EL ELCICLO CICLOCELULAR. CELULAR.DESCRIPCIÓN DESCRIPCIÓNDE DELAS LASFASES FASES
LAS FUNCIONES CLAVE DE LA DIVISIÓN CELULAR La capacidad de los organismos para perpetuar su propia especie es la característica que mejor distingue a los seres vivos de la materia no viva. Esta capacidad única de procrear, como todas las funciones biológicas, tienen una base celular.
TEORÍA CELULAR CELULAR TEORÍA
Rudolf Virchorw 1855, “Donde existe una célula, debe haber existido una célula preexistente, de la misma forma que un animal surge a partir de otro animal y una planta solo a partir de ora planta”, y resumió este concepto con el axioma en latín “omnis cellula e cellula”, que significa “toda célula se produce a partir de otra célula”.
La continuidad de la vida se basa en la reproducción de las células, o división celular.
Las funciones clave de la división celular La división celular desempeña varios papeles importantes en la vida de un organismo. En un organismo unicelular, como una ameba, se divide y forma su descendencia por duplicado, la división de una célula reproduce el organismo completo.
100 µm
Reproducción
200 µm
Crecimiento y desarrollo
20 µm
Renovación celular
Las funciones clave de la división celular
Las divisiones celulares a gran escala pueden producir la progenie a partir de algunos organismos multicelulares. La división celular también permite a los organismos que se reproducen de forma sexual desarrollarse a partir de una sola célula, el óvulo fertilizado o cigoto. Y después de que un organismo crece completamente, la división celular continúa funcionando en procesos de renovación y reparación, sustituyendo las células que mueren por uso y desgaste o por accidentes. Por ejemplo, las células en división de la médula ósea elaboran continuamente nuevos glóbulos rojos.
Las funciones clave de la división celular
El proceso de división celular es una parte integral del ciclo celular, que es la vida de una célula desde el momento en que se forma por primera vez a partir de una célula progenitora hasta su propia división en dos células. Transmitir un material genético idéntico a las células hijas es una función crucial de la división celular.
Cromosomas teñidos de naranja visibles dentro del núcleo de la célula epitelial de la rata canguro en el centro de esta microfotografía.
25 µm
0.5 µm
Duplicación cromosómica
Centromero
Cromátidas hermanas
Separacion De las cromátidas
Centromeros
Cromátidas hermanas
CICLO CELULAR
Una propiedad imprescindible de todas las células vivas tanto procariotas como eucariotas, es la capacidad de duplicar su DNA genómico y transmitir copias idénticas de su información genética a cada célula hija. La vida de una célula, desde que se origina por la división de una célula madre hasta que se divide o muere, pasa por una serie de períodos que constituyen su ciclo vital. Todas las células vivas están sometidas a un ciclo celular que abarca dos períodos: División celular: comprende la división de la célula y la separación de las células hijas. Corresponde a un breve período denominado mitosis (división nuclear) y citocinesis (división citoplasmática). Interfase: período de crecimiento celular, comprende el tiempo que transcurre entre dos divisiones sucesivas, que abarca aproximadamente el 90% del tiempo del ciclo celular y en el cual la célula se prepara para la división.
INTERPHASE
S (DNA synthesis)
G1
MIT (M) OTIC PH AS E
s
s
si
M i to
t Cy
i k o
si e n
G2
EL CICLO CELULAR SE REGULA POR UN SISTEMA DE CONTROL MOLECULAR El tiempo y la velocidad de la división celular en diferentes partes de una planta o un animal son cruciales para el crecimiento normal, el desarrollo y el mantenimiento. La frecuencia de la división celular varía con el tipo de células. Por ejemplo, las células de la piel humana se dividen con frecuencia a lo largo de la vida, mientras que las células del hígado mantienen la capacidad de dividirse pero la conservan hasta que surge la necesidad apropiada, reparar una herida. Algunas de las células más especializadas, como las células nerviosas y las células musculares completamente formadas, no se dividen en absoluto en un ser humano adulto. Estas diferencias del ciclo celular son resultado de la regulación a nivel molecular. Los mecanismos de esta regulación son de profundo interés, no solo para comprender los ciclos vitales de las célula normales, sino también para comprender cómo consiguen las células cancerosas escapar a los controles normales.
