Captulo 9

1
Capítulo 9

• División celular y mitosis

2
Sección 9.0 Enlaces web y artículos

• Vea los enlaces web y artículos disponibles en
  línea para este capítulo (artículos sujetos a
  cambio)
• Sección 9.0 Henriettas Dance (http//www.jhu.edu
  /jhumag/0400web/01.html)
• Sección 9.0 Fluorescence Digital Image
  GalleryCell Culture Lines (http//micro.magnet.fs
  u.edu/primer/techniques/fluorescence/gallery/cells
  /index.html)
• Sección 9.0 By a Thousand Cuts. (cellular
  "immortality") Lori Oliwenstein. Discover, Feb.
  1993. (http//infotrac-college.thomsonlearning.com
  /itw/infomark/265/436/71367221w7/purlrc1_WAD_0_A1
  3381545dyn34!xrn_24_0_A13381545?sw_aepolr_wad)
• Sección 9.0 The Tissue Culture Follies. (caring
  for cultured cells). Susan Jenkins. The
  Scientist, Oct. 14, 2002. (http//infotrac-college
  .thomsonlearning.com/itw/infomark/265/436/71367221
  w7/purlrc1_WAD_0_A93348373dyn40!xrn_9_0_A933483
  73?sw_aepolr_wad)

3
Usted que opina?

• Cree ud. que la familia de Henrietta Lacks
  debería ser compensada por el uso de las células?
  
• Vea resultados de esta encuesta en la dirección
  http//www.wadsworth.com/survey/pass_survey.do?sur
  vey_id140deployment_id141

4
Enfoque en la ciencia Las Células Inmortales de
Henrietta

• Las células cancerosas aisladas de Henrietta
  Lacks constituyeron un linaje auto-perpetuable de
  células cancerosas
• Este linaje de células, llamado células HeLa, es
  utilizado para investigación en laboratorios de
  todo el mundo
• La contribución de Henrietta Lacks se usa para
  investigar el cáncer, el crecimiento de virus,
  síntesis de proteínas, efectos de la radiación y
  mucho más

5
Las Células Inmortales de Henrietta
Fig. 9-1, p.140
6
Las Células Inmortales de Henrietta
Fig. 9-2, p.141
7
Enfoque en la ciencia
Las células inmortales de Henrietta
8
Sección 9.1 Enlaces web y artículos

• Vea los enlaces web y artículos disponibles en
  línea para este capítulo (artículos sujetos a
  cambio)
• Sección 9.1 About Cell Division
  (http//biology.about.com/od/celldivision/)
• Sección 9.1 Cell Division Tutorials
  (http//biog-101-104.bio.cornell.edu/BioG101_104/t
  utorials/cell_division.html)
• Sección 9.1 Disseminating the Genome Joining,
  Resolving, and Separating Sister Chromatids
  during Mitosis and Meiosis. Kim Nasmyth. Annual
  Review of Genetics, Annual 2001.
  (http//infotrac-college.thomsonlearning.com/itw/i
  nfomark/265/436/71367221w7/purlrc1_WAD_0_A8200555
  1dyn43!xrn_3_0_A82005551?sw_aepolr_wad)

9
Comprendiendo la División Celular

• Qué instrucciones son necesarias para la
  herencia?
• Cómo se duplican esas intrucciones para luego ser
  distribuidas a las células hijas?
• Mediante cuáles mecanismos dichas instrucciones
  llegan a las células hijas?

