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Función de reproducción
Nosotros, al igual que el resto de seres vivos, estamos formados por millones de células. Cuando la célula no se está dividiendo el material genético se encuentra disperso en el núcleo de la célula formando la cromatina. Cuando comienza a dividirse, el ADN que la constituye se enrolla y se organiza formando los cromosomas.
Los cromosomas
- Todos los seres vivos de la misma especie tienen en sus células el mismo número de cromosomas.
- La mitad de cromosomas de la célula son iguales en forma, tamaño y tipo de información a la otra mitad, por lo que se emparejan y forman los llamados pares de cromosomas homólogos. Hay una excepción, los espermatozoides y los óvulos, que siempre tienen la mitad. En nuestro caso 23.
- Cuando una célula tiene dos parejas de cada cromosoma, se dice que es diploide, y se representa como 2n, como ocurre con casi todas nuestras células.
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Cuando tiene sólo una, se dice que es haploide, se representa como n como ocurre con las células sexuales. Piensa que cuando se produce la fecundación se juntan los cromosomas del óvulo y espermatozoide, por lo que si no hubiera un sistema de reducción de cromosomas, ¡seríamos un conjunto de cromosomas!
Diferencia entre ciclo biológico y ciclo celular
Todos los organismos presentan diferentes etapas a lo largo de su vida, que constituyen su ciclo vital o biológico. Consta de las siguientes fases:
Fase inicial. En muchos organismos comienza con una fase unicelular. En otros casos se origina el nuevo individuo a partir de un grupo de células del progenitor.
Desarrollo. Se producen cambios de tamaño y forma, así como diferenciación de estructuras internas. Finaliza al alcanzar las características adultas.
Reproducción. Los organismos producen unidades reproductoras que darán lugar a nuevos individuos. |
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Al igual que los seres vivos, la célula, como su unidad básica, también posee un tiempo finito de vida, durante el que lleva a cabo las funciones vitales: nutrición, relación y reproducción.
Las células se dividen a través de una serie ordenada de pasos, que se denominan ciclo celular, en él la célula aumenta su tamaño, el número de componentes intracelulares, duplica su material genético y finalmente se divide. Cada clase de célula tiene un ciclo vital típico que abarca desde que se ha formado, por división de la célula madre, hasta que se divide o muere. La duración total es muy variable, en procariotas es muy corto (30'), en eucariotas inferiores oscila entre dos horas y pocos días y en metazoos oscila entre 8 horas y 100 días. Algunas células como las neuronas, fibras musculares y glóbulos rojos son incapaces de dividirse una vez que se han diferenciado.
En el ciclo celular se distinguen dos fases de distinta duración: la división celular y la interfase.
La Interfase es el período entre dos divisiones celulares y abarca el 90% del ciclo. La célula duplica su tamaño, aumenta los orgánulos y duplica el material genético, para que pueda pasar la misma información a las dos células hijas y ésta sea igual a la de la célula madre. La duración es variable y consta de 3 fases:
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Interfase
- G1: la célula crece y multiplica los orgánulos y demás componentes
- S: duplicación de los cromosomas, que vuelven a tener dos cromátidas hermanas.
- G2: la célula se prepara para la mitosis.
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La división celular permite que cada célula reciba la información genética necesaria. En los seres unicelulares, la división de lugar a nuevos individuos. En los pluricelulares permite que se origine el individuo, a partir del zigoto, y también la formación de los distintos tejidos y el mantenimiento del número de células.
La división celular o Mitosis.
Toda célula procede de otra célula. La división celular, es el proceso mediante el que la célula madre se divide, produciendo dos células hijas con las mismas características que la célula madre. Cada nueva célula debe heredar no sólo un núcleo que contenga toda la información genética necesaria, sino también los componentes citoplasmáticos necesarios para expresar es información: ribosomas, mitocondrias...
La división celular implica:
-La división del núcleo o cariocinesis, que es la parte más complicada
-La división del citoplasma o citocinesis, que se suele realizar a continuación, que ocupa solamente un 10% del ciclo.
Mitosis
Es la división del núcleo de la célula, que permite que las células hijas reciban la misma información genética que contiene la célula madre. La información genética se organiza para ello en cromosomas, que se reparten entre las dos células hijas, de manera que cada una de ellas reciba la misma información genética que la madre. Por ejemplo, cada una de nuestras células contiene 46 cromosomas y después de cada mitosis, cada célula hija recibirá 46 cromosomas.
Intenta descubrir qué fase señalan las flechas. |
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Para que este proceso se lleve a cabo, es necesario:
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La duplicación de los cromosomas. Esto lo garantiza la interfase, donde la célula realiza la copia de cada uno de los cromosomas, que pasa a tener dos cromátidas iguales, unidas a través del centrómero.
Tipos de cromosomas
La mitosis
La mitosis es un proceso continuo, aunque para estudiarla se divida convencionalmente en cuatro fases:
• Profase: En esta etapa los cromosomas se van condensando en el núcleo, el nucléolo desaparece y también la envoltura nuclear. Mientras, en el citoplasma, se comienza a formar el huso mitótico entre los 2 pares de centriolos, que se han duplicado. Al final del proceso tenemos a los cromosomas constituidos por dos cromátidas hermanas, con la misma información genética.
