Una célula contiene una serie de instrucciones destinadas a asegurar su funcionamiento y su reproducción. Estas instrucciones
están contenidas en los genes, constituidos por DNA. En los organismos eucarióticos el DNA junto con proteínas denominadas
histonas, forma los cromosomas, que se encuentran protegidos y separados del citoplasma por la membrana nuclear.
Este tema, Núcleo. Mitosis y meiosis, plantea en primer lugar el estudio de la morfología, composición y estructura del
núcleo celular. Seguidamente se explica la reproducción o división celular, encuadrándola dentro del ciclo vital de la célula;
se estudia con detalle la mitosis como el proceso de división de las células eucarióticas. A continuación, se explica la
meiosis como un proceso necesario en todos los ciclos vitales de los organismos con reproducción sexual y diferenciándolo
de la mitosis, estudiada antes.
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3. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
1. Estudiar las características estructurales y funcionales de los componentes del núcleo celular.
2. Identificar y caracterizar las diferentes fases del ciclo vital de una célula.
3. Definir qué es la mitosis e identificar y caracterizar cada una de sus fases.
4. Explicar las diferencias entre el proceso de división celular en células animales y vegetales.
5. Explicar qué función cumple la mitosis tanto en organismos unicelulares como en pluricelulares
6. Definir qué es la meiosis e identificar y caracterizar cada una de sus fases
7. Explicar los ciclos biológicos haplontes, diplontes y diplohaplontes, y situar sobre ellos el momento de la meiosis.
8. Analizar y explicar el papel de la autofagia y la apoptosis.
9. Analizar e interpretar una investigación clásica sobre el núcleo celular.
4. CONTENIDOS CONCEPTUALES
1. El núcleo
• Morfología y composición
• Estructura
2. La cromatina y los cromosomas
• Cariotipo
3. El ciclo celular
• El ciclo celular
• Interfase
• División celular
4. La mitosis
5. Citocinesis
• Células animales
• Células vegetales
• Significado de la mitosis
• Anomalías en la división celular
6. La meiosis
• Primera división de la meiosis
• Segunda división de la meiosis
• Significado de la meiosis
7. Los ciclos vitales
a ¿Qué significa que un núcleo es activo? ¿Qué tipos de RNA
se encuentran en el núcleo? Razona tu respuesta.
b ¿Por qué en las células eucarióticas el DNA se organiza y
se estructura como cromatina y ésta a su vez se dispone
en el interior de un orgánulo bien definido, el núcleo?
c ¿Qué moléculas o partículas entran o salen del núcleo a
través de los poros nucleares? Razónalo.
d ¿A qué otro componente de la célula se parece la matriz
nuclear? ¿En qué se diferencian?
Soluciones:
a El núcleo es el centro de control de la célula eucariótica,
ya que contiene la mayoría del DNA celular y, por lo
tanto, la información genética para casi todas las funciones
celulares; en él tienen lugar procesos tan importantes
como la replicación del DNA y la transcripción del
RNA. Se dice que un núcleo es activo cuando en él se están
transcribiendo genes; en determinados momentos del
ciclo celular se realiza al mismo tiempo también la replicación
del DNA.
En el núcleo se pueden encontrar todos los tipos de RNA
puesto que se forman en él. Hay siempre RNA asociado
al DNA que se está transcribiendo y RNA en tránsito hacia
el citoplasma (los RNA precursores del RNA mensajero,
del RNA ribosómico y del RNA transferente).
b Porque la longitud del DNA nuclear de una célula eucariótica
es muy grande. Una célula humana tiene alrededor
de 2 metros de DNA. Sin embargo, el núcleo tiene
sólo 5 nm de diámetro. La forma de solucionar o
superar este problema a lo largo del proceso de evolución
de la célula ha sido empaquetar el DNA alrededor
de proteínas constituyendo la cromatina. La cromatina
se dispone en el interior del núcleo porque de esta manera
se separa del resto de orgánulos del citoplasma y
la información genética que contiene está más protegida.
c Entran al núcleo a través de los poros: los ribonucleósidos
trifosfato necesarios para la síntesis de RNA, los desoxirribonucleósidos
trifosfato necesarios para la síntesis
de DNA, ATP, diferentes proteínas entre ellas: proteínas
ribosomales, enzimas (DNA polimerasa, RNA polimerasa,...),
las histonas y otras proteínas asociadas al DNA,
y las de la matriz nuclear.
