DIVISIÓN CELULAR

Metafase de cromosomas teñidos con giemsa, para realizar un cariotipo si bandas Fuente: Sciencephotolibrary
Metafase de cromosomas teñidos con giemsa, para realizar un cariotipo si bandas Fuente: Sciencephotolibrary

Breve introducción a los cromosomas y genes

Debemos aclarar que los seres vertebrados superiores somos diploides, es decir que tenemos dos juegos de cromosomas, uno que heredamos de nuestra madre y otro de nuestro padre.

herencia de cromosomas de padres a hijos
herencia de cromosomas de padres a hijos. Luego de formado el cigoto se duplican los cromosomas para empezar a dividirse por mitosis
Padres a hijos herencia de cromosomasCC by-sa 4.0Gabriela M. Iglesias

Además es importante recordar que dentro de los cromosomas hay genes y que ellos tienen variantes en su expresión (alelos es el término genético)

Por ejemplo un gen podría ser el responsable de un característica, por ejemplo el COLOR. Y las variantes podrían ser Negro y Marrón. Si el Negro domina sobre el marrón se abrevia con una letra mayúscula Por ejemplo A (negro) y en minúscula el marrón (a).

Los individuos pueden ser homocigotas es decir tener dos alelos iguales, o heterocigotas: en ese caso un alelo A y otro a. Como en este caso hay uno dominante, el animal o individuo Aa (heterocigota) será de color negro. De los homocigotas, el dominante, AA es Negro también y el aa es homocigota recesivo (color marrón). Vuelvo a aclarar que sólo es un ejemplo ilustrativo

Cromosomas y genes, con sus variantes o alelos. En este esquema ambos cromosomas homólogos, uno materno y otro paterno, están sin duplicar, con una sola cromátide.
Cromosomas y genes, con sus variantes o alelos. En este esquema ambos cromosomas homólogos, uno materno y otro paterno, están sin duplicar, con una sola cromátide.
Alelos y cromosomasCC by-sa 4.0Gabriela M. Iglesias

Ciclo celular

Las células eucariotas pasan por un ciclo celular, para poder dividirse y de esta forma reponer las células envejecidas o muertas o para formar gametas (oocitos o espermatozides). El en caso de que las células se dividan para mantener el stock de células necesarias, el proceso por el cual se dividen se denomina MITOSIS.

En cambio cuando se dividen para formar gametas el proceso se denomina MEIOSIS.

En cuanto al ciclo celular, antes de que la célula se divida pasa por una fase de dicho ciclo que se denomina INTERFASE. A su vez esta interfase se divide en varias etapas G1, S y G2. Desde el punto de vista de la Genética la fase S es la más importante ya que allí se replica el ADN como se menciona en la página de Replicación y Transcripción del ADN

Cada molécula de ADN que se convertirá en un cromosoma al alcanzar su máximo grado de condensación , al pasar por la fase S se duplica y por lo tanto cada cromosomas pasa a tener dos cromátides.

Este proceso es necesario ya que si el ADN no se duplicara antes de la división celular, las células hijas se dividirían a la mitad y se perdería la mitad de la información genética.

Cada célula hija en la MITOSIS debe poseer la misma inofrmación genética que la célula que le dió orígen o célula madre (tanto en calidad de información como en cantidad de cromosomas).

Ciclo celular

La interfase del Ciclo celular comprende G1, S y G2. Tanto en G1 como en G2 de la interfase son las etapas dónde el ADN o la cromatina está activa, o sea que se produce transcripción y traducción de proteínas. Luego ya al entrar a la división celular la cromatina se inactiva porque aumenta su grado de condensación como se ha mencionado en la página de cromosomas y cromatina del Blog Desde Mendel hasta las moléculas.

El ciclo celular está regulado por diversos genes que codifican proteínas que hacen chequeos de cada fase posibilitanto que la división continúe o vaya a apoptosis. La proteínas fundamentales son ciclinas kinsasas.

Ciclo celular y sus etapas por Gabriela Iglesias
Ciclo celular y sus etapas por Gabriela Iglesias
Ciclo celularCC by-sa 4.0Gabriela M. Iglesias

Mitosis

Las células eucariotas pasan por un ciclo celular, para poder dividirse y de esta forma reponer las células envejecidas o muertas o para formar gametas (oocitos o espermatozides). El en caso de que las células se dividan para mantener el stock de células necesarias, el proceso por el cual se dividen se denomina MITOSIS.

