14.1 Reproducció i Relació Cel·Lular

7/26/2019 14.1 Reproducci i Relaci CelLular

1/23

IES Guillem Cifre de Colonya. BIOLOGIA BATXILLERAT 2. Professor: Bartomeu Vilanova Suau 1

1. Les cllules es reprodueixen2. El cicle cel.lular3. La mitosi4. La meiosi.5. Reproducci sexual asexual.

6. La gametognesi7. Els cicles biolgics.

11REPRODUCCI I

RELACI CEL.LULAR


2/23

IES Guillem Cifre de Colonya. BIOLOGIA BATXILLERAT 2. Professor: Bartomeu Vilanova Suau2

1 LES CL.LULES ES REPRODUEIXEN

Es reprodueixen totes les cllules?

Totes les cllules desprs dun temps ms o menys llarg, es reprodueixen o moren. En elsorganismes pluricel.lulars adults, no totes les cllules diferenciades tenen al capacitat de dividir-se.Aix per exemple no es divideixen les cllules musculars estriades o les neurones. Altres cllulesanomenades cllules mare sencarreguen de formar contnuament nous exemplars daquest tipus,que ja no tenen capacitat de dividir-se. Aix passa per exemple amb les cllules mare dels eritrcits,limfcits, etc

En les plantes les cllules embrionries formen diversos tipus de cllules adultes, que, sensecapacitat de reproduir-se, moren desprs dun cert temps. Finalment , hi ha cert tipus de cllules quesols es divideixen per a compensar la mort daltres cllules o reparar lesions.

Tanmateix en moltes cllules dels organismes pluricellulars i en els unicellulars, al final del procs

de desenvolupament es produeix la divisi cellular.

El ritme de reproducci

El ritme de reproducci cellular depn fonamentalment del tipus de cllula, a ms sha observat quehi ha certs factors que incrementen el ritme, com sn:

1. Augment de la mida del citoplasma i de la relaci entre el volum del nucli i del citoplasma,anomenada relaci nucleoplasmtica (RNP). Quan aquesta relaci es fa inferior a undeterminat valor el nucli resulta insuficient per controlar un citoplasma tan gran.

2. Augment de la mida total de la cllula. Aix fa que la relaci entre la superfcie i el volumstorna massa petita i per tant la superfcie de la membrana plasmtica s insuficient per a nodrir

el citoplasma cel.lular.

3. Dependncia de lancoratge. Si hi ha contacte amb una superfcie, com per exemple, laformada per la matriu extacel.lular duna capa de cl.lules.

3. Disponibilitat despai. Per exemple quan ens feim una ferida desapareix lefecte inhibidor percontacte entre cllules de la divisi cellular i safavoreix laparici de noves cllules.

4. Presncia de determinades substncies qumiques, com les hormones que afavoreixen ladivisi cellular.

Aquests factors actuen sobre molcules com les ciclines i les quinases que influeixen sobre el contoldel cicle cel.lular

A ms del control sobre el cicle cel.lular, hi ha un control sobre el tipus de cl.lules que shan deformar, s a dir sobre el procs de diferenciaci cel.lular, que dona lloc a diferents tipus de cl.lulesespecialitzades.

Tipus de reproducci cellular

En les espcies eucariotes pluricellulars es poden distingir dos tipus de cllules:- Les cllules diploides, que sn les que tenen dos exemplars de cada tipus de cromosoma (2n)- Les cllules haploides, que sn les que tenen un sol exemplar de cada tipus de cromosoma (n)

En base a aquesta dualitat es distingeixen dos tipus de reproducci cellular:- La divisi generadora de cllules amb el mateix nombre de cromosomes, en el qual es

dona un tipus de divisi nuclear anomenat mitosi.- La divisi generadora de cllules amb la meitat de cromosomes, procs que rep el nom demeiosi.


3/23


2 EL CICLE CEL.LULAR

El cicle cellular o cicle vital duna cllula comprnel perode de temps que va des que es forma lacllula, s a dir, des que neix, fins que es divideix cllula i genera noves cllules..

En un cicle cellular es diferencien dues etapes:- Interfase: Etapa inicial de llarga durada, en qu la cllula presenta nucli- Divisi: Etapa final curta, en que la cllula presenta cromosomes i es formen les dues

cllules filles.

Al final de la interfase s quan es fa la duplicaci de lADN. Aix permet que desprs, durant ladivisi, cada cllula filla pugui rebre la mateixa quantitat dADN (el mateix nombre de cromosomes)que tenia la cllula mare.

La duracitotal del cicle s molt variada per exemple dura uns 30 minuts a E. Coli i pocs dies en lesamebes. En els metazous, excepte a linici del desenvolupament embrionari, en el qual les divisionsse succeeixen cada 15 o 20 minuts, les cl.lules de cada teixit tenen un cicle propi, que oscil.la entreles 8 hores i els 100 dies.

Algunes cl.lules, com neurones, fibres musculars estriades, glbuls vermells i la majoria de cl.lulesde les plantes superiors, sn incapaces de dividir-se o s molt difcil que ho facin un cop han assolitel seu estat de diferenciacidefinitiu.