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Metafase: los cromosomas se unen al huso mitótico. Una vez unidos los cromosomas estos se alinean en el ecuador de la célula, con los centrómeros en el ecuador. |
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Anafase: las fibras del huso se empiezan a acortar y van tirando de las cromátidas hermanas, por lo que se produce la separación, cada una migra hacia polos opuestos de la célula, dando lugar a dos cromosomas hijos. |
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Telofase: cada juego de cromosomas llega a los polos de la célula y adopta una estructura menos densa. Posteriormente se forma la envoltura nuclear envolviendo a cada uno.
Al finalizar esta fase, se produce la división del citoplasma o Citocinesis |
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Citocinésis: es la división del citoplasma y el reparto de los orgánulos entre las dos células hijas.
En las células animales se divide la célula mediante un estrechamiento progresivo (gracias a un anillo contráctil de actina y miosina) produciendo dos células hijas cada una con un juego completo de cromosomas.
En las células vegetales es necesario formar también la pared celular, por lo que se forma un tabique de separación, el fragmoplasto.
La reproducción de los seres vivos
Los seres vivos han desarrollado dos formas básicas de reproducción, con distintas variantes
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Reproducción asexual: es la forma más rápida de elaborar nuevos individuos, ya que basta con una o varias células que se reproduzcan para que se obtenga un nuevo individuo.
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Reproducción sexual: la formación de un nuevo individuo necesita de la unión de dos células especializadas, los gametos.
La meiosis
Es la llamada división reduccional, porque a partir de una célula diploide 2n se obtienen células hijas con la mitad de cromosomas, es decir, células haploides.
Este tipo de reproducción sólo se desarrolla en las células madre de los gametos para dar lugar a espermatozoides y óvulos. De esta manera, cuando se produce la fecundación, los cromosomas de ambos tipos de células se unen y el zigoto resultante poseerá la dotación cromosómica completa. Los gametos tienen la mitad de cromosomas que el resto de células: en nuestro caso, los gametos poseen 23 cromosomas (n) y el zigoto, 46 (2n).
A partir del zigoto, por mitosis sucesivas se van produciendo los millones de células que conforman nuestro cuerpo. Todas ellas, excepto espermatozoides y óvulos, poseerán 46 cromosomas. De estos cromosomas, la mitad procede del padre y la otra mitad de la madre, por lo que se suele hablar de 23 pares de cromosomas.
Mediante la meiosis, a partir de una célula madre diploide se obtienen 4 células hijas haploides, para que al unirse el zigoto tenga la dotación completa. Además se produce la recombinación entre pares de cromosomas
Se produce en dos fases
Meiosis I: en la que se obtienen células con la mitad de cromosomas
Par cromosomas homólogos. Intercambio |
Emparejan cromosomas homólogos |
Cada cromosoma de la pareja emigra a un polo |
Los cromosomas homólogos van a células distintas |
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Profase I |
Metafase I |
Anafase I |
Telofase I |
Meiosis II: se separan las cromátidas hermanas, por lo que resultan en humanos, 23 cromátidas en cada célula. Posteriormente, cada cromátida fabricará su gemela, completándose el cromosoma.
Enrollamiento cromatina |
Se sitúan los 23 cromosomas en ecuador |
Son las cromátidas las que van a cada polo |
Se forman 4 células hijas con 23 cromosomas |
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Profase II |
Metafase II |
Anafase II |
Telofase II |
La importancia de esta división es que, a cada célula hija va un miembro de cada una de las parejas de cromosomas homólogos, siendo esta migración aleatoria: un caso extremo sería aquel en que todos los cromosomas que migran a una célula procedieran del padre y a la otra célula hija fueran todos los de la madre. En el caso de seres unicelulares, es su modo de reproducción.
Cromosomas del óvulo de la madre |
Cromosomas del espermatozoide
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Cariotipo del hijo |
Imagina que los azules son los cromosomas maternos y los rosas los paternos que hemos recibido. A la hora de formar los gametos, de cada pareja de cromosomas homólogos irá uno de ellos, el del padre o el de la madre. |
En este caso, de las tres parejas de cromosomas, dos de los maternos van a una célula hija y uno paterno. Al revés ocurrirá en la otra. |
El otro factor de variabilidad genética es la recombinación entre los dos cromosomas de la pareja. |
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Mitosis |
Meiosis |
Localización |
Todas las células |
Gametos |
Número células |
Dos |
Cuatro |
Número cromosomas |
Diploide (2n) |
Haploide (n) |
Función |
Crecimiento, renovación y mantenimiento |
Gametos, variabilidad |
Divisiones |
Una |
Dos |
Recombinación |
No |
Si |
Células obtenidas |
Todas las células |
Gametos |
Fases |
P, M, A, T |
P, M, A, T (1 y II) |
Resumen
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