Reproducción

La reproducción es un mecanismo encaminado a perpetuar la especie, siendo lo más importante la descendencia y la información genética que posee. Hay dos tipos:

Reproducción Asexual

Requiere de mitosis. Solo un progenitor da lugar a una nueva generación, sin intervención de células sexuales (gametos).

Ventajas de la Reproducción Asexual

• Produce numerosos descendientes en poco tiempo.
• Permite que animales aislados produzcan su progenie.
• En ambientes estables y favorables, permite la propagación de un genotipo con éxito y gran precisión.

Tipos de Reproducción Asexual

• Bipartición: Bacterias y protozoos.
• Esporulación: Algas y musgos.
• Gemación: Hidras y corales.
• Escisión o Fragmentación: Algas y gusanos.

Reproducción Sexual

Requiere de meiosis y fecundación. Favorece la evolución y la variabilidad genética. Se necesita un espermatozoide fecundando un óvulo. Origina progenie a través de la fusión de gametos. Los gametos se originan por meiosis (el gameto femenino, óvulo, es relativamente grande e inmóvil).

Procesos de la Reproducción Sexual

1. Gametogénesis: Producción de gametos.
2. Fecundación: Se unen los gametos y se forma el cigoto (puede ser interna o externa).
3. Desarrollo Embrionario: Formación del embrión y finalmente del feto.
4. Desarrollo Postembrionario: Maduración de órganos sexuales y transformación en adulto.

Ventajas de la Reproducción Sexual

• Aumenta la variabilidad genética (combinaciones únicas de genes heredados de dos partes).
• Los hijos con variabilidad diferente aumentan el éxito cuando hay factores ambientales modificados, permitiendo la creación de nuevos individuos con relativa rapidez.

El Ciclo Celular

El ciclo celular tiene dos fases principales: la interfase y la mitosis (o división celular).

Mitosis

Acompaña a la citocinesis (división del citoplasma), con lo que se forman dos células hijas. Antes de la mitosis se ha duplicado el ADN, los orgánulos y los componentes fundamentales. El ciclo celular en organismos eucariotas termina con la división celular. En la mitosis, el material nuclear se divide en partes iguales en las células hijas.

Funciones de la Mitosis

• Aumentar el número de células.
• Reparación y regeneración de tejidos.
• Formación de un organismo multicelular a partir de una célula unicelular (cigoto).

Importancia de la Mitosis

• Evita que se duplique el número de cromosomas en cada fecundación con el paso de generaciones (Nota: Esto parece referirse a la meiosis, no a la mitosis. La mitosis mantiene el número de cromosomas. Se mantiene el texto original sin modificar su significado.).
• El reparto de cromosomas homólogos sucede al azar originando gametos distintos (Nota: Esto también se refiere a la meiosis. Se mantiene el texto original.).
• Los organismos unicelulares emplean la mitosis como método de reproducción.
• Los organismos superiores también pueden usar la reproducción asexual (basada en mitosis) como medio auxiliar de reproducción.

Fases de la Mitosis

• Profase:
  • El nucléolo se disgrega y desaparece.
  • Se hacen visibles los cromosomas con sus dos cromátidas hermanas unidas.
  • El citoesqueleto se reorganiza; los microtúbulos (filamentos proteicos) se reorganizan para formar el huso mitótico y se forma el áster del centrosoma.
• Prometafase:
  • La envoltura nuclear se descompone.
  • Transición entre la profase y la metafase, inserción de los microtúbulos a los cinetocoros.
• Metafase:
  • El huso mitótico se alarga.
  • Los cromosomas totalmente condensados quedan alineados en el plano medio o ecuatorial de la célula (placa metafásica).
  • Los cinetocoros se orientan hacia polos opuestos. De esta etapa depende que la separación del material genético entre las futuras células se lleve a cabo correctamente.
• Anafase:
  • Se produce la separación de las cromátidas hermanas.
  • Las fibras del huso se acortan y arrastran a los cromosomas que llevan unidos.
  • Las fibras mitóticas inician su migración hacia polos opuestos.
  • Los cromosomas hijos se doblan en ángulos a la altura del centrómero mientras son transportados hacia los polos. El cinetocoro es la parte del cromosoma que primero avanza y al mismo tiempo se acortan las fibras del huso mitótico.
  • La anafase culmina cuando los cromosomas hijos llegan a los polos.
• Telofase: (Se encuentra en la citocinesis)
  • Los cromosomas empiezan a perder la condensación, pasando al estado de cromatina.
  • En cada polo, los cromosomas hijos son rodeados por una envoltura nuclear que se organiza a su alrededor y se reorganiza el núcleo.