El cicle cel.lular s un procs molt ben regulaten el qual intervenen una gran quantitat de reguladorsque adapten la velocitat del cicle a les condicions de les cl.lules i a la informaci que reben delexterior. Les alteracions en la regulaci sn causa de nombroses malalties.

PERODES DEL CICLE CEL.LULAREl cicle cel.lular consta de quatre perodes:

Peride G1(G de langls gapque significa interval),Peride S (S de langlssynthesis)Perode G2Perode M (el veurem endetall a lapartat 3 del tema)

El conjunt dels perodes G1, S

i G2 sanomenen interfase ainterfase, s a dir lespaicomprs entre dues divisions,s la fase ms llarga del ciclecellular, quasi el 94% deltemps total del cicle.Transcorre entre dues mitosis,per aix sanomena tambintermitosi.


4/23


El perode G1

Compren des de la mitosi anterior fins que es torna a iniciar el perode S.

Bioqumicament s un perode molt actiu. En aquesta fase es produeix la sntesi dARNm iconsegentment de protenes.

La cllula presenta un sol diplosoma(dos centrols).

La durada, a linrevs que en les altres fases, varia segons el tipus de cllula. Daquesta fase depnla diferent durada total del cicle cellular. En un cicle vital de 24 hores, aquesta fase duraria 11 hores,per en altres cicles pot durar dies o anys.

Al final de G1es distingeix un moment de no-retorn, anomenat punt de restriccio punt R. a partirdel qual ja s impossible impedir que se succeixin les fases S, G2i M

En algunes cllules, abans darribar al punt R, es comencen a manifestar alguns gens concrets, perla qual cosa al final es transformen en les cllules especialitzadesdel teixit que aquests determinen.Aquest procs sanomena diferenciaci cel.lular. Aix poden quedar dies o mesos sense assolir el

punt R. En aquests casos es diu que les cllules han entrat en la fase G0. Posteriorment. sotalefecte dactivadors mittics, com ara determinades hormones, poden tornar a la fase G 1i assolir elpunt R.

En els casos de cllules molt especialitzades, com les neurones o les cllules muscularsesqueltiques queden detingudes en el perode G0per la qual cosa no arriben mai a assolir la fase Si, en conseqncia, no es poden dividir.

La fase S

s la fase S (de sntesi) en la qual es produeix la duplicaci de lADN. Per aix. quan posteriorment,durant la mitosi, lADN es condensi per formar els cromosomes, aquests en lloc de constar duna solamolcula dADN, s a dir duna cromtide, constaran de dues cromtides unides pel centrmer.

En la fase S continua la sntesi de lARNm i de protenes, sobretot dhistones.Juntament amb cadacentrol es forma un esbs de centrol anomenat procentrol.

En un cicle cellular hipottic de de 24 hores, aquesta fase duraria unes vuit hores.

La fase G2

Sinicia quan acaba la sntesi dADNi finalitza en elmoment en qu ja es comencen a distingir els

cromosomes. En aquesta fase, la cllula cont eldoble dADNque en la fase G1.

Durant aquest perode se sintetizen algunesprotenes necessries en la formaci del fus mittici histones H1, que permet la formaci de la fibra de300 A.

Al final daquesta fase, la cellular ja cont dosdiplosomes immadurs.

En un cicle cellular de 24 hores, aquesta faseduraria unes quatre hores.


5/23


LA REGULACI DEL CICLE CEL.LULAR

La regulaci del cicle cel.lular comporta processos crucials per a la supervivncia de la cl.lula i delindividu, com ara ladaptaci del cicle a les necessitats fisiolgiques de lindividu, la detecci ireparacidels danys gentics i la prevencide la divisi cel.lular incontrolada.

Els mecanismes cel.lulars i moleculars que controlen el cicle cel.lular sesdevenen duna maneraseqencial i s impossible revertir la direcci del cicle.

Les ciclines i les CDK

Hi ha dues classes de molcules proteiques que regulen la progressi del cicle cel.lular: les ciclinesiles cinases dependents de ciclines (CDK)

Els gens que codifiquen les ciclines sn bsicament els mateixos en tots els eucariotes. En generalcom ms complexos sn els organismes, ms complicat s el sistema de control i ms gran s elnombre de ciclines i de CDK involucrades.

Les ciclines i les CDK formen un complex que s capa dafegir grups fosfat a protenesinvolucrades en les diverses parts del cicle cel.lular. La combinaci entre elles determina quinaprotena s fosforiladai quina activitat indueix.

Les CDK sn molcules constitutivament expressades en les cl.lules, mentre que les ciclines snsitetitzades en les diferents fases del cicle cel.lular en resposta als senyals reguladors del cicle.

Punts de control del cicle

Els punts de control del cicle cel.lular (checkpoints) serveixen perqu els processos sesdevenguinadequadament i per regular la progessi del cicle. Fonamentalment els punts de control eviten, enmoments especfics, que es passi a la fase segent si una cosa no ha funcionat b en la faseanterior. Per exemple si no sha reparat b lADN, o no sha copiat adequadament, la cl.lula no

passa a la fase segent del cicle. Aix s fonamental per evitar mutacions.Els punts de control ms importants sn: el G1/S i el G2/M, encara que tamb hi ha un tercer punt decontrol, el M

Punt de control G1/S

s el ms limitador del cicle i sel coneix com a punt de restricci (punt R), perque compleix lamissi de permetre o impedir que la cl.lula inici el procs de replicaci del seu ADN. Aquest puntcontrola si la grandria de la cl.lula s suficient i si lentorn de la cl.lula s favorable.

