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Citología bloque 5, Apuntes de Citología e Histología Vegetal y Animal

Asignatura: Citología e Histología Animal y Vegetal, Profesor: Pepa , Carrera: Biología, Universidad: UAM

Tipo: Apuntes

2010/2011

Subido el 03/06/2011

ananas92
ananas92 🇪🇸

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BLOQUE 5: CICLO CELULAR Y BASES CELULARES DE LA
REPRODUCCIÓN:
TEMA 18: CICLO CELULAR. MITOSIS:
Ciclo celular:
Es el periodo de tiempo comprendido entre que una célula se origina a partir
de otra hasta que se divide dando lugar a dos hijas idénticas (clones). Éste
ciclo se divide en 2 etapas: interfase (3 fases: G1, S y G2) y mitosis (profase,
metafase, anafase y telofase).
Es un proceso contínuo, las fases se has descrito para su estudio, pero no son
cerradas.
La interfase ocupa casi el 90% del ciclo y la mitosis el 10%. Una célula
humana tiene un ciclo de aproximadamente 20-22 horas, 2 de las cuales son
las que ocupa la mitosis. Dentro de la mitosis la fase más larga es la profase.
Hay células humanas que no están en contínua división ya que se especializan,
ej.: células musculares, células de la sangre. La velocidad de división de los
distintos tipos células es distinta: ej.: hepatocitos una vez al año; criptas
intestinales una vez al día.
Interfase:
Al ver células en interfase al microscopio el núcleo da la sensación de estar en
reposo pero es la fase en la cual la célula está más activa: se sintetizan
proteínas, se duplica ADN..
Periodo G1: síntesis de macromoléculas, duplicación de orgánulos,
aumento del volumen celular. En esta fase las células pueden tomar distintos
caminos: especializarse en cuyo caso a este periodo se le llama G0, continuar
en el ciclo o dar orden de muerte por apoptósis. La carga crómosomica en
este periodo es de 2C ya que sólo hay una cromátida por cromosoma.
Periodo S: síntesis de ADN e histonas. La carga es 4C aunque no hay
cromosomas sino bra de 30nm. Duplicación de centriolos, durante el periodo
S cada centriolo va a formar otro perpendicular a él.
Periodo G2: síntesis de RNA, proteínas y ATP.
Control del ciclo:
El ciclo celular está regulado mediante quinasas, éstas añaden grupos fosfato.
Las quinasas que actúan durante el ciclo son dependientes de ciclina: CDKs.
La unión de la ciclina a la quinasa la va a activar.
Puntos de control: existen diferentes complejos ciclina que regulan y
controlan el ciclo:
Ciclina G1: actúan para que la célula pueda pasar a S, una vez que la
célula está en la fase S, la ciclina se degrada.
Ciclina mitótica: actúan para la entrada de la célula en mitosis. Una vez
que la célula ha entrado em mitosis, se degrada.
Muerte celular:
Muerte por apoptósis: ejerce un control entre la homeostasis celular. Es
fundamental para que se renueven los tejidos. Implica la existencia de un
equilibrio entre proliferación y muerte celular. Actúa en la morfogénesis, ej.:
un embrión tiene los dedos unidos por membranas, para que estas
desaparezcan, las células que las forman deben morir por apoptósis. También
sirve para la eliminación de células dañadas. La célula se reduce y se
transforma en pequeños trozos (cuerpos apoptóticos) que son reconocidos por
los macrófagos.
Muerte por necrosis: se produce cuando la célula sufre un daño que no
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BLOQUE 5: CICLO CELULAR Y BASES CELULARES DE LA

REPRODUCCIÓN:

TEMA 18: CICLO CELULAR. MITOSIS:

Ciclo celular: Es el periodo de tiempo comprendido entre que una célula se origina a partir de otra hasta que se divide dando lugar a dos hijas idénticas (clones). Éste ciclo se divide en 2 etapas: interfase (3 fases: G1, S y G2) y mitosis (profase, metafase, anafase y telofase). Es un proceso contínuo, las fases se has descrito para su estudio, pero no son cerradas. La interfase ocupa casi el 90% del ciclo y la mitosis el 10%. Una célula humana tiene un ciclo de aproximadamente 20-22 horas, 2 de las cuales son las que ocupa la mitosis. Dentro de la mitosis la fase más larga es la profase. Hay células humanas que no están en contínua división ya que se especializan, ej.: células musculares, células de la sangre. La velocidad de división de los distintos tipos células es distinta: ej.: hepatocitos → una vez al año; criptas intestinales → una vez al día. Interfase: Al ver células en interfase al microscopio el núcleo da la sensación de estar en reposo pero es la fase en la cual la célula está más activa: se sintetizan proteínas, se duplica ADN..

