Preguntas ciclo celular
1. A la vista de la imagen, conteste las siguientes cuestiones:
a) ¿Qué etapa de la mitosis representa? [0’2]. Representa la telofase
¿Qué indican las flechas A, B y C? [0’3]. A: cromosomas, B: microtúbulos polares, C: citocinesis por estrangulación
¿Se trata de una célula animal o vegetal?, razone la respuesta [0’25]. Es una célula animal y lo sabemos por el tipo de citocinesis, por estrangulación.
Describa detalladamente los fenómenos naturales que ocurren en esta etapa [0’25].
La telofase es la etapa final de la mitosis. Durante esta fase los cromosomas hijos alcanzan los polos de la célula, por lo que se produce un proceso que se puede decir inverso a la profase. Los cromosomas se van a hacer cada vez menos visibles.
La membrana nuclear se va formando a partir del retículo endoplasmático y de los restos de la envoltura nuclear de la célula madre y en la región ecuatorial de la membrana celular se observa un estrangulamiento que dará como resultado dos células bien diferenciadas o células hijas.
b) Describa los fenómenos celulares que tienen lugar en las restantes etapas de la mitosis [0’75]. Explique cuál es el significado biológico de la misma [0’25].
Las restantes etapas de la mitosis son:
Profase: Los cromosomas comienzan a hacerse visibles. Cada uno está constituido por dos filamentos, cromátidas, unidos en toda su longitud uno al otro. Cada vez se espiralizan más, haciéndose más cortos y más gruesos. Simultáneamente el diplosoma del centrosoma se duplica y cada pareja de centríolos empiezan a emigrar hacia polos opuestos de la célula, apareciendo entre ellos unas fibras, microtúbulos, continuas, de 200 Å de diámetro, que darán lugar al huso acromático.
A consecuencia de la condensación del ADN desaparecen los nucléolos.
Se forman dos centrosomas por duplicación del que existe. Se alejan entre sí por alargamiento de los microtúbulos llamados microtúbulos polares o fibras polares. El crecimiento de estos microtúbulos se produce por adición de tubulina en el extremo más alejado del centrosome.
En los cromosomas, a la altura del ADN que forma el centrómero, se forma en cada una de las dos cromátidas, una estructura proteica denominada cinetocoro o placa cinetocórica que es capaz de capturar microtúbulos. Estos microtúbulos se llaman microtúbulos cinetocóricos o fibras cinetocóricas.
Metafase: En esta fase los cromosomas se sitúan en el ecuador de la célula unidos a las fibras del huso acromático por el centrómero y con los brazos perpendiculares a dichas fibras. Forman de esta manera la denominada placa ecuatorial. Los de mayor tamaño se sitúan en la periferia del huso acromático, mientras que los pequeños lo hacen en su interior.
Los dos centrosomas, los microtúbulos polares y los microtúbulos cinetocóricos forman el huso mitótico o acromático.
En esta fase los cromosomas se observan perfectamente constituidos por dos cromátidas. Reciben el nombre de cromosomas metafásicos.
Anafase: Comienza con el desdoblamiento de los centrómeros de cada cromosoma que empiezan a emigrar a cada uno de los polos de la célula arrastrando tras de sí al cromosoma hijo que ahora está formado sólo por una hebra o cromátida.
Estos cromosomas, con una sola cromátida, reciben el nombre de cromosomas anafásicos.
La separación de los cromosomas hijos se hace paulatinamente desde el centrómero hasta el extremo de los brazos.
La mitosis, permite que todas las células somáticas de los seres pluricelulares tengan la misma dotación cromosómica del cigoto, además de asegurar la supervivencia y el desarrollo del individuo.
2. A la vista del esquema responda razonadamente a las siguientes preguntas:
a) Indique qué momento del ciclo celular representan los esquemas arriba indicados [0’3], lo que señalan los números [0’3], y describa los fenómenos celulares que ocurren en A, B y C [0’4].
Representa la división del núcleo.
1. Cromosomas. 2. Centriolos. 3. Huso acromático
Tanto la imagen A,B Y C, nos muestran fases de la profase mitótica, pero cada vez más avanzada.
A:Se inicia la condensación del ADN y los cromosomas comienzan a hacerse visibles. Cada cromosoma está constituido por dos filamentos, cromátidas, unidos en toda su longitud uno al otro.
B: Las cromátidas se espiralizan cada vez más, haciéndose más cortas y más gruesas, además se forman dos centrosomas.
C: Los centrosomas se alejan uno del otro, aparemente impulsados por el alargamiento de los microtúbulos, denominados microtúbulos polares o fibras polares.
b) Diga si los dibujos corresponden a una célula animal o vegetal [0’2]. Indique, razonando la respuesta, dos características en las que se basa [0’8].