Aix vol dir que han dexistir les protenes (factors de creixement) que indueixen la divisi cel.lular, i,al mateix temps, que hi ha dhaver limitacions fsiques per al creixement. Tamb es controla que el

medi contingui els nutrients necessaris per poder portar a terme aquest procs.

Punt de control G2/M

Permet o no a la cl.lula comenar la mitosi. Aqu es controla que lADN estigui completamentreplicat i que les condicions de lentorn continun sent favorables.

Punt de control M, o de la metafase

Sexerceix durant la mitosi, entre la metafase i lanafase. Assegura que la cl.lula no es divideixi sies produeixen errors en la formaci del fus acromtic o b en lalineaci dels cromosomes a la placaequatorial.

Com a mnim al llevats (on ms sha estudiat) tamb hi ha un punt de control que sactiva com aresposta al dany que hagi pogut sofrir lADN desprs de la divisi cel.lular, s el punt de control


6/23


postreplicaci Aqu sevita que el cicle continu fins que els processos de reparaci de lADN,desprs de la replicaci, shagin portat a terme correctament, i fins i tot controla lactivitat dels enzimsque sencarreguen de la reparaci de lADN.

La protena p53 t un paper cabdal en la regulaci dels punts de control, tant del G 1/S com del G2/M.Tal s la importncia daquesta protena que el seu excs indueix parada en G0 i senescncia

cel.lular, i la seva mancana o la seva activitat disminuda indueix laparici de tumors.


7/23


EL SUCIDI CEL.LULAR. APOPTOSI

A ms de controlar el nombre i velocitat de les divisions cel.lular, els programes gentics podencontrolar tamb la mort cel.lular quan s necessria, com per exemple.

- Durant els processos de desenvolupament per eliminar estructures que existeixen durant el

desenvolupament fetal i no en ladult.- Eliminaci de cl.lules que pateixen dany gentic greu, per exemple, com a resultat duna

radiaci, i que si no seliminessin podrien originar tumors.- Eliminar cl.lules massa envellides que ja no fan correctament la seva funci.

Un altre control necessari s permetre que les cl.lules es morin sense que el seu contingut cl.lularsaboqui a lespai extracel.lular i, per tant, sense que es produeixin reaccions immunolgiques oinflamatries que podrien danyar la resta de lorganisme.

En tots aquests casos les cl.lules inicien un procs de mort cel.lular programada genticamentoapoptosi.

En aquest procs dapoptosi, les cl.lules es desprenen de la resta de les que formen el teixit i els

seus components cel.lulars sn degradats per enzims produts especficament per a aquest procs.Al nucli lADN es fragmenta de manera ordenada i la cl.lula es divideix en fragments cel.lulars,sempre envoltats duna part de la membrana plasmtica, que sanomenen cossos apoptics. Aquestcossos apptics sn fagocitatsper macrfags o per cl.lules del mateix teixits, de manera que esreutilitzen els elements bsics dels components estructurals de les cl.lules que han patit apoptosi.


8/23


3 LA MITOSI

La divisi cellular o fase Mdel cicle cellular s el procs mitjanant el qual, a partir duna cllulamare, neixen dues cllules filles amb idntica dotaci cromosmica que la progenitora.

En un cicle cellular de 24 hores, aquesta fase duraria duna a dues hores.

La divisi cel.lular comprn:- A) La divisi del nucli o mitosi, tamb anomenada cariocinesi,- B) La divisi del citoplasma o citocinesi.

Ambds processos se solapen en el temps ja que la citocinesi comena quan encara no ha acabatla cariocinesi.


9/23


LA MITOSI O CARIOCINESI

La mitosi s el tipus de divisi nuclear que es produeix quan shan de generarcllules amb el mateix nombre de cromosomes que la cllula mare.

La paraula mitosi deriva de mitos, que significa filament. En referncia a

laspecte dels cromosomes en qu es transforma el nucli durant aquestaetapa.

En els ssers diploides es pot definir com el procs mitjanant el qual dunacllula amb 2n cromosomes sobtenen dues cllules amb tamb 2ncromosomes, en qu n s el nombre de tipus diferents de cromosomes.

A causa de la mitosi, en els ssers pluricellulars, totes les cllules somtiques tenen la mateixadotaci cromosmica que el zigot, s a dir, que la primera cllula de lorganisme.

Lexistncia en aquests ssers de cllules especialitzades, molt diferents entre si, no s deguda adiferncies en lADN que contenen, sin al fet que durant el desenvolupament embrionari, en unesshan expressat uns gens i en daltres uns altres, s a dir a lanomenada diferenciaci cellular.

Per facilitar-ne lestudi tradicionalment sha dividit en quatre fases:

1. Profase .

La profase sinicia quan es comencen a visualitzar els cromosomes, s a dir, quan les dues fibresdADN, fibres de cromatina de 100 A, senrotllen sobre si mateixes per constituir primerament duesfibres de 300 A i desprs les dues cromtides que queden unides a laltura del centrmer, i aixconstitueixen el cromosoma profsic.

