Reproducción Celular

La Mitosis

Consiste en el reparto equitativo de los cromosomas entre las células hijas. Inmediatamente antes de que comience la división del núcleo se produce la duplicación del ADN, para asegurar que las células hijas tengan la misma información genética que la célula madre. La mitosis comprende 4 fases:

Profase

En esta fase se produce la condensación de la cromatina, haciéndose visibles los cromosomas. Cada cromosoma va a estar formado por dos cromátidas hermanas. También desaparece el nucléolo, la membrana nuclear, se duplican los centriolos y se forman los filamentos del huso acromático, que son filamentos de proteína que van a ayudar al reparto del material genético.

Metafase

En esta fase los cromosomas se colocan en mitad de la célula formando la placa ecuatorial o placa madre. Los cromosomas quedan unidos por el centrómero a los filamentos del huso acromático.

Anafase

En esta fase se separan los cromosomas en sus cromátidas hermanas. Las cromátidas de cada cromosoma se desplazan hacia cada uno de los polos de la célula. El desplazamiento se produce gracias al acortamiento y alargamiento de los filamentos del huso acromático.

Telofase

En esta fase se reconstruyen los dos núcleos, para ello se reorganiza la membrana nuclear, vuelven a aparecer los nucléolos y los cromosomas se descondensan formando la cromatina. La división termina cuando se divide el citoplasma dando lugar a dos células hijas idénticas a la madre.

Significado Biológico de la Mitosis

Mediante este proceso se asegura que las células hijas tengan los mismos cromosomas, y por tanto la misma información genética que la célula madre. La mitosis ocurre en todas las células eucariotas excepto las que van a formar los gametos.

Citocinesis

Es el proceso de división del citoplasma y ocurre al mismo tiempo que la telofase. La citocinesis es distinta en células animales y vegetales.

Citocinesis en Células Animales

Se produce por un estrangulamiento en la zona media de la célula, este estrangulamiento va avanzando hasta que se separan las dos células hijas.

Citocinesis en Células Vegetales

En células vegetales la citocinesis se produce por formación de un tabique en la zona media de la célula. Para ello se van desprendiendo vesículas del aparato de Golgi que se van uniendo unas a otras, formando unas vesículas más grandes llamadas fragmoplastos.

La Meiosis

Es el proceso de división del núcleo en el que una célula diploide va a dar lugar a cuatro células haploides en las que se ha producido intercambio genético, de forma que las 4 células hijas no son idénticas, ni genéticamente ni en el número de cromosomas a la célula madre. La meiosis comprende dos divisiones, en cada división hay una profase, una metafase, una anafase y una telofase.

Primera División Meiótica

Es la división más importante, ya que aquí se produce la reducción del número de cromosomas a la mitad y el intercambio de material genético entre cromosomas homólogos. Antes de que se inicie la división se produce la duplicación del ADN. Consta de:

Profase 1

En esta fase los cromosomas se hacen visibles y se colocan en parejas de cromosomas homólogos, produciéndose el intercambio de material genético entre cromátidas de distintos cromosomas. Desaparece la membrana nuclear y el nucléolo, se duplican los centriolos y se forman los filamentos del huso acromático.

Metafase 1

En esta fase las parejas de cromosomas homólogos se sitúan en el ecuador de la célula.

Anafase 1

En esta fase se separan los cromosomas homólogos. Es aquí en donde se reduce el número de cromosomas a la mitad, viajando la mitad de cromosomas a un polo de la célula y la otra mitad al otro polo.

Telofase 1

Se forma la membrana nuclear alrededor de cada material genético y se divide el citoplasma, obteniéndose 2 células hijas con la mitad de cromosomas, al mismo tiempo tienen distinta información genética debido al sobrecruzamiento.

Segunda División Meiótica

En esta segunda división las dos células hijas obtenidas en la meiosis 1 se vuelven a dividir, dando como resultado final, 4 células con la mitad de cromosomas que la célula original y cada cromosoma con una única cromátida. Fases:

Profase 2

En esta fase se visualizan los cromosomas, se rompe la membrana nuclear, se duplican los centriolos y se forma el huso.

Metafase 2

Los cromosomas se sitúan en el ecuador de la célula unidos por el centrómero al huso.

Anafase 2

En esta fase se separan las cromátidas hermanas de cada cromosoma, de forma que cada cromátida de un cromosoma va a un polo de la célula.

Telofase 2

En esta fase se forman las membranas nucleares de los 4 núcleos haploides y se produce la división del citoplasma.

Gametogénesis

Dentro de la gametogénesis distinguimos espermatogénesis y ovogénesis.

