1. A la vista de la siguiente imagen, conteste a las siguientes cuestiones:
a) ¿Qué proceso celular representa? ¿Qué acontecimientos celulares tienen lugar en la G0, G1, S, G2?
Representa las fases del ciclo celular. G0: diferenciación celular. G1: crecimiento de la célula. S: duplicación del ADN. G2: preparación para la división celular.
b) Describa la etapa M.
En la etapa M tiene lugar la profase, metafase, anafase y telofase. En la profase se condensa la cromatina, los cromosomas emigran a la periferia nuclear, desaparece progresivamente el nucléolo y comienza la formación del huso mitótico. En la metafase, los cromosomas, en su máximo grado de condensación, se disponen en el plano ecuatorial del huso mitótico. En la anafase, las cromátidas hermanas de cada cromosoma se separan por el centrómero y comienzan a migrar hacia polos opuestos por el acortamiento progresivo de los microtúbulos cinetocóricos. En la telofase, desaparecen los microtúbulos cinetocóricos, se produce la descondensación progresiva de los cromosomas y se forma de nuevo la envoltura nuclear.
2. A la vista de la gráfica, conteste las siguientes cuestiones:
a) ¿Qué representa la gráfica? ¿Qué sucede en el intervalo de tiempo de 2 a 3? ¿En qué fase del ciclo celular tiene lugar?
Esta gráfica corresponde a una mitosis debido a que la cantidad de ADN se mantiene. En el intervalo 2-3 se da la replicación del ADN. Esta replicación se da en la fase S de la interfase.
b) Explique el proceso celular que transcurre entre 3 y 4. ¿Qué finalidad tiene el proceso indicado en la gráfica?
Entre el 3-4 se da la división celular. La finalidad de este proceso es aumentar el número celular manteniendo constante la cantidad de ADN por célula.
3. ¿Qué células del cuerpo humano son diploides y cuáles haploides? Explique la diferencia entre cromátidas hermanas y cromosomas homólogos. Explique por qué desde el punto de vista evolutivo, la reproducción sexual tiene ventajas con respecto a la reproducción asexual.
Todas las células somáticas son diploides y las células germinales (gametos) son haploides. Las cromátidas hermanas tienen la misma información genética mientras que los cromosomas homólogos no. La reproducción sexual tiene ventajas con respecto a la asexual porque aumenta la variabilidad genética. La variabilidad genética se genera en la reproducción sexual con la recombinación genética que es el intercambio de segmentos cromosómicos, las cromátidas de los dos cromosomas homólogos, materno y paterno, se entrecruzan e intercambian fragmentos, como resultado de ello, las dos cromátidas de cada homólogo ya no son completamente idénticas.
4. A la vista de las siguientes gráficas, conteste las cuestiones:
a) ¿Qué proceso representa la gráfica de la izquierda? Explique en qué se basa para dar la respuesta. Indique razonadamente qué ocurre con el ADN durante todo el proceso.
En la gráfica de la izquierda se representa el ciclo celular. El esquema empieza y acaba por G1, solo hay una división y la cantidad de ADN de la célula resultante es igual a la que había en la célula madre. A lo largo del proceso el ADN en la etapa S se duplica y se reparte entre dos células hijas en la fase M.
b) ¿Qué proceso representa la gráfica de la derecha? Explique en qué se basa para dar la respuesta. Indique razonadamente qué ocurre con el ADN durante todo el proceso.
En la gráfica de la derecha se representa la meiosis. Hay dos divisiones consecutivas y la cantidad de ADN en la célula resultante es la mitad que en la célula madre. A lo largo del proceso el ADN se duplica en la fase S y se reduce a la mitad en la fase M I y nuevamente en la fase M II.
5. Defina mitosis y explique su significado biológico. Describa brevemente cada una de sus fases acompañadas de un dibujo.
La mitosis es el proceso de división nuclear y su significado biológico se debe a que supone el reparto de la información genética completa, previamente replicada, a los dos núcleos hijos. La mitosis tiene 4 fases:
– En la profase se condensa la cromatina, los cromosomas emigran a la periferia nuclear, desaparece progresivamente el nucléolo y comienza la formación del huso mitótico.
– En la metafase, los cromosomas, en su máximo grado de condensación, se disponen en el plano ecuatorial del huso mitótico.
– En la anafase, las cromátidas hermanas de cada cromosoma se separan por el centrómero y comienzan a migrar hacia polos opuestos por el acortamiento progresivo de los microtúbulos cinetocóricos.
– En la telofase, desaparecen los microtúbulos cinetocóricos, se produce la descondensación progresiva de los cromosomas y se forma de nuevo la envoltura nuclear.
Significado biológico de la mitosis:
- A nivel genético representa un sistema de reparto equitativo e idéntico de la información genética. Ambas células hijas tendrán la misma información que la célula madre.
- A nivel celular, la mitosis permite la perpetuación de una estirpe celular y la formación de colonias de células (clones celulares).
- A nivel orgánico, la mitosis permite el crecimiento y desarrollo de los tejidos y de los órganos de los seres pluricelulares, así como la reparación de los mismos. De esta manera, todas las células de un organismo pluricelular, a excepción de las células sexuales, disponen de idéntica información genética.
6. Describa las fases de la meiosis. Indique en qué células tiene lugar este tipo de división celular y cuál es su significado biológico.
La meiosis es la división celular que se produce en la formación de los gametos, la reducción del número de cromosomas se mide. Así, la célula madre diploide genera células hijas haploides. La meiosis se produce en dos divisiones sucesivas, dando lugar a cuatro células. Estas divisiones se procesan en dos etapas: la meiosis I y la meiosis II.
