PREGUNTAS DIVISIÓN CELULAR
1. A la vista de la imagen, conteste las siguientes cuestiones:
a) ¿Qué etapa de la mitosis representa? [0’2].
¿Qué indican las flechas A, B y C? [0’3]. ¿Se trata de una célula animal o vegetal?, razone la respuesta [0’25]. Describa detalladamente los fenómenos naturales que ocurren en esta etapa [0’25]. La etapa que representa es la telofase. La flecha A indica los cromosomas anafásicos con una sola crómatida, la flecha B los microtúbulos polares y la flecha C la citocinesis por
invalidación. Es una célula animal debido a que la citocinesis se produce por estrangulación. La telofase es lo último de la mitosis. Cuando los cromosomas hijos alcanzan los polos de la célula se desespiralizan haciéndose menos visibles, se van formando el nucleólo y la envoltura nuclear y en la membrana celular se observa la citocinesis la cual dará lugar a dos 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].
La mitosis es una división ecuacional ya que las células hijas poseen la misma cantidad de ADN que la célula madre. Los objetivos de la mitosis en los organismos unicelulares es la formación de nuevos individuos y en los organismos pluricelulares es el crecimiento y renovación de las células, tejidos y órganos.
La mitosis se divide en varias partes:
- PROFASE: las fibras de 100A de los cromosomas se enrollan sobre sí mismas y forman dos fibras de 300A que darán lugar a las cromátidas. Estas se unirán por el centrómero y constiuirán un cromosoma profásico. Después desaparecen los nucléolos y se duplica el centrosoma. Estos se alejan hacia los polos de la célula debido al alargamiento de los microtúbulos polares. Posteriormente, el núcleo se hincha, se fragmenta la envoltura nuclear y se separa la lámina fibrosa por lo que el nucleoplasma se dispersa en el citosol. Además, en el centrómero se forma una estructura proteica: cinetocoro. Este es capaz de capturar microtúbulos cinetocóricos y puede fijar entre uno y cuarenta.
- METAFASE: los microtúbulos cinetocóricos crecen debido a la adición de la tubulina. Los cromosomas se situan en el centro de la célula formando la placa ecuatorial y cada cromátida se orienta hacia un polo. Los centrosomas, los microtúbulos polares y los cinetocóricos forman el huso mitótico.
- ANAFASE: las dos cromátidas hermanas se separan por la inactivación de las proteínas que las mantenía juntas. Cada cromátida se desplaza hacia un polo de la célula debido a el acortamiento de los microtúbuolos cinetocóricos y al arrastre de las proteínas motoras. Además el huso se alarga por la adición de a tubulina a los microtúbulos polares.
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].
Los esquemas indicados pertenecen a la fase M. El esquema A, B y C pertenecen a la profase. El número 1 señala un centrosoma, el número 2 un centrosoma con centriolos y el 3 el huso acromático.
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].
Corresponde a una célula animal porque en los dibujos observamos centriolos y ásteres cuya existencia no tiene cabida en la célula vegetal. Además podemos observar como la citocinesis se realiza por estrangulación, proceso propio de células animales.
3. En relación con la figura adjunta conteste las siguientes cuestiones: a) ¿Qué representa la gráfica 1? Explique cómo cambia el contenido de ADN desde la fase A hasta la fase G.
La gráfica representa la variación del contenido del ADN de una célula a lo largo del ciclo celular. En el intervalo A la célula parte de 2 unidades de ADN. En el B se duplica la cantidad de ADN y en el intervalo C la célula mantiene la misma cantidad de ADN que en el intervalo anterior. En el periodo D la célula disminuye la cantidad de ADN y vuelve a ser de 2 unidades, como en el periodo A. En la fase E se mantiene constante y en la F se vuelve a disminuir la cantidad de ADN por lo que tendrá la mitad que en la fase inicial. Por último en el periodo G se mantiene el ADN en una unidad.
b) ¿Qué función tiene el cambio en el contenido de ADN que se representa en la gráfica 1? 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?