Es una célula animal y lo sabemos por dos razones por el tipo de citocinesis, por estrangulación, característica de los animales y por la presencia de centriolos
3. En relación con la figura adjunta conteste las siguientes cuestiones:
a) ¿Qué representa la gráfica 1? [0’4]. Explique cómo cambia el contenido de ADN desde la fase A hasta la fase G [0’6].
b) ¿Qué función tiene el cambio en el contenido de ADN que se representa en la gráfica 1? [0’4]. Suponiendo que los cromosomas fueran visibles a lo largo de todo el ciclo, ¿en qué fases, desde la C a la G, de la gráfica 1 encontraría las estructuras cromosómicas (1 a 4) que se muestran en la figura 2? [0’6].
a)La gráfica representa la variación del contenido del ADN de una célula a lo largo del ciclo celular. En la fase B observamos que se duplica la cantidad de ADN, pasando de 2 en la fase A a 4 en la fase B, en la siguiente fase, en la C, se mantiene constante la cantidad de ADN, pero en la fase D la célula pasa a tener la misma cantidad de ADN que inicialmente. Lo que nos indica que se ha producido una división celular.
b) La función del cambio en el contenido del ADN es conseguir células (gametos) con la mitad de cromosomas que la célula madre, que al unirse en la reproducción sexual, se pueda obtener una gran variabilidad genética.
En la fase C encontraría la figura 1 y 3, ya que la C corresponde a la profase I y en esta se produce entre otras cosas la condensación del ADN(Leptonema) y el intercambio de ADN entre las cromátidas de los cromosomas homólogos; que es lo que observamos en la figura 1 y 3 respectivamente.
En la fase D encontraría la figura 4, la fase D correspònde a la anafase I en esta se va la mitad de los cromosomas(con las cromátidas ya sobrecruzadas) a un polo de la célula y la otra mitad al otro polo de la célula; en la figura 4 observamos un cromosoma con información genética intercambiada.
En la fase F encontraría la figura 2, ya que la fase F corresponde a la segunda división meiótica, más concretamente a la anafase II; y en la figura 2 se observa una cromátida en la que se aprecian claramente los quiasmas.
En 2008 se planteó con unas ligeras modificaciones, a saber: a) ¿Qué representa la gráfica 1? [0’2]. ¿A qué tipo de división celular corresponde? [0’2].
Explique cómo cambia el contenido de ADN desde la fase A hasta la fase G [0’6].
La gráfica representa la variación del contenido del ADN de una célula a lo largo del ciclo celular.
Corresponde a la meiosis.
En la fase B observamos que se duplica la cantidad de ADN, pasando de 2 en la fase A a 4 en la fase B, en la siguiente fase, en la C, se mantiene constante la cantidad de ADN, pero en la fase D la célula pasa a tener la misma cantidad de ADN que inicialmente. Lo que nos indica que se ha producido una división celular.
b) ¿Qué función tiene el cambio en el contenido de ADN que se representa en la gráfica 1? [0’4]. Suponiendo que los cromosomas fueran visibles a lo largo de todo el ciclo, ¿en qué períodos (indicados por letras) de la gráfica 1, encontraría las estructuras cromosómicas 1 y 2 que se muestran en la figura 2? [0’6].
La función del cambio en el contenido del ADN es conseguir células (gametos) con la mitad de cromosomas que la célula madre, que al unirse en la reproducción sexual, se pueda obtener una gran variabilidad genética. La fase C está representada en la imagen 1 y la F la 2.
4. En relación con el esquema adjunto, que representa tres fases (1, 2 y 3) de distintos procesos de división celular de un organismo con una dotación cromosómica 2n = 4, conteste las siguientes cuestiones:
a) Indique de qué fases se trata y en qué tipo de división se da cada una de ellas [0’5]. ¿Qué representan en cada caso las estructuras señaladas con las letras A, B, C, y D? [0’5.
La primera, corresponde a la primera división meiótica y se da en la anafase I, ya que en esta se va la mitad de los cromosomas(con las cromátidas ya sobrecruzadas) a un polo de la célula y la otra mitad al otro polo de la célula.
La segunda corresponde a la anafase de la mitosis debido a que se observa que las cromátidas sin recombinación genética se están separando.
La tercera corresponde a la anafase II de la segunda división meiótica debido a que se observa que las cromátidas con recombinación genética se están separando.
La letra A representa cromosomas con recombinación genética.
La letra B representa cromátidas sin recombinación genética.
La letra C representa cromátidas con recombinación genética.
