lunes, 4 de febrero de 2013

                        REPRODUCCIÓN CELULAR

                                                      INTRODUCCION

Diariamente observamos situaciones en las que se realizan divisiones; por ejemplo cuando una persona quiere repartir la herencia a sus hijos, divide sus bienes equitativamente para que todos reciban lo mismo. Igualmente en los seres vivos, se presenta continuamente un tipo de división muy especial, la reproducción celular. Cuando una célula se divide, reparte su herencia, es decir, su información genética entre las células hijas. Este proceso es muy importante, pues asegura tanto el crecimiento y desarrollo de un organismo, como la conservación de las especies a través de la reproducción.

1.EXPLOREMOS SITUACIONES COTIDIANAS ( Explicar en el cuaderno)
1. ¿Cuáles son las formas de reproducción celular en los seres vivos? Explique.
2. ¿Cómo y para que se reproducen las células en los organismos vivos?
3. ¿Por qué cuando te haces una herida esta cicatriza al cabo de un tiempo?
4. ¿ Por qué unos organismos se reproducen sexualmente y otros no?  A que se debe esta diferencia?
5. ¿ Por qué crees que en una familia los hermanos se parecen pero no son idénticos? Explique.

2. CONCEPTOS CLAVES: Consulte y escriba la definición de los siguientes términos relacionados con la reproducción celular
Cromosomas,cromatina, genes, cromátidas,cariotipo, célula haploide, célula haploide, ciclo celular,interfase, mitosis, meiosis, amitosis, citocinesis, cariocinesis, entrecruzamiento, variabilidad genética.
               
3. REFERENTES COGNITIVOS (CONTENIDOS)
ESTRUCTURAS Y FUNCIONES DEL NUCLEO CELULAR EN LA REPRODUCCION CELULAR
cariotipo humanoCROMOSOMAS Y GENES: En citología, cromosoma es el nombre que recibe una diminuta estructura filiforme formada por ácidos nucleicos y proteínas presente en todas las células vegetales y animales.
El cromosoma contiene el ácido nucleico (ADN), que se divide en pequeñas unidades llamadas genes. Éstos determinan las características hereditarias de la célula u organismo. Las células de los individuos de una especie determinada suelen tener un número fijo de cromosomas, que en las plantas y animales superiores se presentan por pares.

El ser humano tiene 23 pares de cromosomas. En estos organismos, las células reproductoras tienen por lo general sólo la mitad de los cromosomas presentes en las corporales o somáticas. Durante la fecundación, el espermatozoide y el óvulo (células reproductoras o gametos) se unen y reconstruyen en el nuevo organismo la disposición por pares de los cromosomas; la mitad de estos cromosomas procede de un parental, y la otra mitad del otro.  Los cromosomas se duplican al comienzo de la división celular y, una vez completada, recuperan el estado original.

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Diagrama de un cromosoma eucariótico duplicado y condensado (en metafase mitótica). (1) Cromátida, cada una de las partes idénticas de un cromosoma luego de la duplicación del ADN. (2) Centrómero, el lugar del cromosoma en el cual ambas cromátidas se tocan. (3) Brazo corto. (4) Brazo largo.
Debido a esta duplicación, que aparece con la forma de una X, se llama cromosoma a esta cadena duplicada de ADN, que aparece constituida por dos partes idénticas, denominadas cromátidas, que se unen a través de una zona de menor densidad, y un centro llamado centrómero. Los elementos separados por el centrómero hacia arriba y hacia abajo de cada cromátida reciben el nombre de brazos (corresponden a la mitad de una cromátida).
Es en la metafase cuando las cromátidas están duplicadas (cromátidas hermanas) y unidas a nivel del centrómero. Luego, durante la anafase sólo presenta un juego de cromátidas.
El tamaño de los cromosomas puede oscilar entre los 0,2 y 5 µm (micrómetros) de longitud con un diámetro entre 0,2 y 2 µm. La longitud normal de los cromosomas de los mamíferos varía entre los 4 a 6 µm. Normalmente existen 46 cromosomas en cada célula humana.Cada cromosoma contiene miles de trozos de información o instrucciones. Estas instrucciones son llamadas "genes". Por lo tanto, los cromosomas son paquetes de genes los cuales dirigen el desarrollo del cuerpo.
Por ejemplo, existen genes que dicen si una persona va a tener ojos azules o cafés, cabello café o rubio. Un gen también codifica o lleva la información de un producto específico, como por ejemplo, una proteína. Dicha proteína estará involucrada en algún proceso específico que determinará un rasgo o característica particular.
Toda la información que el cuerpo necesita para trabajar proviene de los cromosomas. Los cromosomas contienen los planos para el crecimiento y el desarrollo.  Dispersos entre los 23 pares de cromosomas existen cerca de 30.000 genes. Incluso una parte muy pequeña de un cromosoma puede contener diferentes genes.

