HIPERTEXTOS DEL ÁREA DE LA BIOLOGÍA

División celular: Mitosis

Principal ] Arriba ] Célula Eucariota: generalidades ] Célula Eucariota: núcleo ] Membrana celular ] Citoplasma ] Orgánulos ] Regulación del Ciclo Celular ] Transporte ] Ciclo celular ] [ Mitosis ] Meiosis ] Receptores ] Receptores G ]

Conocer la estructura del cromosoma y la división celular en procariotas

Conocer la estructura del cromosoma eucariota

Conocer la clasificación y formación del cromosoma eucariota

Conocer los componentes que intervienen en el proceso mitótico

Conocer las fases de la mitosis y su resultado

Utilizar las actividades de autoevaluación  para controlar el afianzamiento de conceptos

Utilizar el Glosario para incorporar conceptos

Utilizar las  direcciones de la WWW para ampliar los temas u obtener otro punto de vista. 

División celular en procariotas 

Los procariotas tienen una organización mucho más simple que la de los eucariotas, los cuales entre otras cosas, tienen muchos más cromosomas.
El cromosoma procariota es una sola molécula circular de ADN contenida en una región definida del citoplasma, denominada nucleoide, sin estar separado del mismo por una membrana. Este cromosoma es el elemento obligatorio del genoma, aunque es frecuente encontrar unidades de replicación autónomas llamadas plásmidos, que si se pierden, la bacteria sigue siendo viable.

1

2

  1. Escherichia coli, cepa hemorrágica 0157:H7. Copyright Dennis Kunkel (MEB 22.810x http://www.pbrc.hawaii.edu/~kunkel/gallery/fungi-sm1/92386a.html), usada con permiso.
  2. Escherichia coli división por fisión binaria. Copyright Dennis Kunkel (MET 92.750x http://www.pbrc.hawaii.edu/~kunkel/gallery/fungi-sm1/92386a.html), usada con permiso.

El método usual de duplicación de las células procariotas se denomina fisión binaria. La duplicación de la célula va precedida por la replicación del cromosoma bacteriano. Primero se replica y luego pega cada copia a una parte diferente de la membrana celular. Cuando las células que se originan comienzan a separarse, también se separa el cromosoma original del replicado.

Luego de la separación (citocinesis), queda como resultado dos células de idéntica composición genética (excepto por la posibilidad de una mutación espontánea)

Una consecuencia de este método asexual de reproducción es que todos los organismos de una colonia son genéticamente iguales. Cuando se trata una enfermedad originada en una infección bacteriana, una droga que mata a una bacteria matará a todos los miembros de ese clon (colonia).

División celular en eucariotas 

En razón de su número de cromosomas, organelas y complejidad la división de la célula eucariota es más complicada, aunque ocurran los mismos procesos de replicación, segregación y citocinesis.

Mitosis  

ANIMACIÓN DE LA MITOSIS

La mitosis es el proceso de formación de dos células  idénticas (generalmente) por replicación y división de los cromosomas de la original que da como resultado una "copia" de la misma.

Las células eucariotas poseen un mayor número de cromosomas que por otra parte son mucho más grandes que los de los procariotas.

Los estructura de los cromosomas replicados y condensados tiene varios aspectos de interés. El cinetocoro es el punto donde "anclan" los microtúbulos del huso. Los cromosomas replicados consisten en dos moléculas de ADN (junto con sus proteínas asociadas: las histonas) que se conocen con el nombre de cromátidas. El área donde ambas cromátidas se encuentran en contacto se conoce como centrómero, el cinetocoro se encuentra en la parte externa del centrómero. Se debe hacer hincapié en que los cromosomas son cromatina (ADN más histonas) y señalar la particularidad  que en los extremos del cromosoma (que toman el nombre de telómero) se encuentran secuencias repetidas de ADN.

Esquema de un cromosoma. Modificada de: http://www.whfreeman.com/life/update/.

