El ciclo celular -Tema 10-

En esta nueva entrada vamos a hablar del ciclo celular. La célula es la unidad morfológica, fisiológica y genética más pequeña con vida que realiza las tres funciones vitales, nutrición, relación y reproducción. En cuanto a esta última, las células se reproducen mediante la división celular. Esta división puede ser producida por diferentes causas como la disponibilidad de espacio o estímulos químicos. Además, las células solo se pueden reproducir un número limitado de veces, por o que al llegar a este número se produce su muerte natural de estas, llamada apoptosis. La apoptosis se produce por autolisis a partir de la ruptura de los lisosomas de la propia célula.

Para comenzar, las células tienen un periodo de maduración tras nacer llamado interfase. La interfase está compuesta por tres periodos. El primero es el G1 y en él se duplica el contenido celular excepto los cromosomas. En esta etapa puede ser que la célula se quede en un estado de reposo llamado G0. A continuación, se encuentra el periodo S. En el periodo S se duplica el material genético y continua la síntesis de ARNm que comenzó e G1. Entre G1 y S se encuentra un el punto de transición. Finalmente se encuentra el periodo G2, en el que el ADN comienza a condensarse.

Posteriormente a la interfase se puede producir la mitosis o la meiosis. La mitosis es el proceso por el que una célula madre se divide y da lugar a dos células hijas con la misma dotación genética. Está compuesta por cuatro etapas: profase, metafase, anafase y telofase. En la profase se condensa la cromatina, se duplican los centriolos, aparece el huso acromático y desaparece la envoltura nuclear. En la metafase se sitúan los cromosomas en el ecuador de la célula formando la placa ecuatorial. A continuación, en la anafase se separan las cromátidas que forman los cromosomas y se dirigen hacia polos opuestos de la célula. Finalmente, en la telofase se vuelven a forma las envolturas nucleares y los cromosomas se descondensan y pasan a cromatina.

Imagen propia

Por otro lado, la meiosis es la división celular de una célula diploide que da como resultado cuatro células haploides genéticamente diferentes. Esto aumenta la variabilidad genética. La meiosis consta de las mismas etapas que la meiosis pero con la diferencia de que las realiza dos veces porque en su primera división meiótica se separan los cromosomas homólogos y en la segunda división meiótica se separan las cromátidas de los cromosomas. Además, otra diferencia se encuentra en la profase I, en la que se diferencian cinco etapas. La primera es el leptoteno, en la que se empiezan a hacer visibles los cromosomas y se duplican los centriolos. La segunda es el zigoteno. En esta etapa se aparean los cromosomas homólogos, formando las tétradas o bivalentes, mediante la sinapsis con la ayuda de una estructura proteica llamada complejo sinaptico. La siguiente etapa es el paquiteno y en ella se produce el apareamiento completo de los cromosomas y se produce el sobrecruzamiento de los cromosomas homólogos. Estos cruces no se pueden observar pero si se pueden ver los nódulos de recombinación. A continuación se produce el diploteno. En el diploteno se comienzan a separar los cromosomas homólogos y solo se quedan unidos por los quiasmas. Por último, ocurre la diacinesis. Esta es la última etapa de la profase I y en ella se encuentran los cromosomas en su máximo grado de empaquetamiento, desaparece la envoltura nuclear y el huso acromático se encuentra casi formado.

Imagen propia

Para acabar con la división celular, las células tienen que dividir su citoplasma tras haber dividido su núcleo. Para esto realizan la citocinesis. La citocinesis puede ser de dos formas, según si es una célula animal o vegetal. Si es una célula animal se produce por estangulamiento y si es en una célula vegetal se produce por tabicación. En este último caso las células no están completamente separadas ya que se forman plasmodermos que aseguran la comunicación entre ellas.

Finalmente, las células tienen diferentes ciclos biológicos según el momento en el que se produzca la mitosis.

