TEMA 2: LA DIVISIÓN CELULAR

TEMA 2: LA DIVISI?N CELULAR

?Por qu? necesitamos que se dividan nuestras c?lulas? Todo empieza a partir de la uni?n de un espermatozoide y de un ?vulo, que da lugar a una c?lula, que tiene que convertirse en un organismo adulto. Para ello esta c?lula se divide de modo que en cada divisi?n se mantiene exactamente la misma informaci?n gen?tica.

CICLO CELULAR

La c?lula es la unidad reproductora de los seres vivos. A lo largo de su vida las c?lulas se nutren y aumentan de tama?o. Cuando una c?lula alcanza el tama?o adecuado normalmente da lugar a dos c?lulas semejantes a la c?lula original. El per?odo de tiempo desde que una c?lula "nace" hasta que se reproduce se conoce como ciclo celular, y dura aproximadamente 24 horas.

El ciclo celular consta de dos per?odos:

_ Interfase: es el per?odo m?s largo del ciclo celular, y en ?l la c?lula aumenta de tama?o y se duplica el material gen?tico o ADN.

_ Divisi?n celular: la c?lula se divide y origina dos c?lulas, es decir, se reproduce.

INTERFASE: Se divide en tres partes:

G1 : la c?lula est? en constante crecimiento (duplica su tama?o), forma los org?nulos y sobre todo sintetiza prote?nas

S : Se duplica el ADN. G2 : Se prepara para la divisi?n, con la s?ntesis de prote?nas

EL N?CLEO EN INTERFASE El componente mayoritario del n?cleo es el ?cido desoxirribonucleico o ADN, que contiene la informaci?n necesaria para realizar todas las funciones celulares. El ADN tiene una estructura formada por dos cadenas de nucle?tidos (varias mol?culas unidas) dispuestas en una doble espiral.

El ADN en interfase se organiza formando la cromatina, un conjunto de fibras o mol?culas de ADN disperso por el n?cleo. En este per?odo las fibras de ADN se duplican, es decir, al final de la interfase hay dos copias exactas de cada mol?cula de ADN. Cuando ocurre alg?n error en la copia se dice que hay una mutaci?n.

EL N?CLEO EN DIVISI?N

Durante la divisi?n celular cada mol?cula de ADN de la cromatina con su correspondiente copia se organizan empaquet?ndose (ver dibujo inferior) hasta hacerse visibles al microscopio como unos bastoncitos dobles, llamados cromosomas.

As?, la cromatina y los cromosomas son la misma sustancia (ADN) pero con distinto grado de empaquetamiento.

Cada cromosoma tiene dos mol?culas id?nticas (crom?tidas) como resultado de la duplicaci?n del ADN en interfase, unidas por una regi?n muy estrecha, o centr?mero.

Un gen es un peque?o fragmento de ADN que contiene la informaci?n necesaria para que se exprese un determinado car?cter en un individuo (por ejemplo el color de ojos).

El cariotipo

Es el conjunto de cromosomas de una c?lula o de una especie. Las c?lulas de los organismos de la misma especie tienen el mismo n?mero de cromosomas, y ?stos tienen un tama?o y una forma caracter?stica. Las c?lulas humanas poseen 23 pares de cromosomas. De ?stos, un par son los cromosomas sexuales, muy diferentes uno del otro que determinan el sexo. Uno de ellos se denomina X y el otro Y. En los humanos, las mujeres tienen dos cromosomas X, son XX, y los hombres son XY.

S1. Lee el texto y contesta:

?C?mo es posible que el ADN contenga la informaci?n para las caracter?sticas de un ser vivo?

El mensaje del ADN est? codificado por cuatro nucle?tidos distintos, similar a un alfabeto de ?nicamente cuatro letras A, T, C, G. La combinaci?n de tres letras (triplete de nucle?tidos) ser?a semejante a una palabra.

La combinaci?n de palabras (tripletes), equivaldr?a a una frase que contiene el mensaje o informaci?n para los caracteres de un ser vivo (color de ojos, altura, color de pelo, etc.). Este ser?a un gen.

As?, si se var?a una letra (nucle?tido), puede variar tambi?n el mensaje de la frase. Similarmente, si var?a el gen variar? la informaci?n para ese car?cter.

Las frases (genes) se agrupan y forman libros, los cromosomas. 46 cromosomas o libros contienen la informaci?n de un ser humano. Si comparamos las unidades del ADN con las letras de nuestro alfabeto, podemos suponer que la siguiente frase "fixeches un grande bocexo" non cont?n a mesma mensaxe que dicir "fixeches un grande

bosquexo" . Del mismo modo, si var?a un nucle?tido de ADN variar? el gen (frase) y por lo tanto el mensaje que va a expresar ese gen que contiene las instrucciones de funcionamiento de los seres vivos.

El conjunto de genes (fragmentos de ADN) determinan las caracter?sticas de los seres vivos. El genoma humano, es decir, todo el ADN humano fue secuenciado en abril de 2003, y como se dijo en aquel momento, se secuenci? el "libro de la vida".