Espermatogénesis

Es el proceso de formación de los espermatozoides y tiene lugar en los testículos. El proceso comienza a partir de unas células germinales diploides llamadas espermatogonias. Estas células sufren mitosis aumentando su número y su tamaño, en la última división la espermatogonia aumenta de tamaño y se transforma en un espermatocito de primer orden, el espermatocito de primer orden sufre meiosis formando tras la primera división meiótica dos células haploides llamadas espermatocitos de segundo orden.

Morfología de los Espermatozoides

Los espermatozoides pueden tener formas muy diversas, en los vertebrados se distinguen tres regiones en un espermatozoide:

Cabeza

Contiene al núcleo y una región anterior con enzimas digestivas que permite al espermatozoide penetrar al óvulo, esta región se denomina acrosoma.

Cuello

Está recorrido por un filamento axial y contiene numerosas mitocondrias que proporcionan a los espermatozoides la energía necesaria.

Cola

Formada por el filamento axial y citoplasma.

Ovogénesis

Es el proceso de formación de los óvulos, tiene lugar en el ovario. Comienza a partir de unas células germinales diploides llamadas ovogonias, las ovogonias se dividen por mitosis y aumentan de tamaño acumulando sustancias de reserva. Se han transformado en ovocitos de primer orden también diploides. Los ovocitos de primer orden sufren la meiosis 1 y se obtienen dos células de distinto tamaño haploides. La célula de mayor tamaño es el ovocito de segundo orden y la más pequeña se llama corpúsculo polar. A continuación se produce la meiosis 2 y el ovocito de segundo orden da lugar a la formación del óvulo haploide y de un segundo corpúsculo polar.

Morfología del Óvulo

En el óvulo podemos distinguir las siguientes partes:

Núcleo

También se llama vesícula germinal y ocupa una posición excéntrica.

Citoplasma

Se caracteriza por tener gran cantidad de sustancias nutritivas llamada vitelo que servirá de alimento al embrión.

Membrana Plasmática

Rodea a la célula, sobre ella se sitúan otras membranas, que según su origen se clasifican en:

• Primarias: Están formadas por el propio óvulo, como por ejemplo, la membrana vitelina.
• Secundarias: Son formadas por el ovario.
• Terciarias: Son producidas en el oviducto, después de que el óvulo abandone al ovario.

Desarrollo en los Animales

Comienza a partir de la formación de la célula huevo o cigoto. Se distinguen dos periodos: embrionario y postembrionario.

Periodo Embrionario

Es el periodo que va desde que se forma el cigoto hasta el inicio de la vida autónoma. En las especies ovíparas termina con la eclosión del huevo y en las vivíparas con el parto. Partes:

Segmentación

El cigoto comienza a dividirse por mitosis dando lugar a células cada vez más pequeñas llamadas blastómeros, estas células permanecen unidas unas a otras dando lugar a una masa de células con aspecto de mora, se dice que ha alcanzado el estadio de mórula. La segmentación continúa y los blastómeros se desplazan hacia la periferia formando una capa de células llamada blastodermo que limita una cavidad llamada blastocele. Se dice que se ha alcanzado el estadio de blástula.

Gastrulación

En esta etapa se forman las tres hojas embrionarias que van a dar lugar a los órganos y tejidos del individuo adulto. En la blástula la capa inferior de células se invagina hacia la cara opuesta formando una doble capa de células que delimita una pequeña cavidad llamada arquenteron y un orificio llamado blastoporo. Se dice que se ha alcanzado el estado de gástrula.

Desarrollo Postembrionario

Va desde el nacimiento hasta el estado adulto, hay dos tipos:

Desarrollo Directo

Los individuos al nacer presentan un aspecto semejante al adulto, quedando limitado el desarrollo postembrionario a lograr el tamaño de adulto.

Desarrollo Indirecto

Este tipo de desarrollo se caracteriza porque los individuos al nacer son muy distintos al adulto y pasan por una serie de transformaciones hasta alcanzar el estado adulto. El conjunto de transformaciones que sufre una larva desde que nace hasta que llega a adulto se conoce como metamorfosis.

La metamorfosis es sencilla cuando la larva se transforma en adulta sin pasar por una etapa de inactividad y sin cesar de alimentarse. Es complicada cuando la larva pasa por un estado de inactividad en el que se deja de comer.

Ventajas e Inconvenientes de la Reproducción Asexual

Ventajas

• Rapidez
• Simplicidad
• Si se reproducen por esporas tienen la ventaja de la gran dispersión geográfica.

Inconvenientes

• Menor protección de la descendencia
• Menor diversidad genética