Fuente: https://www.asturnatura.com/articulos/nucleo-mitosis-meiosis/ciclos-biologicos.php

Actividades

1. A la vista de la imagen, conteste las siguientes cuestiones:

¿Qué etapa de la mitosis representa? ¿Qué indican las flechas A, B y C? ¿Se trata de una célula animal o vegetal?, razone la respuesta. Describa detalladamente los fenómenos naturales que ocurren en esta etapa?

Representa la telofase, etapa en la que las cromátidas ya están en polos opuestos y en la que comienza a estrecharse la célula por su mitad.

A: cromatina

B: huso acromático

C: citocinesis por estrangulación

Se trata de una célula animal porque no se muestra ninguna pared celular en la imagen. En esta etapa las cromátidas ya se encuentran en polos opuestos de la célula y se encuentran en forma de cromatina, ADN descondensado. También se puede observar que está comenzando la división del citoplasma. Además, vuelve a aparecer la envoltura nuclear rodeando la cromatina, en este caso aparecen dos envolturas nucleares por la división nuclear que se produce en la mitosis.

Describa los fenómenos celulares que tienen lugar en las restantes etapas de la mitosis. Explique cuál es el significado biológico de la misma.

La imagen muestra la telofase, la fase final de la mitosis, seguida de la citocinesis. Aun así, la preceden la profase, la metafase y la anafase. En la profase se duplican los centriolos, que se dirigen a los polos opuestos de la célula formando el huso acromático y desaparece la envoltura nuclear. En la metafasese disponen los cromosomas en el ecuador, formando la placa ecuatorial. Por último, en la anafase los cromosomas se dividen y cada cromátida va a un polo opuesto de la célula con la ayuda del huso acromático.

La mitosis es la división de una célula madre en la que se conservan tanto el número como el tipo de cromosomas en las células hijas.

2. A la vista del esquema responda razonadamente a las siguientes preguntas:

Indique qué momento del ciclo celular representan los esquemas arriba indicados, lo que señalan los números, y describa los fenómenos celulares que ocurren en A, B y C.

A: interfase. Se produce el crecimiento de la célula y la duplicación del ADN. En esta etapa ya se pueden observar los cromosomas.

B: profase. Los cromosomas continúan condensándose y se han duplicado los centriolos.

C: profase. Los centriolos se dirigen a los polos opuestos de la célula formando el huso acromático.

D: profase

E: metafase

F: anafase

G: telofase

H: citocinesis

1: cromosomas

2: centriolo

3: huso acromático

Diga si los dibujos corresponden a una célula animal o vegetal. Indique, razonando la respuesta, dos características en las que se basa.

Se trata de una célula animal porque no presenta pared celular y porque la citocinesis se está realizando mediante estrangulamiento y no por tabicación.

3. En relación con la figura adjunta conteste las siguientes cuestiones:

¿Qué representa la gráfica 1? Explique cómo cambia el contenido de ADN desde la fase A hasta la fase G.
¿Qué función tiene el cambio en el contenido de ADN que se representa en la gráfica 1? Suponiendo que los cromosomas fueran visibles a lo largo de todo el ciclo, ¿en qué fases, desde la C a la G, de la gráfica 1 encontraría las estructuras cromosómicas (1 a 4) que se muestran en la figura 2?

La gráfica 1 representa la cantidad de ADN que tiene una célula durante el ciclo celular, más concretamente durante la meiosis.

En la fase A la célula tiene una cantidad de ADN 2n, que se duplica en lafase B. Esta nueva cantidad 4n se mantiene constante durante la fase C. En la fase D se reduce a la mitad,por lo que se deduce que se produce la primera división meiótica. Después, en la fase E se mantiene otra vez constante la cantidad de ADN, pero vuelve oa bajar esta cantidad por la segunda división meiótica. Finalmente, se mantiene la cantidad de ADN n durante la fase G, en la que se obtienen cuatro células haploides.

1: C

2: F y G

3: C

4: D y E

4. En relación con el esquema adjunto, que representa tres fases (1, 2 y 3) de distintos procesos de división celular de un organismo con una dotación cromosómica 2n=4, conteste las siguientes cuestiones:

Indique de qué fases se trata y de los distintos tipos de división se da en en cada una de ellas. ¿Qué representan en cada caso las estructuras señaladas con las letras A, B, C y D?

1: metafase I - meiosis

2: anafase - mitosis

3: anafase II - meiosis

¿Cuál es la finalidad de los distintos tipos de división celular? Dibuje esquemáticamente el proceso de división completo del que forma parte la fase 2 identificando las distontas estructuras.

La finalidad de la mitosis es la de crear células nuevas idénticas a la célula original para poder renovar tejidos y para permitir que el organismo crezca, en el caso de un organismo pluricelular, o para mantener la especie, en el caso de un organismo unicelular.

La finalidad de la meiosis es aumentar la variabilidad genética.

Imagen propia

5. A la vista de las gráficas, conteste las siguientes cuestiones:

¿Qué proceso se representa en la gráfica A? Explique en qué se basa para dar la respuesta. Indique razonadamente qué ocurre con el ADN a lo largo del proceso.

En la gráfica A se muestra el ciclo celular desde una interfase hasta la siguiente, mostrando una división mitótica. Esto es así porque en la gráfica se muestra una duplicación de la cantidad de ADN y solamente una disminución de la misma. En la gráfica se muestra como la cantidad de ADN se mantiene constante hasta llegar al periodo S, en el que se duplica. Después de este periodo se mantiene constante durante el fin de la interfase y de la mitosis. Finalmente, se produce la división del citoplasma, citocinesis, y baja la cantidad de ADN porque ahora se encuentra repartido en dos células hijas, ambas con la misma cantidad de material genético que la célula madre.

¿Qué proceso se representa en la gráfica B? Explique en qué se basa para dar la respuesta. Indique razonadamente qué ocurre con el ADN a lo largo del proceso.

En la gráfica B se muestra un proceso meiótico, esto es debido a las dos reducciones de la cantidad de ADN que se muestran en la gráfica. Al comenzar la gráfica el ADN tiene una cantidad de 2n, que se duplica en el periodo S y se mantiene constante hasta el comienzo de la primera división meiótica. Esta primera división se muestra representada con el descenso de la cantidad de material genético, que vuelve a reducirse en la segunda división meiótica. Finalmente, tras esta última división la cantidad de ADN es menor que la cantidad original. Esto es debido a que en la meiosis se producen cuatro células hijas haploides a partir de una célula madre diploide.

6. En relación con las figuras adjuntas, responda las siguientes cuestiones:

Nombre los procesos señalados con las letras A y B. ¿Qué fase se señala con el número 1? Describa lo que ocurre en esta fase.

El proceso A es la meiosis y la B es la mitosis.

En el número 1 se muestra la profase I. La profase I está formada por cinco etapas. La primera etapa es el leptoteno, etapa en la que los cromosomas se hacen visibles. La segunda etapa es el zigoteno y en él se aparean los cromosomas homólogos gen a gen. La tercera etapa es el paquiteno y en él se forman las tétradas y se produce el sobrecruzamiento de los cromosomas homólogos. La cuarta etapa es el diploteno y en él se comienza a separar los cromosomas homólogos. Finalmente, la última etapa es la diacinesis, en la que se separan completamente los cromosomas homólogos, se forma el huso acromático y desaparece la envoltura nuclear.

Enumere cinco diferencias entre los procesos A y B. Indique la importancia biológica de ambos procesos.

La mitosis realiza una división del núcleo y la meiosis realiza dos.
En la mitosis se obtienen dos células hijas y en la meiosis se obtienen cuatro.
Las células hijas de la mitosis son diploides, como la célula madre, y las células hijas de meiosis son haploides.
La meiosis realiza sobrecruzamiento y la mitosis no.
La mitosis se produce en célula ssomáticas y la meiosis en células germinales.

La mitosis es para regenerar tejidos y permitir el crecimiento del organismo y la finalidad de la meiosis es aumentar la variabilidad genética.