10
Reproducción

• Progenitores que producen una nueva generación de
  células o individuos multicelulares semejantes a
  ellos
• Progenitores que proveen a las células hijas con
  instrucciones sobre la herencia, codificadas en
  el ADN, y la maquinaria metabólica necesaria para
  iniciar su propio funcionamiento

11
Mecanismos de División

• Organismos eucariotas
• Mitosis
• Meiosis
• Organismos procariotas
• Fisión procariota

12
Roles de la Mitosis

• Organismos multicelulares
• Crecimiento
• Reparación de tejidos
• Algunos protistas, fungi, plantas, animales
• Reproducción asexual

13
Cromosoma

• Una molécula de ADN y proteínas asociadas
• Duplicado para prepararse para la mitosis

un cromosoma (sin duplicar)
un cromosoma (duplicado)
14
Cromosoma
a Un cromosoma (sin duplicar)
dos cromátidas hermanas
una cromátida
una cromátida
b Un cromosoma (duplicado)
Stepped Art
Fig. 9-3a, p.142
15
Cromosoma
Fig. 9-3b, p.142
16
(No Transcript)
17
Cromosoma
multiples niveles del enrollamiento del ADN y sus
proteínas
centrómero (región constreñida)
fibra
cuentas de collar
Doble hélice de ADN
núcleo de la histona
nucleosoma
Fig. 9-4, p.143
18
Número cromosómico

• Suma total de los cromosomas de una célula
• Células somáticas
• Número cromosómico diploide (2n)
• Dos de cada tipo de cromosoma
• Gametos
• Número cromosómico haploide (n)
• Uno de cada tipo de cromosoma

19
Número Cromosómico Humano

• Número cromosómico diploide (n) 46
• Dos conjuntos de 23 cromosomas cada uno
• Un conjunto que proviene del padre
• Un conjunto que proviene de la madre
• La mitosis produce células con 46 cromosomas--dos
  de cada tipo

20
Organización de los Cromosomas
ADN
un nucleosoma
ADN y proteínas organizados en una fibra
cilíndrica
histona
21
Organización de los Cromosomas

• Organización estructural de los cromosomas

22
Sección 9.2 Enlaces web y artículos

• Vea los enlaces web y artículos disponibles en
  línea para este capítulo (artículos sujetos a
  cambio)
• Sección 9.2 The Cell Cycle and Mitosis Tutorial
  (http//www.biology.arizona.edu/cell_bio/tutorials
  /cell_cycle/main.html)
• Sección 9.2 Interactive Mitosis Tutorial
  (http//www.sci.sdsu.edu/multimedia/mitosis)
• Sección 9.2 Mitosis Review (http//biology.nebrwe
  sleyan.edu/benham/mitosis/)
• Sección 9.2 Cell Cycle Advances Several Fields
  of Biological Research Have Converged on One
  Unifying Model of Cell Cycle Regulation. Carolyn
  Strange. BioScience, Apr. 1992.
  (http//infotrac-college.thomsonlearning.com/itw/i
  nfomark/265/436/71367221w7/purlrc1_WAD_0_A1228548
  7dyn47!xrn_22_0_A12285487?sw_aepolr_wad)
• Sección 9.2 Researchers Build Diagram of Cell
  Cycle Clock. Gene Therapy Weekly, Oct. 18, 2001.
  (http//infotrac-college.thomsonlearning.com/itw/i
  nfomark/265/436/71367221w7/purlrc1_WAD_0_A7907751
  4dyn51!xrn_1_0_A79077514?sw_aepolr_wad)

23
Ciclo Celular
interfase
G1
S
telofase
anafase
Mitosis
G2
metafase
profase
Fig. 9.5P. 144
24
Ciclo Celular

• El ciclo celular

25
Interfase

• Generalmente es la parte más larga del ciclo
• Aumenta la masa celular
• Se duplica el número de componentes
  citoplasmáticos
• Se duplica el ADN

26
Mitosis

• Período de división nuclear
• Generalmente termina con una división
  citoplásmica
• Cuatro etapas
• Profase
• Metafase
• Anafase
• Telofase

27
Control del Ciclo

• Una vez iniciada S, el ciclo sigue
  automaticamente hacia G2 y mitosis
• El ciclo tiene una señal molecular de alto en
  G1
• El cáncer involucra una pérdida de control sobre
  el ciclo, una falla en las señales de alto

