Iglesia Los Carolinos.Depto. Jvenes Estudiantes
BendecidosProfesora Massiel Vergara.Biologa y Ciencias
Naturales.
GUA N 1 MATERIAL GENTICO Y REPRODUCCIN CELULARObjetivo: Apreciar
y entender el significado de la reproduccin sexual y asexual en la
transmisin del material gentico y en la herencia. EL NCLEO La
caracterstica principal de las clulas eucariontes es la presencia
del ncleo. El ncleo ocupa un 10% del volumen total de la clula,
dentro de l se encuentra el ADN. La capa que lo rodea se llama
carioteca o envoltura nuclear, la cual est compuesta por dos
membranas y stas se comunican con la membrana del Retculo
Endoplasmtico. La carioteca posee numerosas perforaciones llamadas
poros que comunican el interior del ncleo con el resto de la clula.
En el ncleo se pueden encontrar las siguientes estructuras:1.
Cromosoma, cada uno formado por una sola molcula de ADN combinada
con numerosas protenas.2. Varias clases de ARN (ARNr, ARNm y ARNt)
los que se sintetizan para ser transcritos en genes, estos ARN
salen del ncleo a travs de los poros.3. El nuclolo, donde se
localizan los genes de los ARNr recin sintetizados4. Diversas
protenas, como las que regulan la actividad de los genes, las
promueven el procesamiento de los ARN, las que participan en la
sntesis de ADN etc. Estas protenas son fabricadas en el citoplasma
e ingresan por los poros al ncleo.
Esquema de ncleo idealizado
Imagen microscopio electrnico
EXPERIMENTOS SOBRE EL ADN.Una serie de experimentos clsicos
permitieron saber que el material gentico se localizaba en el ncleo
celular.1. Experimento Acetabularia: En 1930, Hammerling, realiz
experimentos con un alga unicelular llamada Acetabularia y que
tiene un gran tamao, lo que facilitaba su experimentacin. A pesar
de lo simple de su estructura, esta alga posee varias
caractersticas fenotpicas (aspecto visible) observables:a) Posee
pie (donde reside el pequeo ncleo celular).b) Posee un tallo y una
corola. Hammerling trabaj con dos variedades que difieren en el
aspecto de su corola: la variedad mediterrnea (corola lisa) y la
variedad crenulata (corola irregular). Hammerling cort las algas a
nivel del pie y luego extrajo el ncleo del alga de la variedad
mediterrnea y lo reemplaz por el ncleo del alga de la variedad
crenulata. El pie que haba pertenecido a la variedad mediterrnea, y
lo reemplaz por el ncleo del alga de la variedad crenulata. El pie
que haba pertenecido a la variedad mediterrnea, regener una corola
de las caractersticas crenulata. Es decir, un cambio en las
caractersticas del ncleo, hizo variar el fenotipo de la
Acetabularia.
2. Experimento de intercambio de ncleos en rana Xenopus leavis:
En 1960, John Gurdon dise un experimento basndose en el intercambio
de ncleos en la rana africana Xenopus laevis. Se observan dos
variedades de ranas: una de piel coloreada (lnea salvaje) y otra de
piel no coloreada (lnea albina). Se extrajeron los vulos de ranas
coloreadas e los irradiaron con luz ultravioleta para destruir sus
ncleos y as obtener ovocitos anucleados. Al mismo tiempo, se
obtuvieron clulas intestinales de los renacuajos de la lnea albina
y de stas, se extrajo un ncleo, el que fue trasplantado al ovocito
anucleado. Este vulo se desarroll, generando renacuajos y adultos
albinos.En definitiva, hoy en da sabemos que la informacin gentica
se ubica dentro del ncleo de la clula. Desde all controla todas las
expresiones del fenotipo del organismo.
PARA LEER, ANALIZAR Y DISCUTIR: CLONACINClonar significa obtener
uno o varios individuos a partir de una clula somtica o de un ncleo
de otro individuo, de modo que los individuos clonados son idnticos
al original.En los animales superiores, la nica forma de
reproduccin es la sexual, por la que dos clulas germinales o
gametos (ovocito y espermatozoide) se unen, formando un cigoto, que
se desarrollar hasta el individuo adulto.Las clulas somticas, que
constituyen los tejidos del animal adulto, han recorrido un largo
camino "sin retorno", de modo que, a diferencia de las clulas de
las primeras fases del embrin, han perdido la capacidad de generar
nuevos individuos y cada tipo se ha especializado en una funcin
distinta (a pesar de que, salvo excepciones, contienen el mismo
material gentico).El primer experimento de clonacin en vertebrados
fue el de Briggs y King (1952), en ranas. En los aos 70, Gurdon
logr colecciones de sapos de espuelas (Xenopus laevis) idnticos a
base de insertar ncleos de clulas de fases larvarias tempranas en
ovocitos (vulos) a los que se haba despojado de sus
correspondientes ncleos. Pero el experimento fracasa si se usan
como donadoras clulas de ranas adultas.Desde hace unos aos se
vienen obteniendo mamferos clnicos, pero slo a partir de clulas
embrionarias muy tempranas, debido a que an no han entrado en
diferenciacin (y por lo tanto poseen la propiedad de totipotencia).
No es extrao pues el revuelo cientfico cuando el equipo de Ian
Wilmut, del Instituto Roslin de Edimburgo comunic que haban logrado
una oveja por clonacin a partir de una clula diferenciada de un
adulo.] Esencialmente el mtodo (que an presenta una alta tasa de
fracasos) consiste en obtener un ovocito de oveja, eliminarle su
ncleo, sustituirlo por un ncleo de clula de oveja adulta (en este
caso, de las mamas), e implantarlo en una tercera oveja que sirve
como madre nodriza para llevar el embarazo. As pues, Dolly carece
de padre y es el producto de tres "madres": la donadora del ovocito
contribuye con el citoplasma (que contiene, adems mitocondrias que
llevan un poco de material gentico), la donadora del ncleo (que es
la que aporta la inmensa mayora del ADN), y la que pari, que
genticamente no aporta nada. Cientficamente se trata de un logro
muy interesante, ya que demuestra que, al menos bajo determinadas
circunstancias es posible "reprogramar" el material gentico nuclear
de una clula diferenciada (algo as como volver a poner a cero su
reloj, de modo que se comporta como el de un cigoto). De este modo,
este ncleo comienza a "dialogar" adecuadamente con el citoplasma
del ovocito y desencadena todo el complejo proceso del desarrollo
intrauterino.
CROMATINA Lacromatinaes la sustancia esencial del ncleo de la
clula. Est constituido por filamentos de ADN con diferentes grados
de condensacin (enrollamiento).
Los filamentos de cromatina forman ovillos. La cromatina se
forma cuando los cromosomas se descondensan (desenrollan) despus de
la divisin celular o mitosis. Existen varios tipos de cromatina
segn el grado de condensacin del ADN
Figura 6: Sucesivos grados de enrollamiento que experimenta la
cromatina.
(enrollamiento de ADN). El ADN se enrolla alrededor de unas
protenas especficas llamadas histonas, formando losnucleosomas(ocho
protenas histnicas + una fibra de ADN de 200 pares de bases). Cada
nucleosoma se asocia a un tipo distinto de histona la H1 y se forma
la cromatina condensada.
Funcin de la cromatina: 1. Entregan la informacin gentica
necesaria para que los orgnulos celulares puedan realizar la
transcripcin y sntesis de protenas.2. Conservan y transmiten la
informacin gentica contenida en el ADN, duplicando el ADN en la
reproduccin celular.
CROMOSOMAS En las clulas eucariontes, el ADN se encuentra dentro
del ncleo en forma de numerosas molculas lineales, que junto con
determinadas protenas, forman la cromatina. Cuando la clula entra
en divisin, la cromatina se condensa formando los cromosomas.
Estructura del cromosoma:Un cromosoma tiene dos brazos separados
por un centrmero.Los extremos de los brazos se llaman telmeros. Los
brazos se encuentran divididos en dos, cada una de las partes se
conoce como cromtida.
Tipos de cromosoma:Segn la posicin del centrmero se distinguen
distintos tipos de cromosomas:
Actividad:Observa los distintos cromosomas y clasifcalos segn
sus caractersticas estructurales.
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_______________________ ______________________ CLULAS
SOMTICASCLULAS SEXUALES
Clulas que forman los tejidos y los rganos los seres
vivos.Gameto Femenino (Ovocito II) y Masculino (Espermatozoide)
Se forman por Mitosis.Se forman por Meiosis.
Clulas diploides (46 cromosomas).Clulas haploides (23
cromosomas).
En las clulas somticas los cromosomas se presentan en pares, es
decir cada cromosoma tiene un compaero, igual en tamao, forma e
informacin, con lo cual constituye un par de cromosomas homlogos.
Cada uno de los cromosomas homlogos proviene de un progenitor (uno
del padre y otro de la madre). Por ejemplo los 46 cromosomas de las
clulas humanas, constituyen 23 pares distintos.
Diploida: Cuando la clula presenta la dotacin completa de
cromosomas se dice que contiene el nmero diploide, o sea 2n
cromosomas. Esta condicin se presenta en las clulas somticas de un
organismo. En el caso humano, la condicin diploide queda
determinada por la presencia de 46 cromosomas o de 23 pares de
cromosomas homlogos.
Haploida: Cuando la clula presenta la mitad de la dotacin
completa de cromosomas, habiendo uno de cada par, se dice que
contiene el nmero haploide, es decir, n cromosomas. Esta condicin
se presenta en las clulas sexuales: ovocito II y
espermatozoide.
CARIOTIPO: En las clulas de cada persona existen 23 pares de
cromosomas homlogos (iguales) que se pueden reconocer y ordenar
formando as su cariotipo. 22 pares de cromosomas son autosmicos
(cualquier par de cromosomas que no sea el sexual) y un par de
cromosomas corresponde al par sexual. En las mujeres, los dos
cromosomas sexuales son X, presentan la misma morfologa (forma) y
son completamente homlogos (iguales). En cambio, en los hombres los
cromosomas sexuales X e Y tienen diferente morfologa y son slo
parcialmente homlogos.
La representacin del total de cromosomas de un individuo
ordenados en parejas de cromosomas homlogos y de mayor a menor
tamao, constituye su CARIOTIPO.
Cariotipo 2Cariotipo 1Actividad: Observa los cariotipos humanos,
y responde:
a) Cuntos cromosomas presenta cada uno de los
cariotipos?___________________________________________________________________________________________________________________________
b) En cuanto a la dotacin cromosmica son cariotipos de clulas
haploides o diploides?
Fundamenta._________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
c) Cuntos pares de cromosomas homlogos presentan cada
cariotipo?______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
d) Podras indicar cul cariotipo pertenece a un hombre y cul a
una
mujer?______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
e) Cmo diferenciaras un cariotipo femenino de uno
masculino?_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