En cambio cuando se dividen para formar gametas el proceso se denomina MEIOSIS.

En cuanto al ciclo celular, antes de que la célula se divida pasa por una fase de dicho ciclo que se denomina INTERFASE. A su vez esta interfase se divide en varias etapas G1, S y G2. Desde el punto de vista de la Genética la fase S es la másimportante ya que allí se replica el ADN como se menciona en la página de Replicación y Transcripción del ADN

La mitosis es la división celular donde las dos células hijas son iguales en cantidad y calidad de infromación.

Cada molécula de ADN que se convertirá en un cromosoma al alcanzar su máximo grado de condensación , al pasar por la fase S se duplica y por lo tanto cada cromosomas pasa a tener dos cromátides.

Este proceso es necesario ya que si el ADN no se duplicara antes de la división celular, las células hijas se dividirían a la mitad y se perdería la mitad de la información genética.

Cada célula hija en la MITOSIS debe poseer la misma inofrmación genética que la célula que le dió orígen o célula madre (tanto en calidad de información como en cantidad de cromosomas)

El proceso se muestra en el siguiente video

Etapas de la división celular

Para ello pasan por diversas etapas, PROFASE, METAFASE, ANAFASE, TELOFASE y CITOCINESIS. De esta forma si una célula bovina posee (2n: 60 cromosomas) ambas células hijas también tendrán 60 cromosomas (sólo que con una sola cromátide). Para que esto pueda suceder antes de entrar en la PROFASE debe duplicarse el ADN en la fase S pasando de tener una cromátide cada cromosoma, a dos cromátides. Por lo tanto en la ANAFASE migran las cromátides hermanas a cada polo celular, pero siguen conservando la misma calidad y cantidad de ADN.

Profase

•La cromatina se condensa.

•la membrana nuclear se disuelve, los centríolos (si se encuentran presentes) se dividen y los pares migran a los polos.

•Se forma el  cinetocoro  así, se forma el huso mitótico

Metafase

Los cromosomas (con dos cromátides mantenidas juntas por el centrómero) migran al ecuador de la célula, donde las fibras del huso se “pegan” a las fibras del cinetocoro.

Anafase

•se separan los centrómeros y se arrastran a los cromosomas a los polos opuestos

Telofase

•En la telofase los cromosomas llegan a los polos de sus respectivos husos, la membrana nuclear se reconstituye, los cromosomas se desenrrollan y pasan a formar la cromatina y el nucleolo

Citocinesis:

Se divide el citoplasmas para completar la formación de 2 células hijas

El proceso se muestra en el siguiente video.

La mitosis es la división celular donde las dos células hijas son iguales en cantidad y calidad de infromación.

Para ello pasan por diversas etapas, PROFASE, METAFASE, ANAFASE, TELOFASE y CITOCINESIS. De esta forma si una célula bovina posee (2n: 60 cromsomas) ambas células hijas también tendrán 60 cromosomas (sólo que con uan sóla cromátide). Para que esto pueda suceder antes de entrar en la PROFASE debe duplicarse el ADN en la fase S pasando de tener una cromátide cada cromosoma, a dos cromátides. Por lo tanto en la ANAFASE migran las cromátides hermanas a cada polo celular, pero siguen conservando la misma calidad y cantidad de ADN.

El proceso se muestra en el siguiente video.

Meiosis

La MEIOSIS en cambio tiene gran importancia a nivel genético ya que durante la formación de las gametas, oocitos y/o espermatozoides, la información que hemos heredado de nuestros progenitores, se mezcla o recombina durante este tipo de división celular.

Fases de la meiosis

PRIMERA DIVISIÓN MEIÓTICA:

PROFASE I: •LEPTONEMA: el núcleo aumenta de tamaño y los cromosomas comienzan a visualizarse

CIGONEMA: los cromosomas homólogos se aparean mediante el proceso de sinapsis. Bivalentes. La sinapsis resulta de la formación del complejo sinaptonémico entre los cromosomas homólogos Funciona a modo de cierre relámpago entre los homólogos.PAQUINEMA: se completa el apareamiento de los homólogos. Crossing-over.