A causa daquesta condensaci desapareix el nuclol, o els nuclols, ja que IADN que regula lamaquinria de transcripci queda empaquetat en els cromosomes.

En les cllules animals, els dos diplosomes immadurs, cadascun constitut per un centrol i unprocentrol perpendicular a aquest, estan envoltats dun material proteic anomenat materialpericentrolar, que progressivament es va fent ms abundant. Cada diplosoma i el seu materialpericentriolar formen un complex centrolar.

A partir del material pericentriolar es formen microtbuls que es disposen radialment i formen lesanomenades fibres de lster. El conjunt de complex centriolar i fibres sanomena ster o centrosfera.(Observa que el centre organitzador de microtbuls, COM, no sn els centrols de lster, sin elmaterial pericentriolar)

Els dos sters continuen la seva activitat organitzadora de microtbuls i constitueixen unes fibres

entre si anomenades fibres polars o contnues, lallargament de les quals produeix la separaci delsdos sters, que queden en una posici diametralment oposada, i aix constitueixen els dos pols de lacllula en divisi. Les fibres polars formen lanomenat fus mittic.

Durant aquest procs, cada procentrol sallarga i al final forma un centrol.

Finalment, en lanomenada profase tardana o prometafase, el nucli sinfla, a causa de lentradadaigua, fins que es fragmenta lembolcall nuclear i se separa la lmina fibrosa, per la qual cosa elnucleoplasma es dispersa en el citoplasma.

En els cromosomes, en cadascuna de les dues cromtides, es comena a formar a laltura delcentrmer, el cinetocor o placa cinetocrica, que es comporta com a centre organitzador demierotbuls (COM)

A partir dels dos cinetocors situats als dos costats del centrmer es formen els microtbulscinetocrics, que formen les anomenades fibres cromosmiques, que es colloquen


10/23


perpendicularment als dos costats del cromosoma. Quan sallarguen, van separant els cromosomes.Aix comporta una orientaci de les cromtides, cadascuna de les quals queda orientada cap a undels dos pols.

La profase durara uns quinze minuts.

2. MetafaseEs la fase en que, a causa de lallargament dels microtbuls cinetocrics, els cromosomes quedenequidistants als dos complexos centriolars, es colloquen a la meitat del fus mittic i aixconstitueixen, entre tots, lanomenada placa equatorial.

Molts cromosomes metafsics, els que tenen el centrmer a la meitat o prop de la placa, presentenforma de X. El motiu s que el grau dempaquetament de les seves dues cromtides s ms elevatque en els profasics, i els extrems queden ms separats.

3. Anafase

Sinicia amb la separaci de les dues cromtides germanes que constitueixen cadascun delscromosomes metafsics.

A partir daquest moment el cromosoma anafsic est format per una sola cromtide,Per evitarerrors a lhora de comptar els cromosomes duna cllula, sha de prescindir del nombre decromtides i seguir la regla que hi ha tants cromosomes com centrmerses puguin comptar.

El final de lanafase un joc de cromosomes anafsics ha arribat a un pol del fus mittic, laltre joc, eldels cromosomes anafsics germans, al pol oposat, i els dos lots shan descondensat i han formatdues masses en les quals s difcil distingir els cromosomes individualitzats.

Al final de lanafase el cinetocors desapareixen.

L anafase tan sols dura uns quants minuts.

4. Telofase

La telofase comena quan les dues dotacions cromosmiques shan agrupat en dues masses,situades als pols del fus mittic, i acaba quan aquestes queden envoltades dun embolcall nuclear,s a dir quan es formen els dos nuclis fills.

Durant la telofase, la lmina fibrosa sadhereix als cromosomes, fet que facilita la construcci del nouembolcall nuclear. Aquest es forma a partir dels sculs del reticle endoplasmtic i de les restes delembolcall nuclear de la cllula mare.

Els cromosomes es van desespiralitzant.

Es formen els nuclolsa partir de les anomenades regions organitzadores de nuclols de lADN.

Els microtbuls polars es deixen anar del material pericentriolar, saproximen entre si i formen feixosa laltura de la interzona (zona intermdia entre els dos grups de cromosomes). A la regidimbricaci daquests microtbuls interzonals sacumulen moltes protenes, i formen els anomenatscilindres de substncia densa, que tenen un paper important en la citocinesi.


11/23


VARIANTS EN EL PROCS DE LA MITOSI

Desprs de la duplicaci de lADN, no sempre se produeix una mitosi tpica, sin que espoden produir altres processos com:

Pleuromitosi. s una mitosi intranuclear, s a dir, una mitosi sense ruptura de lenvolturanuclear. Els cromosomes se separen en dos grups i se produeix la divisi del nucli per

constricci.Sha observat en alguns protozous flagelats.

Endomitosi. s una duplicaci de lADN nuclear sense repartiment posterior del materialcromosmic en dos nuclis fills, per tant no s prpiament una divisi nuclear.

- Generadora de poliplodia. Se produeix la separaci de les cromtides, que quedendins el mateix nucli. Aix es formen nuclis tetraploides (4n), desprs octaploides (8n)i aix successivament. Sha vist per exemple en protozous ciliats, intest de moscard,i fetge de mamfers.