28
Deteniendo el Ciclo

• En algunas células es normal que el ciclo se
  detenga en interfase
• Neuronas del cerebro humano
• Células detenidas que no se dividen (G0)
• Algunas condiciones adversas pueden detener el
  ciclo
• Amebas que han sido privadas de nutrientes no
  pueden sobrepasar interfase

29
Huso Acromático

• Consiste de dos grupos de microtúbulos
• Cada grupo se extiende desde uno de los polos
  celulares
• Ambos grupos se traslapan en la región ecuatorial
  de la célula
• Mueve a los cromosomas durante la mitosis

30
Huso Acromático
polo celular
un cromosoma condensado
ecuador celular
microtúbulos organizados como huso acromático
polo celular
31
Manteniendo el Número Cromosómico

32
Manteniendo el Número Cromosómico
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
XX (or XY)
Fig. 9-6a, p.145
33
Manteniendo el Número Cromosómico
c Dos cromosomas (sin duplicar) en las células
hijas, ambas iniciando su vida en interfase
b Los mismos dos cromosomas, ahora duplicados,
en la célula en interfase, previa a mitosis
a Dos cromosomas (sin duplicar) en una célula
progenitora en interfase
Fig. 9-6b, p.145
34
Manteniendo el Número Cromosómico
polo
polo
microtúbulo del huso acromático
p.145
35
Sección 9.3 Enlaces web y artículos

• Vea los enlaces web y artículos disponibles en
  línea para este capítulo (artículos sujetos a
  cambio)
• Sección 9.3 Mitosis Gallery Animation
  (http//micro.magnet.fsu.edu/micro/gallery/mitosis
  /mitosis.html)
• Sección 9.3 Mitosis WorldMovies
  (http//www.bio.unc.edu/faculty/salmon/lab/mitosis
  /mitosismovies.html)
• Sección 9.3 Onion Root-Tip Simulation
  (http//www.biology.arizona.edu/cell_bio/activitie
  s/cell_cycle/cell_cycle.html)
• Sección 9.3 Mitosis through the Microscope
  Advances in Seeing inside Live Dividing Cells.
  Conly Rieder et al. Science, Apr. 4, 2003.
  (http//infotrac-college.thomsonlearning.com/itw/i
  nfomark/265/436/71367221w7/purlrc1_WAD_0_A1001742
  74dyn54!xrn_1_0_A100174274?sw_aepolr_wad)
• Sección 9.3 Mitotic Mischief Can Cells Divide
  without Chromosomes? John Travis. Science News,
  Aug. 31, 1996. (http//infotrac-college.thomsonlea
  rning.com/itw/infomark/265/436/71367221w7/purlrc1
  _WAD_0_A18651448dyn60!xrn_1_0_A18651448?sw_aepo
  lr_wad)

36
Etapas de la Mitosis

• Profase
• Metafase
• Anafase
• Telofase

37
Profase Temprana- Inicia la Mitosis

• Los cromosomas duplicados empiezan a condensarse

Figure 9.7 Page 146
38
Profase Tardía

• Nuevos microtúbulos son ensamblados
• Un par de centriolos migra al polo opuesto
• La membrana nuclear empieza a desvanecerse

Figure 9.7 Page 146
39
Transición a Metafase

• Se forma el huso
• Los microtúbulos del huso se unen a las dos
  cromátidas hermanas de cada cromosoma

Figure 9.7 Page 146
40
Metafase

• Todos los cromosomas se alinean en el ecuador de
  la célula
• Los cromosomas alcanzan su punto máximo de
  condensación

Figure 9.7 Page 147
41
Anafase

• Las cromátidas hermanas de cada cromosoma son
  separadas
• Posteriormente, cada cromátida es un cromosoma

Figure 9.7 Page 147
42
Telofase

• Los cromosomas se descondensan
• Dos membranas nucleares de forman, una alrededor
  de cada grupo de cromosomas