Salen del núcleo a través de los poros: moléculas de RNA
mensajero y de RNA transferente, y partículas de riboproteínas
(precursoras de los ribosomas).
d La matriz nuclear se parece al citoesqueleto de la célula.
Se diferencian en que el citoesqueleto interviene en
los movimientos celulares y la matriz nuclear no tiene
una función equivalente en el núcleo.
a ¿Si el núcleo celular se incuba con nucleasas, enzimas
que digieren el DNA, se observa que las secuencias que
antes se digieren son las que corresponden a los genes
expresados por la célula. Explica por qué.
b ¿Las células embrionarias parece que presentan muy poca
cantidad de heterocromatina facultativa. Da una explicación
a este hecho.
c ¿Qué proporción de heterocromatina facultativa presentarán
las células muy especializadas? Relaciona tu explicación
con la cuestión anterior.
d Durante las primeras fases de la mitosis (profase y prometafase)
los cromosomas están menos condensados que
en la metafase. Si teñimos los cromosomas humanos de
células en mitosis durante la profase y durante la metafase,
¿en cuáles de ellos se observarán más bandas? Razónalo.
Soluciones:
a Porque las nucleasas digieren primero la cromatina poco
condensada (eucromatina) que es la que corresponde a
los genes que se están expresando; la cromatina de las
regiones que no se expresan (heterocromatina) está más
condensada y por ello se digiere más tarde.
b En un organismo, hay regiones de la cromatina que están
muy condensadas durante la interfase en algunos tipos
Actividades pág. 177
2 La cromatina y los cromosomas
Actividades pág. 175
1 El núcleo
A. ACTIVIDADES VINCULADAS AL TEXTO
5. SOLUCIONES Y COMENTARIOS
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de células, pero no en otros; estas regiones que contienen
genes, aunque no se transcriben, corresponden a la
heterocromatina facultativa. La cantidad total de esta
heterocromatina facultativa es pues muy diferente en los
distintos tipos celulares. Así, las células embrionarias,
que son células muy poco especializadas, tienen muy poca
cantidad de esta heterocromatina, mientras que algunas
células muy especializadas presentan mayor cantidad.
La razón es porque conforme la célula se va
desarrollando y especializando, algunos genes se empaquetan
en forma condensada con lo que ya no pueden ser
transcritos.
c Las células muy especializadas tienen una gran proporción
de heterocromatina facultativa porque esta región
de la cromatina corresponde a genes que no se expresan
en ellas. Por el contrario, las células poco especializadas,
como las embrionarias, no tienen casi heterocromatina
facultativa. Parece ser que a medida que una célula
se va especializando se van empaquetando las regiones
de la cromatina que contienen los genes que no es necesario
que se expresen en ellas.
d Se observan más bandas en los cromosomas de las células
que están en profase que en los que están en metafase.
La razón es porque el grado de condensación de la
cromatina es menor en los cromosomas profásicos que en
los metafásicos. Conforme los cromosomas profásicos se
van condensando hasta llegar a la máxima condensación
en metafase, algunas bandas se juntan con otras con lo
que se reduce el número total de las mismas.
a ¿En qué se diferencian los cromosomas anteriores a la fase
S del ciclo celular de los posteriores a dicha fase? ¿Cuál
es la estructura de un cromosoma individual?
b ¿Qué hechos ocurren al final de la interfase, en G2, relacionados
con la división celular? ¿En qué se diferencian
estos hechos en las células animales y vegetales?
c ¿Qué estructuras del núcleo interfásico pueden verse con
el microscopio electrónico?
d Suponiendo que al inicio de la fase M del ciclo celular se
bloquea la división de la célula madre en dos células hijas,
¿qué tipo de mutación se produciría?
e Explica por qué los cromosomas pueden verse al microscopio
óptico cuando la célula está dividiéndose pero no
en el período entre dos divisiones.