- Generadora de politenia. No hi ha separaci de cromtides germanes, aquestesqueden juntes formant cromosomes gengants o politnics. Es troba per exemple aglndules salivals de larves de dipters.

Amitosi. s una divisi del nucli per estrangulaci, en el qual no hi ha hagut separaciprvia dels cromosomes en dos gups, s a dir no hi ha repartiment equitatiu delscromosomes. No presenta cap de les fases explicades a la mitosi. El repartiment decromosomes no s excessivament desigual perqu abans es produeix una endomitosi icada tipus de cromosoma presenta diversos jocs. Es dona per exemple a macronuclis deprotozous ciliats.


12/23


LA CITOCINESI

La citocinesi o citodiresi sla divisi del citoplasma, per a formar dues noves cl.lules, cada una deles quals acull un dels nuclis formats recentment. T lloc al final de la telofase, tot i que ja sinicia alfinal de lanafase.

En la citocinesi es reparteix, entre les dues cl.lules filles, les estructures del citoplasma com araribosomes, aparell de Golgi, mitocondris, plats, etc.

La citocinesi presenta diferncies en cl.lules animals i vegetals.

Citocinesi en cl.lules animals

Es fa per estrangulaci. Comena ambuna invaginaci de la membrana plasmticaa laltura del pla equatorial del fus, quesinicia al final de lanafase. Aix surt lano-menat solc de divisi, que envolta tot elcitoplasma. Aquest s el resultat extern dela formaci dun anell contrctil intern quecada vegada es va fent ms petit, demanera que estrangula la cl.lula

Lanell contrctilest constitut per polmersdactina units per un extrem a la carainterna de la membrana plasmtica. Elsextrems lliures es van unint entre si ambmolcules de miosina.

Aix, progressivament, es va estrangulant elcitoplasma fins que es divideix i es formendues cllules filles.

Citocinesi en cl.lules vegetals

En el procs de divisi cellular es podendistingir dues diferncies bsiques entre lescllules somtiques dels vegetals i les delsanimals:

No hi ha centrols, per tant:

En les cllules dels vegetals, i dalguns proto-zous, al principi de la profase, prop del nucli, hiha una zona exempta orgnuls anomenadazona clara,que s un centre organitzador demicrotbuls (COM) per la qual cosa, al capdun temps, en queda envoltada. Posteriormentsallarga i al final dna lloc a dos centresorganitzadors anomenats casquets polars,entre els quals hi ha microtbuls polars, queconstitueixen els dos pols del fus mittic, es adir actuen com els sters de les cl.lules ani-mals. Aquest tipus de fus mittic sense sterssanomena fus anastral, mentre que el fusmittic amb sters sanomena fus astral.


13/23


La ctocinesi es forma per un env

Sinicia amb lagrupaci en el pla equatorial de la cllula binucleada telofsica, de moltes vesculesprocedents de laparell de Golgi. Lestructura formada per aquestes vescules i els microtbulssanomena fragmoplast.

Posteriorment, es produeix la fusi de les vescules, i es forma lanomenada placa cellularprimerenca, que va creixent grcies a laddici de ms vescules, des del centre, fins a dividir lacllula.

A partir de les seves membranes es formen les membranes plasmtiquesenfrontades de lesdues cllules filles. Com que la placa cellular tenia uns quants porus, queden ponts decomunicaci citoplasmtica entre les membranes plasmtiques, anomenats plasmodesmes.

A partir del contingut de les vescules, ric en hemicel.lulosa i en pectina, es forma la lminamitjana, que posteriorment, desprs de laddici de cellulosa, constitueix la paret cellularcellulsica


14/23


4 LA MEIOSI.

El procs generador de cllules amb la meitat de cromosomes sanomena meiosi, terme que derivade meios, que significa menys.

La meiosi compren dues divisions successives anomenades

Primera divisi meiotica(meiosi I). s una divisi reduccionalja que les cllules filles tenen lameitat dels cromosomes que la cllula mare.

Segona divisi meitica(meiosi II). s una divisi equacional ja que les cllules filles tenen elmateix nombre de cromosomes que la cllula mare, es semblant a una divisi mittica.

Aix per exemple, en el cas duna cllula diploide (2n), en la primera divisi sobtenen dues cl.luleshaploides (n), i en la segona, quatre cllules haploides.

La meiosi es pot definir com el pas duna cllula diploide (2n) a quatre cl.lules haploides (n)mitjanant dues divisions consecutives

Si no es produs:

Si no es produs la meiosi. els gmetes tindrien el mateix nombre de cromosomes que les cllulessomtiques i desprs de cada fecundaci, la cllula resultant (zigot) tindria el doble de cromosomes.La repetici, generaci rera generaci, daquesta duplicaci augmentaria indefinidament el nombrede cromosomes.

La duplicaci de lADN

Abans diniciar-se la primera divisi meitica, igual que passa a la mitosi, hi ha un perode dinterfase,en el qual es duplica lADN, en qu la fase S s bastant ms llarga.En canvi, en la interfase prvia a la segona divisi meitica no hi ha duplicacide lADN.

Aix doncs hi ha una sola duplicaci de lADN i dues divisions.


