CIENCIAS NATURALES GRADO 8 COLEGIO SANTOS APÓSTOLES / REPRODUCCIÓN CELULAR

REPRODUCCIÓN CELULAR.

Catalogandose como el proceso en que se da origen a nuevas células, a continuación trataremos el tema teniendo en cuenta las partes de la célula y como esta se divide.

1. NÚCLEO CELULAR

Es la estructura en la que se almacena gran parte de la información necesaria para la formación y desarrollo de un organismo vivo. Generalmente tiene forma esférica y ocupa la parte central de casi todas las células.

Algunas células tienen mucho núcleos como las células de los músculos estirados de nuestro cuerpo.

Sus funciones son regular y dirigir el funcionamiento coordinado de todos los componentes celulares, almacenar los ácidos nucleicos, es decir aquellas que llevan la información genética: el ácido desoxirribonucleico ADN y el ácido ribonucleico ARN, permitir en su interior la duplicación del ADN antes de comenzar la división celular, la producción de diferentes clases de ARN, que luego intervendrán en la producción de proteínas.

Las principales estructuras nucleares son la membrana nuclear, el núcleo lo, la cromatina y los cromosomas.

1.1. MEMBRANA NUCLEAR.

Esta formada por dos capas externa e interna que separan el material genético del citoplasma. La capa externa tiene adheridos los ribosomas y se une al retículo endoplasmatico. La capa interna tien adherida la cromatina que es el conjunto de ADN y proteínas que constituye a los cromosomas. Entre las dos capas se crean pequeños poros nucleares que son canales de proteínas que las atraviesan y facilitan el transporte selectivo de sustancias entre el núcleo y el citoplasma. 

1.2. NUCLEOLO.

Es una masa densa, esférica y sin membrana, constituido por fragmentos de ADN y ARN, los cuales contienen la información necesaria para que el nucleolo realice su función principal: producir los ribosomas que serán los encargados de sintetizar las proteínas de acuerdo con la información que reciban del núcleo.

1.3. MATERIAL GENÉTICO 

Dependiendo de la fase atravesada por la célula, el material genético puede presentarse en forma de cromatina o de cromosomas.

1.3.1. CROMATINA. Esta constituida por proteínas y ADN. El ADN es la estructura que guarda la información genética de los organismos en segmentos llamados genes. En los genes de almacena a manera de código, información útil para la formación de las características internas y externas de los organismos. Cuando la célula empieza el proceso de división la cromatina se condensa y empaqueta en estructuras individuales llamadas cromosomas.

1.3.1. CROMOSOMAS. Fueron descubiertos en 1.842 por el científico Karl Wilhem Von Nageli (1817 - 1891) y deben su nombre a que se dejan teñir fácilmente (cromo: color - soma: cuerpo). Los cromosomas se hacen visibles cuando las células se encuentran en un proceso de división como resultado del empaquetamiento  del ADN en el que intervienen las proteínas histonas. Cuando se hacen visibles al microscopio luego de haberse duplicado aparecen conformados por dos brazos llamados cromatidas hermanas, las cuales contienen copias idénticas de ADN. Cada cromatida esta unida por un centromero a su cromatida hermana.

La dotación cromosómica de las células es propia de cada especie y se identifica por el número, el tamaño y la forma de los cromosomas. Las células de muchos organismos complejos se denominan diploides, pues poseen dos series de cromosomas. Otras células poseen sólo una serie de cromosomas y se llaman haploides. Las series de cromosomas de un organismo es lo que se denomina el cariotipo.

El cariotipo de la especie humana consta de 46 cromosomas: 23 aportados por la madre y 23 por el padre; en las células diploides, cada cromosoma tiene una pareja con características muy similares, y se denominan cromosomas homólogos. Por estos se dice que los seres humanos tenemos 23 pares y no simplemente 46 cromosomas.

2. DIVISIÓN CELULAR.

La división celular es el proceso mediante el cual una célula produce células hijas. Este proceso sirve para que los organismos se reporduzcan y mantengan sus estructuras corporales. Existen dos tipos de divisiones o ciclos celulares: el mitotico y el meiotico.

2.1. CICLO CELULAR MITOTICO.

Es el conjunto de etapas que una célula debe pasar para dividirse y producir dos células hijas idénticas a la célula madre, con la misma información genética. La duración del ciclo celular depende del tipos e célula. En algunas, como en la bacteria Escherichia coli, el proceso es muy corto y puede durar 30 minutos o menos; otras células, como las neuronas, permanecen toda su vida sin dividirse. Este proceso tien tres fases en las células eucariotas: interfase, mitosis y citocinesis.

2.1.1. INTERFASE. Durante esta etapa se desarrolla la mayor parte de la vida, se produce el crecimiento celular y la síntesis de proteínas y otros materiales que la célula necesitara para entrar en el proceso de mitosis o división. Se divide en tres subetapas:

FASE G1 o de crecimiento. En esta etapa el volumen celular aumenta debido a la síntesis de proteínas y a la duplicación de los organelos celulares.

FASE S o de síntesis. Durante esta fase se duplica el ADN, lo cual garantiza su repartición equitativa en las dos células hijas. Al terminar esta fase la célula contiene el doble de proteínas y de ADN que tenía al principio.

FASE G2. En esta etapa la célula termina los preparativos que le permitirán comenzar el proceso de la división celular.

2.1.2. MITOSIS. 

La mitosis es la división ordenada y regulada del material genético presente en el núcleo celular. Proceso a través del cual los organismos se desarrollan y son capaces de regenerar parte de sus tejidos. Para que este proceso de como resultado dos células hijas idénticas a la madre, cada cromosoma debe estar duplicado, es decir, conformado por dos cromatidas hermanas unidas por el centromero. De esta manera, cada nueva célula recibirá una de las cromatidas de cada cromosoma. El proceso de la mitosis se divide en cuatro etapas: profase, metafase, anafase y telofase.

2.1.3. CITOCINESIS. Corresponde a la división del citoplasma una vez se ha terminado el proceso de división del núcleo. Este proceso generalmente se inicia durante la última fase de la mitosis y es posible, en las células animales, por la formación de una fila de proteínas que se ubican en la parte ecuatorial de la célula, y ejercen presión en la parte central, estrechando la membrana celular hasta lograr su división en dos. En las células vegetales se forma una placa celular a partir de sustancias que son segregadas por el aparato de golgi.

2.2. CICLO CELULAR MEIOTICO. Los organismos que presentan reproducción sexual, producen los gametos o células sexuales por el proceso de la meiosis. Esta consiste en dos divisiones celulares sucesivas denominadas división meiotica I y meiotica II.

En estas se producen cuatro células hijas, cada una de ellas con uno sólo de los cromosomas de cada par de homólogos. Sin embargo, los cromosomas de estas células resultan diferentes entre sí, como consecuencia del entrecruzamiento. 

En el entrecruzamiento, los cromosomas homólogos (paterno y materno) intercambian segmentos de ADN. Como consecuencia, determinan la producción de una gran variedad de gametos, con información genética diferente en los individuos que se reproducen sexualmente. Como los gametos masculino y femenino se unen para formar el cigoto, se puede afirmar que tanto el proceso de meiosis como el de fecundación producen una gran variabilidad genética en las especies y con ella mejores posibilidades para la especie de adaptarse al medio ambiente y de evolucionar.

Al igual que en el ciclo mitotico en el meiotico también hay interfase y citocinesis. Sin embargo, a pesar  de presentar dos divisiones meioticas, el proceso de la meiosis esta predecido por una única interfase, en donde se duplicaran los organelos y el ADN. Cada división tiene cuatro fases, denominadas de manera similar a las fases mitoticas.

2.3. CICLOS REPRODUCTIVOS DE LOS ORGANISMOS.

Los procesos de mitosis y meiosis están involucrados en el crecimiento, la reparación de tejidos y la reproducción de los seres vivos. En el ciclo de vida de los seres humanos, de los animales de reproducción sexual y de las plantas con flor, las células del cuerpo realizan la mitosis durante la mayor parte del tiempo para crecer y renovar tejidos, y desde la madurez sexual, las células de los órganos sexuales se especializan en hacer meiosis para producir gametos que puedan unirse y así formar un nuevo organismo.

Así cómo los gametos, muchos organismos son haploides. En los organismos haploides (algunos hongos, bacterias y algas), el juego de cromosomas de sus células no sexuales también es haploide. Una vez producida la fecundación, el cigoto diploide se divide por meiosis y origina células haploides, las cuales permanecen en esa condición la mayor parte de su vida. Este es el ciclo de vida haplonte.

Los organismos en los que la fase diploide predomina durante casi toda la vida, por ejemplo el ser humano, tienen ciclo de vida diplome. En estos, la unión de los gametos n da lugar a un embrión y posteriormente en un adulto diploide. Otros organismos, como los musgos y los helechos, alternan la fase haploide y la fase diploide, constituyendo el ciclo de vida haplodiplonte.

ACTIVIDADES:

1. Completa el mapa conceptual.

2. Observa los esquemas resumidos de la mitosis y meiosis y responde.

3. Observa las ilustraciones y responde.

4. Relaciona las estructuras celulares de la columna A con los conceptos de la columna B.

5. Una lagartija, cuyo nombre científico es chemidophorus sp, no necesita de un macho para reproducirse, pues aprovecha una estrategia que le brinda la naturaleza: crear verdaderos clones naturales, es decir, copias genéticamente idénticas a sí misma.

a). ¿Necesitan las hembras de esta especie realizar los procesos de mitosis y meiosis para reproducirse? Explica.

b). ¿Cuál crees que será el sexo de las lagartijas que se originan por medio de este mecanismo reproductivo?

c). ¿Qué ventajas y desventajas crees que tiene este tipo de reproducción?

6. Piensa y responde.

a). ¿En qué momento consideras que puedes reconocer que se llevan a cabo procesos de división celular en tu cuerpo? ¿Qué señales te lo indicarían?

b). ¿Por qué es importante que se reduzca el número de cromosomas en la meiosis?

c). ¿Qué pasaría si todas las células de los tejidos de tu cuerpo realizarán meiosis en lugar de mitosis?

7. Analiza el gráfico y responde.