Soluciones:
a Los cromosomas anteriores a la fase S del ciclo celular
están formados por una sola cromátida (una molécula de
DNA), mientras que los posteriores a dicha fase están formados
por dos cromátidas (dos moléculas de DNA). Ello
se debe a que durante la fase S se produce la duplicación
del DNA.
En un cromosoma se puede distinguir un estrechamiento
llamado centrómero, el cual divide al cromosoma en dos
partes, que pueden ser iguales o desiguales, denominadas
brazos. En cada centrómero hay una estructura, llamada
cinetocoro, a la que se pueden unir los microtúbulos
y que desempeña un papel importante en el
movimiento de los cromosomas durante la mitosis. Los
extremos del cromosoma se denominan telómeros y están
formados por secuencias de DNA muy repetitivas que
son necesarias para su replicación.
Dado que antes de dividirse una célula duplica su DNA,
cuando se observan los cromosomas, cada uno está formado
por una pareja de cromátidas hermanas idénticas
unidas por sus centrómeros.
b Al final de la fase G2 del ciclo celular, los cromosomas
comienzan el largo proceso de condensación y se ensamblan
los microtúbulos del huso mitótico; una vez formados
los microtúbulos, éstos comienzan a organizarse para
formar el huso mitótico. La diferencia entre las células
animales y las vegetales es que en las primeras intervienen
los centríolo en la formación del huso mitótico, mientras
que en las segundas no.
c Con el microscopio electrónico, en el núcleo interfásico
se pueden ver: la doble membrana que constituye la envoltura
nuclear, los poros de la membrana, el nucléolo y
la cromatina.
d Se produciría una poliploidía por duplicación del número
de cromosomas. Si la célula era diploide pasaría a ser
tetraploide, esto es, en vez de tener dos series de cromosomas
tendría cuatro.
e Porque al comienzo de la división celular la cromatina
que se encuentra dispersa en la interfase, se condensa
progresivamente formando los cromosomas. Dicha condensación
es necesaria para la posterior separación de
los cromosomas en las células hijas.
Actividades pág. 179
3 El ciclo celular
90
a ¿Qué ocurre con la síntesis de ribosomas al comienzo de
la profase? Razona tu respuesta.
b ¿Qué función desempeñan los cinetocoros de un cromosoma?
¿Y los microtúbulos cinetocóricos?
c ¿Qué procesos se producen en los microtúbulos del huso
mitótico durante la anafase? ¿Cómo afectan estos movimientos
a las cromátidas hermanas?
Soluciones:
a Que se detiene. Los ribosomas (pequeños orgánulos formados
por RNA y proteínas) se forman en el nucléolo, que
es la parte del núcleo donde se concentran los genes ribosomales;
durante la profase, conforme la cromatina se
condensa para formar los cromosomas, el nucléolo comienza
a descondensarse y desaparece progresivamente.
Además, la síntesis de ribosomas continúa detenida
durante toda la división celular.
b Los cinetocoros desempeñan un papel importante en el
movimiento de los cromosomas durante la mitosis. Al comienzo
de la prometafase, se rompe la envoltura nuclear
y los microtúbulos del huso mitótico interaccionan con
los cromosomas a través del cinetocoro. La unión de los
microtúbulos al cinetocoro es decisiva para el alineamiento
de los cromosomas en la metafase y para su desplazamiento
en la anafase.
Los microtúbulos cinetocóricos orientan a los cromosomas
haciendo primero que se vayan concentrando en el
plano ecuatorial de la célula y luego que se desplacen
hacia los polos.
c Que los microtúbulos cinetocóricos se desensamblan y
se acortan; como consecuencia de ello se produce el
desplazamiento de las cromátidas hermanas hacia polos
opuestos del huso mitótico. Además, al mismo tiempo
los microtúbulos polares se alargan por el ensamblaje
de moléculas de tubulina en sus extremos, con
lo que los dos polos del huso mitótico se separan entre
sí.