15/23


LA PRIMERA DIVISI MEITICA

PROFASE I

En aquesta fase es constitueixen el cromosomesen enrotllar-se i condensar-se les molcules dADN.A diferncia de la mitosi, els dos cromsoomes homlegs sajunten i formen un parell anomenatbivalent i entre aquests es produeix un intercanvi de fragments dADN.Una altra diferncia que aquesta profase pot durar mesos o anys segons lespcie.

Leptot

Els filaments dADN es condensen i formen els cromosomes. Com que aquests filaments ja estanduplicats per no separats, el cromosomes presenten dues cromtides. Per aix en els cromosomesmetacntrics, dun nic centrmer sorgeixen quatre braos.

Zigot

Cada cromosoma reconeix el seu homleg i es junten ntimament, aquest procs sanomena sinapsi.Laparellament s total, gen a gen homleg.Es possible grcies a lanomenat complex sinaptinmic. Aquest est constitut per:

Un filament proteic que es forma al costat dunacromtide, lanomenat eix lateralUn filament proteic intermedi, eix central.Un eix lateral del cromosoma homleg amb elqual saparella.

Paquit

Comena un cop acabada la sinapsi i finalitza quansinicia la separaci o desinapsi

En aquesta fase, els dos cromosomes homlegsestan junts, formant un bivalent, i dues de les quatrecromtides, les que estan juntes, sencreuenalmenys en un punt, i generalment dos o tres.

Lencreument consisteix en la ruptura de les duesdobles hlixs i la seva posterior uni alternada, enqu es produeix la recombinaci gentica, en unir-se en una sola fibra una part dels gens dunacromtide: per exemple, la materna amb una partdels de la paterna.

En aquesta fase, com que el dos cromosomes estantan junts, no shi poder observar els encreuaments,per s que es venen unes estructures proteiquessinaptinmiques, els nduls de recombinaci.Possiblement responsables dels encreuaments


16/23



17/23


Diplot

Els dos cromosomes homlegs tendeixen a separar-se (desinapsi. de manera que sevidencien elspunts duni, anomenats quiasmes

Diacinesi

Els cromosomes augmenten la seva condensaci, per la qual cosa en cada bivalent sols esdistingeixen els dos cromosomes homlegs, sin que en cadascun es diferencien les duescromtides germanes.

A ms saprecien els quiasmes que hi ha entre dues cromtides homlogues.

METAFASE I

Lembolcall nuclear i els nuclols han desapareguti els bivalents es colloquen en el pla equatorial dela cllula.A diferncia de la metafase mittica, les fibres que surten dels cinetocors de les dues cromtidesgermanes no es dirigeixen a pols oposats, sin al mateix pol, per la qual cosa no se separen, i nodonen lloc a dos cromosomes duna sola cromtide, sin que donen lloc a un de sol cromosoma dedues cromtides,

ANAFASE I

Els dos cromosomes homlegs que formen els bivalents se separen i migren, cadascun constitut perdues cromtides, cap als pols oposats.

TELOFASE I

En unes espcies els cromosomes desespiralitzen una mica i es forma un embolcall nuclear, quedura molt poc.

En daltres no succeeix de les dues coses i els cromosomes inicien directament la meiosi II.

SEGONA DIVISI MEITICA

Est precedida duna breu interfase, anomenada intercinesi,en la qual no hi ha mai duplicacidADN.Es semblant a una divisi mittica, tret el fet que noms hi ha un cromosoma homleg cadatipus en lloc de dos. Shi distingeixen les segents:

Profase II. Es trenca lembolcall nuclear i es dupliquen els diplosomes.

Metafase II. Els cromosomes es disposen a la regi equatorial.

Anafase II. Les dues cromtides de cada cromosoma se separen i els nous cromosomes fillsmigren cap als pols oposats.

Telofase II.Els cromosomes es desespiralitzen, senvolten dun embolcall nuclear, i sorgeixennuclis; posteriorment es produeix la citocinesi o divisi del citoplasma.


18/23


MITOSIMITOSIMITOSIMITOSI MEIOSIMEIOSIMEIOSIMEIOSI

La mitosi s una cariocinesi La meiosi inclou dues cariocinesis i

duescitocinesis

La mitosi dna lloc a dues cllules amb elmateix nombre de cromosomes

La meiosi dna lloc a quatre cl.lules amb lameitat de cromosomes que la cl.lula mare.

Durant la profase no hi ha sinapsi, niencreuament, i per tant no hi ha quiasmes

Durant la profase hi ha sinapsis, encreuament ies formen quiasmes

Durant lanafase se separen cromtidesgermanes

Durant lanafase I no se separen les cromtidesgermanes, sin que emigren juntes cap a undels dos pols

Els cromosomes de les cl.lules filles snidntics (si no hi ha mutaci) als de les cl.lulesmare

Aproximadament la meitat dels cromosomes deles cllules filles sn el producte de larecombinaci gentica entre - cromtides de-cromosomes homlegs

La mitosi es dona generalment en les cllulesmares de les cllules somtiques

La meiosi ta sols es dna en les cllules maresdels gmetes i de les meispores.

ETAPES DELS DOS TIPUS DE DIVISI CEL.LULAR

Interfase - fase G1- fase S (sntesi dADN)- fase G2

Cllules que quan esdivideixen donen lloc acllules amb el mateix nombre

de cromosomesSegueixen el Cicle Cellular Divisi cellular o faseM - duplicaci del nucli o cariocinesi oMITOSI- divisi del citoplasma o citocinesi ocitodiresi.

