UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDASFACULTAD DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALESBIOLOGÍA GENERAL

Profesora: Luz Mery Buitrago Alvarado Período:2015-3

ESTUDIANTES: Sergio Alejandro Castro: 20152180016, Juan Sebastián Galvis: 20152180047, Andrés Chaparro: 20152180022 FECHA: 20 de Noviembre de 2015

TALLER: MITOSIS1. Dibuje el ciclo celular2. Defina los siguientes términos: cromatina condensada/cromatina extendida;

ciclo celular/división celular; mitosis/citocinesis; cromátida/cromosoma; centriolo/centrómero/cinetocoro

3. Describa las principales características de la Interfase, Profase, Metafase, Anafase y Telofase y dibuje cada una de ellas.

4. ¿Qué es un cromosoma?, ¿Cómo se relaciona con la cromatina?5. ¿Cuándo comienzan las cromátidas a hacerse visible bajo el microscopio? 6. ¿Qué es el huso mitótico? y ¿Cuál es su importancia durante la mitosis?. 7. ¿Cuál es la función de la división celular en la vida de un organismo?, ¿Cuál

es la función de la apoptosis?8. ¿Qué es el factor promotor de la mitosis?, ¿Qué ocurriría si una célula en G1

recibiera el factor promotor de la mitosis?9. ¿Qué es la colquicina? Indique los efectos de la colquicina sobre la mitosis

2. A: Cromatina condensada: La cromatina condensada es la que se forma

después del aglutinamiento de los nucleosomas, este aglutinamiento ocurre cuando una histona, llamada histona H1, se asocia con el ADN de unión, aglutinando los nucleosomas adyacentes para formar una fibra de cromatina compacta de 30 nm.

Cromatina extendida: En la cromatina extendida, a diferencia de la condensada, existe las llamadas proteínas de andamiaje (diferentes a las histonas) que ayudan a mantener la estructura cromosómica.

B. Ciclo celular: El ciclo celular comprende el conjunto de procesos que una

célula debe realizar para cumplir la replicación exacta del ADN y la segregación (separación o división) de los cromosomas replicados en dos células distintas.

División celular: Las células se reproducen duplicando tanto su contenido nuclear como el citoplasmático y luego dividiéndose en dos. La etapa o fase de división posterior es el medio fundamental a través del cual todos los seres vivos se propagan.

C Mitosis: es un proceso que ocurre en el núcleo de las células eucariotas y que

procede inmediatamente a la división celular, consistente en el reparto equitativo del material hereditario (ADN) característico.  Este tipo de división ocurre en las células somáticas y normalmente concluye con la formación de dos núcleos separados (cariocinesis), seguido de la separación del citoplasma (citocinesis), para formar dos células hijas.La mitosis completa, que produce células genéticamente idénticas, es el fundamento del crecimiento, de la reparación tisular y de la reproducción asexual. La otra forma de división del material genético de un núcleo se denomina meiosis y es un proceso que, aunque comparte mecanismos con la mitosis, no debe confundirse con ella ya que es propio de la división celular de los gametos. Produce células genéticamente distintas y, combinada con la fecundación, es el fundamento de la reproducción sexual y la variabilidad genética.

Citocinesis: La citocinesis consiste en la separación física del citoplasma en dos células hijas durante la división celular. Tanto en la mitosis como en la meiosis se produce al final de la telofase, a continuación de la cariocinesis. En el caso de algunas células como las de los hongos no se produce la citocinesis, ya que estos organismos duplican su núcleo manteniendo el citoplasma unido, consiguiendo así células plurinucleares.

D Cromatida: es cada una de las dos unidades longitudinales del cromosoma ya

duplicado, y está unida a su cromátida hermana por el centrómero. Una cromátida es toda la estructura con forma de barra a la derecha o a la izquierda del centrómero y son conocidas con el nombre de brazos. Las cromátidas son visibles desde la profase de la mitosis y representan a los pre-cromosomas hijos. El conjunto de dos cromátidas hermanas genera un cromosoma mitótico visible durante la Profase, Metafase y Anafase. En la telofase de la mitosis, las cromátidas se separan y se convierten en cromosomas hijos. Cada cromátida lleva varios alelos, es decir, cada una de las características de su progenitor. Pueden ser visualizados como bandas luego de la tinción como se ve en el dibujo de la izquierda. En citología,

