Divisió cel·lular

L’ADN

Fem una mica d’història:

L’ADN o àcid desoxiribonucleic va ser aïllat per primera vegada per Fiedrich Miescher l’any 1869 treballant amb l’esperma del salmó i el pus extret de les gases de ferides obertes infectades.L’any 1914 Robert Fulgen va aplicar un mètode de tinció basat en la fucsina que el tenyia, aquest, es trobava als cromosomes del nucli de totes les cèl·lules eucariotes. Als anys 20 Levene va descobrir els components bàsics de l’estructura de l’ADN, els nucleòtids.L’any 1953 James Watson i Francis Crick van determinar la seva estructura en forma de doble hèlix, i de com eara possible la seva lectura i còpia. Chargaff el 1959 va observar que la proporció de bases timina- adenina, per una bada, i guanina- citosina per l’altra era la mateixa, parells de bases.

Però què és l’ADN?

cromosom_adn01

És una macromolècula constituïda per dues llargues cadenes de nucleòtids complementàries i antiparal·leles formant una doble hèlix. Els nucleòtids, alhora, estan formats per tres molècules: un àcid fosfòric, un glúcid ( desoxiribosa ) i una base nitrogenada. Els nucleòtids es diferencien entre ells, precisament, en la base nitrogenada. N’hi ha 4 diferents: Timina (T), Adenina (A), Citosina (C), Guanina (G).

Les dues cadenes de nucleòtids de l’hèlix es mantenen unides gràcies a què es formen enllaços entre les bases mitjançant ponts d’hidrogen. L’aparellament, tal com va assenyalar Chargaff, és condicional ja que a una Adenina només se li pot unir una Timina i a una Citosina una Guanina. L’estructura d’un determinat ADN està definida per la seqüència de bases nitrogenades dins la cadena lineal de nucleòtids. És en aquesta seqüència on es troba la informació genètica, i per tant, les característiques que els éssers vius transmeten als seus descendents. L’ordre en què es troben les quatre bases nitrogenades al llarg de la cadena d’ADN és determinant ja que constitueix les instruccions del programa genètic d’aquell organisme.

El genoma humà conté, aproximadament, 3000 milions de parell de bases per fer un total de 33000 gens aproximadament.

Activitats:

  1. Què és un nucleòtid?
  2. Quines molècules els formen?Com s’uneixen els nucleòtids?
  3. Què determinen els 4 tipus de nucleòtids que formen l’ADN?

Els cromosomes

Alguns conceptes que tots hem de tenir clar per començar a caminar:

  • ADN
  • Cromatina
  • Cromosoma
  • Cromàtide
  • Centròmer
  • Telòmer

Cromosomes ( del grec chroma =color i soma = cos ) són unes estructures en forma de bastó que es fan visibles únicament durant la divisió cel·lular. Durant la metafase de la mitosi, és quan l’ADN arriba al màxim nivell de compactació i observem els cromosomes típics.

Des d’un punt de vista bioquímic els cromosomes no són res més que cromatina, o sigui, ADN associat a proteïnes ( histones) que fan una funció de suport per a que l’ADN pugui enrotllar-se, i així, compactar-se. Durant la interfase, o fase de repòs, la cromatina es troba dispersa pel nucli i els cromosomes no són visibles. Quan la cèl·lula entra en divisió el resultat final seran dues cèl·lules filles idèntiques genèticament. Per a què això sigui possible, la cèl·lula haurà de duplicar l’ADN ( replicació ) i distribuir-lo correctament. En aquest punt els cromosomes juguen un paper decisiu. Els cromosomes que observem tenen la informació duplicada en dos braços idèntics o cromàtides unides pel centròmer.

El número de cromosomes és característic de  cada espècie, així les cèl·lules dels humans contenen 46 cromosmes ( cèl·lules diploides ) si exceptuem els gàmetes que en tenen 23 ( cèl·lules haploides ). Com haureu deduït, la meitat dels cromosomes d’un organisme, que es reprodueixi sexualment, procedeixen de cada progenitor. En l’anàlisi de cromosomes d’un individu, aquests s’ordenen per parelles, mides i formes és el que es coneix com cariotip o idiograma.