Interfase - fase G1- fase S (sntesi dADN)- fase G2

Cllules que quan esdivideixen donen cl.lules ambla meitat dels cromosomes.Procs anomenat Meiosi.No segueixen el Cicle Cel.lular.

Divisi - meiosi I- intercinesi (no duplicaci dADN)- meiosi II


19/23


5 LA GAMETOGNESI

La meiosi gametognica o gametognesi, s el procs pel qual es formen els gmetes per a lareproducci sexual. En els vertebrats la gametognesi masculina, que es duu a terme als testicles idona lloc als espermatozoides, sanomena espermatognesi, mentre que la gametognesifemenina, que es produeix als ovaris i origina els vuls, sanomena oognesi.

En lespermatognesi, les cl.lules mare o espermatogonis, donen lloc als espermatcits primaris(diploides). Cada espermatcit primari pateix una meiosi en la qual dna lloc a quatre cl.luleshaplides anomenades espermtides, que desprs de madurar i diferenciar-se, originen elsespermatozoides.

En la oognesi, les cl.lules mare anomenades oognies, donen lloc als ocits primaris (diploides)que pateixen la meiosi i es transformen en quatre cl.lules haploides. Tanmateix durant la citocineside la primera i de la segona divisi meitica, el citoplasma i els orgnuls subcel.lulars no es

reparteixen en el mateix grau, de manera que noms una delles, lvul, semporta prcticament totsels mitocondris, ribosomes, enzims i nutrients necessaris per als desenvoluupament de lembri.

Les altres tres cl.lules filles sn poc ms que un nucli, i originen els corpuscles polars, que sesolen desintegrar.


20/23


6 REPRODUCI SEXUAL ASEXUAL

Reproducci asexual:s aquella en qu, tret de mutaci, els descendents sn genticament igualsals progenitors;per exemple, la reproducci dun roser per esqueixos. Les cl.lules del nou individu soriginenper mitosi.

Reproducci sexual:s aquella en qu els descendents sn genticament molt diferentsdel seu progenitors. Enalguna etapa de la reproducci sexual es produeix la meiosi.Exemples: La reproducci delxampiny per meiospores, o la reproducci dels ssers humans mitjanant la formaci degmetes.

AVANTATGES I DESAVANTATGES DE LA REPRODUCCI SEXUAL

Avantatges de la reproducci sexual

- La variabilitat dels descendents, malgrat que implica el naixement dindividus amb menyscapacitat de supervivncia, s un avantatge per a lespcie, ja que permet que, davant dun canviimprevisible de les condicions ambientals existeixin alguns individus amb probabilitats desobreviure. Per aix sn escasses les espcies pluricel.lulars que no presentin algun copreproducci sexual, encara que tan sols sigui al cap de moltes reproduccions asexuals.

La variabilitat de la descendncia en la reproducci sexual s deguda a diverses causes:

a) Durant la meiosi es produeix una recombinaci a latzar dels gens, entre una de les duescromatides dun cromosoma i una altra del cromosoma homleg. Les cromtidesrecombinades resultants sn, doncs, diferents entre s.

b) Durant la formaci dels gmetes o de les espores, es produeixen combinacions a latzardecromosomes, ja que cadascuna daquestes cllules tan sols rep un exemplar, a latzar decada tipus de cromosoma, el patern o el matern, Per aquest motiu els gmetes tamb sndiferents.

c) En el cas que el nou individu es formi a partir de la uni de dues cllules sexuals (gmetes),tamb hi ha la influncia de latzar en la fecundaci. Per exemple: en els animals, delsmilions despermatozoides emesos, tan sols un fecunda lvul.

- Els ssers diploides tenen dos gens (dues informacions) per a cada carcter, els anomenats

gens al.lels. Aix s un avantatge sobre els haploides, ja que permet la supervivncia de lindividuencara que un dels gens sigui defectus.

- Quan shereten dos al.lels defectuosos, lindividu mor i aquests gens desapareixen de lapoblaci. Si tan sols hi hagus reproducci asexual, a causa de la mutaci, de cada parelldal.lels un seria defectus i estaria tapat per laltre, que seria correcte; s a dir lespcie pel quefa a la seva supervivncia, es comportaria com una espcie haploide, i no tindria la possibilitat detenir una segona informaci correcta.

Desavantatges de la reproducci sexual

1) Si lambient s invariable, el que s millor s generar individus idntics als progenitors, ja quehi estan perfectament adaptats.

2) Si es fa mitjanant gmetes, aix comporta les dificultats de la trobada, de laparellament, dela fecundaci i del desenvolupament embrionari.


21/23


6 ELS CICLES BIOLGICS

Segons el moment en que es produeix la meiosi, es diferencien tres tipus de cicles biolgics:

Cicle haploide

s el cicle propi de les espcies quenoms tenen individus adultshaploides, i en els quals noms elzigot s diploide.

La meiosi del zigot genera clluleshaploides, a partir de les quals esformen adults haploides. Llavors es

produeix la mitosi dels adultshaploides i en resulten gmeteshaploides.

Aquest cicle lexperimenten algunesalgues i fongs.

