
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Eucariotas (del
griego eu = bueno, verdadero; karyon = núcleo,
nuez): organismos caracterizados por poseer células con un
núcleo verdadero rodeado por membrana. El registro
arqueológico muestra su presencia en rocas de aproximadamente
1.200 a 1500 millones de años de
antigüedad |
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La división celular,
Marie-Anne Félix, Eric Karsenti, Mundo Científico Nro. 154
Vol. 15, pag.
132 |
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Homólogos: Un par
de cromosomas en cual un miembro del par tiene origen materno
y el otro paterno; se los encuentra en células diploides. |
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Fase G1(del inglés
gap = intervalo): primer intervalo del ciclo celular |
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Fase S: (la S va por
Síntesis del ADN): fase del ciclo celular caracterizada por la
síntesis de
ADN |
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Fase G2(del
inglés gap = intervalo): intervalo o período de
latencia antes de pasar a la mitosis (fase
M) |
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Genes (del griego
genos = nacimiento, raza; del latín genus =
raza, origen): segmentos específicos de ADN que controlan las
estructuras y funciones celulares; la unidad funcional de la
herencia. Secuencia de bases de ADN que usualmente codifican
para una secuencia polipeptídica de
aminoácidos. |
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Genoma 1. Conjunto de
genes
de un individuo. 2. Conjunto de genes compartidos por los
miembros de una unidad reproductiva tales como una población o
especie. |
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Histonas: Proteínas
asociadas con el ADN
de los eucariotas
|
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Interfase: la parte
más larga del ciclo celular, ocurre antes de la mitosis o
meiosis; comprende a las fases G1,
S,
G2. |
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Meiosis (del griego
meio = menor): División celular en la cual la copia de
los cromosomas
es seguida por dos divisiones nucleares. Cada uno de los
gametos resultantes recibe la mitad del número de cromosomas
número (número haploide) de la célula
original. |
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Mitosis: La división del núcleo y del material
nuclear de una célula; se la divide usualmente en cuatro
etapas: profase, metafase, anafase, y telofase. La copia de
una célula. La mitosis ocurre únicamente en eucariotas. El ADN
de la célula se duplica en la interfase y se distribuye
durante las fases de la mitosis en las dos células resultantes
de la
división. |
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Núcleo
(celular) La organela más importante de la célula eucariota,
se encuentra rodeado por la membrana nuclear y contiene la
información genética para la síntesis de la estructura celular
y el control de sus funciones. |
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Plásmidos: pequeños
fragmentos de ADN, se los encuentra en prácticamente todas las
células bacterianas. Los plásmidos son de replicación autónoma
y portan entre 2 y 30 genes. Algunos tienen la capacidad para
"entrar y salir" del cromosoma
bacteriano. |
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Procariotas (del
latín pro = antes, del griego karyon = núcleo,
nuez): Tipo de célula que carece de núcleo rodeado por
membrana, posee un solo cromosoma circular y ribosomas que
sedimentan a 70 S (los de los eucariotas lo hacen a 80S).
Carecen de organelas rodeadas por membranas. Se consideran las
primeras formas de vida sobre la Tierra, existen evidencias
que indican que ya existían hace unos 3.500.000.000 años. |
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Proteínas: (del
griego proteios = primario, del griego Proteo, dios mitológico
que adoptaba numerosas formas). Polímeros constituidos por
aminoácidos que intervienen en numerosas funciones celulares.
Una de las clases de macromoléculas orgánicas que tienen
funciones estructurales y de control en los sistemas
vivientes. Las proteínas son polímeros de aminoácidos unidos
por uniones
peptídicas. |
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Punto R (R por
restricción): fase tardía de la G1 cuando las células detienen
su división |
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p53: gen localizado en el
brazo corto del cromosoma humano Nro.17, banda 13. Sintetiza
la proteína del mismo nombre. Sin una proteína p53 funcionante
la célula no puede regular su ciclo celular. Se estima que el
50% de todos los canceres conocidos tienen una alteración de
la proteína p53, mas información en estos enlaces |
http://falconcc.ukans.edu/~jbrown/p53.html
http://www3.ncbi.nlm.nih.gov/htbin-post/Omim/dispmim?191170
http://louisville.edu/~jfbake01/p53.html
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Replicar: producir
una copia muy parecida (facsímil) |
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Segregación:
separación de los cromosomas durante la división celular. |
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Redacción y diagramación a cargo de :
Dra. Ana María Gonzalez, amgonza@unne.edu.ar Dr.
Jorge S. Raisman, lito@unne.edu.ar
Basada en la traducción de: gened.emc.maricopa.edu/bio/bio181/BIOBK/BioBookmito.html
Actualizado en Setiembre de 2000.
Reproducción autorizada únicamente con fines
educativos.
Se agradecen comentarios y sugerencias.
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