DIVISI?N CELULAR: LA MITOSIS

La divisi?n celular es el proceso por el cual a partir de una c?lula madre se obtienen dos c?lulas hijas id?nticas a la madre. Consta de dos partes: la MITOSIS y la CITOCINESIS.

LA MITOSIS La mitosis es un proceso com?n a todo tipo de c?lulas eucariotas, mediante el que se asegura que las c?lulas hijas reciban los mismos cromosomas que la c?lula madre y, por tanto, la misma informaci?n gen?tica. Tambi?n se llama reproducci?n asexual celular: Unicelulares: cuando una c?lula se divide, se reproduce tambi?n el n?mero de individuos. Las c?lulas son id?nticas a la madre. Pluricelulares: la reproducci?n por mitosis tiene como finalidad el crecimiento del individuo, as? como reparar los tejidos que est?n da?ados o viejos por c?lulas id?nticas a las que sustituyen.

En el proceso de la mitosis se distinguen las siguientes fases: PROFASE: - El ADN se compacta y se forman los cromosomas (con dos crom?tidas id?nticas) - Desaparece la membrana nuclear y los cromosomas se dispersan por la c?lula - Los centriolos se dirigen a polos opuestos, conectados por filamentos (huso mit?tico) METAFASE: Los cromosomas se unen al huso mit?tico en el ecuador con el centr?mero ANAFASE: Se separan las crom?tidas y se dirigen a un polo opuesto de la c?lula, por lo que al final de esta fase en cada polo hay el mismo n?mero de crom?tidas, una de cada cromosoma. TELOFASE: Se forma una membrana nuclear alrededor de cada grupo de crom?tidas.

CITOCINESIS Una vez finalizada la divisi?n del n?cleo, el citoplasma se va estrechando hasta que la membrana plasm?tica se rompe dando lugar a dos c?lulas.

En el organismo hay dos tipos de c?lulas: las sexuales (gametos) y las som?ticas(todas las dem?s) Dentro del n?cleo las c?lulas som?ticas contienen una cantidad de cromosomas propia de cada especie (cariotipo), la mitad heredadas por la madre y la otra mitad heredadas por el padre en la

fecundaci?n. As?, en los humanos, cada progenitor aporta 23 cromosomas, (es decir, cada gameto, el masculino y el femenino, tiene 23 cromosomas)

Por lo tanto, en la fecundaci?n ocurre que:

Gameto masculino + gameto femenino = c?lula huevo o cigoto

(espermatozoide)

(?vulo)

El cigoto es nuestra c?lula madre, y a partir de ella se generan por divisi?n, todas las dem?s c?lulas del organismo. Pero, ?c?mo se dividen las c?lulas sexuales?

MEIOSIS

La fecundaci?n implica un problema, ya que cada vez que se unen dos n?cleos se unen dos dotaciones cromos?micas, porque si los adultos ten?an 46 cromosomas, el cigoto tendr? 92 y, por lo tanto, dar? lugar a nuevos adultos con 92 cromosomas, lo que no puede ser, ya que se modificar?a el n?mero cromos?mico de la especie, y este n?mero tiene que permanecer estable.

Para mantener esa estabilidad en el n?mero de cromosomas se desarroll? un mecanismo especial de divisi?n celular, la meiosis. Por este tipo de divisi?n, a partir de una c?lula con nuestros 46 cromosomas, agrupados en 23 pares, se obtienen cuatro c?lulas con 23 unidades. Son los gametos o c?lulas sexuales. Este proceso ocurre en el aparato reproductor

ENFERMEDADES Y GENES

La mutaci?n es una alteraci?n o cambio en la informaci?n gen?tica o bien un fallo en la repartici?n de los cromosomas en la divisi?n celular, y que va a producir un cambio de caracter?sticas. Este cambio va a estar presente en una peque?a proporci?n de la poblaci?n o del organismo. La unidad gen?tica capaz de mutar es el gen que es la unidad de informaci?n hereditaria que forma parte del ADN. En los seres multicelulares, las mutaciones s?lo pueden ser heredadas cuando afectan a las c?lulas reproductivas. Una consecuencia de las mutaciones puede ser una enfermedad gen?tica, sin embargo, aunque en el corto plazo pueda parecer que las mutaciones son perjudiciales, a largo plazo son esenciales para nuestra

existencia. Sin mutaci?n no habr?a cambio y sin cambio la vida no podr?a evolucionar.

Con la ayuda de las sondas gen?ticas, los m?dicos ya pueden rastrear el ADN en busca de genes defectuosos, responsables de una infinidad de males. Parte de estos genes han sido desenmascarados, aislados y clonados. He aqu? algunos junto a las enfermedades que desencadenan.

Hemofilia: Deficiencia del proceso normal de coagulaci?n sangu?nea. Est? causada por la ausencia de una prote?na coagulante. El gen fue aislado y clonado en 1984.

Anemia Falciforme: Mal causado por la fabricaci?n de hemoglobina defectuosa, incapaz de transportar el oxigeno en la sangre. El gen mutante fue aislado en 1980.

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