El resultado es que al final de la anafase las cromátidas
hermanas se han separado en dos grupos iguales,
cada uno de los cuales se halla situado en un polo del
huso.
a En los núcleos de una neurona y de una célula epitelial
de un mismo individuo, ¿existen los mismos genes? Razona
la respuesta.
b ¿Cuál es el hecho principal de cada una de las fases de
la mitosis?
c Señala las diferencias entre la división celular en células
animales y en vegetales.
d ¿La división celular supone siempre un proceso de reproducción
de los organismos? Razónalo.
e ¿Cuáles son las ventajas y los inconvenientes que presenta
la reproducción asexual?
Soluciones:
a Sí, ya que ambas células se han formado tras la división
por mitosis sucesivas del huevo o zigoto. La mitosis es el
proceso de división celular mediante el cual se garantiza
que las células hijas tengan los mismos cromosomas
que la célula madre y, por tanto, la misma información
genética.
b Profase – Los cromosomas se hacen visibles y se observa
que cada uno de ellos está formado por dos cromátidas
hermanas idénticas. El nucléolo empieza a descondensarse
y desaparece progresivamente. Se forma el huso
mitótico.
Prometafase – Se rompe la envoltura nuclear, con lo que
los microtúbulos del huso mitótico se unen a los cromosomas
a nivel del cinetocoro.
Metafase – Los cromosomas se disponen en el plano ecuatorial
del huso.
Anafase – Se acortan los filamentos del huso y se separan
las cromátidas de cada cromosoma, que se dirigen a polos
opuestos de la célula.
Telofase – Se reconstruyen los núcleos de las células hijas
y se divide el citoplasma.
c La división en células animales y vegetales se diferencia
en dos hechos: la formación del huso mitótico y la división
del citoplasma.
– Formación del huso mitótico.
En las células animales, la formación del huso está relacionada
con el centrosoma que consta de dos pares de
Actividades pág. 183
5 Citocinesis
Actividades pág. 181
4 La mitosis
91
centríolos, que se duplicaron durante la interfase. En la
profase el centrosoma se divide y cada centrosoma hijo
se dirige hacia un polo de la célula, organizándose entre
ellos un haz de microtúbulos que constituyen el huso mitótico.
En las células de los vegetales superiores, que carecen
de centríolos, también se forma un huso mitótico, pero
en este caso los microtúbulos se forman a partir de una
zona difusa, desprovista de orgánulos y situada alrededor
del núcleo.
– La división del citoplasma o citocinesis.
En las células animales, el citoplasma se divide por un
proceso denominado segmentación, que comienza con la
formación de un surco en la membrana plasmática, que
se produce siempre en el plano ecuatorial de la célula.
A continuación, el surco de segmentación se va estrechando
lo que finalmente conduce a la separación de las
células hijas.
En las células vegetales, la pared celular impide la formación
del surco de segmentación y el citoplasma se divide
mediante la formación de una nueva pared celular
dentro de la célula. La nueva pared o placa celular se
forma en el plano ecuatorial, a partir de las vesículas del
complejo de Golgi.
d No. La reproducción o división celular sólo es un proceso
de reproducción de los organismos cuando éstos
son unicelulares, pero no si son pluricelulares. En estos
últimos, la división de una o varias células supone
el crecimiento del individuo o la renovación de alguna
parte de su cuerpo que se hubiera perdido o degenerado.
e La reproducción asexual en animales y vegetales tiene
sus pros y sus contras. Entre las ventajas biológicas que
conlleva están su rapidez de división y su simplicidad,
pues ni tienen que producir células sexuales ni tienen que
gastar energía en la búsqueda de su pareja. De esta forma
un individuo aislado y bien adaptado a un medio puede
dar lugar a un gran número de descendientes que también
están bien adaptados. En cambio, presenta las
desventajas de una menor protección a la descendencia
y de carecer de variabilidad génica, al permanecer genotípicamente
invariables, lo cual conduce a la formación
de individuos clonados (es decir, idénticos al que los
originó).
a ¿Cuándo se dice que una célula es diploide? ¿Y haploide?
¿Qué células del cuerpo humano son diploides? ¿Y haploides?
b Durante el entrecruzamiento cromosómico el material
genético se intercambia:
— entre cromosomas homólogos o cromosomas no homólogos.
— entre cromátidas hermanas o cromátidas de un cromosoma
diferente.
c ¿Se producirá entrecruzamiento cromosómico e intercambio
de material genético durante la profase II? Razónalo.
d ¿Se produce la sinapsis en todos los cromosomas? ¿Y el
entrecruzamiento cromosómico? ¿Qué consecuencias tiene
para la célula que se produzcan estos fenómenos? ¿Qué
pasa si no se producen?
Soluciones:
a Se dice que una célula es haploide cuando sólo tiene una
sola copia de cada cromosoma. Son células haploides en
el cuerpo humano los gametos.
Se dice que una célula es diploide cuando tiene dos copias
de cada cromosoma. Son células diploides en el cuerpo
humano todas excepto los gametos.
b El material genético se intercambia entre cromosomas
homólogos, por tanto, entre cromátidas no hermanas de
una pareja de homólogos (bivalente o tétrada).
c No, ya que el material genético se intercambia entre cromosomas
homólogos y éstos se separan durante la primera
división de la meiosis, yendo cada uno de ellos a una
de las células hijas.
d Sí, se produce la sinapsis o apareamiento en todos los
cromosomas.
También se produce el entrecruzamiento en todos los bivalentes
o tétradas (pareja de cromosomas homólogos
apareados); en los cromosomas humanos se suelen producir
2 ó 3 entrecruzamientos por cada bivalente o tétrada.
En cada bivalente, las cromátidas contiguas de los
dos cromosomas homólogos se rompen e intercambian
fragmentos, de forma que en los bivalentes hay dos cromátidas
mixtas (poseen fragmentos de los dos cromosomas
homólogos) y otras dos que no lo son. Por tanto, si
Actividades pág. 185
6 La meiosis
92
consideramos las cromátidas como cromosomas sólo se
ha producido el entrecruzamiento en la mitad de ellas.
Como consecuencia del entrecruzamiento cromosómico,
que tiene lugar durante la profase de la primera división
de la meiosis, se produce la recombinación o intercambio
de segmentos entre los cromosomas homólogos paternos
y maternos. Dado que en los animales los gametos
se forman por meiosis, el número de gametos
diferentes que puede formar un individuo es enorme.
Si no se produjera el entrecruzamiento, el número de gametos
diferentes que produciría un individuo sería mucho
menor. La variabilidad de dichos gametos dependería
únicamente del reparto al azar de los cromosomas
homólogos paternos y maternos, que se produce durante
la primera división de la meiosis.
a Las cuatro células hijas que se obtienen tras la meiosis
son haploides, ¿pero son genéticamente idénticas? Razona
tu respuesta.
b ¿En qué momento de la meiosis tiene lugar la reducción
cromosómica? Razónalo.
c Una célula con 12 cromosomas comienza una meiosis.
¿Cuántas cromátidas tiene cada cromosoma de la célula
al comienzo del proceso?
¿Cuántas células hay al final de la 1ª división? ¿Cuántos
cromosomas tiene cada célula? ¿Cuántas cromátidas tiene
cada cromosoma?
¿Cuántas células hay al final de la segunda división?
¿Cuántos cromosomas tiene cada célula? ¿Cuántas cromátidas
tiene cada cromosoma?
¿Cuántas cromátidas hay al principio? ¿Y al final? ¿Son
iguales las cromátidas iniciales y las finales?