4.TRANSFERENCIAS (ACTIVIDADES)
ACTIVIDAD 1.
1 De acuerdo con la lectura sobre CROMOSOMAS Y GENES, Elabore un mapa conceptual, resaltando las funciones y características.
2. Explique las funciones que realiza, el núcleo celular, el nucleoplasma,  el nucléolo y la cromatina  en la reproducción celular de los organismos.
cromosoma[1]
3. Explique como se clasifican los cromosomas de acuerdo con la forma. Elabore el dibujo y señale  las partes.
4. Observe la gráficas inferior, y con sus propias palabras describa las estructuras y las funciones que desempeñan en la reproducción celular.





cromosoma[1]cromosoma[1]cariotipo humano5. Escriba el cariotipo o número de Cromosomas de 20 especies diferentes de plantas o animales






5. Escriba el cariotipo o número de Cromosomas de 20 especies diferentes de plantas o animales
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cromosoma[1]CICLO DE LA DIVISION CELULAR

Las células de los distintos organismos pasan durante su vida por distintos períodos, cada uno de ellos característico y claramente diferenciado.Cada tipo celular cumple con sus funciones específicas durante la mayor parte de su vida, creciendo gracias a la asimilación de materiales provenientes de su ambiente y con ellos sintetiza nuevas moléculas por medio de complejos procesos regulados por su material genético.
Cuando una célula aumenta hasta llegar a un determinado tamaño, su eficiencia metabólica se torna crítica, entonces se divide. En los organismos pluricelulares, se produce un crecimiento a partir de una célula (huevo o cigoto) como así también se aumenta la masa tisular y se reparan los tejidos lesionados o desgastados, por aumento del número de células.







Las nuevas células originadas en esta división poseen una estructura y función similares a las células progenitoras, o bien derivadas de ellas.
<!--[if !vml]--><!--[endif]-->cromosoma[1]En parte son similares porque cada célula nueva, recibe aproximadamente la mitad de organoides y citoplasma de la célula madre, pero en términos de capacidades estructurales y funcionales lo importante es que cada célula hija, reciba una réplica exacta del material genético de la célula madre.Durante la vida celular, las células pasan por un ciclo regular de crecimiento y división. A esta secuencia de fases se la denomina ciclo celular y en general consta de un período donde ocurre un importante crecimiento y aumento de la cantidad de organoides (interfase) y un período de división celular (mitosis o meiosis).
La interfase involucra períodos donde la célula realiza los procesos vitales propios de su función. Durante ella, se producen también fenómenos a nivel nuclear imprescindibles para la división posterior. Cronológicamente podemos dividir la interfase en tres etapas G1, S y G2.
Es necesario señalar que existen excepciones a este ciclo, ya que no en todas las células los períodos tienen la misma duración. Incluso si consideramos una población celular homogénea (células del mismo tipo), existen variaciones particulares. Siempre que se habla de tiempos determinados, se hace considerando los promedios de cada tipo celular.
También existen células que dejan de dividirse por largos períodos o bien permanentemente. Por ejemplo, las neuronas permanecen luego de la maduración del tejido nervioso en una etapa especial denominada G0, donde las células entrarían como alternativa a G1. En la actualidad es frecuente referirse a este tipo de células como "no cíclicas" o detenidas en G1, ya que no es seguro que las células que no se dividen pasen por un solo estadio.

ACTIVIDAD 2.
PROCESO CELULAR DE MITOSIS
1.En qué consiste el ciclo celular en una célula eucariota y de que depende? ¿cúales son las etapas en que se divide el ciclo celular?
2. Qué importancia tiene la interfase ?. Explique lo que ocurre en la fase G1 o de crecimiento, la fase S o de síntesis y la fase G2.
3.Elabore en el cuaderno el gráfico del ciclo celular
4. Complete el siguiente cuadro, explicando las características y eventos que ocurren en cada fase de la mitosis
Fase de la Mitosis
Características y eventos que ocurren
Profase

Metafase

Anafase

Telofase

5.En que consiste el proceso de citocinesis y como se lleva acabo en las celulas vegetales y animales
6. Explique la importancia biológica que tieneel proceso de  mitosis en los organismos.
7. Explique que alteraciones puede sufrir  el Ciclo Celular.