  • Periodo G1: síntesis de macromoléculas, duplicación de orgánulos, aumento del volumen celular. En esta fase las células pueden tomar distintos caminos: especializarse en cuyo caso a este periodo se le llama G0, continuar en el ciclo o dar orden de muerte por apoptósis. La carga crómosomica en este periodo es de 2C ya que sólo hay una cromátida por cromosoma.
  • Periodo S: síntesis de ADN e histonas. La carga es 4C aunque no hay cromosomas sino fibra de 30nm. Duplicación de centriolos, durante el periodo S cada centriolo va a formar otro perpendicular a él.
  • Periodo G2: síntesis de RNA, proteínas y ATP. Control del ciclo: El ciclo celular está regulado mediante quinasas, éstas añaden grupos fosfato. Las quinasas que actúan durante el ciclo son dependientes de ciclina: CDKs. La unión de la ciclina a la quinasa la va a activar. Puntos de control: existen diferentes complejos ciclina que regulan y controlan el ciclo:
  • Ciclina G1: actúan para que la célula pueda pasar a S, una vez que la célula está en la fase S, la ciclina se degrada.
  • Ciclina mitótica: actúan para la entrada de la célula en mitosis. Una vez que la célula ha entrado em mitosis, se degrada. Muerte celular:
  • Muerte por apoptósis: ejerce un control entre la homeostasis celular. Es fundamental para que se renueven los tejidos. Implica la existencia de un equilibrio entre proliferación y muerte celular. Actúa en la morfogénesis, ej.: un embrión tiene los dedos unidos por membranas, para que estas desaparezcan, las células que las forman deben morir por apoptósis. También sirve para la eliminación de células dañadas. La célula se reduce y se transforma en pequeños trozos (cuerpos apoptóticos) que son reconocidos por los macrófagos.
  • Muerte por necrosis: se produce cuando la célula sufre un daño que no

puede reparar y entonces muere. La eliminación de las células es por estallido, por lo que se produce una hinchazón. Ocurre cuando se produce una lesión irreversible en la célula, si se puede reparar, se recupera.