Por último la letra d representa el huso mitótico.
b) ¿Cuál es la finalidad de los distintos tipos de división celular? [0’4]. Dibuje esquemáticamente el proceso de división completo del que forma parte la fase 2 identificando las distintas estructuras [0’6].
La función de la meiosis es conseguir células (gametos) con la mitad de cromosomas que la célula madre, que al unirse en la reproducción sexual, se pueda obtener una gran variabilidad genética.
La mitosis permite la regeneración celular, además de la supervivencia y el desarrollo del individuo.
Explicación mitosis:
Telofase: La etapa final de la mitosis. Durante esta fase los cromosomas hijos alcanzan los polos de la célula, por lo que se produce un proceso que se puede decir inverso a la profase. Los cromosomas se van a hacer cada vez menos visibles.
La membrana nuclear se va formando a partir del retículo endoplasmático y de los restos de la envoltura nuclear de la célula madre y en la región ecuatorial de la membrana celular se observa un estrangulamiento que dará como resultado dos células bien diferenciadas o células hijas.
Profase: Los cromosomas comienzan a hacerse visibles. Cada uno está constituido por dos filamentos, cromátidas, unidos en toda su longitud uno al otro. Cada vez se espiralizan más, haciéndose más cortos y más gruesos. Simultáneamente el diplosoma del centrosoma se duplica y cada pareja de centríolos empiezan a emigrar hacia polos opuestos de la célula, apareciendo entre ellos unas fibras, microtúbulos, continuas, de 200 Å de diámetro, que darán lugar al huso acromático.
A consecuencia de la condensación del ADN desaparecen los nucléolos.
Se forman dos centrosomas por duplicación del que existe. Se alejan entre sí por alargamiento de los microtúbulos llamados microtúbulos polares o fibras polares. El crecimiento de estos microtúbulos se produce por adición de tubulina en el extremo más alejado del centrosome.
En los cromosomas, a la altura del ADN que forma el centrómero, se forma en cada una de las dos cromátidas, una estructura proteica denominada cinetocoro o placa cinetocórica que es capaz de capturar microtúbulos. Estos microtúbulos se llaman microtúbulos cinetocóricos o fibras cinetocóricas.
Metafase: En esta fase los cromosomas se sitúan en el ecuador de la célula unidos a las fibras del huso acromático por el centrómero y con los brazos perpendiculares a dichas fibras. Forman de esta manera la denominada placa ecuatorial. Los de mayor tamaño se sitúan en la periferia del huso acromático, mientras que los pequeños lo hacen en su interior.
Los dos centrosomas, los microtúbulos polares y los microtúbulos cinetocóricos forman el huso mitótico o acromático.
En esta fase los cromosomas se observan perfectamente constituidos por dos cromátidas. Reciben el nombre de cromosomas metafásicos.
Anafase: Comienza con el desdoblamiento de los centrómeros de cada cromosoma que empiezan a emigrar a cada uno de los polos de la célula arrastrando tras de sí al cromosoma hijo que ahora está formado sólo por una hebra o cromátida.
Estos cromosomas, con una sola cromátida, reciben el nombre de cromosomas anafásicos.
La separación de los cromosomas hijos se hace paulatinamente desde el centrómero hasta el extremo de los brazos.
Dibujo esquemático:
5. A la vista de las gráficas, conteste las siguientes cuestiones:
a) ¿Qué proceso se representa en la gráfica A? [0’1]. Explique en qué se basa para dar la respuesta [0’4]. Indique razonadamente qué ocurre con el ADN a lo largo del proceso [0’5]
El ciclo celular. Lo sabemos porque la gráfica comienza y acaba en la G1, y porque observamos que se produce la interfase, que abarca las tres fases denominadas G1,S y G2 y la división, en una sola fase, la fase M.
Lo que le ocurre al ADN a lo largo del proceso es que en la etapa S se duplica, y durante la fase M, se produce la mitosis, y la cantidad de ADN de la célula resultante es igual a la que había en la célula madre, es decir al inicio en la primera G1.
b) ¿Qué proceso se representa en la gráfica B? [0’1]. Explique en qué se basa para dar la respuesta [0’4]. Indique razonadamente qué ocurre con el ADN a lo largo del proceso [0’5].
La Meiosis. Ya que observamos que hay dos divisiones consecutivas (M1 y M2), que la cantidad de ADN en la célula resultante es la mitad que en el de la célula madre y que no es un proceso cíclico.
Lo que le ocurre al ADN a lo largo del proceso es que se duplica en la fase S, se reduce a la mitad en la fase M1 y nuevamente en la fase M2. Obteniendo finalmente una célula resultante con la mitad de ADN que el de la célula madre.