ÂżQuĂŠ es lo que dirige el ciclo celular?
En cada experimento, cĂŠlulas de mamĂfero cultivadas en dos fases diferentes del ciclo celular fueron inducidas a fusionarse
Experiment 1
Experiment 2
S
G1
M
G1
S
S
M
M
Cuando una célula en la fase S se fusiona con una célula en G1, la célula en G1 entra inmediatamente a la fase S: se sintetiza el DNA.
Cuando una célula en la fase M se fusiona con una célula en G1, la célula en G1 comienza la mitosis inmediatamente: se forma un huso y se condensa la cromatina, pese a que el cromosoma no ha sido duplicado.
Los resultados de fusionar cĂŠlulas en dos etapas diferentes del ciclo celular sugieren que las molĂŠculas presentes en el citoplasma de las cĂŠlulas en la fase S o M controlan la progresiĂłn de las fases
EL SISTEMA DE CONTROL DEL CICLO CELULAR
El experimento anterior y otros revelaron que los acontecimientos secuenciales del ciclo celular son dirigidos por un sistema de control del ciclo celular distintivo, un conjunto de moléculas que funcionan de forma cíclica en la célula que desencadena y coordina los sucesos clave en el ciclo celular. El sistema de control del ciclo celular se ha comparado con el dispositivo de control de una lavadora automática.
G1 punto de control
Control system
G1
M
G2
M punto de control G2 punto de control
S
EL SISTEMA DE CONTROL CELULAR
El punto de control en el ciclo celular es un punto de verificación crítico en el que las señales de terminación y continuación pueden regular el ciclo. Por lo general, las células animales tienen señales de detención internas que frenan el ciclo celular en puntos de control hasta que son sobrepasadas por señales de continuación. Muchas señales registradas en los puntos de control provienen de mecanismos de supervisión dentro de la célula; las señles informan sobre si los procesos celulares importantes realizados hasta ese punto han terminado correctamente y, por tanto, si el ciclo celular debe o no continuar. Los puntos de control también registran señales del exterior de la célula. Hay tres puntos de control importantes en las fases: G1, G2 y M. En el caso de muchas células, el punto de control G1, denominado punto de restricción, en las células de mamíferos parece ser el más importante. Si una célula recibe una señal de continuación en el punto de control G1, por lo general, terminará las fases S, G2 y M, y se dividirá. De manera alternativa, si no recibe una señal de continuación en ese punto, abandonará el ciclo, para cambiar a un estado de no división denominado fase G0. En realidad, la mayoría de las células del cuerpo humano se encuentran en a fase G0. Las células musculares y nerviosas completamente formadas y maduras nunca se dividen. Otras células, como las células hepáticas, pueden ser llamadas de regreso, desde la fase G0 al ciclo celular por indicios internos, como los factores de crecimiento liberados durante las lesiones.
G0 G1 checkpoint
G1 Si una célula recibe una señal de continuación en el punto de control G1, la célula continúa el ciclo celular
G1 Si una célula no recibe una señal de continuación en el punto de control G1, la célula detiene el ciclo celular y entra en G0, un estado de no división
EL RELOJ DEL CICLO CELULAR: CICLINAS Y CINASAS DEPENDIENTES DE CICLINAS
Las fluctuaciones rítmicas de la concentración y la actividad de las moléculas que controlan el ciclo celular definen el ritmo de los acontecimientos secuenciales del ciclo celular. Estas moléculas reguladoras son proteínas de dos tipos principales: cinasas y ciclinas. Las proteincinasas son enzimas que activan o inactivan otras proteínas al fosforilarlas. Algunas proteincinasas dan las señales de continuación en los puntos de control G1 y G2.
EL SISTEMA DE CONTROL DEL CICLO CELULAR
En el proceso de división celular participan dos tipos de mecanismos: •
Uno se encarga de elaborar los nuevos componentes de la célula en crecimiento
•
El otro los sitúa en los lugares correctos y los separa con precisión en el momento de la división de la célula.