cromosoma es el nombre que recibe una diminuta estructura filiforme constituida por una cadena de ADN muy enrollada, que se une a proteínas que mantienen su estructura. Los cromosomas están presentes en todas las células vegetales y animales. Previo a que se produzca una división celular (ya sea mitosis o meiosis) esta estructura filiforme duplica su cadena de ADN y se muestra como la figura tradicional de una X a la cual también se sigue llamando cromosoma, pero que en rigor es un cromosoma duplicado (o sea, son dos cromosomas). Dos cromátidas formando un cromosoma (en rigor, dos cromosomas hermanos).Pues bien, si mantenemos la definición de cromosoma a la figura con forma de X que nos muestra el cromosoma duplicado, diremos que está formado por dos cromátidas que se unen en un punto denominado centrómero. Las cromátidas son estructuras idénticas en morfología e información ya que cada una contiene una molécula de ADN idéntica. (En rigor, cada una de estas cromátidas hermanas es un cromosoma). También se puede decir que morfológicamente el cromosoma mitótico es el conjunto de dos cromátidas y genéticamente cada cromátida tiene el valor de un cromosoma. Estructuralmente, cada cromátida está constituida por un esqueleto proteico de histonas, situado en el interior del nucleosoma, alrededor del cual se disponen muy apelotonados el ADN y las proteínas no histónicas que forman el cromosoma. Una cromátida contiene una molécula de cromatina condensada (molécula de ADN) y la otra posee otra molécula de cromatina idéntica, resultado de la replicación mitótica del ADN, por ello se puede hablar en un cromosoma de cromátidas hermanas. Cada cromátida presenta dos brazos de igual o distinta longitud.

Cromosoma: Los cromosomas son estructuras que se encuentran en el centro (núcleo) de las células que transportan fragmentos largos de ADN. El ADN es el material que contiene los genes y es el pilar fundamental del cuerpo humano; los cromosomas también contienen proteínas que ayudan al ADN a existir en la forma apropiada.

E Centriolo: Los centriolos son una pareja de estructuras que forman parte del

citoesqueleto semejantes a cilindros huecos, siendo una pareja de centriolos un diplosoma. Durante el proceso de división de la célula, los centríolos se desplazan hasta colocarse a lados opuestos de la célula, es entonces cuando de cada uno surge un racimo de filamentos radiales al que se le denomina áster. Posteriormente, se forma un huso entre ambos centríolos por medio de los filamentos. Estos filamentos están compuestos de proteína y por cantidades mínimas de ácido ribonucleico. Los cromosomas se adhieren a estos filamentos por el centrómero y entonces son empujadas unas a un lado de la célula, y otras al lado contrario.

Centrómero: El centrómero es esencial en el proceso de división celular. Este complejísimo sistema de proteico define la estructura del cromosoma y es a la vez responsable de regular el reparto exacto de la información genética durante la mitosis.

Cinetocoro: Es una estructura en forma de disco, de naturaleza proteica, que se adhiere a la Cromatina centromérica. Al M. E. tiene una estructura trilaminar. En el Cinetocoro es donde se fijan los microtúbulos del Huso Mitótico. El Cinetocoro sirve para el armado de los Microtúbulos a partir de los monómeros de tubulina.

3. INTERFASELa Interfase es la fase durante la cual la célula crece y el ADN se duplica. Comprende cuatro periodos: G0, G1, S y G2. La interfase se caracteriza por la presencia de un núcleo con membrana nuclear intacta, predominio de eucromatina (cromatina laxa) y presencia de nucléolo. La Interfase es la fase más activa del ciclo celular, aquí se realiza la duplicación del ADN.

METAFASESe hace visible el huso mitótico o acromático, formado por haces de microtúbulos; los cromosomas se unen a algunos microtúbulos a través de una estructura proteica laminar situada a cada lado del centrómero , denominada cinetocoro. También hay microtúbulos polares, más largos, que se solapan en la región ecuatorial de la célula. Los cromosomas muestran el máximo acortamiento y condensación, y son desplazados por los microtúbulos hasta que todos los centrómeros quedan en el plano ecuatorial.

PROFASESe inicia la formación del huso acromático. Los cromosomas se visualizan como largos filamentos dobles, que se van acortando y engrosando. Cada uno está formado por un par de cromátidas que permanecen unidas sólo a nivel del centrómero. En esta etapa los cromosomas pasan de la forma laxa de trabajo (eucromatina) a la forma compacta de transporte (paracromatina). La envoltura nuclear se fracciona en una serie de

cisternas que ya no se distinguen del retículo endoplasmático, de manera que se vuelve invisible con el microscopio óptico. También los nucléolos desaparecen, se dispersan en el citoplasma en forma de ribosomas.