Les parelles de cromosomes s’anomenen cromosomes homòlegs ja que contenen la mateixa informació genètica, la informació pels mateixos caràcters, i s’hereten un de cada progenitor. En els humans podem distingir els cromosomes sexuals; són la parella 23  que determina el sexe XX en el cas de les femelles i XY en el cas dels mascles. Les 22 parelles restants són els autosomes que poden ser heretats tant pels uns com pels altres.

El cicle cel·lular

El cicle cel·lular consta de dues fases ben diferenciades; la interfase i la divisió cel·lular.

Interfase

Podríem definir la interfase com el període de temps entre dues divisions cel·lulars. Durant aquest temps, període més o menys llarg depenent dels tipus cel·lulars, la cèl·lula metabolitza nutrients i obté l’energia per viure. En un determinat moment duplica el seu ADN, és la fase S de la interfase, i seguidament els seus orgànuls, fase G2. La cèl·lula ha incrementat considerablement el seu volum i està a punt per la seva divisió.

La mitosi

Tot i que la mitosi és, pròpiament, el procés de divisió del nucli de la cèl·lula, sovint ens referim a aquesta com el mecanisme pel qual les cèl·lules somàtiques ( cèl·lules dels teixits ) són substituïdes per noves cèl·lules idèntiques a les progenitores. També gràcies a aquest procés els organismes pluricel·lulars creixen i els unicel·lulars formen nous individus.

La mitosi permet, a partir d’una cèl·lula mare, obtenir-ne dues filles idèntiques, on el número de cromosomes es manté constant. Comporta la divisió del nucli ( mitosi ) i del citoplasma ( citocinesi ).

Durant la mitosi es porta a terme el repartiment equitatiu dels cromosomes. Els centríols juguen un paper determinant en les cèl·lules animals. Segons el grau de condensació dels cromosomes i el lloc que ocupen en cada moment, podem distingir 4 fases: profase, metafase, anafase, telofase. Observeu aquestes imatges que representen les fases de la mitosi de forma esquemàtica, així com imatges obtingudes de mostres de cèl·lules vistes al microscopi òptic..

PROFASE Durant la profase la cromatina continua condensant-se i es fa visibles per primera vegada els cromosomes. Cada cromosoma està format per dues cromàtides, que es mantenen unides pel centròmer. Cada cromàtide del par és idèntica genèticament. Al final de la profase ha desaparegut la membrana nuclear i el nuclèol.
METAFASE Els cromosomes continuen condensant-se fins arribar al màxim de compactació. Apareixen les fibres de l’àster que formaran el fus mitòtic. Aquestes fibres s’inseriran en el centròmer de cada cromosoma, per una banda, i per l’altra ho faran en el centríol corresponent. Els cromosomes es desplacen fins a situar-se en l’equador del fus, formant la placa  equatorial.
ANAFASE Durant aquesta fase, les fibres de l’àster, acorades per una banda en els centròmers i per l’altra als centríols, (formades per microtúbuls de proteïna) comencen a escurçar-se, arrossegant a cadascuna de les cromàtides al pol oposat. La anafase constitueix la fase crítica de la mitosi, perquè en ella es realitza la distribució de les cromàtides i per tant la informació genètica original.
TELOFASE Els dos grups de cromàtides, comencen a descondensar- se, es reconstrueix la membrana nuclear al voltant de cada conjunt cromosomes, la qual cosa definirà els nous nuclis fills. A continuació té lloc la divisió de citoplasma ( CITOCINESI ). La citocinesi es diferent en cèl·lules animals i vegetals, degut a què les primeres tenen centríols i les segones no, i aquestes últimes tenen paret cel·lular i les primeres no.

Si encara no es suficientment clar, podem observar aquest vídeo, curt però molt entenedor.