Figure 9.7 Page 147
43
Resultados de la Mitosis

• Dos núcleos hijos
• Cada uno con igual número cromosómico que la
  célula progenitora
• Cromosomas sin duplicar

Figure 9.7 Page 147
44
a Interfase
La célula duplica su ADN, preparándose para la
división nuclear
Mitosis
par de centriolos
Membrana nuclear
cromosomas
b PROFASE TEMPRANA
c PROFASE TARDIA
d TRANSICION A METAFASE
Los cormosomas siguen condensándose. Nuevos
microtúbulos son ensamblados. Mueven un par de
centriolos al polo opuesto de la célula. La
envoltura nuclear emmpieza a romperse.
Inicia mitosis. El ADN y sus proteínas asociadas
han empezado a condensarse. Los dos cromosomas
morados fueron heredados del progenitor femenino.
Los otros dos (azules) son sus homólogos,
heredados del progenitor masculino.
Los microtúbulos penetran la region nuclear.
Aparece el huso acromático. Varios microtúbulos
del huso se unen a las dos cromátidas hermanas de
cada cromosoma.
Fig. 9-7a, p.146
45
Interfase
Profase temprana
par de centriolos
Membrana nuclear
Stepped Art
Fig. 9-7a, p.146
46
microtúbulo
e METAFASE
f ANAFASE
g TELOFASE
h INTERFASE
Todos los cromosomas se han alineado en ele
ecudor del huso. En este etapa alcanzan el punto
máximo de condensación
Las uniones entre cromátidas hermanas se rompen.
Cada una es un cromosoma, que los microtúbulos
mueven a polos opuestos del huso.
Hay dos conjuntos de cromosomas, que empiezan a
descondensarse. Fragmentos de nueva membrana se
funden para formar una nueva envoltura nuclear.
La mitosis ha terminado.
Hay dos células hijas. Cada una es diploide su
núcleo tiene un par de cada tipo de cromosoma,
igual que la célula progenitora.
Fig. 9-7b, p.146
47
Stepped Art
Fig. 9-7b, p.146
48
Mitosis

• Mitosis paso a paso

49
Sección 9.4 Enlaces web y artículos

• Vea los enlaces web y artículos disponibles en
  línea para este capítulo (artículos sujetos a
  cambio)
• Sección 9.4 The Cytokinetic Mafia
  (http//www.unc.edu/depts/salmlab/mafia/mafiamovie
  s.html)
• Sección 9.4 Cytokinesis in Animal Cells (book
  review). Edward Bonder. BioScience, Mar. 1998.
  (http//infotrac-college.thomsonlearning.com/itw/i
  nfomark/265/436/71367221w7/purlrc1_WAD_0_A2049251
  0dyn63!xrn_1_0_A20492510?sw_aepolr_wad)

50
División Citoplásmica

• Usualmente ocurre entre anafase tardía y el final
  de la telofase
• Dos mecanismos
• Formación de placa celular (plantas)
• Segmentación (animales)

51
División celular en animales
52
División celular en animales

• Un anillo de microfilamentos se contrae a nivel
  del ecuador del huso, dividiendo la célula

