RESUMEN DE BIOLOGIA: EL CICLO CELULAR

TEMA 12: EL CICLO CELULAR.

1. El ciclo celular.

El ciclo celular es el conjunto ordenador de sucesos que transcurre desde que se forma una célula hasta que se divide y da lugar a dos células hija. Comprende dos etapas: la interfase y la mitosis o división celular.

1.1. La interfase.

Es el periodo que transcurre entre dos divisiones celulares sucesivas. Esta fase se subdivide en tres: fase G1, fase de síntesis o fase S, y fase G2.

La fase G1.

Es el lapso de tiempo comprendido entre el final de la última división celular y la síntesis de ADN. Muchas células se encuentran bloqueadas en G1, es decir, no entran en división; se dice, entonces, que están en fase de reposo o fase G0.

La fase S.

En esta etapa tiene lugar la síntesis de las histonas y la replicación del ADN. La mayor parte de las mutaciones se producen durante la replicación del ADN. Por ello, los sistemas de reparación del material genético actúan más intensamente y con más eficacia en esta fase.

La fase G2.

La fase G2 es una etapa de preparación para la mitosis; el ADN comienza a condensarse y forma los cromosomas.

1.2. La mitosis.

Significado biológico de la mitosis.

En la mitosis el número de cromosomas se mantiene constante y las células hijas son idénticas a la célula madre: la finalidad de la mitosis es la obtención de células iguales para el crecimiento y reparación de órganos y estructuras.

La mitosis es el proceso de división nuclear. Supone el reparto de la información genética entre los dos núcleos hijas, aunque constituye un proceso continuo, para su estudio se diferencian los siguientes pasos: profase, metafase, anafase y telofase.

Las fases de la mitosis I: la profase y la metafase.

La profase.

La cromatina se va condensando y los cromosomas se van visualizando. Los cromosomas se mueven hacia la periferia nuclear. Desaparecen progresivamente la membrana nuclear y el nucléolo y comienza a formarse el huso mitótico.

La metafase.

Los cromosomas se sitúan en la zona central de la célula, formando la llamada placa ecuatorial. Las cromátidas hermanas de cada cromosoma se disponen orientadas hacia los polos opuestos.

Las fases de la mitosis II: la anafase y la telofase.

La anafase.

Los cromosomas se separan en sus dos cromátidas, de modo que cada cromátida va a un polo de la célula.

La telofase.

Constituye la etapa final de la mitosis y se caracteriza porque en ella, una vez que los cromosomas hijos han alcanzado los polos, se produce la descondensación progresiva de los cromosomas y por último se forma de nuevo la envoltura nuclear. Finalmente aparecen los nucléolos y se forman los núcleos hijas.

Las fases de la mitosis III: la citocinesis.

En células animales.

En las células animales la citocinesis se produce por estrangulamiento. Forma un anillo contráctil alrededor del ecuador de la célula, que, al contraerse, forma un surco de división que acaba escindiendo la célula en dos.

En células vegetales.

En las células vegetales se forma una estructura central, el fragmoplasto. Al cabo de un período de tiempo, el fragmoplasto se transforma en lámina media.

2. La meiosis.

La meiosis es un tipo especial de división del núcleo celular que origina cuatro núcleos haploides a partir de un núcleo diploide. Es necesaria para la formación de los gametos: la unión de los dos gametos dará lugar a un cigoto diploide.

2.1. El significado biológico de la meiosis.

• Reduce a la mitad el material genético. Esta reducción es solo cuantitativa.

• Aumenta la variabilidad génica de una población. Las distintas posibilidades de reparto en la separación de los cromosomas parentales que tienen lugar durante la primera división meiótica junto con la recombinación y el intercambio de información genética producidos en la primera división meiótica son los responsables de una gran variabilidad genética.

2.2. Las fases de la meiosis.

La meiosis es un proceso que consiste en dos divisiones sucesivas del núcleo.

• La primera división meiótica. En ella, las parejas de cromosomas homólogos se separan.

• La segunda división meiótica. En ella se separan cromátidas. Equivale a una mitosis normal.

La primera división meiótica.

La profase I.

• Leptoteno. Los cromosomas se condensan y comienzan a visualizarse. Comienza a formarse el huso mitótico.

• Zigoteno. Los cromosomas homólogos se emparejan entre sí. Esta asociación se llama sinapsis y cada pareja de cromosomas homólogos se llama bivalentes o tétrada.