ACTIVIDAD 3
3. PROCESO  CELULAR  DE  MEIOSIS.
1.¿En qué tipo de organismos y células se lleva acabo este proceso?  Qué importancia tiene este proceso en tales organismos?Explique
2. En el proceso de la MEIOSIS qué hechos importantes  ocurren en la interfase? Explique
3. En un cuadro como el siguiente explique que eventos ocurren en cada una de la fases de la división meiótica I.
Fases de La division meiotica I
Principales Eventos que ocurren
Profase I


MetafaseI


Anafase I


TelofaseI


4.Explique que hechos ocurren en  las subfases de la profase I del la Meiosis: leptotene, diplotene, cigotene, diacinesis, paquitene. Elabore dibujo.
5.En un cuadro semejante al  anterior explique los eventos que ocurren en las etapas de la meiosis II
6. Represénte mediante un collage muy creativo los  procesos de mitosis y meiosis, haciendo notar sus diferencias ( organizalo en su portafolio)
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ACTIVIDAD 4.
COMPLETE EL  CUADRO COMPARATIVO ENTRE LOS PROCESOS DE DE LA MITOSIS Y LA MEIOSIS.
PROCESO
MITOSIS
MEIOSIS
Tipo de células en que ocurre




Cantidad de células resultantes




Frecuencias de división del núcleo




Objetivos o finalidad del proceso




Características de las células hijas





ACTIVIDAD 5.
LABORATORIO PARA OBSERVACION DE LOS PROCESOS DE  MITOSIS Y MEIOSIS ( elabore  Informe y anéxelo al portafolio)

ACTIVIDAD 6.
2.- Completa la frase con las siguientes opciones:
*Las opciones son: meiosis, fecundación, crecimiento,mitosis, se producen células sexuales (gametos), se puede comparar el apareamiento en los animales.
a) ________________ ->Las células diploides se dividen para dar lugar a nuevas células con la mitad de numero de cromosomas -> _______________
b)________________->Dos células haploides se fusionan -> Se inicia un nuevo individuo
c)Polinización -> Un gameto pasa de la parte masculina de la planta a la femenina -> __________________________________________
d)_______________->Las células diploides se dividen para dar lugar a nuevas células diploides ->_________________________________

SoLuCiOnArIo

Aquí podras comprobar que todo lo que has podido aprender con este tema ha dado su fruto.
4.-Explica que relación existe entre el cromosoma, gen, cromatina y ADN.
Un GEN es un fragmento de ADN, sus hebras muy trenzadas y enrolladas forman un CROMOSOMA, un cromosoma esta formado por dos CROMÁTIDAS unidas por el CENTRÓMERO.
5.- ¿Qué significa que los cromosomas homólogos llevan información para el mismo carácter, pero no necesariamente la misma información