Dependiendo de la posición del centrómero los cromosomas se clasifican en:

A. telocéntricos, con el centrómero en un extremo
B. acrocéntricos, uno de sus brazos es muy corto
C. submetacéntricos, brazos de diferente longitud

D. metacéntricos, brazos de igual longitud

Empaquetamiento del ADN 

Las proteínas asociadas al ADN se conocen colectivamente con el nombre de histonas. Son polipéptidos relativamente cortos cargados positivamente (básicos) y por lo tanto son atraídos por las cargas negativas del ADN (ácido)  Las histonas son sintetizadas en cantidad durante la fase S ( S por síntesis) del ciclo celular. Una de las funciones de esas proteínas está relacionada con el empaquetamiento del ADN en la forma del cromosoma: los 2 metros de ADN de la célula humana son empaquetados en 46 cromosomas de un largo combinado de aproximadamente 200 nm. La célula tiene unas 90 millones de moléculas de histonas siendo la mayoría perteneciente a un tipo conocido como H1. Se conocen cinco tipos de las siguientes histonas (H1, H2A, H2B, H3, y H4 , 8 moléculas en total); con la excepción de la H1 la mayor parte de las histonas de los eucariotas son muy similares.

Imagen modificada de la University of Illinois' DNA and Protein Synthesis site.

El nucleosoma es la unidad fundamental de "empaquetamiento" del ADN eucariótico. El "carretel" ("core") del mismo consiste en dos moléculas de H2A, H2B, H3, y H4; alrededor de las cuales el ADN se enrolla dos veces (1). La histona 1 esta fuera del "carretel". Este nivel de empaquetamiento ("packing") se conoce como "cuentas de un collar" (2). El siguiente nivel se conoce como la fibra de 30 nm, cuyos detalles de organización no se conocen completamente. Las fibras se condensa a posteriori en dominios en bucle de 300 nm (3). Los dominios son parte de las secciones condensadas (4) ( 700 nm) de los cromosomas (el cromosoma tiene un ancho de unos 1.400 nm en la metafase) (5).

Durante la mitosis los cromosomas replicados se posicionan cerca de la mitad de la célula y luego se segregan en manera tal que cada célula resultante recibe una copia de cada cromosoma original (si se comienza con 46 cromosomas en la célula original se termina con 46 cromosomas en las 2 células resultantes). Para realizar esto las células utilizan microtúbulos (que en este caso en conjunto forman el huso mitótico) que "tiran" de los cromosomas para llevarlos a cada futura célula. Las células animales (excepto un grupo de gusanos conocidos con el nombre de nematodos) poseen centríolos. Las plantas y la mayor parte de los otros eucariotas no poseen centríolos y los procariotas, por supuesto, carecen de huso y centríolos; en procariotas la membrana celular suple esta función al arrastrar los cromosomas pegados a ella durante la citocinesis de la fisión binaria. Las células que contienen centríolos también poseen una "corona" de pequeños microtúbulos, el aster, que se extienden desde los centríolos a la membrana nuclear.

Esquema del huso. Modificado de: http://www.whfreeman.com/life/update/.

Las fases de la mitosis son en realidad difíciles de separar. Se debe tener en cuenta que el proceso no es el estático que se describe en el texto, sino dinámico como el que se puede seguir en esta animación.

Profase

 La profase es el primer estadio de la mitosis. La cromatina se condensa (recordar que el ADN de la cromatina se replica en la interfase), por lo que en este punto existen dos cromátidas unidas. La membrana nuclear se disuelve, los centríolos (si se encuentran presentes) se dividen y los pares migran a los polos, se forma  el huso mitótico. Los centrómeros (o constricciones primarias) se vuelven claramente visibles, debido a que se le han asociados placas proteicas a ambos lados: el cinetocoro. En el citoplasma el retículo endoplasmático y el complejo de Golgi se fragmentan en vesículas, se desorganiza el citoesqueleto por lo que la célula pierde su forma original y se hace esférica.

Modificado de: http://www.whfreeman.com/life/update/.

Metafase 

La metafase sigue a la profase. Los cromosomas (que a este punto consisten en dos cromátidas mantenidas juntas por el centrómero) alcanzan su máxima condensación y migran al ecuador de la célula donde las fibras del huso se "pegan" a las fibras del cinetocoro.

Anafase 

La anafase comienza con la separación de los centrómeros y el arrastre de las cromátidas (los llamamos cromosomas luego de la separación de los centrómeros) a los polos opuestos.

Modificado de: http://www.whfreeman.com/life/update/.

Telofase 

En la telofase los cromosomas llegan a los polos de sus respectivos husos, la membrana nuclear se reconstituye, los cromosomas se desenrollan y pasan a formar la cromatina y el nucleolo, que desapareció en la profase se vuelve a constituir. Donde antes había una célula ahora existen dos pequeñas con exactamente la misma información genética y número cromosómico. Estas células pueden luego diferenciarse en diferentes formas durante el desarrollo. 

Modificado de: http://www.whfreeman.com/life/update 

Citocinesis 

La citocinesis es el proceso de separación de las células formadas. En tanto la mitosis es la división del núcleo en la citocinesis ocurre la división y la relocalización de los plástidos, Golgi y citoplasma en cada nueva célula. Se reestablece el citoesqueleto.

Difiere en las células animales y vegetales. En las primeras, la membrana comienza a constreñirse alrededor de la circunferencia de la célula, formándose un anillo contráctil de miosina y actina.
En las células vegetales una serie de vesículas producidas por los dictiosomas divide al citoplasma en la línea media formando una placa celular que crece en forma centrífuga y se fusiona a la membrana de la célula madre dividiendo la célula en dos.

Ver preparados de mitosis en células vegetales


Si sabe inglés, no dude entre y revuelva este sitio
 http://www.unc.edu/depts/salmlab/mitosis/mitosis.html 

Ciclo celular mitosis y meiosis Recomendado. Excelente desarrollo de mitosis y meiosis. Animación.   
http://ejb.ucv.cl/gmunoz/genweb/genetica/frame/textos/6_1ciclo_celular.htm 

Apoptosis
http://www.info.org.ar/hoy53/Apoptosis/apop4.htm 

Mitosis Esquema animado de la mitosis http://www.arrakis.es/~lluengo/mitosis.html   

MITOSIS Animación simplificada .
http://www.stanford.edu/group/Urchin/smitosis.htm 

Icarito interactivo - Ciencias Naturales Sencillo resumen de la mitosis
http://www.icarito.cl/enc_virtual/c_nat/celula/celula8.html   

Mitosis Técnica para la observación de la mitosis.
http://www.ugr.es/~dpto_gen/2C/pract_mitosis.htm 

LECCIONES HIPERTEXTUALES DE BOTÁNICA.GLOSARIO
Excelente glosario. Se accede a la animación de la mitosis en una célula vegetal 
http://www.unex.es/botanica/glosario/glosami.htm 

Guía sobre el Ciclo Celular & Mitosis
http://www.biologia.arizona.edu/cell/tutor/mitosis/mitosis.html  

Citología  El tema esta tratado dentro de la monografía. No tiene ilustraciones
http://www.lucas.simplenet.com/trabajos/citologia/citologia.html  

Access Excellence page on Mitosis; http://www.gene.com/ae/AB/GG/mitosis.html 

Cell Division and the Cell Cycle (University of Alberta): Similar to this page, but with its own glossary and questions; http://gause.biology.ualberta.ca/bio107.hp/lec16.html 

Amoeba Proteus Mitosis Small photomicrographs of protistan mitosis; http://202.250.194.136/WWW/PDB/Images/Sarcodina/ap/celldivision.html 

Cell Reproduction Notes from University of Georgia, plus some cool graphics of mitosis; http://www.biosci.uga.edu/almanac/bio_103/notes/apr_2.html 

Phases of Mitosis U Texas QuickTime® moovies of mitosis; http://www.botany.utexas.edu/facstaff/facpages/ksata/ecpf96/9/index.htm 

McGill University Mitosis Page Quality site, with photos and downloadable animation and video  http://www.mcgill.ca/nrs/mitosis.htm

Comparison of Mitosis and Meiosis Whitman College, table summarizing each process; 

Whitefish Mitosis Review Cornell, photomicrographs of mitosis in whitefish. A nice review after lab! Part of a more extensive page of Cell Division Tutorials;  http://biog-101-104.bio.cornell.edu/BioG101_104/tutorials/cell_division.html 

Virtual Mitosis University of Cincinnati, Animated GIF and text about the stages of mitosis; http://www.biology.uc.edu/vgenetic/mitosis/mitosis.htm


ADN (ácido desoxirribonucleico)