• Paquiteno. En esta fase, se produce el sobre cruzamiento (crossing over). Es un fenómeno de intercambio de segmentos de ADN entre cromátidas no hermanas.

• Diploteno. Los cromosomas homólogos inician su separación aunque permanecen unidos en aquellos puntos donde ha tenido lugar el sobrecruzamiento. Puntos denominados quiasmas.

• Diacinesis. El nucléolo y la membrana nuclear comienzan a desaparecer.

• Prometafase I. Al final se completa la desaparición de la membrana nuclear y el nucléolo y empieza la unión de los divalentes al huso mitótico.

La metafase I.

Los bivalentes se sitúan en la placa ecuatorial.

La anafase I.

Se separan los bivalentes y cada uno de los cromosomas constituidos por dos cromátidas se dirigen hacia uno de los polos de la célula.

La telofase I.

Al final de se originan dos células hija haploides, con dos cromátidas cada uno de los cromosomas. En esta fase reaparecen el nucléolo y la membrana celular. A continuación se produce la citocinesis.

La segunda división meiótica.

La profase II.

Las envolturas nucleares se desintegran.

La metafase II.

Los cromosomas se disponen en la placa ecuatorial.

La anafase II.

Las cromátidas hermanas se separan hacia los polos opuestos.

La telofase II.

Se forma la envoltura nuclear alrededor de los conjuntos de cromosomas que hay en cada polo.

La citocinesis.

Como resultado de la citocinesis, se obtienen cuatro células hija de n cromosomas (haploides), compuestos por n cromátidas.

Comparación entre la mitosis y la meiosis.

LA MITOSIS. LA MEIOSIS.

CARACTERÍSITCAS Y CONTENIDO GENÉTICO. Es una división conservacional, es decir, las células hija tienen el mismo número de cromosomas y la misma cantidad de ADN que la célula madre. Es una división reduccional, es decir, las células hijas son haploides y contienen la mitad de la cantidad de ADN que la célula madre.

DURACIÓN DEL G2

La información genética no varía. Se produce apareamiento y recombinación entre los cromosomas homólogos y aumenta la variabilidad genética.

Se obtienen dos células hijas idénticas genéticamente. Se obtienen 4 células hijas genéticamente diferentes.

TEMA 14: LA BASE MOLECULAR DE LA HERENCIA.

1. El ADN, portador de la información genética.

La molécula que contiene la información de las características biológicas de los seres vivos es el ADN. Antes de que se identificara la molécula portadora del mensaje genético ya se sabía que debía cumplir ciertos requisitos:

• Tenía que ser químicamente estable para que la información contenida en la molécula no sufriera alteraciones.

• Debía ser capaz de replicarse.

• Debía transmitirse de una generación a otra.

Griffith trabajó con dos cepas de una bacteria patógena, R y S. La cepa S provocaba la muerte en los ratones de experimentación y la R resultaba inofensiva para los ratones. Si al ratón se le inyectaba las bacterias de la S inactivadas y muertas por el calor, no le causaba la muerte al ratón. Pero si se les inyectaba una mezcla de bacterias de la cepa R vivas, (inofensivas) junto con bacterias de la cepa S muertas (también inofensivas) se desarrollaba la enfermedad en el ratón que provocaba su muerte. De estas experiencias se dedujo que las bacterias de la cepa S muertas presentaban algo que transformaba las bacterias de la cepa R que inicialmente eran inofensivas en virulentas. Esa molécula responsable de esa transformación inicialmente se pensó que eran las proteínas y finalmente se comprobó que era la molécula del ADN los que transformaba las bacterias de la cepa R en bacterias de la cepa S.

2. El flujo de la información genética.

2.1. Definición molecular de gen.

La secuencia de bases nitrogenadas del ADN constituye la información codificada que las células emplean para sintetizar sus proteínas. En las procariotas:

• Material genético libre en el citoplasma y no está asociado a ninguna otra molécula (ADN desnudo).

• Casi todo el ADN sirve como información para la síntesis de proteínas.

En las células eucariotas:

• El ADN en el núcleo donde se encuentra asociado a estomas.

• Sólo el 10% de esta molécula se emplea para codificar proteínas.

2.3. El flujo de la información genética.

El dogma central de la biología molecular establece que el ADN copia una parte de su mensaje sintetizando una molécula de ARN mensajero (proceso denominado transcripción), la cual constituye la información utilizada por los ribosomas para la síntesis de una proteína (traducción).

Así el mensaje genético se transmite en dos etapas sucesivas en las que el ARN es un intermediario imprescindible.

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