5.RETROALIMENTACION

6. TIEMPO:   6 PERIODOS DE CLASE – DE FEBRERO 4 A  FEBRERO 15

viernes, 25 de marzo de 2011

ESTRUCTURA GENETICA DE LOS ORGNISMOS



ESTRUCTURA GENETICA DE LOS ORGNISMOS
ESTRUCTURA DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS (ADN y ARN)
En 1953 Francis Crick y James Watson en un célebre  artículo publicado en la revista científica dieron a conocer la primera descripción de la estructura del ADN . Los ácidos nucléicos están compuestos por subunidades de nucléotidos que son unidades moleculares formados por:
Ø  Un azúcar de cinco carbonos sea la ribosa o la desoxiribosa
Ø  Un grupo fosfato
Ø  Una base nitrogenada  es un compuesto que contiene nitrógeno pudiendo ser una purina de doble anillo, o una pirimidina de anillo sencillo
Las bases púricas son la adenina (A) y guanina (G) y las pirimidinas son la citosina (C), timina (T) y uracilo (U)
El ADN contiene las purinas adenina y guanina y las pirimidinas citosina y timina y el azúcar desoxirribosa y el grupo fosfato.
El RNA contiene adenina, guanina , citosina y el uracilo en lugar de la timina del DNA, así como el azúcar ribosa y el grupo fosfato.La unión entre una de estas bases nitrogenadas y el azucar (pentosa) constituye un nucleósido.
Las moléculas de ácidos nucleicos se componen de cadenas lineales de nucleótidos, unidos por enlaces de fosfodiéster, cada uno consiste en un grupo fostato y los enlaces covalentes que lo unen a los azúcares de nucleótidos adyacentes.
1.1. ESTRUCTURA DEL ADN. La molécula de ADN está constituída por dos largas cadenas de nucleótidos enrolladas una alrededor de la otra formando una  doble hélice a modo de escalera. Las dos cadenas de nucleótidos, se mantienen unidas entre sí porque se forman enlaces entre las bases nitrogenadas de ambas cadenas que quedan enfrentadas. La molécula de la desoxirribosa ocupa la posición central en el nucleótido teniendo al un lado un grupo fosfato y al otro una base nitrogenada. El grupo fosfato de cada nucleótido está también ligada a la desoxiribosa del nucleótido adyacente de la cadena. Estas subunidades de desoxirribosa fosfato forman los lados parelos de la escalera. La unión de las bases se realiza mediante puentes de hidrógeno, y este apareamiento está condicionado químicamente de forma que la adenina (A) sólo se puede unir con la Timina,(T) mediante dos enlaces covalentes  y la Guanina (G) con la Citosina (C) mediante tres enlaces covalentes.
En el ADN las bases se aparean exclusivamente,  A= T  y  G = C
La estructura de un determinado ADN está definida por la "secuencia" de las bases nitrogenadas en la cadena de nucleótidos, residiendo precisamente en esta secuencia de bases la información genética del ADN.  El orden en el que aparecen las cuatro bases a lo largo de una cadena en el ADN es, por tanto, crítico para la célula, ya que este orden es el que constituye las instrucciones del programa genético de los organismos. Conocer esta secuencia de bases, es decir, secuenciar un ADN equivale a descifrar su mensaje genético. La estructura en doble hélice del ADN, con el apareamiento de bases limitado ( A-T; G-C ), implica que el orden o secuencia de bases de una de las cadenas delimita automaticamente el orden de la otra ( T-A- C- G), por eso se dice que las cadenas son complementarias. Una vez conocida la secuencia de las bases de una cadena ,se deduce inmediatamente la secuencia de bases de la complementaria
1.2. ESTRUCTURA DEL ARN. El ARN se encuentra principalmente fuera del núcleo celular aunque su síntesis tiene lugar a partir del ADN . Existen tres tipos de ARN : El mensajero, el ribosómico y el de transferencia
El RNA está formado por subunidades ribonucleotídicas unidas por enlaces 5´ - 3´ como los del DNA . Tres de las bases nitrogenadas, adenina , guanina y citosina, son las mismas que en el DNA. Sin embargo , en lugar de timina el RNA tiene uracilo el cual se aparea con la adenina . Los cuatro nucleótidos contienen el azúcar de cinco carbonos ribosa, que tiene un grupo hidroxilo en el átomo de carbono 2´.





REPLICACION, TRANSCRIPCION Y TRADUCCION DEL ADN
La Replicación, Transcripción y Traducción son los tres fenómenos sobre los que versa el Dogma Central de la Biología Molecular.
§  La replicación consiste en la copia del ADN de una célula, antes de la división celular, para que la célula hija tenga el mismo ADN que la madre.
§  La transcripción consiste en convertir la información contenida en el ADN en un formato “legible” para la maquinaria celular de síntesis de proteínas, el ARN.
§  La traducción es el mecanismo por el que el mensaje que lleva el ARN se utiliza para sintetizar proteínas.
Con estos tres mecanismos conseguimos extraer de la información genética (ADN) los materiales (proteínas) necesarios tanto funcional como estructuralmente para que una célula funcione.
El flujo de la información genética en las todas las células es como lo muestra la siguiente gráfica
               
1.       REPLICACION DEL ADN (DUPLICACION)
Para que una especie no se extinga los individuos deben reproducirse, con el fin de engendrar nuevos seres. De la misma manera, para que una célula pueda dividirse es necesario que primero duplique su material genético y así poder garantizar la misma dotación cromosómica a las células hijas. El modelo de la doble hélice de Watson y Crick permitió explicar cómo las moléculas de ADN pueden copiarse, es decir, replicarse y dar una molécula idéntica al molde o patrón.
En el proceso de duplicación del ADN , las dos cadenas de nucleótidos son separadas por la enzima  ADN Polimerasa,  para que se puedan sintetizar una nueva molécula de ADN, cada cadena actúa como patrón para la formación de una nueva cadena  o copia de ADN. Los requerimientos para que el ADN se duplique  son
1.       Una hebra de ADN  sirve como molde , para que sea copiado y formar una nueva cadena
2.       Las enzimas encargadas de copiar el ADN son las  polimerasa y las ligasas
Hipótesis de la duplicación del ADN
·         Hipótesis semiconservativa: formulada por Watson y Crick. En una doble hélice cada hebra servirá de molde y, mediante la complementariedad de bases, se formará una hebra copia de cada hebra molde, quedando al final dos dobles hélices formadas por una hebra antigua (molde) y una hebra nueva (copia). En 1957, experimentos realizados por Meselson y Stahl confirmaron esta hipótesis
·         Hipótesis conservativa: tras la duplicación quedan dos hebras antiguas y dos hebras nuevas formando una doble hélice.
·         Hipótesis dispersa: se propone que las hebras están formadas por fragmentos distintos de ADN antiguo y ADN recién sintetizado.