6. En relación con las figuras adjuntas, responda las siguientes cuestiones:
a) Nombre los procesos señalados con las letras A y B [0’4]. ¿Qué fase se señala con el número 1? [0’1]. Describa lo que ocurre en esta fase [0’5].
b) Enumere cinco diferencias entre los procesos A y B [0’5]. Indique la importancia biológica de ambos procesos [0’5].
a)
A: Meiosis, B: Mitosis
A la profase I meiótica.
Profase I. Es el período más complejo de la meiosis. Para su estudio se subdivide a su vez en cinco fases: leptoteno, cigoteno, paquiteno, diploteno y diacinesis.
a) Leptoteno. En esta fase los cromosomas comienzan a hacerse visibles, y se observan unidos a la membrana nuclear, en zonas próximas a los centríolos, por medio de las denominadas placas de unión. Se observan constituidos por dos cromátidas.
b) Zigoteno. En esta fase los cromosomas homólogos se aparean dos a dos, es decir se distribuyen por parejas de cromosomas homólogos. Este apareamiento recibe el nombre de sinapsis, y se produce por medio de una estructura proteica que recibe el nombre de complejo sinaptonémico, que no es más que el conjunto de los dos cromosomas apareados. El apareamiento se lleva a cabo gracias a determinadas proteínas que colaboran para mantenerlos alineados permitiendo que se produzca un engarzamiento entre ellos. En esta fase la pareja de cromosomas recibe el nombre de bivalente (dos cromosomas homólogos unidos) o tétrada (formada por cuatro cromátidas).
c) Paquiteno. En esta fase el apareamiento de las parejas de cromosomas homólogos es total, observándose los cromosomas con cuatro cromátidas, dos de cada homólogo. Las tétradas que comenzaron a formarse durante el zigoteno, se observan ya totalmente formadas y cada una de ellas posee dos centrómeros.
En este momento, las cromátidas se fracturan transversalmente, volviéndose a fusionar de manera que intercambian segmentos cromosómicos, y por tanto, información genética. A este fenómeno se le denomina entrecruzamiento o sobrecruzamiento (crossing-over) y se lleva a cabo entre cromátidas hermanas. Los puntos de sobrecruzamiento corresponden a los nódulos de recombinación de los complejos sinaptonémicos formados en la fase anterior, que contienen las enzimas necesarias para el intercambio de genes entre las cromátidas de los dos cromosomas homólogos (endonucleasas, ADN-polimerasa, ADN-ligasa y otras proteínas imprescindibles para que se produzca el sobrecruzamiento). Este proceso implica la rotura de la doble hélice en los fragmentos que van a ser intercambiados y una posterior fusión en su nueva localización. En esta fase, los dos cromosomas están muy juntos y al microscopio no se pueden observar estos cruces. Sí se parecían estructuras proteicas sinaptonémicas, los nódulos de recombinación, que son los responsables de generar los entrecruzamientos.
d) Diploteno. Las parejas de cromosomas homólogos comienzan a separarse, aunque no llegan a hacerlo del todo, quedando unidas por los quiasmas (figura 8.7). Esta etapa es la más larga de la meiosis, puede durar días e incluso años, como en el caso de los ovocitos humanos.
f) Diacinesis. Los homólogos se separan de forma completa y aumenta la espiralización de los cromosomas, alcanzándose el máximo grado de empaquetamiento.
Se distinguen los dos cromosomas homólogos, las dos cromátidas hermanas de ellos y los quiasmas entre dos cromátidas hermanas.
Al final de esta fase va desapareciendo la envoltura nuclear, al igual que el nucléolo. El huso acromático está casi formado, como en la profase mitótica.
b)
1.En la mitosis se produce una cariocinesis, en la meiosis dos cariocinesis.
2.En la mitosis en número de cromosomas en idéntico al de la célula madre y en la meiosis e la mitad.
3.En la mitosis si no hay mutaciones los cromosomas de las células hijas son iguales a los de la célula madre, en cambio en la meiosis sufren una recombinación genética.
4.En la profase de la mitosis no hay sinapsis ni entrecruzamiento, pero en la meiosis sí.
5.En la mitosis durante la anafase las cromátidas hermanas se separan, en la meiosis no se separan, si no que migran juntas hacia los polos.
Mitosis: obtener células hijas con idéntica información genética que la célula madre, asi como permitir a los organismos pluricelulares el crecimiento y el recambio celular.
Meiosis: conseguir células (gametos) con la mitad de cromosomas que la célula madre, que al unirse en la reproducción sexual, permitan obtener una gran variabilidad genética.