Activitats:

  1. Quines són les característiques bàsiques de la mitosi?
  2. La mitosi, com a mecanisme de divisió cel·lular, permet als organismes pluricel·lulars renovar estructures, créixer… i en els organismes unicel·lulars.
  3. Quina és la principal diferència entre la divisió de les cèl·lules animals i vegetals? Explica-ho
  4. Observa les següents imatges i indentifica les fases de la mitosi.

mitosis

Més sobre la mitosi

La Meiosi

2meiosi1Bé, aquí teniu les imatges i els vídeos sobre la meiosi.
La primera és un esquema general del procés. A partir d’una cèl·lula diploide d’un parell de cromosomes amb una cromàtide cadascun s’obtenen 4 cèl·lules filles totalment diferents, ja que s’han produït processos de recombinació gènica.
Meiosi I
Presenta 4 fases: profase 1, metafase 1, anafase 1 i telofase 1

Profase 1
Es desfà la membrana nuclear, els cromosomes continuen compactant-se i presenten dues cromàtides. El fet més remarcable és que es donen entrecreuaments o crossing overentre els parells de cromosomes homòlegs provinents de cadascun dels progenitors.
Metafase 1
Els cromosomes arriben al màxim nivell de compactació i se situen en la placa equatorial units als centríols mitjançant les fibres del fus ( en el cas de cèl·lules animals ).
Anafase 1
Les fibres del fus, ancorades en el centròmer, s’ecurcen arrossegant els cromosomes recombinants cap els pols, un de cada parell. És una de les diferències respecte la mitosi on se separen cromàtides.
Telofase 1
Els cromosomes continuen la seva migració cap els pols. Al final s’observa com a cada pol només hi ha un cromosoma de la parella de cromosomes homòlegs i que han patit recombinació gènica.
Al final de la Meiosi I, per tant, obtenim dues cèl·lules haploides ( n cromosomes )ja que només tenen un cromosoma de cada parell, però amb dues cromàtides.

Meiosi II

Les cèl·lules, producte de la 1ª divisió meiòtica, tot i ser haploides, encara no les podem considerar els gàmetes, ja que els cromosomes contenen dues cromàtides, i per tant, tenen l’ADN duplicat.
La 2ª meiosi és un mitosi pròpiament, però sense duplicació d’ADN. És una mitosi, però en cèl·lules haploides.
Profase II
Es desfà el nucli i es comencen a visualitzar els cromosomes ( formats per dues cromàtides, que viatgen cap el centre de la cè·lula.
Metafase II
Els cromosomes assoleixen el màxim nivell de compactació i se situen en la placa equatorial units als centríols mitjançant les fibres del fus.
Anafase II
Les fibres del fus ancorades als centròmers, s’escurcen arrossegant, en aquest cas, a cadascuna de les cromàtides que formaven els respectius cromosomes.
Telofase II
Durant la telofase es tornen a formar els nuclis. Els cromosomes es descompacten tornant a la estructura típica de la cromatina en interfase.
Citocinesi
És el darrer pas en aquest tipus de divisió. El citoplasma es divideix, separant dues cèl·lules filles haploides, però ara ja, amb una única cromàtide.
Al final de tot el procés, per tant, s’obtenen 4 cèl·lules filles haploides i que han patit processos de recombinació, per la qual cosa, diferents.
Ara sí podem parlar de gàmetes ( òvuls i espermatozoides ) que en el moment de la fecundació permetrà obtenir el zigot; una cèl·lula diploide amb el número correcte de cromosomes típic de l’espècie en qüestió.

Pàgina amb animacions, activitats i explicacions sobre la meiosi.

Activitats:

  1. Indica 4 diferències entre una mitosi i una meiosi.
  2. Durant la profase de la primera divisió meiòtica és dóna un fet determinant d’aquest tipus de divisió, quin?
  3. En què consisteix la recombinació gènica? Per què és tan important?
  4. Quina és la gran diferència entre una anafase I i una anafase II?
  5. En l’espècie humana, com es diuen les cèl·lules producte de la meiosi? Quants cromosomes tenen?