Citocinesis

Es la división del citoplasma.

• En células animales, la citocinesis comienza por la formación de un surco de división en la superficie celular. En la parte media del citoplasma se origina un anillo contráctil, que es la estructura formada por microfilamentos de actina. La contracción del anillo estrangula el citoplasma hasta producir la separación de las dos células hijas.
• En las células vegetales, no pueden dividirse como en las animales porque tienen una pared que las hace muy rígidas; por eso se forma una placa celular.

Interfase

La célula realiza sus funciones específicas (crecimiento).

Etapas de la Interfase

• Fase G1: Después del nacimiento de la célula, tiene intensa actividad biosintética y aumenta el tamaño de la célula.
• Fase S: El ADN se duplica y se originan dos copias de la información genética de la célula.
• Fase G2: Anterior a la mitosis. Finaliza la síntesis de componentes celulares para asegurar el reparto equitativo entre células.
• Fase G0: Cuando las condiciones extracelulares no son favorables, se alarga la fase G1. En ocasiones, el reposo es muy largo y se habla de fase G0. Muchas células, como las neuronas, permanecen en este estado hasta que mueren.

El Núcleo Celular

Núcleo Interfásico

En el núcleo de interfase hay zonas menos compactas de eucromatina (zonas activas desde el punto de vista de la expresión genética) y zonas más densas, heterocromatina (zonas inactivas desde el punto de vista de la información genética).

Formación del Núcleo Interfásico

• La envoltura nuclear: Está formada por una doble membrana atravesada por poros que permiten la entrada y salida de moléculas de pequeño tamaño y controlan el paso selectivo de moléculas de gran tamaño como proteínas y ARN.
• El centrosoma: Aparece exclusivamente en células animales en interfase junto al núcleo. Comienza a dividirse en la G1 y al finalizar la G2 ya está duplicado. Es una estructura sin membrana, presente en las células animales. Es el centro organizador de microtúbulos.
• La lámina nuclear: Parte interna donde están ancladas las moléculas de ADN a esa lámina.

El Núcleo en División

Cuando la célula comienza la división, el núcleo cambia su aspecto:

1. La lámina nuclear y los nucléolos no se visualizan.
2. Se desorganiza la envoltura nuclear.
3. El nucleoplasma se mezcla con el citosol y el contenido nuclear se mezcla con el citoplasma.

La Cromatina y los Cromosomas

• El ADN + proteínas (histonas) = Cromatina.
• El núcleo contiene los cromosomas de la célula. El ADN se empaqueta 10.000 veces más que si estuviera libre (para formar los cromosomas).

Nucleosomas

Son las unidades de enrollamiento de la cromatina que están formados por un núcleo con 2 copias de cada una de las histonas.

Tipos de Cromosomas

• Metacéntrico
• Submetacéntrico
• Acrocéntrico
• Telocéntrico

Funciones del Cromosoma

Ordena las moléculas de ADN resultado de la fase S, deja de estar enmarañadas para estar ordenadas.

Cariotipo

Se obtiene mediante técnicas citológicas especiales, y son los cromosomas ordenados. El bandeado cromosómico permite unir los cromosomas de cada pareja de homólogos y compararlos. Los cariotipos pueden utilizarse como una prueba para identificar anomalías cromosómicas como causa de malformaciones o alguna enfermedad.

Meiosis

En ella, las células diploides originan células haploides llamadas gametos. Si los gametos no tuvieran dotación cromosómica haploide en la fecundación, se produciría un individuo tetraploide y con cada fecundación el número de cromosomas se multiplicaría.

Utilidad de la Meiosis

En la mayoría de los organismos pluricelulares, como por ejemplo en el ser humano, se emplea un mecanismo más completo y perfecto que es la reproducción sexual.

Antes de la Meiosis

En la fase S de la interfase, la célula germinal que va a sufrir la meiosis ha duplicado su ADN. Al final del periodo G2, tiene lugar algún acontecimiento que dirige a la célula hacia la meiosis.

Profase I de la Meiosis

En ella, los cromosomas homólogos se unen fuertemente por parejas. Es mucho más larga que la profase de la mitosis y se divide en cinco fases diferentes. En esta unión se da un fenómeno de entrecruzamiento, en el que se ponen en contacto fragmentos de las cromátidas de los cromosomas homólogos.