En la reproducción celular, a partir de una célula se obtienen dos o más células hijas. Durante la reproducción, la célula debe transmitir su información genética a las células hijas.
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Las células de nuestro cuerpo ¿se reproducen todas del mismo modo? Y los seres unicelulares, ¿se reproducen todos de igual forma?
A pesar de las diferencias entre los distintos tipos de reproducción celular, esta implica siempre tres procesos básicos: replicación del ADN con el fin de obtener una copia exacta, separar al ADN original y la copia y dividir el citoplasma, de modo que las células resultantes lleven la información genética completa.
4.1. Ciclo celular de las células eucariotas
Se conoce como ciclo celular a la secuencia cíclica de etapas por las que pasa la vida de una célula con capacidad para dividirse y originar nuevas células. En las células eucariotas, consta de dos fases fundamentales: la interfase y la fase M.
A. El ADN durante el ciclo celular
El ADN experimenta cambios notables a lo largo del ciclo celular que pueden resumirse del siguiente modo:
Cada especie tiene en sus células un número de cromosomas característico. El término cariotipo hace referencia al conjunto de cromosomas de una célula, individuo o especie. Por ejemplo, el cariotipo humano está formado por 23 parejas de cromosomas. Cada pareja está constituida por dos cromosomas homólogos, que llevan información para los mismos caracteres, es decir, los mismos genes, pero la información no es idéntica, los genes presentan variantes, los alelos, puesto que uno de los cromosomas de cada par procede de la madre y otro del padre.
En la especie humana, como en muchas otras con reproducción sexual, los individuos poseen dos tipos de células en relación con el número de cromosomas:
- Células somáticas diploides, con dos dotaciones cromosómicas. Ejemplo: células somáticas humanas con 2n = 46 cromosomas.
- Gametos haploides (óvulos y espermatozoides) con una única dotación cromosómica. Ejemplo: en los gametos humanos, n = 23.
B. División celular o fase M
La división celular comprende la mitosis, o división del núcleo, y la citocinesis, o división del citoplasma.
Durante la mitosis, se realiza la separación de los cromosomas y sus copias, con el fin de obtener células con idéntico material genético.
Comprende cuatro fases: profase, metafase, anafase y telofase.
Una vez que se divida el citoplasma, se originarán dos células hijas con idéntica dotación cromosómica e idénticas a la célula madre.
En los seres vivos unicelulares eucariotas, la mitosis está vinculada a la reproducción asexual, puesto que la división de la célula implica reproducción del organismo.
En los seres pluricelulares, la mitosis está implicada en el desarrollo embrionario a partir del cigoto, el crecimiento del individuo y la regeneración de tejidos.
Citocinesis: la división del citoplasma
Durante la telofase o una vez terminada la mitosis, comienza la división del citoplasma. El mecanismo es diferente en células animales y vegetales, debido a la existencia en estas de pared celular.
En los seres unicelulares, la división de la célula implica la reproducción asexual del organismo. En función del modo en que se realice esta división, se diferencian 3 tipos de reproducción asexual:
Consulta la Guía sobre el ciclo celular y la mitosis en este enlace:
http://goo.gl/TG2D6J
Puedes reforzar y ampliar tus conocimientos sobre el ciclo celular y la mitosis.
Realiza las actividades que aparecen en él.
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Debes elegir un tejido en el que las células se encuentren en división. Te proponemos raíz de cebolla porque es muy fácil de conseguir. Pon la base del bulbo en contacto con el agua durante unos 4 días, para facilitar la formación de nuevas raíces.
Corta en torno a 2 mm de tres raíces por el ápice. Deposítalas en un vidrio de reloj con unas gotas de colorante específico para cromosomas: orceína A. Calienta ligeramente sobre la llama de un mechero para facilitar la penetración del colorante. Pasa las raíces a un portaobjetos, añade una gota de orceína B. Pon el cubreobjetos y presiona con cuidado hasta lograr que el tejido se extienda sobre el cubreobjetos.
Antes de empezar, planifica la práctica: haz una lista del material necesario y prepara los bulbos. Realiza la práctica y elabora un informe con tus conclusiones en el que se haga referencia a las fases de la mitosis identificadas y su descripción.
C. La meiosis
Las formas de reproducción de los seres vivos pueden clasificarse en asexual y sexual.