DIPLONEMA: los cromosomas homólogos se separan, si bien todavía permanecen unidos a nivel de los quiasmas (del griego khiasma: cruz). Queda detenido en la mujer este periodo es tan largo que va desde el 7º mes de vida intrauterina hasta la pubertad, como mínimo. •DIACINESIS: el nucleolo se disuelve, desaparece la membrana nuclear, y se forma el huso mitótico.

METAFASE I

Metafase I con dos bivalentes o pares de homólogos en la placa ecuatorial. Por Gabriela Iglesias
Metafase I con dos bivalentes o pares de homólogos en la placa ecuatorial. Por Gabriela Iglesias
Metafase I cromos paterno y materno 1CC by-sa 4.0Gabriela M. IglesiasDesde Mendel hasta las moléculas

ANAFASE I

TELOFASE I

SEGUNDA DIVISIÓN MEIÓTICA:

PROFASE II

METAFASE II

ANAFASE II

TELOFASE II

Citocinesis

Abajo les dejo una animación de la  meiosis

La primera fuente de recombinación es debida al crossing over (profase I) y la segunda debida a la coorientación centromérica al azar de los pares de cromosomas homólogos en Metafase I de la meiosis. (ver video de diversidad genética en Mendel y deducciones posteriores.

La recombinación intracromosómica o entre cromosomas homólogos sucede en Profase I es paquitene

Una comparación entre la Mitosis y la meiosis puede verse en el siguiente video

Valor C:

El valor c es el peso o cantidad del ADN de una gameta. Su valor va variando a medida que la célula duplica su contenido de ADN independientemente de que varíen o no la cantidad de cromosomas.

Valor C, esquema de sus variaciones durante el ciclo y las divisiones celulares. Por Gabriela Iglesias
Cuadro de valor CCC by-sa 4.0Gabriela M. IglesiasDesde Mendel hasta las moléculas

Recombinación de genes en la meiosis

La primera fuente de recombinación es debida al crossing over (profase I) y la segunda debida a la coorientación centromérica al azar de los pares de cromosomas homólogos en Metafase I de la meiosis. (ver video de diversidad genética en Mendel y deducciones posteriores.

La recombinación intracromosómica o entre cromosomas homólogos sucede en Profase I y se explica en el siguiente video

Recombinación intracromosómica, que se produce gracias el crossing over o entrecruzamiento entre regiones y genes de las cromátides hermanas de cromosomas homólogos
Recombinación intracromosómica, que se produce gracias el crossing over o entrecruzamiento entre regiones y genes de las cromátides hermanas de cromosomas homólogos. Se forman gametas parentales y recombinantes. Las parentales son iguales a las originales por ejemplo en este caso A con B y a con b, y las recombinantes serían A y b, y a y B
Recombinacion-Intra-pagina-2CC by-sa 4.0Gabriela M. Iglesias

Esta recombinación se da entre genes ligados, así se los denomina a los genes ubicados en el mismo par de cromosomas homólogos. Su transmisión juntos o mezclados como en el esquema depende de su distancia. A menor distancia entre ellos dificulta o baja la posibilidad de recombinación entre el gen A y el B

A mayor distancia, mayor probabilidad de nuevas combinaciones entre A y B, llegando a un máximo de 50% de recombinación. Sólo en ese caso se comportarían como genes que se transmitirían independientemente. (ver página de genes ligados o ligamiento)

Esta recombinación entre los genes en distintos cromosomas, sucede gracias a que cada par de homólogos se ubica en la placa ecuatorial al azar (arriba el paterno y abajo el materno) o viceversa y el otros par y todos los otros pares de homólogo hacen lo mismo, independientemente de como lo hagan los otros.

Una comparación entre la Mitosis y la meiosis puede verse en el siguiente video

 Recombinación intercromosómica

Nuevas combinaciones de genes se dan entre genes ubicados en dos pares de homólogos distintos. Es decir en distintos pares de cromosomas. Esto se da gracias a la coorientación centromérica al azar de los bivalentes en la placa ecuatorial

Esta es la segunda fuente de recombinación entre genes que se produce en la meiosis y aunque es la menos conocida es la mayor fuente de variabilidad que se genera, o sea que la cantidad de gametas distintas en estos genes es enorme.