Reviste gran importancia el sistema de control que “enciende” y “apaga” estas maquinarias en los momento apropiados y coordina las actividades que permiten obtener el producto final. El sistema de control del ciclo celular asegura la progresión correcta a través del ciclo mediante la regulación de la maquinaria responsable de los distintos estadios del ciclo.
EL EL SISTEMA SISTEMA DE DE CONTROL CONTROL DEL DEL CICLO CICLO CELULAR CELULAR DEPENDE DEPENDE DE DE PROTEINCINASAS PROTEINCINASAS DE DE ACTIVACIÓN ACTIVACIÓN CICLICA CICLICA
PROTEINCINASA PROTEINCINASA Constituyen Constituyenla laparte parteprincipal principal del delsistema sistemade decontrol controldel del ciclo ciclocelular. celular. Estan Estanpresentes presentesdurante durantetodo todoel el ciclo ciclocelular celular.. Son Sonactivadas activadasen enmomentos momentos determinados determinadosdel delciclo cicloyy luego luegopasan pasancon conrapidez rapidezal al estado estadode dedesactivación. desactivación. La Laactividad actividadde deestas estascinasa cinasa fluctúa fluctúade deforma formacíclica. cíclica. Cdk, Cdk,proteincinasas proteincinasas dependientes dependientesde deciclinas. ciclinas.
CICLINAS CICLINAS Noejercen ejercenactividad actividad No enzimáticapor porsí símismas, mismas, enzimática perodeben debenunirse unirseaalas las pero cinasaspara paraque queéstas éstas cinasas adquieransu suactividad actividad adquieran enzimática. enzimática. Susconcentraciones concentracionesvarían varían Sus enforma formacíclica cíclicadurante duranteel el en ciclocelular. celular. ciclo Lasalteraciones alteracionescíclicas cíclicasde de Las lasconcentraciones concentracionesde de las ciclinascontribuyen contribuyenaala la ciclinas formaciónyyla laactivación activación formación cíclicasde delos loscomplejos complejos cíclicas ciclina-Cdk ciclina-Cdk
La muerte de las células puede producirse por múltiples causas, como daño mecánico, infección por virus u otros microorganismos, acción de agentes químicos tóxicos o por acumulación de sustancias de desecho. La muerte puede darse por dos mecanismos: Necrosis: las células se hinchan y sufren un deterioro de su estructura y organización, así como el progresivo cese de sus funciones (síntesis de proteínas y ácidos nucléicos, respiración...) que acaba por impedir su viabilidad y conduce a la rotura de la membrana externa y la lisis. Ello ocasiona la liberación de material celular al medio, que suele provocar a su vez reacciones inflamatorias. Apoptosis o muerte celular programada: este segundo tipo de muerte celular implica la activación de mecanismos específicos que conducen a la muerte de las células, siendo un fenómeno mucho más común de lo que puede pensarse. Se produce de modo natural durante el desarrollo embrionario y postnatal temprano en múltiples tejidos. Su función puede ser la eliminación de células superfluas en un lugar determinado. Durante el ciclo celular, se produce apoptosis mediada por el gen supresor p53 u otros mecanismos cuando el DNA que va a ser o está siendo replicado presenta alteraciones, evitándose así la generación de células anormales.
La Laapoptosis apoptosis(caer (caercomo comolas lashojas hojasde deun unárbol) árbol)es esun unmecanismo mecanismofisiológico fisiológiconormal normalde de muerte celular programada que tienen lugar en los organismos pluricelulares tanto en muerte celular programada que tienen lugar en los organismos pluricelulares tanto enelel desarrollo desarrolloembrionario embrionariocomo comoen enlalaetapa etapaadulta. adulta.
DESARROLLO DESARROLLO EMBRIONARIO EMBRIONARIO
Elimina Eliminatodas todaslas lascélulas células innecesarias innecesariasen endiversidad diversidad de detejidos. tejidos. Ej. Ej.Tejido Tejidointerdigital interdigitaldurante durantelala formación formaciónde delos losdedos dedosde de los pies y de las manos en los pies y de las manos en eleldesarrollo desarrolloembrionario embrionario de delos losseres sereshumanos. humanos.
