Mitosis y Meiosis 12-10-2012

Dra. Andrea F. Puppio

12/10/2012

andreapuppio@gmail.com (12/10/2012)

Mitosis, Meiosis, Espermatogénesis, Oogenésis

CICLO DE VIDA DE LAS CÉLULAS

Ciclo celular- Mitosis- Meiosis- Cáncer - Oncogenes

Introducción

Las células de los organismos realizan a lo largo de su existencia varios procesos para reproducirse y mantenerse viva

Gran número de ellos destinados al mantenimiento de la integridad estructural y funcional de la célula y son los que contribuyen a la homeostasis

¿Qué es la homeostasis? Otros procesos están destinados a la

continuidad celular y son los referentes a la reproducción o división

Introducción

Las células hijas deben heredar en condiciones normales idéntica autonomía, es indispensable que el material genético (el ADN) sea “duplicado en forma precisa y sin grandes errores, y que las dos copias se repartan con exactitud entre las células hijas

Algunas células (excepcionales) después de llegar a su estructura definitiva no completan su ciclo celular quedando detenidas en el proceso de interfase sin expresar ninguna división celular

Este es el caso de algunas células muy especializadas como las neuronas, las fibras musculares, y los glóbulos rojos o eritrocitos

Interfase

En los estudios de ciclo celular se llama a la interfase al períodos que se observa entre dos divisiones sucesivas

En comparación con la actividad desarrollada durante la división celular (condensación de cromosomas, formación del aparato mitótico, desaparición y reaparición de estructuras nucleares, etc), la interfase parecería ser un período de descanso celular de reproducción…

Sin embargo, es el período de máxima actividad metabólica de rutina de la celular

Se estima que solo un 10% de las células están en tiempo de división celular comparado con el de interfase

Ciclo Celular

El ciclo celular comprende toda una serie de acontecimientos o etapas que tienen lugar en la célula durante su crecimiento y división

Una célula pasa la mayor parte de su tiempo en la etapa llamada interfase, y durante este tiempo crece

Una vez terminada la etapa de interfase, la célula entra en la mitosis y completa su división.

Las células resultantes, llamadas células hijas, empiezan sus respectivas etapas de interfase y empiezan así una nueva serie de ciclos celulares.

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Mitosis y meiosis

Replicación de ADN

Mitosis

En el momento de la concepción el cigoto humano está compuesto por una célula

Experimenta división rápida

Da lugar a un adulto maduro de 1x10¹⁴ células en total

En la mayoría de los tejidos y órganos las células se dividen durante toda la vida

El proceso de división celular somática se denomina MITOSIS

Mitosis

Mitosis es el proceso celular por el cual se producen dos núcleos

Generalmente, la mitosis va seguida inmediatamente del reparto equitativo del núcleo celular así como del resto del contenido celular en dos células hijas

En la mayoría de las células como la médula ósea, la piel, las células se dividen durante toda la vida

El proceso de división celular somático durante el cual el núcleo se divide se llama mitosis

Mitosis

Durante la mitosis, en condiciones normales, cada cromosóma se divide en dos cromosómas hijos, cada uno de los cuales se dirige a cada una de las células hijas

El número de cromosómas por núcleo (en condicionaes normales) se mantiene sin cambios

Antes que la célula comience con la mitosis, debió primero replicar su ADN (durante la fase S del ciclo celular.

La mitosis es un proceso continuo que dura aprox. 1-2 horas pero a fines descriptivos conviene dividirlo en etapas

Etapas de la mitosis Etapas Eventos más Importantes

Profase Los cromosómas se condensan y comienza a formarse el huso mitótico. En cada célula se forman los centríolos los cuales irradian a los microtúbulos a medida que los centríolos se mueven hacia los polos opuestos

Prometafase La membrana nuclear comienza a desintegrarse y permite que los cromosómas se dispersen por toda la célula. Cada cromosóma se fija por su centromero a un microtúbulo del huso mitótico

Metafase Los cromosómas se alinean a lo largo del plano ecuatorial de la célula. Cada cromosóma está unido al centríolo por un microtúbulo y forma lo que se llama huso maduro. Aquí los cromosómas están crontraidos al máximo y por lo tanto son más visuales, y toman la forma de la letra X (cada cromosóma se separó, pero se mantiene fijo por el centrómero que aún no se dividió)