 

ANAFASESe separan los centrómeros hijos, y las cromátidas, que ahora se convierten en cromosomas hijos. Los cromosomas hijos se acortan longitudinalmente y se trasladan a cada uno de los polos. Cada juego de cromosomas hijos migra hacia un polo de la célula. El huso mitótico es la estructura que lleva a cabo la distribución de los cromosomas hijos en los dos núcleos hijos. El movimiento se realiza gracias a la actividad de los microtúbulos cromosómicos, que se van acortando en el extremo unido al cinetocoro. Los microtúbulos polares se deslizan en sentido contrario, distanciando los dos grupos de cromosomas hijos.

TELOFASEComienza cuando los cromosomas hijos llegan a los polos de la célula. Los cromosomas hijos se alargan, pierden condensación, la envoltura nuclear se forma nuevamente a partir del RE rugoso y se forma el nucleolo a partir de la región organizadora del nucleolo de los cromosomas SAT. Los cromosomas hijos inician la reconstrucción del núcleo en los polos de la célula. El aparato mitótico desaparece y se desarrolla nueva membrana nuclear, alrededor de cada colección de cromosomas.

4 Los cromosomas son las estructuras en que se organiza la cromatina nuclear y que tienen una expresión dinámica en las distintas fases del ciclo celular. En la mitosis estas estructuras comienzan un proceso de compactación que alcanza su máximo nivel en la metafase. Cada cromosoma contiene una molécula de ADN lineal asociado a distintas proteínas y el contenido de genes es variable aunque está en relación con su tamaño. Por eso, cualquier alteración en el número o la estructura de los cromosomas puede ser causa de enfermedades. Los humanos tenemos un número total de 46 cromosomas y este número varía según las especies. Los 46 cromosomas están constituidos por 23 pares de homólogos y cada miembro del par proviene de un progenitor.Las cromatinas se forman después de que los cromosomas se descondensan al finalizar la mitosis; los cromosomas son la unión de cromatinas en el núcleo de la célula, almacenando así gran cantidad de información genética.

5Los cromatidas se ven visibles después de la profase por medio del microscopio, en la profase tardía y en la metafase ya son visibles; pasa lo siguiente con los cromatidas en cada fase:

-Profase tardía:

Comienza la formación del huso mitótico (polímero de tubulina). Tanto en las células animales como en las vegetales, el entramado del huso está formado por fibras que se extienden desde los polos al ecuador de la célula. Otras fibras están unidas a las cromátides al nivel de los Cinetocoro, estructuras proteicas asociadas con los centrómeros. La profase finaliza con la desintegración de la envoltura nuclear y la desaparición de los nucléolos.

-Metafase:Durante la metafase, los pares de cromátides, dirigidos por las fibras del huso, se mueven hacia el centro de la célula. Los cromosomas están organizados y unidos a las fibras de elaster por el Cinetocoro en el ecuador.

-Anafase:El centrómero se divide, se separan las cromátides hermanas y así cada cromosoma independiente viaja hacia polos opuestos.

Telofase:Aquí se forma una envoltura nuclear alrededor de los grupos de cromosomas, al tiempo que el huso comienza a desintegrarse, los cromosomas se descondensan y una vez más se extienden y aparecen difusos.

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Esta es una estructura tridimensional elíptica que consiste en dos grupos de microtúbulos; las fibras polares, que van desde cada polo hasta una región central; y las fibras cinetocóricas que se insertan en los Cinetocoro de los cromosomas duplicados.Aparato microtubular en forma de huso, formado durante la división celular, cuya función es posibilitar la migración y la correcta separación de los cromosomas en la meiosis o de las cromátidas en la mitosis. Está formado por microtúbulos polares, que se extienden de un lado a otro de la célula, en los cuales quedan fijados los cromosomas o las cromátidas.En la metafase, estos quedan en la zona intermedia del huso, también llamada placa ecuatorial. En la anafase, los microtúbulos favorecen el desplazamiento de los cromosomas, o de las cromátidas, hacia los polos de la célula.

7.