INDIVIDUO INDIVIDUO ADULTO ADULTO
Interviene Intervieneen enelelrecambio recambiode de tejidos, tejidos,renovación renovaciónde de epitelios, epitelios,así asícomo comoen enlala destrucción destrucciónde decélulas célulasque que representan una amenaza representan una amenaza para paralalaintegridad integridaddel del organismo. organismo. Ej. Ej.Células Célulasinfectadas infectadaspor por virus, virus,linfocitos linfocitos autorreactivos autorreactivosque que producen enfermedades producen enfermedades autoinmunes autoinmunesyycélulas células portadoras portadorasde demutaciones mutaciones potencialmente potencialmentedañinas. dañinas.
Muerte celular. ElectronomicrografĂa mostrando cĂŠlulas que han sufrido necrosis (a) o apoptosis (b) y (c). La cĂŠlula en (a) parece haber explotado, mientras que en (b) y (c) aparecen condensadas pero relativamente intactas.
La Lamuerte muertecelular celularprogramada programada durante el desarrollo durante el desarrolloembrionario embrionariode de mamífero esculpe el desarrollo mamífero esculpe el desarrollo digital. digital.A) A)las lascélulas célulasque quevan vanaasufrir sufrir muerte muertecelular celularprogramada programadason son marcadas específicamente con marcadas específicamente conun un colorante (rojo). B) un día más tarde colorante (rojo). B) un día más tardese se observa como esas células muertas son observa como esas células muertas son eliminadas eliminadasdel deltejido tejidointerdigital. interdigital.
La Lamuerte muertecelular celularsucede sucededurante durantelala metamorfosis metamorfosisde delos losanfibios. anfibios.En Enelelpaso paso de renacuajo a rana, las células de la cola de renacuajo a rana, las células de la coladel del renacuajo son inducidas a sufrir muerte renacuajo son inducidas a sufrir muerte celular celularprogramada programadayycomo comoconsecuencia consecuenciase se pierde la cola. Todos los cambios que pierde la cola. Todos los cambios que ocurren ocurrendurante durantelalametamorfosis, metamorfosis,incluyen incluyendo do lalainducción de la muerte celular programada inducción de la muerte celular programada son sonestimulados estimuladospor porun unincremento incrementode delala hormona hormonatiroidea tiroideaen ensangre. sangre.
Una célula animal depende de múltiples señales extracelulares . Cada tipo celular presenta un conjunto de receptores que le permiten responder a un conjunto de moléculas señal producidas por otras células. Como se muestra aquí, muchas células requieren múltiples señales (A, B, C) para sobrevivir, señales adicionales (F, G) para proliferar y otras señales (D, E) para diferenciarse; si se priva a las células de todas esas señales, inician un programa de muerte celular.
La muerte celular ayuda a equilibrar el número de células nerviosas desarrolladas con el número de células diana con las que contactan. Se producen más células nerviosas de las que pueden ser mantenidas por la limitada cantidad de factores tróficos liberados por las células diana. Por tanto, algunas células reciben insuficiente cantidad de factor para inhibir su programa de muerte celular y, como consecuencia, sufren apoptosis. Esta estrategia de sobreproducción, seguida de selección asegura que todas las células diana reciben la aferencia de una célula nerviosa y las células nerviosas "extra" se eliminan automáticamente.
La carcinogénesis o aparición de un cáncer es el resultado de dos procesos sucesivos: el aumento descontrolado de la proliferación de un grupo de células que da lugar a un tumor o neoplasia, y la posterior adquisición por estas células de capacidad invasiva, que les permite diseminarse desde su sitio natural en el organismo y colonizar y proliferar en otros tejidos u órganos (proceso conocido como metástasis).