Pàgines: 1 2

Responses

  1. Manel, aquí hi ha alguns videos interessants sobre l’ADN, els gens i els cromosomes.
    http://www.youtube.com/watch?v=itUMP0wtN5c
    http://www.youtube.com/watch?v=OeyYDx01Kb0&NR=1 ( a partir del minut 2 ja comença un altre tema que encara no hem estudiat, però els primers miuts estan molt ben explicats).
    http://www.youtube.com/watch?v=zmu9OPuXj-k&feature=fvwrel (a partir del minut (1) et va esplicant detalladament la divisió cel·ular).
    http://www.youtube.com/watch?v=Gv-Z5ZYngF8 (al principi explica una mica el tema del tema passat (osmosi…), però de totes maneres, encara que aquest video no estigui tan bé, també pot servir per alguna coseta).

  2. Hola Manel, aquí et deixo alguns videos interessants sobre el cicle cel·lular:
    http://www.youtube.com/watch?v=_LRxFc21oXk (cicle cel·lular)
    http://www.youtube.com/watch?v=ghqHJpqr5Vk (video de la mitosi en anglès; de totes maneres s’entén molt bé amb els dibuixos i traducció)
    http://www.youtube.com/watch?v=VlN7K1-9QB0 (mitosi en anglès, però els dibuixos estan molt ben fets i s’entenen molt i molt bé)
    Espero que aquests videos serveixin, a mi m’han servit!:)

  3. Manel et deixo unes animacions sobre la divisió cel·lular bastant encertades.

    http://www.juntadeandalucia.es/averroes/manuales/materiales_tic/Cell_anim_archivos/Cell_anim_archivos/mitosis01.swf

    Aquesta és en anglès:
    http://www.juntadeandalucia.es/averroes/manuales/materiales_tic/Cell_anim_archivos/Cell_anim_archivos/mitosis_citoknsMCGRAW.swf

    Meiosis: http://www.juntadeandalucia.es/averroes/manuales/materiales_tic/Cell_anim_archivos/Cell_anim_archivos/meiosis01.swf

    Aquest està en anglès:
    http://www.juntadeandalucia.es/averroes/manuales/materiales_tic/Cell_anim_archivos/Cell_anim_archivos/meiosisMcGraw.swf

    Comparació de mitosis i meiosis.:
    http://www.juntadeandalucia.es/averroes/manuales/materiales_tic/Cell_anim_archivos/Cell_anim_archivos/mito_meiosMCGRAW.swf

  4. Manel, no sabía on deixar aquests vídeos de divisió bacteriana, com hem vist a classe, o sigui que te’ls deixo aquí:

    Divisió de bateries en directe:

    Vídeo amb esquemes i imatges de la divisió bacteriana, amb procéssos i amb algun ús, encara que alguna cosa no l’haguem vist a classe.

    • Perdó, m’he descuidat l’altre vídeo:

  5. He trobat una web q està mb. A mi m’ha ajudat molt a entendre-ho més bé. ; és sobre la divisió cel·lular, l’únic qe els vídeos està en anglès.. no els he trobat en cap altre web ni en català ni en castellà.. tot i així la deixo x si algu la vol veure:

    http://berosus.org/naturals/Activitats/cell-div/divcel.html

  6. Hola Manel, encara que ja hagim acabat el tema de la divisció cel·lular, buscant, he trobat una animació que està molt bé.
    http://www.juntadeandalucia.es/averroes/manuales/reproduccion.swf

  7. Hola Manel!
    Et deixo un link sobre una notícia que vaig trobar però és del març passat. Crec que pot ser interessant i ja n’hem parlat una mica a classe.
    Mercii!

    http://www.ara.cat/societat/cancer-leucemia-clinic_0_884311757.html


Deixa un comentari

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

Esteu comentant fent servir el compte WordPress.com. Log Out / Canvia )

Twitter picture

Esteu comentant fent servir el compte Twitter. Log Out / Canvia )

Facebook photo

Esteu comentant fent servir el compte Facebook. Log Out / Canvia )

Google+ photo

Esteu comentant fent servir el compte Google+. Log Out / Canvia )

Connecting to %s

%d bloggers like this: