Cromatina • formada por ADN plegado en diferentes grados e

histonas (proteínas básicas) • cuando se divide la célula se pliega en cromosomas

• empaquetamiento del ADN: – 2 m de ADN en un nucleo de 6 micrometros de

diametro– ejemplo : 40 Km de hilo en una pelota de tenis

Cromatina en Núcleo interfásico • La eucromatina o cromatina laxa, de localización

central, y la heterocromatina o cromatina densa, en la periferia del núcleo.

• La heterocromatina representa aproximadamente el 10% del total de cromatina y es considerada transcripcionalmente inactiva.

• La eucromatina dos estados, – la eucromatina accesible, que representa

alrededor del 10%, donde se encuentran los genes que se están transcribiendo

– la eucromatina poco accesible, más condensada (pero menos que la heterocromatina), donde están los genes que la célula no está transcribiendo.

• la heterocromatina se encuentra alrededor de los centrómeos y telómeros, pero también en otras posiciones

• heterocromatina:– constitutiva: secuencia repetidas de ´pocos genes

(centrómeros y telómeros) – facultativa: mosaicismo cromosoma x

Tabla 10.1 - Características de la Cromatina

Tipo de cromatina Estado físico Cambio químicoTipo de genes Replicación

Eucromatina Laxa AcetiladaActivos Fase S temprana

Heterocromatina condensada MetiladaSilentes Fase S tardía

El cromosoma X inactivo: heterocromatina

facultativa• La inactivación del cromosoma X en el

núcleo de las células de una mujer aparece como una estructura heterocromática teñida con tono oscuro, llamada corpúsculo de Barr (si en mamíferos no aves )

• Se forman por la condensación de la cromatina sexual de uno de los cromosomas X, que se inactiva en animales donde el sexo se determina con la presencia del cromosoma Y.

3 colores macho o hembra ?

gato calicó son hembras!• Gato manchado. La inactivación aleatoria de cualquier

cromosoma X en diferentes células durante el desarrollo temprano del embrión crea un mosaico de manchas de tejido. Cada mancha comprende los descendientes de una sola célula que estuvo presente en el embrión al momento de la inactivación. Los parches son evidentes en los gatos que son heterocigotos y tienen un alelo para el color negro que reside en uno de los cromosomas X y un alelo para el color naranja en el otro cromosoma X. Esto explica por qué casi no existen gatos con manchas: todas las células en el macho son ya sea blancas o naranja en el color de su pelaje por el alelo que poseen. (Las manchas blancas de este gato se deben a un diferente gen que determina el color del pelaje.)

repaso• La palabra cromosoma procede del griego y significa

"cuerpo que se tiñe". La palabra cromatina significa "sustancia que se tiñe".

• Cromosoma: material genético organizado. nace fundamentalmente de la interacción entre el ADN, las histonas y las proteínas no histónicas.

• Los cromosomas eucarióticos son moléculas muy largas de ADN doble hélice en interacción con proteínas (histonas y no histonas) que se pueden encontrar desde estados relajados o poco compactados como en los núcleos de las células en interfase hasta en estados altamente compactados como sucede en la metafase mitótica.

• La cromatina fue inicialmente definida por Fleming (1882) como "la sustancia que constituye los núcleos interfásicos y que muestra determinadas propiedades de tinción". Esta definición, al igual que la inicial de cromosoma es puramente citológica. Sin embargo, desde el punto de vista genético, tanto la cromatina como el cromosoma son el material genético organizado.

Nucleosoma • unidad basica de los cromosomas:

nucleosomas

los nucleosomas se empaquetan en fibras compactas de cromatina de 30

nm: solenoide

Solenoide: fibra de 30 nmLos nucleosomas se organizan, a su vez, en fibras de 30nm (solenoide), girando a manera de resorte alrededor de un eje virtual. Esta estructura es mantenida por la interacción de las H1 de nucleosomas cercanos.

Lasos de cromatina: fibra

de 300 nm

En el siguiente nivel de empaquetamiento, las fibras de 30 nm se organizan en una serie de bucles, lasos de cromatina o asas superenrolladas. Estos bucles se estabilizan gracias a la interacción con las proteínas de la matriz nuclear o andamiaje nuclear (“scaffold”).

Cada bucle de cromatina representa un dominio funcional o unidad de replicación Cada cromosoma puede tener cien o más dominios. Durante la profase, los cromosomas aparecen en forma más condensada, alcanzando la cromatina su mayor nivel de condensación en metafase

• Cada cromosoma consiste en una molécula única de ADN con una cantidad equivalente de proteínas.

• Cromosoma– ( del griego chroma :

color y soma cuerpo) cuerpos en forma de bastones en el que se organiza la cromatina del núcleo celular en la mitosis y meiosis

– cromatina mas proteínas histonas y proteínas no histonicas

3 leyes fundamentales de los cromosomas

• individualidad: persisten como tales durante la interfase. solo que al estar descondensados no se muestran individualizados

• constancia numérica: cada sp posee en sus células el mismo número de cromosomas, conteniendo la mitad las células reproductivas

• formación de parejas de cromosomas homólogos: el numero de cromosomas salvo excepciones son pares. ya que en los cromosomas de cada célula existen dos series numéricamente iguales, lo que permiten que se formen parejas de cromosomas homólogos. humanos : 46 (44 autosomas y dos heterocromosomas sexuales: xx y xy. los gametos haploides 23 cromosomas

• Cada cromosoma eucariota consiste en una molécula simple de ADN de alrededor de 150 millones de pares de nucleótidos. La molécula de ADN en el cromosoma eucariota es lineal, por lo tanto posee dos extremos (en contraste con el cromosoma bacteriano que es circular).

La molécula de ADN de un cromosoma típico eucariota contiene:

Un conjunto lineal de genes que codifican para ARN y proteínas interrumpido por muchas secuencias de ADN no codificante.

• El ADN no codificante incluye:– Secuencias de

aproximadamente 170 nucleótidos de ADN satélite, repetidas miles de veces, que corresponden al centrómero.

– Secuencias repetitivas en los extremos del cromosoma llamadas telómeros.

– Múltiples secuencias señalizadoras altamente conservadas, denominadas origen de replicación (ORI) , necesarias para que se realice la duplicación del ADN en un tiempo breve

• Los telómeros son cruciales, son necesarios para la duplicación completa del cromosoma, los protegen de las nucleasas, evitan que los extremos del cromosoma se fusionen entre sí y facilitan la interacción del cromosoma con la envoltura nuclear.

Los cromosomas se diferencian por la ubicación del centrómero

• Al inicio de la división celular, los cromosomas duplicados se condensan en estructuras que pueden teñirse con facilidad (por ello denominadas cromosomas), pudiéndose observar bajo el MO.

• A primera vista, los cromosomas duplicados se mantienen juntos por el centrómero. Mientras están juntos, es común llamar a cada parte del cromosoma duplicado, cromátida hermana.

• cada una de las "cromátidas hermanas" es un cromosoma completo.

• El cinetocoro es una estructura proteica discoidal que forma parte del centrómero y ayuda a separar las cromátidas hermanas. Es el sitio de unión con los microtúbulos del huso, que contienen los motores de dineína que tiran a los cromosomas en la anafase. Además proveen una plataforma para ensamblar y movilizar las proteínas que construyen el huso.

La posición del centrómero, determina el largo de los brazos del cromosoma

CariotipoCortamos y ordenamos los cromosomas según algún criterio taxonómico

CariotipoOrdenación de los cromosomas por parejas, tamaño y posición del centrómero.

EL CARIOTIPO

• El cariotipo de una especie se obtiene cuando a partir de varias células en metafase mitótica de muchos individuos distintos de la especie se determina el número, forma y tamaño de los cromosomas. En las especies diploides, como la especie humana, el número de cromosomas normal (el más frecuente) es 2n=46, de manera que existen 22 pares de autosomas y un par de cromosomas sexuales. Como se trata de una especie diploide, con dos juegos de cromosomas (dos genomios), uno de origen materno (23 cromosomas) y otro de origen paterno (23 cromosomas), todos los cromosomas están por parejas de homólogos.

Cariotipo humano

Reproducción celular

El ciclo celular

La vida de una célula consta de dos etapas diferentes: interfase y divisiónEl conjunto de ambas componen el ciclo celular.

CONCEPTO

El ciclo celular

PERIODOS

La interfase se puede subdividir para su estudio en tres periodos: G1, S y G2.

1. El periodo G1 sigue a la mitosis anterior y corresponde a la fase de desarrollo de la célula.

2. El periodo S es el de síntesis de ADN. 3. El periodo G2 es el que antecede a la mitosis. En este periodo los cromosomas

están ya duplicados: dos cromátidas con uniones a nivel del centrómero.

División celularDURACIÓN.

La duración de los periodos G1, S, G2 y de la mitosis (M) depende del tipo de célula que se trate.