Fases de la división I: En los cromosomas en interfase son finos y aplicados. Es la duplicación del ADN y los cromosomas, formando así las cromátidas. Después de la clonación se produce la división celular.
– Profase I. Se divide en cinco subfases consecutivas: Leptoteno (cada cromosoma está formado por dos cromátidas. Se puede observar la presencia de pequeñas condensaciones, los cromómeros), zygotene (emparejamiento de cromosomas se denomina sinapsis, es decir, completo en paquiteno), paquiteno (cada par de cromosomas homólogo tiene cuatro cromátidas, formando una bivalente o tétrada formado por hermanas cromátidas, aquellas que se originan en el mismo cromosoma y los homólogos cromátidas, aquellas que se originan en los cromosomas homólogos. Estos pueden sufrir una ruptura, al mismo tiempo, y las dos piezas se pueden intercambiar lugares, realizando una permutación o cruzar terminado. Como cromosomas son portadores de genes, hay una combinación genética), diploteno (homóloga cromosomas comienzan a apartarse, pero permanecen en las regiones donde había una permutación. Estas regiones son las quiasmas. A pesar de las permutaciones ocurren en paquiteno, el quiasma solo será visible desde el diploteno), diacinesis (todavía ocurre la condensación de cromosomas y la separación de los contrapartes. Así, el quiasma se resbale la punta de cromátidas, un proceso llamado terminación de quiasma. A medida que las fases se desarrollan, el nucléolo y la membrana nuclear desaparecen.
– Metafase I. La membrana celular desaparece. Los pares de cromosomas homólogos se organizan en el plano ecuatorial de la célula. Los centrómeros de los cromosomas homólogos se unen a las fibras que salen de centriolos opuestos. Así, cada componente del par será tirado en direcciones opuestas.
– Anafase I. No hay división de centrómeros. Cada miembro del par de homólogos migra hacia uno de los polos.
– Telofase I. Los cromosomas desespiralizan, la membrana nuclear y el nucléolo se reorganizan y se produce la citocinesis.
Fases de la división II: La meiosis II es muy similar a la mitosis. La formación de las células haploides a partir de haploides solo es posible debido a que ocurre durante la meiosis II, la separación de cromátidas que forman díadas. Cada cromátida de una díada se dirige a un polo diferente y ahora puede ser llamado cromosoma hermano. Las fases de la meiosis son profase II, metafase II, anafase II y telofase II.
El significado biológico de la meiosis es la reducción cromosómica al formar los gametos, lo que permite el mantenimiento del número cromosómico de la especie, con lo cual es una fuente de variabilidad que favorece la evolución.
7. Explique los dos procesos que originan la variabilidad genética en la reproducción sexual y relacióneles con las fases de la división celular que permiten este hecho. ¿Qué ventajas evolutivas presenta esta variabilidad? ¿Cómo consiguen los organismos con reproducción asexual la variabilidad genética?
Segregación cromosómica: produce gametos diferentes por reparto aleatorio de cromosomas paternos y maternos al separarse los bivalentes durante la anafase I de la meiosis.
Recombinación: produce gametos diferentes por formación de nuevas combinaciones de alelos gracias a la recombinación de cromosomas homólogos durante la profase I de la meiosis.
La variabilidad aumenta la posibilidad de adaptaciones a las condiciones del medio y permite la evolución de las especies. Los organismos con reproducción asexual presentan variabilidad genética gracias a la aparición de nuevos alelos por mutaciones.
8. Explique cuatro diferencias entre la división mitótica y meiótica. ¿Por qué es importante la meiosis para la reproducción sexual y la variabilidad de las especies? Describa la diferencia fundamental entre anafase I y anafase II en la meiosis.
Características de la mitosis:
- La célula inicial es generalmente diploide, si bien puede entrar en mitosis otras con distintas dotaciones cromosómicas: haploides, poliploides, trisómicas, nulisómicas, etc.
- Consiste en una cariocinesis y una citocinesis.
- Resultan dos células con el mismo número de cromosomas que la célula inicial.
- No se genera variabilidad genética puesto que, salvo mutación, los cromosomas de las células resultantes son idénticos a los de la célula inicial.
Características de la meiosis:
- La célula inicial es generalmente diploide, si bien pueden entrar en meiosis células con dotaciones cromosómicas poliploides pares.
- Consiste en dos cariocinesis y dos citocinesis.
- Resultan cuatro células con la mitad de cromosomas que la célula inicial.
- Se genera variabilidad genética, pues los cromosomas de las células resultantes han sufrido recombinación homóloga.
La meiosis es importante para la reproducción sexual y la variabilidad de las especies porque permite la formación de gametos con la mitad del número de cromosomas de la célula inicial, lo que favorece la variabilidad genética. La diferencia fundamental entre anafase I y anafase II en la meiosis es que en la anafase I se separan los cromosomas homólogos, mientras que en la anafase II se separan las cromátidas hermanas.
10. La especie humana tiene 2n=46 cromosomas. ¿Cuántos cromosomas y cuántas cromátidas por cromosoma tendrán las células en cada una de las situaciones siguientes: inicio de la interfase (fase G1), metafase I meiótica, profase II meiótica, gameto y zigoto? Razone las respuestas.
En el inicio de la interfase (G1) tendrán 46 cromosomas de una cromátida porque todavía no se ha replicado.
En la metafase I meiótica, tendrán 46 cromosomas de dos cromátidas cada cromosoma, en esta fase se disponen en el plano ecuatorial para luego separarse.
En la profase II meiótica, tendrán 23 cromosomas de una cromátida por cromosoma, los gametos son haploides.
En un gameto y zigoto, tendrán 46 cromosomas de una cromátida por cromosoma, ya que es la unión de dos gametos con distinto origen.