La función que tiene el cambio de contenido de ADN es que las células hijas tengan la mitad de cromosomas que la célula madre para que cuando los gametos se unan en la fecundación tengan un número de cromosomas de 2n.
El número 1 correspondería a la fase C, el 2 a la fase F y G, el 3 a la fase C y el 4 a la fase D y E.
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. En el intervalo A la célula parte de 2 unidades de ADN. En el B se duplica la cantidad de ADN y en el intervalo C la célula mantiene la misma cantidad de ADN que en el intervalo anterior. En el periodo D la célula disminuye la cantidad de ADN y vuelve a ser de 2 unidades, como en el periodo A. En la fase E se mantiene constante y en la F se vuelve a disminuir la cantidad de ADN por lo que tendrá la mitad que en la fase inicial. Por último en el periodo G se mantiene el ADN en una unidad.
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 que tiene el cambio de contenido de ADN es que las células hijas tengan la mitad de cromosomas que la célula madre para que cuando los gametos se unan en la fecundación tengan un número de cromosomas de 2n.
El número 1 correspondería a la fase C, el 2 a la fase F y G, el 3 a la fase C y el 4 a la fase D y E.
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; y 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 y 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 finalidad de la mitosis es el crecimiento y renovación de las células y tejidos y el mantenimiento de la vida del individuo.
La finalidad de la meiosis es la continuidad de la especie y el aumento de la variabilidad genética.
5. A la vista de las gráficas, conteste las siguientes cuestiones: a) ¿Qué proceso se representa en la gráfica A? Explique en qué se basa para dar la respuesta. Indique razonadamente qué ocurre con el ADN a lo largo del proceso. La gráfica A representa el ciclo celular ya que podemos observar las fases de dicho proceso: interfase (G1, S, G2) y mitosis.En G1 el ADN es de dos unidades y en la fase S se duplica. Luego,en la fase G2 se mantiene constante. Por último, en la fase M se reduce el ADN debido a la división mitótica hasta llegar a ser de dos unidades como en la fase inicial G1.
b) ¿Qué proceso se representa en la gráfica B? Explique en qué se basa para dar la respuesta. Indique razonadamente qué ocurre con el ADN a lo largo del proceso.
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. ¿Qué fase se señala con el número 1? Describa lo que ocurre en esta fase.
La A señala la meiosis y la B señala la 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 o tétrada.
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. Esta etapa es la más larga de la meiosis.
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) Enumere cinco diferencias entre los procesos A y B. Indique la importancia biológica de ambos procesos.
1. En primer lugar, en la mitosis tiene lugar una cariocinesis, es decir, el núcleo se divide una vez, y una citocinesis que es la división del citoplasma. En cambio, la meiosis se divide en meiosis I y meiosis II. En cada una de ellas se produce una cariocinesis y, al final de cada una, tiene lugar una citocinesis por lo que la meiosis comprende dos cariocinesis y una citocinesis.
2. La meiosis es una forma de división sexual que se produce en las células germinales mientras que la mitosis se produce en células somáticas.
3. En la meiosis hay sobrecruzamiento en el que se combinan los genes de los cromosomas homólogos, pero en la mitosis este proceso no ocurre.
4. En la anafase de la mitosis se separan las cromátidas de los cromosomas y en la anafase I de la meiosis se separan los cromosomas homólogos.
5. La mitosis es una división ecuacional, es decir que las células hijas poseen el mismo número de cromosomas que la célula madre. Sin embargo, la primera división de la meiosis es reduccional, en la que las células hijas tienen la mitad de cromosomas que la célula madre.
La importancia biológica de la mitosis es el crecimiento y renovación de células y tejidos.
La importancia biológica de la meiosis es la perduración de una determinada especie y el aumento de la variabilidad genética.