53
División celular en animales
1 La mitosis termina y el huso se desarma.
2 A nivel del ecuador del huso, un anillo de
microfilamentos unido a la membrana plasmática se
contrae.
3 Al ir disminuyendo el diámetro, la superficie
es llevada hacia adentro
4 La contracción continúa hasta que la célula se
separa en dos.
Fig. 9-8a, p.148
54
División celular en animales
Stepped Art
Fig. 9-8a, p.148
55
Formación de la placa celular
56
Formación de la placa celular
cell plane forming
1 Al terminar mitosis, vesículas se agrupan en el
ecuador del huso. Ellas contienen material para
la formación de una nueva pared celular.
4 La placa celular crece por sus bordes hasta que
se fusiona con la membrana plasmática de la
célula progenitora. Al ir creciendo las células
hijas, se expanden y se deposita nuevo material
sobre su pared primaria
2 Las memebranas de las vesículas se funden. El
material que contienen queda como emparedado
entre las dos nuevas membranas que se forman a
lo largo de del plano de la placa celular.
3 La celulosa se deposita sobre la parte interna
del emparedado. (Con el transcurso del tiempo
esto dará lugar a dos paredes celulares. Otros
forman una laminilla intermedia y unen las
paredes.
Fig. 9-8b, p.148
57
Formación de la placa celular
pared celular
ecuador del huso
acumulación de vesiculas
placa celular
Stepped Art
Fig. 9-8b, p.148
58
Formación de la placa celular

• División citoplásmica

59
División Celular

• Las células individuales de un embrión humano se
  dividen, convirtiendo una estructura indefinida
  en una mano

60
División Celular
Anillo de microfilamentos en el mismo plano que
el ecuador del huso acromático
Fig. 9-9, p.149
61
División Celular
Fig. 9-10, p.149
62
Sección 9.5 Enlaces web y artículos

• Vea los enlaces web y artículos disponibles en
  línea para este capítulo (artículos sujetos a
  cambio)
• Sección 9.5 CancerQuest (http//www.cancerquest.o
  rg/)
• Sección 9.5 Oncolink (http//cancer.med.upenn.edu
  /)
• Sección 9.5 On TopicCancer Updates News
  (http//www.wi.mit.edu/news/ontopic/cancer.html)
• Sección 9.5 A Tale of Taxol (http//www.research.
  fsu.edu/researchr/fall2002/taxol.html)
• Sección 9.5 The Cell Cycle and Mitosis Jeremy
  Hyams explains how mitosis occurs and how it is
  controlled in cells that grow and divide
  normally. Understanding these processes offers
  hope for better treatment of cancerBiological
  Sciences Review, Apr. 2002. (http//infotrac-colle
  ge.thomsonlearning.com/itw/infomark/265/436/713672
  21w7/purlrc1_WAD_0_A86231942dyn66!xrn_1_0_A8623
  1942?sw_aepolr_wad)

63
Control Mitótico

• Quinasas
• Factores de crecimiento
• Genes de vigilancia (Checkpoint genes)

64
Control Mitótico
Fig. 9-11a, p.150
65
Control Mitótico
Fig. 9-11b, p.150
66
Tumores

• Algunas veces un gen de vigilancia muta y el
  control sobre la división celular se pierde.
• La división descontrolada de células forma una
  masa anormal de tejido llamada tumor.
• Neoplasmas

67
Cáncer
Fig. 9-12, p.150
68
Cáncer

• Cáncer and metástasis

69
Cáncer
tumor benigno
tumor maligno
1 Las células cancerosas salen del tejido que les
dio origen
2 Las células en metástasis se adhieren a las
paredes de una vena o vaso linfático. Secretan
enzimas digestivas sobre ellas, y luego
atraviesan la perforación causada .
3 Dichas células viajan a lo largo de las venas,
y luego dejan la corriente sanguínea, del mismo
modo en que llegaron a ella. Así, inician nuevos
tumores en otros tejidos.
Fig. 9-13, p.151
70
Cáncer
Fig. 9-14a, p.151
71
Cáncer
Fig. 9-14b, p.151
72
Cáncer
Fig. 9-14c, p.151
73
Células HeLa

• Células cancerosas humanas que pueden ser
  cultivadas
• Descendientes de células tumorosas de una mujer
  llamada Henrietta Lacks
• Lacks murió a los 31 años de edad, pero sus
  células siguen vivas y dividiéndose en
  laboratorios de todo el mundo.

74
célula en interfase
núcleo
citoplasma
telofase
profase
metafase
anafase
Fig. 9-15, p.153