  • La actina juega un papel fundamental en los procesos de muerte celular.
  • Apoptósis: es un mecanismo de muerte controlaso y regulado por un determinado número de genes. Hay una serie de enfermedades relacionadas con inhibición o incremento de apoptósis. Existen 2 rutas de señalización que llevan a ésta:
  1. Extrínseca: señales de muerte entran en la célula.
  2. Intrínseca: la mitocondria da la señal. La mitocondria siempre está implicada, el inicio de la señal puede venir de cualquier sitio de la célula pero la mitocondria va a actuar siempre. Las primeras proteínas implicadas en la muerte son proteínas efectoras: Caspasas: son las responsables de todos los cambios morfológicos que sufre una cñelula en apoptósis, fragmentan el ADN, rompen el citoesqueleto, rompen orgánulos, rompen la célula. Como en apoptósis los fragmentos son devorados por los macrófagos, no hay respuesta inflamatoria. Mitosis: Es un proceso contínuo aunque se divide en fases para su estudio. Primero se condensa la cromatina, se forma el huso acromático, los cormosomas se colocan en la placa ecuatorial. Los cromosomas se dividen por el centrómero y se va a ambos polos de la célula y la célula se divide por estrangulación o por formación de la pared (dependiendo si la célula es animal o vegetal). El control del ciclo depende de quinasas dependientes de ciclina. Para que se produzca la mitosis es necesaria la presencia de ciclina mitótica. La unión de esta ciclina a la quinasa va a hacer que la célula entre en mitosis. La quinasa activa va a fosforilar unas proteínas llamadas condensinas que van a condensar la cromatina, unas proteínas llamdas nucleolinas que van a desorganizar los nucleolos y también va a fosforilar las láminas A, B y C (lámina nuclear) que van a desorganizar la envoltura nuclear. También hay una serie de proteínas en el R.E y en el Golgi para la fragmentación de éstos orgánulos que luego se dividen en las dos células hijas. Otras proteínas fosforiladas por la quinasa comienzan la organización del huso acromático.
  • Huso mitótico: para que se forme, los mt interfásicos tienenque desaparecer. Los primeros mt que se va a formar son los mt del aster: mt cortos que se sitúan alrededor de los centriolos. Los mt del aster van creciendo hacia el polo contrario. El extremos menos de cada mt estaría en el centrosoma. Estos mt se llamarían mts polares. Los mt a los que se van a anclar los cromosomas se van a llamar mt cinetocóricos, su extremo menos está anclado al centrosoma y el más al cromosoma.
  • Cinetocoro: en células animales tiene 3 capas, una externa densa que es donde se van a anclar los mt, una media fibrosa y una interna granular que está unida a la cromatina del centrómero. La aparición del cinetocoro en prometafase es lo que hace que aparezcan los mt cinetocóricos. Cuando el huso ya está completamente formado, los cromosomas se anclan a un grupo de mt, éstos se va a ir soltando para polimerizar y despolimerizar hasta colocar el cromosoma en la placa ecuatorial. Cuando todos lo cromosomas están en la placa ecuatorial se puede iniciar el movimiento anafásico: anafase A y B (ocurren a la vez): Anafase A: los mt cinetocóricos se empiezan a acortar. Anafase B: los mt polares (no anclados a ningún cromosoma) se empiezan a alargar separando los centriolos unos de otros. Ésto lo epieza un grupo de
  1. Diacinesis: los bivalentes se siguen acortando y engrosando, siguen siendo observables los quiasmas. Se desorganiza la envoltura nuclear. El nucleolo desaparece y se forma el huso. (mitosis: profase sin nucleolo; meiosis: nucleolo presente en la profase 1).
  • Metafase 1: una vez que los cromosomashan alcanzado la placa ecuatorial, se va a ir un homólogo a cada polo de la célula.
  • Anafase 1: un homólogo se va a cada polo de la célula con ayuda de los mt. NO se separan cromátidas sino bivalentes. Los polos van a tirar del cinetocoro de cada homólogo. Ésto hace que en el movimiento se separen dos cromosomas enteros.
  • Telofase y citocinesis 1: anillo contráctil que divide las células hijas que tienen cromosomas con 2 cromátidas. No 2n=4 sino n=2; carga 2C=2,8 pg. Resultado de la primera división meiótica: 2 células haploides con 23 cromosomas con 2 cromátidas. División reduccional, el número se cromosomas se divide a la mitad.

2ª división meiótica: En la segunda división entran células haploides (resultado de la 1ª división). La 2ª división es igual que la mitosis, la colocación en la placa ecuatorial es igual y también se van a separar las cromátidas. El resultado serán 4 células hijas haploides con cromosomas de una sóla cromátida y con carga C=1,4 pg. Éstas células son las que se diferenciarán dando lugar a los gametos. Significado biológico de la meiosis:

  • Recombinación: variabilidad genética.
  • Segregación al azar: en la metafase 1, los cromosomas se pueden colocar de distintas maneras. Número de posibilidades de gametos: especie humana → 2^23 = 8 millones.

TEMA 20: GAMETOGÉNESIS Y FECUNDACIÓN ANIMAL:

  1. GAMETOGÉNESIS: Hay tres fases aparte de la meiosis, diferentes en hombres (espermatogénesis) y mujeres (ovogénesis). Que van a dar lugar a los gametos (ovocito/ espermatozoide). Este proceso se inicia durante el desarrollo embrionario. Etapas iniciales: Parte de las células que se están dividiendo por mitosis se van a desplazar hacia las crestas genitales que más adelante formaran las gónadas. Estas células tienen una dotación cromosómica 2n=46. La gametogénesis se divide en 3 etapas: 1ª. Proliferación mitótica. 2ª. Meiosis. 3ª. Diferenciación. Estas 3 fases se cumplen tanto en hombres como en mujeres pero no son exactamente iguales. Espermatogénesis: Tiene lugar en los tubos seminíferos y dura aproximadamente 64-75 días. En el momento del nacimiento del individuo hay 3 tipos distintos de células:
  • Espermatogonias: encargadas de hacer meiosis (2n=46).
  • Células de Leydig: producen testosterona.
  • Células de Sertoli: acompañantes y nutríceas.
  1. Proliferación mitótica: las espermatogonias van a estar proliferando por mitosis hasta los 13-14 años, cuando se inicia la espermatogénesis.
  2. Meiosis: la meiosis empieza bajo el influjo hormonal y va a tener lugar durante toda la vida del individuo adulto. Las espermatogonias que entran en

meiosis se llaman espermatocito primario (2n). La primera división meiótica va a dar lugar a dos células hijas llamadas espermatocitos secundarios (n). tras la segunda división meiótica va a haber 4 células llamadas espermátidas (n; cromosomas con 1 sola cromátida).

  1. Diferenciación: es el proceso por el cual las espermátidas van a madurar a espermatozoides. Este proceso se denomina espermiogénesis. Los cambios producidos durante la espermiogénesis no son moleculares sino morfológicos. Se va a formar el acrosoma (complejo necesario para atravesar la membrana del ovocito), el flagelo (movimiento), se va a condensar la cromatina y se va a producir la fusión mitocondrial.
  • Formación del acrosoma: fusión de vesículas provenientes del Golgi que dan lugar a una estructura que contiene enzimas hidrolíticos.
  • Formación del flagelo: el centriolo que queda más alejado del núcleo va a formar el flagelo.
  • Condensación de la cromatina: las histonas son reemplazadas por protaminas que se unen al ADN y lo estabilizan. El núcleo empieza a reducirse y el nucleolo desparece.
  • Fusión mitocondrial: las mitocondrias se van a colocar en la parte posterior del núcleo (lado contrario al acrosoma) y se van a colocar en hélice rodeando el flagelo. El resto del citoplasma se va a desprender y va a quedar solamente un halo de citoplasma rodeando el espermatozoide. Estructura:
  • Cabeza: longitud 5mm, acrosoma, núcleo con cromatina condensada, ningún orgánulo.
  • Pieza intermedia: hélice mitocondrial, 9 fibras densas de quitina que actúa para proteger el flagelo, flagelo: 9x2+2.
  • Cola: pieza principal: no tiene mitocondrias, vaina fibrosa protéica, 9 fibras de quitina, flagelo. Pieza terminal: membrana plasmática, acrosoma (flagelo). Una vez formados los espermatozoides pasan al epidímido donde sufren una maduración final y desde donde salen por los conductos deferentes.

Ovogénesis: El proceso va a tener lugar en el ovario. También transcurre en 3 etapas.

  1. Proliferación mitótica: se forman ovogonias que van a estar contínuamente proliferando por mitosis. Hasta que comience la meiosis.
  2. Meiosis: las ovogonias pasan a llamarse ovocitos primarios y comienza la meiosis pero al llegar a diplotene se para el proceso. El proceso detenido se llama dictiotene. En el nacimiento hay alrededor de 400.000 ovocitos. La meiosis no se reanuda hasta que no hay influencia hormonal. Bajo la influencia hormonal unos 10-20 ovocitos primarios reinician divisiones meióticas cada 28 días (ciclo menstrual) aunque sólo uno llega a desprenderse. Cuando empieza el ciclo menstrual, el ovocito se va a dividir dando lugar a dos células llamadas ovocito secundario y primer corpúsculo polar, el material genético es equivalente en ambas células pero la primera se queda con la mayoría del citoplasma. El ovocito secundario entra en la segunda división meiótica y cuando está en metafase 2 es cuando se produce la ovulación. Si no hay fecundación, el ovocito secundario no termina la segunda división. El corpúsculo polar también se puede dividir pero se divide y degenera. Sólo una célula de la meiosis puede ser utilizada para la fecundación. El ovocito 2º liberado en metafase 2 degenera en 24 horas si no se produce fecundación. 9 días después cesa la progesterona.