A su vez es la explicación genética de la tercera ley de Mendel que se cumple gracias a que el trabajó con genes ubicados en distintos cromosomas. Ambos genes (color y aspecto de la semilla) se transmiten independientemente uno del otro y por eso cada uno forma 4 clases de gametas

1ra-coorientacion-3ra-ley Original
1ra-coorientacion-3ra-ley Original 1ra-coorientacion-3ra-ley Primera coorientación posible que da recombinación entre los genes A y B en este caso originando dos clases de gametas AB y ab . Por Gabriela Iglesias
1ra-coorinetacion-3ra-leyCC by-nc-sa 4.0Gabriela Iglesias
2da-coorientac-3ra-ley Original
2da-coorientacion-centromerica posible que da recombinación entre los genes A y B en este caso originando dos clases de gametas aB y Ab . Por Gabriela Iglesias Junto con las dos anteriores tendríamos las 4 clases de gametas en igual proporción que origina un dihíbrido
Ejemplo sin genes de la coorientación centromérica al azar
Ejemplo sin genes de la coorientación centromérica al azar de cada par de homólogos en la placa ecuatorial. Esta combinación de cromosoma 7 paterno y 1 materno, más la otra 7 materno y 1 paterno, podría ser viceversa, por ejemplo 7 paterno y 1 paterno. Por Gabriela Iglesias
Metafase-1-y-coorientacionCC by-sa 4.0Gabriela M. Iglesias
Las dos posibles coorientaciones: ambos maternos haca un polo y paternos al otro o al revés Hay un 50% de posibilidades de que ocurra en cada célula o una o la otra.
Las dos posibles coorientaciones: ambos maternos haca un polo y paternos al otro o al revés Hay un 50% de posibilidades de que ocurra en cada célula o una o la otra. La representación de abajo es igual a la del esquema previo con mezcla de paterno y materno hacia un polo
Metafase I coorientación centroméricaCC by-sa 4.0Gabriela M. IglesiasDesde Mendel hasta las moléculas

¿Cuando se separan los alelos de un gen en la meiosis?

En el proceso normal de la meiosis siempre los alelos dominante y recesivo de un gen deben separarse ya que cada gameta llevará solo un alelo o dominante o recesivo.

La separación de los alelos de un gen puede darse tanto en Anafase I, al separarse los homólogos o en Anafase II cuando se separan las cromátides hermanas.

Esto depende de si ocurre un entrecruzamiento entre el gen y el centrómero o entre el gen y el telómero. En el caso que sea entre el gen y el centrómero los alelos se separarán en Anafase II, en cambio si es entre el gen y el telómero será en Anafase I.

Un ejemplo de cuando se separan en Anafase I se ve en la siguiente imágen:

segregación-en-anafase-I. Segregación de los alelos de un gen en Anafase I
segregación-en-anafase-I. Segregación de los alelos de un gen en Anafase I (antes de la reducción del Numero de cromosomas) Por eso se denomina pre-reducción. A y a ya se separan en esta etapa. Imágen por Gabriela Iglesias
segregacion-en-anafase-131CC by-nc-sa 4.0Gabriela Iglesias

En cambio cuando los alelos de un gen se separan en Anafase II, se denomina post reducción como se ve en la siguiente imágen.

segregación-de alelos en-anafase-II
segregacion-en-anafase-II Segregacion-en-anafase-II. En este caso el alelo dominante B se separa del recesivo recién en Anafase II (post reducción del numero de cromosomas), es porque hubo un entrecruzamiento que dejó sobre el mismo cromosoma un alelo dominante y uno recesivo, de modo que sólo en Anafase II, cuando se separan las cromátides hermanas, se van a separar B de b. Por Gabriela Iglesias
segregacion-en-anafase-ii1CC by-nc-sa 4.0Gabriela Iglesias

Errores en las divisiones celulares

Las divisiones celulares pueden tener errores, tanto en la mitosis como en la meiosis. En el caso de las mitosis no son tan graves a menos que ocurran en embriones en formación. Los errores son debidos a que en vez de separarse las cromátides hermanas de algún cromosoma, migran hacia un mismo polo, formando dos células hijas, una con un cromosoma de menos 2n-1 y la otra con uno de más 2n+1

En la meiosis son más graves y dependen a su vez de si ocurren en Anafase I o Anafase II

Un ejemplo de No disyunción en Anafase I se ve en el siguiente video:

Las asinapsis o desinapsis (falta de apareamiento de los homólogos en profase o apareamiento pero sin crossing over) conducen a las No disyunciones en Anafase I. Los errores en este caso ocurren cuando ambos homólogos migran a un mismo polo. Ya entonces las dos primeras célulashijas de la Meiosis I tienen n-1 cromsomas y n+1 cromosomas y por lo tanto las 4 células hijas tendrán el mismo error luego de completarse la meiosis. Salvo en el caso de que por azar y a pesar de no llegar a la Metafase I como bivalentes o tétradas sino como univalentes de casualidad migran bien.

No disyunción por asinapsis o desinapsis en Anafase I
No disyunción por asinapsis o desinapsis en Anafase I y tipos de gametas que se pueden formar. Por Gabriela Iglesias
No disyunciónCC by-sa 4.0Gabriela M. IglesiasDesde Mendel hasta las moléculas

Las no disyunciones en Anafase II son menos graves y se parecen al suceso de la mitosis, no se separan las cromátides hermanas, pero en general no sucede en las dos células hijas de la primera división, sino sólo en una. Por lo tanto el porcentaje de gametas afectadas es menor. 1/4 son n-1 y 1/4 son n+1. Todo se muestra en el siguiente video de más abajo

No disyunción en Anafase II 50% de gametas n y 25% n+1 y 25 n-1. Por Gabriela Iglesias
No disyunción en Anafase II 50% de gametas n y 25% n+1 y 25 n-1. Por Gabriela Iglesias
No disyunciónCC by-sa 4.0Gabriela M. IglesiasDesde Mendel hasta las moléculas
no-disyuncion-en-ai-y-aii
No disyunción en 1ra y 2da división meiótica
No disyunción en la mitosis, orígen de los mosaicos, individuos con alguna líneas celulares con un 2n y otras con otro 2n. Por Gabriela Iglesias
No disyunción en la mitosis, orígen de los mosaicos, individuos con alguna líneas celulares con un 2n y otras con otro 2n. Por Gabriela Iglesias
No disyunción mitóticaCC by-sa 4.0Gabriela M. IglesiasDesde Mendel hasta las moléculas

Todos estos errores en la formación de gametas pueden conducir, en el caso de ser fecundadas a descendencia con alteraciones en el número de cromosomas (aneuploidías). Individuos trisómicos ( 2n+1) y/o monosómicos 2n-1.

Ya se están analizando muchos de los genes que están involucrados en la división celular tanto la normal como la alterada, por lo que les dejo un link a una revista en castellano que me parece contiene esta información; ver aqui

Ver presentaciones Power point en Pdf en descarga de archivos

Autoevaluación División celular o mitosis y meiosis

Luego de leer el tema del Blog y otras fuentes, pueden hacer una autoevaluación online que les dejo aqui abajo. Para obtener los resultados, deben hacer click en el botón que dice FINISH QUIZ.

Saludos y espero les sirvan

AUTOEVALUACION I

AUTOEVALUACION II

187 comentarios sobre “DIVISIÓN CELULAR

  1. hola gabriela, quisiera poder ver cuales son las respuestas correctas de los cuestionarios que realizas al final de cada información, ya que me sirven muchisimo para ver en que preguntas estoy confundida asi refuerzo en donde tengo el error. como hago para visualizarlas? muchas gracias

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    1. Hoal carmen es que necesita desempaquetarse para poder transcribir los genes!! la ARN polimerasa y los factores de transscirpción no podían unirse a las bases que reconocen en el ADN si estuviera tan empaquetado Espero haberte ayudado! saludos!!

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    1. Gracias Luis, es simple a cada polo migran los homologos en la meiosis I (se reduce el numero a la mitad). O sea 12 cromosomas (cada uno con 2 cromatides)y en la meiosis II, migran a cada polo 12 cromosomas con solo una cromátide (se separan cromátides hermanas) saludos

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