La función de la división celular en la vida de los organismos radica en que cumple funciones vitales en las células lo cual ayuda a que la misma siga su ciclo de manera correcta y que siga ayudando al organismo. En la mitosis por ejemplo se aumenta la masa celular del organismo, se reparan estructuras dañadas o envejecidas, se construye la parte somática de los órganos externos como la piel y de los órganos internos como las vísceras; por otro lado en la meiosis la función que esta toma es la de formar células sexuales especializadas, ya sean óvulos o espermatozoides para la próxima fecundación. (Campos, 2002)

La división celular o mitótica tiene lugar en todos los organismos eucariontes. En los unicelulares, como en la levadura, la Amoeba y el Paramecio, es el mecanismo de reproducción asexual. En organismos pluricelulares, la división mitótica, seguida por la diferenciación de las células hijas, permite al óvulo fecundado convertirse en un individuo adulto, con billones de células especializadas. Gracias a este tipo de reproducción celular los organismos pueden mantener sus tejidos, reparando partes dañadas y regenerando partes completas. La división mitótica es también el mecanismo por el que se reproducen las células madre. (Audesirk T., et al, 2013)

La apoptosis es en un tipo de muerte celular que no causa daño al organismo y funciona en el desarrollo y mantenimiento del organismo. Por ejemplo, durante la metamorfosis de renacuajo a rana, las células de la cola del renacuajo tienen que morir. La mano de un embrión humano está palmeada hasta que la apoptosis destruye el tejido entre los dedos. Este tipo de muerte celular, también se produce en los adultos. Por ejemplo, las células que no son funcionales ya que han

envejecido o están dañadas se destruyen y remplazan por células nuevas. (Solomon E., et al, 2013)

La apoptosis también es de gran importancia en la reparación del ADN en enfermedades degenerativas, como el cáncer. Cuando la proteína supresora tumoral p53 aumenta sus concentraciones en las células y no es capaz de reparar al ADN dañado, incita a la célula a realizar la apoptosis, en la que la célula corta su ADN y se suicida. (Audesirk T., et al, 2013) Muchas de las células infectadas por virus o con mutaciones aberrantes en el DNA también son eliminadas por apoptosis. (Curtis, H., 2008)

8.

El factor promotor de la mitosis es un complejo Cdk-ciclina, es decir un regulador del ciclo celular, recibe el nombre de Cdk-cíclina M. Se forma durante la fase S y G2, pero permanece inactivo hasta que se completa la síntesis de DNA. Una vez activado, induce la condensación cromosómica, la desintegración de la envoltura nuclear, el armado de huso mitótico y el alineamiento de los cromosomas en la placa ecuatorial durante la metafase. Además, permite el inicio de la anafase y la migración de los cromosomas hacia los polos del huso. (Curtis, H., 2008)

Si la replicación es interrumpida de alguna manera, por ejemplo la célula recibiera el factor promotor de la mitosis en G1, el ciclo se detendría y ocurriría la apoptosis o muerte programada.

9.

La colquicina o “colchicina” es un fármaco antimitótico que detiene o inhibe la división celular en metafase o en anafase. Es un compuesto que evita la distribución de las cromátidas de un cromosoma durante la mitosis, provocando la poliploidía de la célula filial, ya que aunque no haya separación, sí hubo duplicación previa del material genético. Su efecto se debe a su acción sobre las proteínas citoesqueléticas del huso mitótico denominadas tubulinas. Al desorganizarse el huso, los cinetocoros de las cromátidas no tienen donde unirse y traccionar, lo cual ocasiona que los cromosomas no se distribuyan normalmente durante la división celular. De este modo, en presencia de colchicina la división celular se interrumpe o bien da origen a células que son inviables debido a su carga cromosómica anómala. (Rondón- 2011)

La colquicina está indicada para el tratamiento de la gota. Se extrae de plantas y es capaz de alterar el proceso de ensamblado de los microtúbulos del huso mitótico y bloquear de esta manera el proceso de mitosis. Su efecto es particularmente devastador en células de tejidos de rápido crecimiento, para el cual es esencial la formación del huso. (Curtis, H., 2008)

La colquicina es una candidata para ser usada en tratamientos contra el cáncer gracias a su especificidad, esta recae en que la colquicina sólo se una a las moléculas de alfa-beta tubulina de los microtúbulos alterando la formación del huso miotico. (Curtis, H., 2008)

Bibliografía:

-Audesirk T, Audersik G, Byers, Bruce E. 2013. Biología, La vida en la tierra con fisiología. Novena Edición. Editorial Pearson Educación. México. 1000 pp.-Solomon E, Berg L. 2013. Biología. Novena Edición. Editorial Cengage Learning. México D.F, México. 1269 pp.-Curtis H, et al. 2008. Biología. Séptima Edición. Editorial Médica Panamericana. Buenos Aires, Argentina. 1160 pp.-CAMPOS p, (2002)- Biología para maestros, editorial Limusa-RONDON c. (2011)- Tratamientos alternativos a la Fibrosis Pulmonar- Articulo científico, Perú.