Un ácido nucleico compuesto de dos cadenas polinucleotídicas que se disponen alrededor de un eje central formando una doble hélice, capaz de autorreplicarse y codificar la síntesis de ARN. Lugar donde esta "depositada" la información genética. Ácido nucleico que funciona como soporte físico de la herencia en el 99% de las especies. La molécula, bicatenaria, esta formada por dos cadenas antiparalelas y complementarias entre si. Su unidad básica, el nucleótido, consiste en una molécula del azúcar desoxirribosa, un grupo fosfato, y una de estas cuatro bases nitrogenadas: adenina, timina, citosina y guanina. Fórmula

apoptosis: muerte celular programada, suicidio celular. Cuando ello ocurre la célula se encoge y desprende de sus vecinas. En su superficie aparecen burbujas (la célula parece hervir) y la cromatina se condensa formando una o varias manchas cerca de la membrana nuclear. Poco después se fragmenta en numerosos cuerpos apoptósicos que engloban fracciones de las células siendo finalmente fagocitados.

Gen cdc2 (cdc : iniciales del ciclo de división celular): gen fundamental para el avance del ciclo mas allá del punto R, mas allá del cual el ciclo entra irreversiblemente en la fase S

Así comienza la mitosis, Moreno Sergio; Investigación y Ciencia, abril, 1992

ATP (adenosín trifosfato): El principal producto químico utilizado por los sistemas vivientes para almacenar energía, consiste en un una base (adenina) unida a un azúcar (ribosa) y a tres fosfatos.

Centríolo: Organela celular par, que interviene en la organización del huso mitótico durante la división celular de los eucariotas.

Centrómero: Región especializada de cada cromátida al cual se "adhieren" los cinetocoros y las cromátidas hermanas.

Centrosoma: Es un orgánulo que, en células animales, consta de dos ordenamientos geométricos de microtúbulos perpendiculares entre sí: los centríolos y esta rodeado por una nube de material denominado pericentriolar

Citocinesis (cito: prefijo que significa "relativo a célula, del griego kytos = recipiente; kinesis = movimiento) proceso por el cual una célula se separa de la célula "hermana", lo que usualmente ocurre al final de la división celular.

Ciclina: proteína que interviene en el "reloj" que controla el ciclo celular, fosforilada y combinada con la quinasa cdc2 promueve la división.

Cinetocoros:  Estructuras en los centrómeros de los cromosomas a los cuales se conectan las fibras del huso acromático. Figura

Cromatína: Complejo de ADN y proteínas en células eucariotas que se dispersa en el núcleo durante la interfase y se condensa en cromosomas durante la meiosis y mitosis.

Cromosomas(del griego chroma = color; soma = cuerpo): Estructuras del núcleo de la célula eucariota que consiste en moléculas de ADN (que contienen los genes) y proteínas (principalmente histonas).

Eucariotas (del griego eu = bueno, verdadero; karyon = núcleo, nuez): organismos caracterizados por poseer células con un núcleo verdadero rodeado por membrana. El registro arqueológico muestra su presencia en rocas de aproximadamente 1.200 a 1500 millones de años de antigüedad

La división celular, Marie-Anne Félix, Eric Karsenti, Mundo Científico Nro. 154 Vol. 15, pag. 132

Homólogos: Un par de cromosomas en cual un miembro del par tiene origen materno y el otro paterno; se los encuentra en células diploides.

Fase G1(del inglés gap = intervalo): primer intervalo del ciclo celular

Fase S: (la S va por Síntesis del ADN): fase del ciclo celular caracterizada por la síntesis de ADN

Fase G2(del inglés gap = intervalo): intervalo o período de latencia antes de pasar a la mitosis (fase M)

Genes (del griego genos = nacimiento, raza; del latín genus = raza, origen): segmentos específicos de ADN que controlan las estructuras y funciones celulares; la unidad funcional de la herencia. Secuencia de bases de ADN que usualmente codifican para una secuencia polipeptídica de aminoácidos.

Genoma 1. Conjunto de genes de un individuo. 2. Conjunto de genes compartidos por los miembros de una unidad reproductiva tales como una población o especie.

Histonas: Proteínas asociadas con el ADN de los eucariotas

Interfase: la parte más larga del ciclo celular, ocurre antes de la mitosis o meiosis; comprende a las fases G1, S, G2.

Meiosis (del griego meio = menor): División celular en la cual la copia de los cromosomas es seguida por dos divisiones nucleares. Cada uno de los gametos resultantes recibe la mitad del número de cromosomas número (número haploide) de la célula original.

Mitosis: La división del núcleo y del ma