Soluciones:
a No, ya que debido al entrecruzamiento cromosómico, que
tiene lugar durante la profase de la primera división de
la meiosis, se produce la recombinación o intercambio
de segmentos entre los cromosomas homólogos paternos
y maternos y además durante la primera división de la
meiosis se produce el reparto al azar de los cromosomas
homólogos paternos y maternos. Por estos dos motivos
las células obtenidas tras la meiosis son genéticamente
diferentes.
b En la primera división de la meiosis, ya que las células hijas
tienen n cromosomas como resultado de la separación
de los cromosomas homólogos durante la anafase.
c — Cada cromosoma tiene dos cromátidas al comienzo de
la meiosis.
— Hay dos células. Cada célula tiene seis cromosomas.
Cada cromosoma está formado por dos cromátidas.
— Hay cuatro células. Cada célula tiene seis cromosomas.
Cada cromosoma está formado por una cromátida.
— Al principio del proceso hay veinticuatro cromátidas.
Al final hay también veinticuatro cromátidas. No son
iguales las cromátidas iniciales y las finales debido a
que durante la profase de la primera división de la
meiosis los cromosomas homólogos se aparean e intercambian
fragmentos de material hereditario.
a ¿Es válida la definición de meiosis como proceso reduccional
del número de cromosomas? ¿En qué organismos?
b ¿Es válida la definición de meiosis como proceso formador
de gametos? ¿En qué organismos?
c ¿En qué momento del ciclo vital de un organismo puede
producirse la meiosis?
d ¿Qué fases se distinguen en el ciclo vital de los organismos
con reproducción sexual? Razónalo. ¿En qué organismos
se diferencian más claramente estas fases?
e ¿Qué funciones desempeñan la mitosis y la meiosis en cada
uno de los ciclos vitales de los organismos con reproducción
sexual?
Soluciones:
a Sí, es válida en todos los organismos que presentan reproducción
sexual en algún momento de su ciclo vital.
b No es válida en todos los casos. Sólo es válida esa definición
en los organismos diplontes.
c En los organismos haplontes la meiosis tiene lugar en la
primera división del zigoto (meiosis zigótica). En los organismos
diplontes la meiosis tiene lugar durante la formación
de los gametos (meiosis gametogénica). En los organismos
diplohaplontes la meiosis tiene lugar al formarse
las esporas (meiosis esporogénica).
d Se distinguen dos fases: una haplonte como resultado de la
meiosis y otra diplonte como resultado de la fecundación.
Actividades pág. 188
Actividades pág. 187 7 Los ciclos vitales
93
Se diferencian más claramente las fases haplonte y diplonte
en los organismos diplohaplontes.
e En los organismos pluricelulares es importante que, durante
su crecimiento y desarrollo, las nuevas células que
se forman tengan la misma información genética (los mismos
cromosomas) que el resto de células del organismo.
La función de la mitosis es la de garantizar que las células
hijas tengan los mismos cromosomas que la célula madre.
En los organismos con reproducción sexual se impone la
necesidad de otra modalidad de división celular, la meiosis,
para que los gametos sean haploides. Según el momento
en que se realice la meiosis, se distinguen los siguientes
tipos de ciclos biológicos: haplontes, diplontes
y diplohaplontes.
Representa el ciclo biológico de un organismo diplohaplonte,
situando en el lugar correspondiente: mitosis,
meiosis, esporas, gametos, fecundación, zigoto, esporofito,
gametofito.
Solución:
El ciclo biológico diplohaplonte es el que corresponde a
la figura 7.1 c, página 188, del libro del alumno.
Describe mediante un esquema la estructura de la cromatina.
Haz otro esquema de un cromosoma metafásico
señalando sus constituyentes. ¿Cuáles son las principales
diferencias entre la cromatina interfásica y el
cromosoma metafásico?
Solución:
Los esquemas de la cromatina y del cromosoma metafásico
son los de las figuras 6 y 7 de la página 197 del libro
del alumno.
La principal diferencia entre la cromatina y el cromosoma
metafásico es el grado de condensación del material
genético, del DNA. Durante la interfase el material genético
está poco condensado en forma de cromatina y
cuando la célula va a dividirse, la cromatina se condensa
para formar el cromosoma.