Cicle diploide

Es produeix en espcies que tenen els adults diploidesi lesquals la meiosi t lloc durant la gametognesi, que genera

gmetes haploides.

Desprs de la fecundaci, els gmetes haploides originenun zigot diploide que dna lloc a un adult.Segueixen aquest cicle: Gaireb tots els animals, moltsprotozous i algunes algues i fongs.

Cicle diplohaploide

s el propi despcies que presenten alternana degeneracions, es a dir, dos tipus dindividus adults, unsdiploides, dels quals sorgeixen uns altres haploides, i alinrevs.

En aquestes espcies la meiosi t lloc durantlesporogenesi.


22/23


TESTTESTTESTTEST

1 La relaci entre el volum del nucli i el volum del citoplasma s un determinant per ala iniciaci de la reproducci cellular

2 La relaci superfcie volum s un determinant per a la iniciaci de la reproduccicellular

3 La interfase s de ms llarga duraci que la divisi4 La interfase comprn la fase G1 i S5 La cariocinesi s la divisi del citoplasma6 Durant la fase G2 la cl.lula cont el doble dADN que durant la fase G1

7 A la fase G1 la cllula t duplicats els diplosomes.8 Durant la Fase G1 es produeix sntesi de protenes9 La fase G1 dura 6 hores (dins un cicle de 24 hores)10 El punt R (de no retorn) es dona al final de la fase G211 A la fase G1 la cllula presenta un sol diplosoma12 La duplicaci de lADN es produeix a la fase S13 Les cl.lules molt especialitzades com les neurones queden a la fase S i no arriben a

completar la divisi14 Els nduls de recombinaci apareixen en el zigot de la meiosi I15 A la fase G1 no hi ha nuclol16 El cinetocor es forma a la fase Go17 A la fase G1 es poden destriar els cromosomes ja duplicats

18 A la profase desapareix el nuclol19 Durant la telofase de la mitosi la cl.lula presenta fibres de cromatina de 100 A20 Durant la metafase de la mitosi els cromosomes es situen a la placa equatorial21 La telofase comena amb la separaci de les cromtides germanes.22 La meiosi consta de dues cariocinesis i una sola citocinesi23 Durant el leptot de la mitosi no sn visible els quiasmes24 La meiosi consta de dues divisions cl.lulars i una sola duplicaci de lADN25 Durant lanafase I de la meiosi es separen les cromtides germanes26 El zigot s una etapa de la meiosi II anterior al paquit27 Al leptot els cromosomes ja estan duplicats i presenten dues cromtides28 La sinapsis es dona a la fase de zigot de la meiosi I29 La meiosi es pot donar en cl.lules epitelials

30 La citocinesi dels animals es forma per estrangulaci31 A la citocinesi dels animals es forma un fragmoplast32 En la citocinesi dels vegetals es forma un anell contrctil dactina i miosina33 Els casquets polars actuen en la citocinesi del vegetals34 Els humans presentam un cicle diplohaplont35 En els cicles haplonts la meiosi es dna desprs de la formaci del zigot36 Els brifits presenten un cicle haplont37 Els pteridfits presenten un cicle diplohaplont38 La reproducci sexual suposa avantatges adaptatives per a una espcie39 En la reproducci asexual es produeix recombinaci gentica40 La bipartici s una forma particular de meiosi

ACTIVITATS.ACTIVITATS.ACTIVITATS.ACTIVITATS.Tema 11: La reproducci i la relaci cel.lularTema 11: La reproducci i la relaci cel.lularTema 11: La reproducci i la relaci cel.lularTema 11: La reproducci i la relaci cel.lular


23/23

COMPLETACOMPLETACOMPLETACOMPLETA

1 Perode que va des de la formaci duna cllula fins a laseva divisi

2 Fase del cicle cellular en qu es produeix la duplicaci delADN

3 Est format pel complexe centriolar i les fibres de lster4 Fase de la mitosi en qu es romp la membrana nuclear5 Fase de la mitosi en qu es forma el cinetocor o placa

cinetocrica6 Fase de la mitosi en q els cromosomes se situen a la

placa equatorial7 Fase de la mitosi en qu sinicia la separaci de les

cromtides germanes8 Fase de la profase de la meiosi en qu es produeix la

sinapsi9 Procs que ocorre en el paquit de la meiosi I quan es

produeix lencreuament

10 Cicle reproductor en que lindividu adult passa per unafase n i una fase 2n

DEFINEIXDEFINEIXDEFINEIXDEFINEIX

1) Cariocinesi2) Citocinesi als animals3) Gemaci4) Quiasma5) Diacinesi6) Complexe sinaptinmic

CONTESTACONTESTACONTESTACONTESTA

1) Digus quines causes influeixen a lhora de decidir linici de la divisi cl.lular2) Quines cllules entren en fase G0 ?3) Quins teixits animals i vegetals creus que resulten ms apropiats per a observar la

mitosi?4) Diferncies entre: Cromatina / Cromosoma / Cromtide5) Quantes parelles de cromosomes es poden observar en una cl.lula humana en les

segents fases:a) Metafase mitticab) Anafase mittica

c) Interfase

6) Quina diferncia hi ha en lanafase mittica i lanafase de la meiosi I.

Documents

14.1 Reproducció i Relació Cel·Lular