Un caso típico de duración de un ciclo celular es el de los cultivos de células HeLa en las que un ciclo celular dura 20 horas y cada fase tiene la siguiente duración:

G1..... 8 horasS ..... 6 horasG2..... 5 horasM...... 1 hora

Las células HeLa (también conocidas como “células MePa” o simplemente “Hela”) son un tipo particular de células de cultivo celular usadas en investigación científica. Es el linaje celular humano más antiguo y utilizado con mayor frecuencia. El linaje al cual pertenecen estas células deriva de una muestra de cáncer cérvico-uterino obtenida el 8 de febrero de 1951de una paciente llamada Henrietta Lacks(de allí el acrónimo He{nrietta} La{cks}) quien falleció el 4 de octubre de ese mismo año debido al cáncer. El linaje HeLa ha mostrado ser particularmente duradero y prolífico, esto se ha demostrado puesto que contamina otros cultivos celulares usados también en investigación en los mismos laboratorios

División del núcleo

MITOSIS

Aunque la mitosis es un proceso continuo se acostumbra a dividirlo, para su estudio y reconocimiento, en cuatro fases distintas llamadas: profase, metafase, anafase y telofase.

Mitosis

División del núcleo

MITOSIS - PROFASEPROFASE:

Comienza con la conversión de la CROMATINA en CROMOSOMAS (1), seguiremos teniendo lo mismo, pero de forma diferente: las dos cadenas que son completamente idénticas (ya que una se ha formado por replicación de la otra) se espiralizan juntas originando las cromátidas del cromosoma.Se duplican los centriolos (2).La membrana nuclear desaparece (3).Cuando ya ha desaparecido la membrana nuclear, los centriolos migran hacia los polos (extremos) de la célula (4), apareciendo entre los dos pares de centriolos una serie de fibras de proteína dispuestas de polo a polo que reciben el nombre en conjunto de HUSO ACROMÁTICO (5).Los cromosomas ya formados se mueven y se unen a una fibra del huso por su centrómero (un sólo cromosoma por fibra) (6), de manera que las cromátidas miran hacia los polos de la célula.Cuando se han unido se van moviendo hasta situarse en el centro de la célula. En la célula vegetal no existen centriolos y a veces no se ve el huso acromático.

División del núcleo

MITOSIS - metafaseMETAFASE:

Es una fase breve en la que todos los cromosomas se encuentran situados en el ecuador (parte media) de la célula, formando una figura muy característica llamada PLACA ECUATORIAL (1). Tras colocarse aquí comienza la siguiente fase.

Esta es la fase más adecuada para la observación de los cromosomas. Para ello se rompe la célula, por ejemplo: mediante choque osmótico, si ello es posible, y los cromosomas se tiñen, se aplasta para que se extiendan y a continuación se fotografían.

División del núcleo

MITOSIS - ANAFASE

ANAFASE:

Las cromátidas se separan y se desplazan hacia los centriolos, al tiempo que van desapareciendo las fibras del huso.

El movimiento parece ser que se produce por un desensamblaje de los microtúbulos. Al desplazarse cada cromátida, sus brazos se retrasan formando estructuras en V con los vértices dirigidos hacia los polos.

En este momento ya se ha repartido el material hereditario (las cadenas de ADN) de forma idéntica en dos partes.

División del núcleo

MITOSIS - TELOFASE

TELOFASE:

Es como una profase al revés, los cromosomas se desespiralizan y se transforman en cromatina (2); aparece la membrana nuclear (1), quedando una célula con dos núcleos.

Poco a poco los cromosomas van descondensándose y se desfiguran adquiriendo el núcleo un aspecto cada vez más interfásico, los nucleolos comienzan a reaparecer.

Aquí concluye la mitosis.

División del núcleo

MITOSIS

1. A nivel genético representa un sistema de reparto equitativo e idéntico de la información genética. Ambas células hijas tendrán la misma información genética, que es la misma que poseía la célula madre.

2. A nivel celular la mitosis permite la perpetuación de una estirpe celular y la formación de colonias de células (clones celulares).

3. A nivel orgánico la mitosis permite el crecimiento y desarrollo de los tejidos y de los órganos de los seres pluricelulares y la reparación y regeneración de los mismos. De esta manera, todas las células de un organismo pluricelular, a excepción de las células sexuales, dispondrán de idéntica información genética.

4. Como conclusión esta relacionado con la reproducción asexual.

División del citoplasma

CÉLULA ANIMAL

No es una fase de la mitosis. Es la división del citoplasma en dos partes, con la repartición aproximada de los orgánulos celulares. En las células animales se hace por estrangulación, desde fuera hacia adentro, y en las vegetales se hace por crecimiento de la pared celular desde dentro hacia afuera. El resultado final es que la célula madre se ha transformado en dos células hijas idénticas genéticamente.

División del citoplasma

CÉLULA VEGETAL

Aparece un sistema de fibras formado por microtúbulos en forma de barril: el fragmoplasto. En su plano ecuatorial se depositan pequeñas vesículas que provienen de los dictiosomas del aparato de Golgi. Estas vesículas contienen sustancias pécticas que formarán la lámina media. Todo ello crece de dentro a fuera. La división no es completa entre ambas células hijas, manteniéndose algunos poros de comunicación: los plasmodesmos, al quedar capturados entre las vesículas elementos del retículo.