Anafase En la anafase el centrómero de cada cromosoma se divide longitudinalmente y las dos cromatides hijas se separan hacia los polos opuestos de la célula

Telofase En esta etapa ahora los cromosómas son independientes, se han separado completamente y los dos grupos de cromosómas hijos se encuentran en una nueva membrana celular. El citoplasma también se separa por un fenómeno llamado “citocinesis”, lo que produce la formación de dos nuevas células hijas, cada una de las cuales contiene un complemento cromosómico diploide completo

Huso mitótico en células eucariotas

Son microtúbulos que conducen a los cromosómas a los polos .El huso mitótico es una estructura formada por proteínas del citoesqueleto (microtúbulos)

Esta estructura se organiza cuando la célula eucarionte experimentará la mitosis o la meiosis

En la interfase, no está presente

La función del huso mitótico es enlazar los cromosomas por sus centrómeros (profase), para ubicarlos en el ecuador (metafase) y desplazarlos hacia los polos de la célula (anafase)

Cuando la célula esta en telofase, el huso mitótico y los ásteres se desorganizan.

Las fibras del huso están adosadas a los centríolos en las células animales

De los centríolos aparecen unas pequeñas fibras de microtúbulos, estos son los ásteres

Etapas de la mitosis

Ciclo celular

El período entre las sucesivas mitosis se conoce como INTERFASE

En las células que se dividen rápido su duración es de 16 a 24 hs.

La interfase comienza con la faseG1 (gap) que es muy variable de célula en célula

Las células que han detenido su división como las neuronas habitualmente quedan en esta fase y se la conoce como G0

La fase G va seguida de la fase S (síntesis), donde se produce la replicación del ADN y se replica la cromatidas de cada, dando a cada cromosoma la forma de X.

El proceso de replicación del ADN comienza en muchos puntos del cromosóma!!!

Corpúsuculo de Barr o Cromatina Sexual o Cromosóma X Inactivo

Las parejas homólogas de cromosómas habitualmente se replican en forma sincronizada, sin embargo uno de los crom X tarda más en replicarse lo que puede visualizarse en las células somáticas femeninas

Es un método insatisfactorio de determinación del sexo el cual se realizaba a través de un raspado de la mucosa bucal

Meiosis

La meiosis es el proceso de la división nuclear que ocurre durante la etapa final de la formación del gameto

Difiere de la mitosis en 3 aspectos fundamentales:

Diferencias más importantes entre la mitosis y meiosis

(1) La mitosis ocasiona que cada célula hija tenga un complemento cromosómico diploide (46). Durante la meiosis el recuento se divide a la mitad, de forma que cada complemento maduro recibe un complemento haploide de 23 cromosomas. Siempre hablando de condiciones normales

(2) La mitosis se desarrolla en las células somáticas. La meiosis ocurre en la división final de la maduración de los gametos

(3) La mitosis ocurre como un proceso de 1 solo paso, mientras que la meiosis puede considerarse como dos divisiones celulares conocidas como meiosis I y II.

Etapas de la Meiosis I Etapas Aspectos importantes Sub etapas de la Profase I

Profase I Xs divididos longitudinalmente en dos cromatidas unidas por el centrómero, excepto los crom. X e Y en la meiosis masculina Se produce un proceso llamado entrecruzamiento o recombinación en el crom. Y Es relativamente larga y se separa en 5 suebetapas

(1)Leptoteno: Xs se hacen visibles y se condensan (2) Zigoteno: Xs homólogos se alinean (proceso llamado sinapsis), y se mantienen juntos por estructuras filamentosas llamadas “complejos sinaptonémicos” (3) Paquiteno: cada Xs (llamado bivalente) se enrrolla y se produce el entrecruzamiento, intercambio de regiones homológas entre las cromatidas (4)Diploteno: los Xs comienzan a separarse , pero permanencen unidos por puntos de entrecruzamiento llamado “quiasmas” . Por termino medio los Xs pequeños, medianos, y grandes tienen de 1 a 3 quiasmas, lo que da aproximadamente 40 episodios de recombinación por meiosis y por gameto (5) Diacinesis: la separación de las parejas de los Xs homólogos continúa a medida que los Xs se condensan al máximo

Metafase I La membrana nuclear desaparece, Xs se alinean en el plano ecuatorial de la célula donde están fijados al huso, como en la metafase de la mitosis

Anafase I

Los Xs se separan a los polos opuestos de la célula a medida que el huso se contrae

Telofase I Cada conjunto de Xs haploides está completamente separado ahora en los extremos opuestos de la célula, que se disocia en dos nuevos gametos hijos: espermatocitos u ovocitos primarios

Meiosis II : División Mitótica Ordinaria

Es una división mitótica ordinaria

Cada cromosóma, que existe como una pareja de cromátidas se alinea a lo largo del plano ecuatorial y después se escinde longitudinalmente, dando lugar a la formación de dos nuevos gametos hijos conocidos como espermátidas u óvulos

Meiosis I y II

Consecuencias de la Meiosis

Reproducción y Mantenimiento de las especies Diversidad Genética

Cumple dos objetivos

(1) Facilita la división en 2 del número diploide de Xs

Es decir, cada hijo/a recibe la mitad del complemento cromosómico (es decir su ADN) de cada progenitor

(2) Proporciona un potencial extraordinario para generar diversidad genética

(1) Cuando los bivalentes (en el paquiteno de la profase) se separan en la profase I, lo hacen en forma independiente. Consecuente con la 3 era ley de Mendel. Cuando hay genes que se heredan juntos (ligamiento). La probabilidad de que cualquiera de los gametos de un mismo individuo contenga exactamente la misma información genética es de 1 por cada 8 millones

(2) Como resultado del entrecruzamiento, cada cromátida contiene partes de ADN derivadas de cada uno de los progenitores

Cáncer

El cáncer es un grupo de enfermedades caracterizadas por un crecimiento celular incontrolado

El cáncer se origina cuando una sola célula muta, lo que resulta en un colapso de los controles normales de regulación

Estas mutaciones se pueden heredar, causadas por errores en la replicación y reparación del del ADN

Como resultado de la exposición a productos químicos nocivos, etc

Un tumor canceroso puede extenderse a otras partes del cuerpo y, si se deja sin tratar, ser fatal (metástasis)

Ejemplo: Leucemia Mieloide Crónica, etc.

GAMETOGÉNESIS

Oogenésis, espermatogénesis

Diferencias entre la gametogénesis en hombres y mujeres Diferencias principales Hombres

Mujeres

Comienzo Duración Número de Mitosis para la información de gametos Producción de gametos por meiosis Producción de gametos

Pubertad 60-65 días 30-500 4 espermátidas 100-200 millones por eyaculación

Inicio de la vida embrionaria 10-50 años 20-30 1 óvulo + 3 cuerpos polares 1 óvulo por ciclo menstrual

Gametogénesis

Este proceso muestra diferencias importantes entre hombres y mujeres, y estas presentan consecuencias clínicas bastantes distintas si se producen errores

Hombres: ESPERMATOGÉNESIS

Mujeres: OOGÉNESIS

Oogénesis

Los óvulos maduros se desarrollan a partir de las oogonias mediante una serie de pasos complejos intermedios

Las oogonias se originan en las células germinales en un proceso que lleva de 20-30 divisiones mitóticas, lo que se produce durante los primeros meses de la vida embrionaria

Al final la embriogénesis (sem 12 de embarazo) las oogonias comienzan a madurar para convertirse en ovocitos primarios que comienzan con el proceso de meiosis

En el nacimiento todos los ovocitos están detenidos en la fase dictioteno, es decir, que mantiene en suspenso la meiosis I

En la ovulación finaliza la meiosis I →→→ meiosis II

Oogénesis

Espermatogénesis

Es un proceso que dura de 60 a 65 días En la pubertad las espermatogonias ya han

experimentado 30 divisiones mitóticas, comienzan a madurar para convertirse en espermatocitos primarios que experimentan una meiosis tipo I y emergen como espermatocitos secundarios haploides

Luego se someten a una segunda división meiotica para formar espermatidas, que a su vez se desarrollan sin ninguna división celular posterior hasta convertirse en espermatozoides maduros (100-200 millones por eyaculación)

La espermatogénesis es un proceso contínuo

Espermatogénesis

Espermatogénesis – Oogenesis

Gametogénesis

Diferencias físicas entre hombres y mujeres

Eje Hipotálamo Hipófisis Gonadal Hombres

Eje Hipotálamo Hipófisis Gonadal Mujeres

Ciclo de Vida Humana

No discriminemos ni segreguemos

Cientos de miles de síndromes y condiciones genéticas

Mitosis y Meiosis 12-10-2012

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Comparación Mitosis Meiosis

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