Si sólo tiene lugar un aumento del crecimiento de un grupo de células en el lugar donde normalmente se hallan, se habla de un tumor benigno, que generalmente es eliminable completamente por cirugía. Por el contrario, cuando las células de un tumor son capaces de invadir los tejidos circundantes o distantes, tras penetrar en el torrente circulatorio sanguíneo o linfático, y formar metástasis se habla de un tumor maligno o cáncer.
Existen genes que en sus versiones "sanas" están relacionados con el control de crecimiento y supervivencia celular, que en otras circunstancias están relacionados con la aparición de ciertos tipos de cánceres. Entre ellos se encuentran:
Protooncogenes: genes normales que estimulan la proliferación celular. Su versión alterada se denomina Oncogen que dan lugar a la excesiva y descontrolada proliferación celular Genes supresores de tumores: inhiben la producción anormal de células. Un defecto en estos genes al eliminar los frenos naturales generan cuadros cancerosos.
MITOSIS Y CITOCINESIS
G2 INTERFASE
PROFASE
PROMETAFASE
10 µm
METAPHASE
ANAPHASE
TELOPHASE AND CYTOKINESIS
MITOSIS MITOSIS
Durante la interfase, los cromosomas no pueden ser observados, ya que los complejos de DNA y proteína, llamados cromatina, se hallan dispersos por el nucleoplasma. El comienzo de la división celular o mitosis está marcado por la aparición de los cromosomas con un aspecto de hebras delgadas dentro del núcleo haciéndose visibles individualmente.
MITOSIS
En la mayor parte de las células animales y en las células de los vegetales superiores, el desarrollo de la mitosis implica una rotura de la membrana nuclear, de la célula en división; el contenido de los compartimentos nuclear y citoplasmático se encuentran mezclados, este tipo de división, que es el más frecuente es designado con el término de mitosis abiertas
En ciertos organismos, (protozoos, hongos, algas) la separación de los cromosomas se realiza sin que haya rotura de la envoltura nuclear o con apertura parcial de ésta se habla de mitosis cerradas.
MITOSIS En todos los casos, el reparto entre las dos células hijas de los dos elementos de cada cromosoma duplicado implica profundas transformaciones morfológicas y metabólicas, de la célula madre en división. La mitosis abiertas, que son las más complejas presentan ciertas características generales: Los cromosomas, poco condensados antes de la división, asumen poco a poco un estado de condensación importante, mejor adaptado a la separación de los elementos idénticos de que están compuestos. En el citoplasma se organiza una estructura en forma de huso dando a la célula un a bipolaridad. Esta estructura de microtúbulos se origina a partir de los centros organizadores de la polimerización de los microtúbulos situados en los polos del huso. Estos definen los territorios celulares donde se reúnen al final de la división, cada uno de los lotes de cromosomas; su región ecuatorial marca en general el plano de separación de las dos células hijas originadas por la división.
PROFASE PROFASE
En esta fase podemos diferenciar dos estadios definidos por la rotura de la envoltura nuclear. El comienzo de la profase queda indicado por la condensación de los cromosomas que se hacen visibles bajo la forma de finos filamentos entremezclados. Poco a poco los cromosomas se hacen visibles individualmente. Durante la profase, un cromosoma está formado por dos filamentos idénticos enrollados, las cromátidas, cada una de las cuales contienen una de las dos moléculas hijas de DNA idénticas que se produjeron en la fase S. Son paralelas y están separadas por una corta distancia salvo a nivel de la constricción primaria o centrómero, donde están estrechamente unidas. A este nivel se construyen frente a las cromátidas en posiciones simétricas y opuestas, los esbozos de los cinetócoros. Estas estructuras juegan un papel importante en el proceso de división, ya que una vez diferenciadas al final de la profase constituyen los centros organizadores de la polimerización de microtúbulos. El nucleólo desaparece progresivamente entre el principio y la mitad de la profase; su desaparición es en general total antes de que finalice este estadio.