Ordena los términos de la columna izquierda en su
secuencia correcta y relaciónalos con los de la derecha:
Citocinesis Se condensan los cromosomas.
Metafase Se forma una nueva envoltura nuclear.
Profase División del citoplasma.
Telofase Los cromosomas en el plano ecuatorial.
Anafase Duplicación de cromosomas
Interfase Se separan las cromátidas
Solución:
Interfase . Duplicación de los cromosomas
Profase . Se condensan los cromosomas y se forma
el huso mitótico
Metafase . Los cromosomas se alinean en el plano
ecuatorial del huso mitótico
Anafase . Los cromosomas se disponen en los polos
opuestos del huso
Telofase . Se forma una nueva envoltura nuclear
y desaparece el huso mitótico
citocinesis . División del citoplasma
Señala las diferencias entre cromosomas homólogos y
cromátidas hermanas. ¿Es igual el material genético de
los cromosomas homólogos? ¿Y el de las cromátidas hermanas?
Razónalo.
Solución:
Diferencias entre cromosomas homólogos y cromátidas
hermanas:
— Los cromosomas homólogos son las dos copias de cada
cromosoma que hay en las células diploides, mientras
que las cromátidas hermanas son cada una de las
dos mitades idénticas del cromosoma duplicado.
— Solamente hay cromosomas homólogos en las células
diploides.
No es igual el material genético de los cromosomas homólogos,
ya que uno de ellos procede del padre y el otro
de la madre. Si es igual el material genético de las cromátidas
hermanas, ya que una cromátida se forma por
duplicación o copia idéntica (replicación del DNA) de la
otra.
¿Cuándo se dice que una célula es diploide? ¿Y haploide?
¿Qué células del cuerpo humano son diploides? ¿Y
haploides?
Solución:
Se dice que una célula es haploide cuando sólo tiene una
sola copia de cada cromosoma. Son células haploides en
el cuerpo humano los gametos.
5
4
3
2
1
B. ACTIVIDADES DE AUTOEVALUACIÓN
94
95
Se dice que una célula es diploide cuando tiene dos copias
de cada cromosoma. Son células diploides todas las
del cuerpo humano excepto los gametos.
¿En qué seres vivos es necesaria la meiosis?
Solución:
La meiosis es necesaria en los organismos con reproducción
sexual.
En la reproducción sexual, el gameto masculino se une
con el gameto femenino para formar una nueva célula, el
zigoto o huevo, cuyo material genético es suma de las dos
células sexuales o gametos. Si las células sexuales no tuvieran
la mitad de cromosomas que las células normales
del organismo, el número de cromosomas se iría duplicando
en una especie dada de generación en generación.
Enumera las semejanzas y diferencias entre el proceso
de división celular por mitosis y por meiosis.
Solución:
Semejanzas entre mitosis y meiosis
— Son dos procesos de división celular.
Diferencias entre mitosis y meiosis
— La mitosis garantiza que las células hijas tengan los
mismos cromosomas que tenía la célula madre. Mediante
la meiosis se obtienen células hijas con la mitad
de cromosomas que tenía la célula madre.
— La mitosis consta de una sola división mediante la cual
se obtienen dos células hijas y la meiosis consta de dos
divisiones consecutivas mediante las cuales se obtienen
cuatro células hijas.
— La profase de la primera división de la meiosis es más
larga y compleja que la de la mitosis. En ella, los cromosomas
homólogos se aparean e intercambian fragmentos
de material hereditario. Este proceso no ocurre
en la mitosis.
— En la metafase de la mitosis los cromosomas, cada
uno de ellos formados por dos cromátidas, se disponen
en el plano ecuatorial. En la metafase de la primera
división de la meiosis los cromosomas homólogos
apareados (tétradas de cromátidas) se alinean en
el plano ecuatorial del huso, constituyendo la placa
metafásica.
— En la anafase de la mitosis se separan las cromátidas
de cada cromosoma que se desplazan a polos opuestos
de la célula. En la anafase de la primera división
de la meiosis se separan los cromosomas homólogos,
desplazándose hacia los polos opuestos de la célula.