En la reproducción sexual, tienen lugar dos procesos fundamentales:
- Fecundación: unión de células especializadas o gametos haploides, con n cromosomas, que origina un cigoto diploide, con 2n cromosomas.
- Meiosis: división celular en la cual una célula diploide (2n) forma cuatro células haploides, con n cromosomas.
En la reproducción asexual, interviene un único progenitor que hace copias de sí mismo. En la reproducción sexual, dos células especializadas, los gametos, se unen para formar una nueva célula, el cigoto.
La meiosis es una forma de división celular presente en todos los organismos con reproducción sexual. En la mayoría de las especies con reproducción sexual, la meiosis se realiza para formar los gametos, mientras que la mitosis origina las células somáticas.
Mitosis y meiosis comparten numerosas características, pero entre ellas hay diferencias importantes:
| Diferencias entre mitosis y meiosis |
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Mitosis |
Meiosis |
| Células en las que ocurre |
Células eucariotas diploides o haploides. |
Células eucariotas diploides. |
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Finalidad
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Obtener células con idéntica información genética.
Se da este tipo de división en los organismos unicelulares para su reproducción asexual y en pluricelulares para su desarrollo, crecimiento y la reparación y regeneración de tejidos y órganos. |
Obtener células haploides y diferentes.
Posibilitar el mantenimiento del número de cromosomas característico de cada especie, en la reproducción sexual.
Incremento de la variabilidad genética de las especies. |
| N.º de divisiones |
Una. |
Dos. |
| Recombinación del material genético |
No. |
Sí, entre cromátidas homólogas. |
| Separación de los cromosomas |
En la anafase, se separan cada uno de su copia, es decir, cromátidas hermanas. |
En la anafase I, se separan cromosomas homólogos.
En la anafase II, se separan las cromátidas hermanas. |
| Productos finales |
Dos células genéticamente idénticas entre sí e idénticas a la célula original. |
Cuatro células con la mitad de cromosomas de la célula original y genéticamente diferentes entre sí. |
Etapas de la meiosis
La meiosis es un mecanismo de división celular que permite la obtención, a partir de células diploides (2n), de células haploides (n) con diferentes combinaciones de genes.
Presenta dos divisiones sucesivas, sin que entre ambas haya duplicación del ADN. Cada división consta de profase, metafase, anafase y telofase.
Generalmente, al final de esta primera división, tiene lugar la citocinesis.
Las dos células resultantes de la primera división meiótica experimentan a continuación una segunda división, semejante a una mitosis.
Significado biológico de la meiosis
En el siguiente enlace:http://goo.gl/jnHMwd, puedes leer 312 años, una historia que comienza en el siglo xxii, que te permitirá afianzar y profundizar tus conocimientos sobre reproducción celular.
Después de leerla y consultar los enlaces que aparecen en ella, realiza la actividad final.
Has visto que la meiosis no es simplemente una alternativa a la mitosis, sino que se trata de un tipo de división celular con objetivos muy distintos, tales como:
- Reducción a la mitad del número de cromosomas: células diploides originan células haploides. La meiosis resulta imprescindible para las especies con reproducción sexual al mantener constante el número de cromosomas de la especie en cada generación que, de otro modo, se duplicaría en el proceso de fecundación.
- Incremento de la variabilidad genética: origina nuevas combinaciones de genes. La meiosis aporta variabilidad genética debido a dos procesos:
- Sobrecruzamiento y recombinación entre cromosomas homólogos.
- Segregación al azar de los cromosomas paternos y maternos en la anafase.
Como consecuencia, cada una de las cuatro células obtenidas al final de la meiosis es genéticamente diferente a las demás.
En la producción de gametos, óvulos y espermatozoides, a partir de células germinales diploides y genéticamente idénticas, cada meiosis originará gametos distintos.
La unión al azar de los gametos durante la fecundación produce individuos con diferentes dotaciones génicas, contribuyendo al aumento de la diversidad genética de las especies.
Meiosis y evolución
Las nuevas combinaciones génicas añaden variabilidad genética a las poblaciones. Esta variabilidad se ve sometida a las presiones de la selección natural, de tal forma que sobrevivirán las combinaciones génicas que resulten favorables en un ambiente determinado. Como consecuencia, tiene lugar la adaptación progresiva de las especies a su entorno, es decir, las especies evolucionan.