PROFASE PROFASE
PROMETAFASE PROMETAFASE
La segunda parte de la profase o premetafase viene indicada por la rotura de la envoltura nuclear que tiene lugar simultáneamente en muchos puntos. La lámina fibrosa se separa de la membrana interna de la envoltura y sus constituyentes también se dispersan. Los cromosomas se diferencian progresivamente, los cinetócoros[1] se vuelven funcionales y se comportan como centros organizadores de microtúbulos; se forman entonces los microtúbulos procedentes de los cinetócoros o cromosómicos. Los cromosomas se orientan en relación a los polos de tal manera que cada uno de sus dos cinetócoros se encuentran frente a un polo opuesto. Los microtúbulos cinetocóricos se alargan y los cromosomas migran hacia el plano ecuatorial del huso.
[1] El centómero es algo más que un simple zona constrictiva del cromosoma metafásico; determina la unión del cinetócoro y de esta manera el movimiento adecuado de los cromosomas durante la mitosis.En ocasiones los fármacos o rayos X pueden generar un fragmento de cromosomas sin centrómero, tal fragmento no puede ser incorporado en el huso de la metafase y se pierden durante la mitosis.
PROMETAFASE PROMETAFASE
METAFASE METAFASE
La metafase está caracterizada por la reunión de los cromosomas en el ecuador del huso. Este es la fase en la que los cromosomas están más condensados. La situación en el plano ecuatorial del huso es tal que cada cinetócoro mira a un polo opuesto y son equidistantes a este polo. El huso se alarga y toma a menudo una forma de tonel. A partir de este estadio, los microtúbulos tienen una disposición simétrica en relación al plano ecuatorial, lo que permite distinguir por una parte: Dos semihusos, que se extienden entre el conjunto del cinetócoro girados hacia un polo y este polo. Una interzona, situada en la región ecuatorial del huso, entre los dos juegos de cinetócoros de orientación opuesta.
METAFASE METAFASE
Aster Microtubulos
Cromátidas hermanas
Cromosomas
Centrosoma Placa Metafase cinetocoros
Centrosoma
1 µm
Microtúbulos superpuestos Microtúbulos no pertenecientes del cinetocoro al cinetocoro
0.5 µm
METAFASE
El huso metafásico comprende varias categorías de microtúbulos: 1.- Microtúbulos polares.Tienen como origen un polo del huso. Algunos se extienden de un polo a otro, de ahí el nombre de continuos que a veces se les ha dado. Representan una escasa proporción. La mayor parte de los microtúbulos polares se detienen poco antes o después del plano ecuatorial del huso. 2- Microtúbulos cinetocóricos.Adquieren su mayor longitud en la metafase. Su trayecto va del cinetócoro de procedencia hacía el polo que mira a este cinetócoro. 3- Microtúbulos libres.En los que una de sus dos extremidades no está anclada en el material pericentriolar o a los cinetócoros.
ANAFASE
Se produce la separación de las cromátidas en dos lotes diferentes. Las dos cromátidas de los cromosomas se separan a nivel del centrómero y se desplazan hacia el polo que mira el cinetócoro, convirtiéndose cada una en un cromosoma independiente. Cada cromátida hermana emigra en sentido opuesto. Simultáneamente, los microtúbulos cinetocóricos se acortan así como los semihusos. A mitad de la anafase, el huso se alarga y estrecha por crecimiento de los microtúbulos polares y los polos se alejan entre sí, la interzona se alarga. Cuando los cromosomas se reúnen en los polos no quedan microtúbulos cinetocóricos, están totalmente despolimerizados y los semihusos desaparecen extendiéndose la interzona entre los dos lotes. Los microtúbulos de la interzona se agrupan en haces cuando acaba la anafase por cabalgamiento de las dos familias de microtúbulos polares en sentido inverso. Comienza la citocinesis proceso que conduce a la división en dos partes del citoplasma teniendo lugar de forma distinta en las células vegetales y animales.
ANAFASE ANAFASE
Cromosoma movimiento
Microtubulo
ProteĂna motora Cromosoma
cinetocoro Subunidades de Tubulina
ANAFASE ANAFASE
Durante la anafase, los microtúbulos del cinetocoro se acortan en los extremos del cinetocoro, no en los extremos del polo del huso. Los cromosomas se mueven a lo largo de un microtúbulo a medida que el microtúbulo se despolimeriza en el extremo de su cinetocoro, liberando unidades de tubulina.
TELOFASE
Comienza cuando los dos lotes de cromosomas han alcanzado cada uno de los polos del huso. Está señalado por la reconstrucción de los núcleos hijos que adquieren progresivamente un aspecto interfásico, la descondensación de los cromosomas va acompañada de la recuperación de sus actividades metabólicas, hay de nuevo transcripción y el nucleólo reaparece a nivel del organizador nucleolar. La envoltura nuclear comienza a edificarse al final de la anafase, continúa y termina en el curso de la telofase. El volumen de los núcleos se hace mayor al final de la telofase. Los microtúbulos se agrupan en haces en la interzona en las células animales, estos haces de microtúbulos se acercan unos a otros y acaban por fusionarse en un haz único a medida que crece el surco de división. El haz persiste mientras que continúan los puentes citoplasmáticos que unen aún a las dos célula hijas, el haz no se desintegra hasta que no se han roto estos puentes.
TELOFASE TELOFASE
SEGMENTACIÓN SEGMENTACIÓN DE DE UNA UNA CÉLULA CÉLULA ANIMAL ANIMAL
En las células animales, la citocinesis se produce mediante un proceso conocido como segmentación. El primer signo de segmentación es la aparición de un surco de segmentación, una hendidura profunda en la superficie celular cerca del antigua placa metafásica, Sobre el lado citoplasmático del surco se encuentra un anillo contráctil de microfilamentos de actina asociado con moléculas de la proteína miosina. Los microfilamentos de actina interactúan con las moléculas de miosina para hacer que el anillo se contraiga. La contracción del anillo de microfilamentos de la célula en división es como si se tirase de unos cordeles. El surco de segmentación profundiza hasta que la célula progenitora se divide en dos por pinzamiento y se producen dos células completamente separadas, cada una con su propio núcleo y parte del citosol y de los orgánulos.
CITOCINESIS CITOCINESIS
100 µm Surco de segmentación
Anillo contráctil de microfilamentos
Células hijas
segmentación de una célula animal (SEM)
CITOCINESIS CITOCINESIS EN EN VEGETALES VEGETALES La citocinesis en las células vegetales que tienen paredes celulares, es bastante diferente. No hay ningún surco de segmentación. En su lugar, durante la telofase, las vesículas derivadas del aparato de Golgi se mueven a lo largo de los microtúbulos hasta la mitad de la célula, donde se combinan, para producir una placa celular.FRAGMOPLASTO Los materiales de la pared celular transportados en las vesículas se congregan en la placa celular a medida que crece. La placa celular se agranda hasta que sus membranas circundantes se fusionan con la membrana plasmática a lo largo de todo el perímetro de la célula. Como resultado se obtienen dos células hijas, cada una con su propia membrana plasmática. Mientras tanto, se forma una nueva pared celular entre las células hijas, que surge a partir de los contenidos de la placa celular.
CITOCINESIS CITOCINESIS
Vesículas Que forman Placas celulares
Pared de la Célula progenitora Placa celular
1 µm Nueva pared celular
Células hijas Formación de la placa cleucelularar en una célula vegetal (TEM)
Nucleus Nucleolus
profase
Chromatin condensing
Chromosomes
prometafase
Cell plate
metafase
anafase
telofase
10 Âľm
SIGNIFICADO SIGNIFICADOBIOLÓGICO BIOLÓGICODE DELA LAMITOSIS MITOSISEN EN ORGANISMOS ORGANISMOSUNICELULARES UNICELULARESYYPLURICELULARES PLURICELULARES
La división mitótica es un proceso de división celular por el cual, a partir de una célula madre se originan dos células hijas que tienen exactamente el mismo número y el mismo tipo de cromosomas que la madre. Mitosis Célula madre (2n) 2 células hijas (2n) Mitosis Célula madre (n) 2 células hijas (n) Por tanto se trata de una división conservadora y es el mecanismo más común de división celular, pudiendo sufrirla tanto las células 2n como las n.
SIGNIFICADO SIGNIFICADOBIOLÓGICO BIOLÓGICODE DELA LAMITOSIS MITOSISEN ENUNI UNIYY PLURICELULARES PLURICELULARES
Sus objetivos son: En organismos unicelulares : la formación de nuevos individuos en estos organismos . En organismos pluricelulares: originar nuevas células para el crecimiento y desarrollo del individuo, sustituir las células muertas por el desgaste normal, regenerar las partes del organismo destruidas o perdidas y, en muchos casos, producir células especiales para la reproducción. En la reproducción asexual caracterizada por la ausencia de células reproductoras o gametos y por la intervención de un solo organismo o progenitor, origina copias idénticas siendo el proceso de división celular implicado, la mitosis. En los seres unicelulares[1] y pluricelulares[2] la reproducción asexual se produce por medio de una mitosis, a partir de la célula madre se obtienen dos células hijas en los primeros organismos y en los segundos mediante mitosis, una célula o un grupo de células originan un organismo completo. Mediante la reproducción asexual no se genera variabilidad genética, dado que es un mecanismo muy sencillo y rápido, un organismo que esté bien adaptado a un medio puede dar lugar a un gran número de descendientes en poco tiempo y colonizarlo. Sin embargo, si las condiciones del medio cambian, toda la población, que es genéticamente homogénea, puede sucumbir por no estar preparada para las nuevas condiciones.
[1] Algas, hongos, protozoos. [2] Algas pluricelulares, hongos pluricelulares, plantas y animales invertebrados .
DIFERENCIAS ENTRE LA DIVISIÓN CLEULAR DE PROCARIOTAS Y EUCARIOTAS
El aspecto más crucial de la división celular es la duplicación de la célula de un modo tal que cada célula hija reciba una copia idéntica de su material genético
Las células procariotas y eucariotas difieren notablemente en la coordinación de la síntesis del DNA y en el consecuente reparto igualitario del DNA durante la división celular.
En los procariotas, mediante la microscopía óptica no se observan estructuras especializadas para la división.
El genoma de una célula procariótica está constituido por una única molécula circular de DNA.
Durante la división, se forma una pared celular que divide la célula en dos.
Es probable que las dos moléculas hijas de DNA estén unidas a diferentes puntos de la membrana plasmática para asegurar que cada célula hija tenga una de las nuevas moléculas de DNA.
En ciertas bacterias existen unas regiones plegadas de la membrana plasmática llamadas mesosomas que pueden servir de puntos de anclaje para el DNA. Sin embargo incluso en estos organismos, no hay una condensación y descondensación visible del DNA, como la que se observa en las células eucarióticas durante la mitosis.
Cell wall
Origin of replication
Plasma membrane E. coli cell
Comienza la replicaicón del cromosoma poco después, una copia del origen se mueve rápidamente hacia el otro extremo de la célula.
Two copies of origin
Bacterial chromosome
Cell wall
Origin of replication
Plasma membrane E. coli cell
Chromosome replicatio begins. Soon thereafter, one copy of the origin moves rapidly toward the other end of the cell.
La replicación continúa una copia del origen ahora se encuentra en cada extremo de la célula
Bacterial chromosome
Two copies of origin
Origin
Origin
Cell wall
Origin of replication E. coli cell Chromosome replication begins. Soon thereafter, one copy of the origin moves rapidly toward the other end of the cell.
Replication continues. One copy of the origin is now at each end of the cell.
La replicaciĂłn termina la membrana plasmĂĄtica crece hacia dentro y se deposita la nueva pared celular
Como resultado se obtieen dos cĂŠlulas hijas
Two copies of origin
Origin
Plasma membrane Bacterial chromosome
Origin
Bacterial chromosome Prokaryotes Chromosomes Microtubules
Dinoflagellates
Intact nuclear envelope
Kinetochore microtubules Intact nuclear envelope Diatoms Kinetochore microtubules Centrosome
Most eukaryotes
Fragments of nuclear envelope
IDENTIFICA Y ORDENA LAS SIGUIENTES IMÁGENES.
BIOLOGÍA CAMPBELL, BIOLOGÍA CELULAR PANAMERICANA, BRUÑO