¿Cuál es la diferencia esencial entre la profase de la
mitosis y la profase I de la meiosis?
Solución:
Que en la profase I de la meiosis, los cromosomas homólogos
se aparean e intercambian fragmentos de material
hereditario.
Copia en tu cuaderno la siguiente tabla y complétala
para comparar los hechos que tienen lugar durante la
mitosis y la meiosis.
Solución:
Observa la micrografía adjunta e identifica las estructuras
que aparecen en la misma. ¿Qué fase de la meiosis
representa?
Solución:
La micrografía electrónica corresponde a la profase I de
la meiosis, concretamente a la subfase diploteno.
Se observan los cromosomas homólogos apareados y cada
uno de ellos formados por dos cromátidas. Cada par
cromosómico se denomina bivalente o tétrada (está formado
por cuatro cromátidas). Ya se ha producido el entrecruzamiento
cromosómico entre los cromosomas homólogos
y comienza la desinapsis o separación de los dos
cromosomas homólogos de cada bivalente; los cromosomas
homólogos están unidos mediante uno o más puntos,
denominados quiasmas, que corresponden a los puntos
en los que se han producido los entrecruzamientos.
10
Hechos Mitosis Meiosis I Meiosis II
Cromosomas formados por
dos cromátidas hermanas Si Si Si
Los cromosomas
homólogos se aparean No Si No
Se forman quiasmas No Si No
Los cromosomas
homólogos se separan No Si No
Las cromátidas hermanas
se separan Si No Si
Hechos Mitosis Meiosis I Meiosis II
Cromosomas formados por
dos cromátidas hermanas
Los cromosomas
homólogos se aparean
Se forman quiasmas
Los cromosomas
homólogos se separan
Las cromátidas hermanas
se separan
9
8
7
6
La figura adjunta representa el esquema de una célula
que va a dividirse por meiosis.
a. ¿Cuál es el número diploide de cromosomas de la
célula representada? ¿Cuántos pares de cromosomas
homólogos y cuántas cromátidas contiene?
b. Representa mediante esquemas: el resultado de la
formación de un quiasma entre cada pareja de homólogos,
la anafase I, la telofase I y la telofase II.
Sólo hay que realizar uno de los posibles resultados
hasta obtener las 4 células finales.
c. ¿Que hechos de la meiosis dan como resultado gametos
con diferentes cromosomas?
Solución:
a. El número diploide de cromosomas es 2n = 4. La célula
tiene dos pares de cromosomas homólogos y ocho
cromátidas.
b.
c. Los hechos de la meiosis que dan lugar a la formación
de gametos con diferentes cromosomas son dos:
— El reparto al azar de los cromosomas homólogos paternos
y maternos que se produce durante la primera
división de la meiosis.
— El entrecruzamiento cromosómico, que tiene lugar
durante la profase de la primera división de la
meiosis; debido a ello se produce la recombinación
o intercambio de segmentos entre los cromosomas
homólogos paternos y maternos.
La siguiente gráfica representa la variación del contenido
de DNA durante el ciclo vital de una célula:
a. ¿Qué ocurre en el intervalo de tiempo de 2 a 3?
b. ¿Cómo se denomina la fase que transcurre entre 3
y 4?
c. ¿La gráfica corresponde a un ciclo mitótico o a uno
meiótico?
d. Si la cantidad de DNA no se ha modificado al final
del ciclo, ¿qué utilidad tiene este proceso?
Solución:
a. Que se duplica el material genético, el DNA.
b. Subfase G2 de la interfase, es una fase de preparación
para la mitosis.
c. La gráfica corresponde a un ciclo mitótico, ya que tras
la división celular las células hijas tienen la misma
cantidad de DNA.
d. La utilidad del proceso de división por mitosis es que
garantiza que las células hijas tengan la misma información
genética que la célula madre.
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ANAFASE I TELOFASE I TELOFASE II
(una de las posibles)