MECANISMO DE DUPLICACIÓN DEL ADN

1ª etapa: desenrrollamiento y apertura de la doble hélice
Intervienen un grupo de enzimas y proteínas, cuyo conjunto se denomina replisoma.
  • Primero: intervienen las helicasas que facilitan en desenrrollamiento
  • Segundo: actúan las girasas y topoisomerasas que eliminan la tensión generada por la torsión en el desenrrollamiento.
  • Tercero: actúan las proteínas SSBP que se unen a las hebras molde para que no vuelva a enrollarse.

2ª etapa: síntesis de dos nuevas hebras de ADN.
  • Actúan las ADN polimerasas para sintetizar las nuevas hebras en sentido 5´-3´, ya que la lectura se hace en el sentido 3´-5´.
  • Intervienen las ADN polimerasa I y III, que se encargan de la replicación y corrección de errores. La que lleva la mayor parte del trabajo es la ADN polimerasa III
  • Actuá la ADN polimerasa II, corrigiendo daños causados por agentes físicos.

La cadena 3´-5´ es leída por la ADN polimerasa III sin ningún tipo de problemas ( cadena conductora). En cambio, la cadena 5´-3´ no puede ser leída directamente, esto se soluciona leyendo pequeños fragmentos ( fragmentos de Okazaki ) que crecen en el sentido 5´-3´, los cuales se unirán mas tarde. Esta es la hebra retardada, llamada de esta forma porque su síntesis es más lenta

3ª etapa: corrección de errores.
La enzima principal es la ADN polimerasa III, que corrige todos los errores cometidos en la replicación o duplicación. Intervienen otros enzimas como:
  • Endonucleasas que cortan el segmento erróneo.
  • ADN polimerasas I que rellenan correctamente el hueco.
  • ADN ligasas que unen los extremos corregidos
              
2.TRANSCRIPCIÓN DEL ADN O SINTESIS DEL ARN

La transcripción es el paso de una secuencia de ADN a una secuencia de ARN, ya sea ARNm, ARNr o ARNt, y tiene lugar en el núcleo celular. Para ser llevado al lugar de síntesis de proteínas  y en ella intervienen:
 1.  Una cadena de ADN que actúa como molde.
 2.  Ribonucleótidos trifosfato de A, C, G y U
 3.  ARN-polimerasas I, II y III:
▪ I para la síntesis de ARNr
         ▪ II para la síntesis de  ARNm
▪ III para la síntesis de ARNt y ARNr
Etapas de la Transcripción:
1.Iniciación: La ARN-polimerasa reconoce y se une a una zona del ADN (delante del ADN que se quiere transcribir) denominada región promotora o promotor. A continuación se separan las dos cadenas del ADN, iniciándose el proceso de copia del ADN a ARNm.

2.Elongación: La ARN-polimerasa continúa añadiendo ribonucleótidos complementarios al ADN leyendo en sentido 3’→5’, la ARN-polimerasa selecciona el ribonucleótido trífosfato cuya base es complementaria con la cadena de ADN que actúa como molde.
3.Terminación: La ARN-polimerasa llega a la región terminadora que indica el final de la transcripción. Esto implica la separación de la ARN-polimerasa del ARN transcrito, el cierre de la doble hélice de ADN. Una vez finaliza la transcripción, al ARN recién formado se le añade una cola de unos 200 nucleótidos de adenina, la cola de poli-A, con lo que queda formado el ARN (ARN heterogeneonuclear) precursor del ARNm.
4.Maduración del ARN: La mayor parte de los genes que codifican una proteína están fragmentados. Cada gen consta de varios fragmentos denominados intrones y exones. Durante la maduración se eliminan secuencias "sin sentido" o repetitivas (Intrones), y luego se unen entre si las secuencias útiles o "con sentido" (Exones) por las ARN-ligasas.

3.TRADUCCION DEL ARN O SINTESIS DE PROTEINAS

Es el proceso mediante  el cual el mensaje cifrado en el idioma de los tripletes de bases (codones) es cifrado por el ARN, sintetizándose una PROTEINA.
El ARN mensajero es el que lleva la información para la síntesis de proteínas, es decir, determina el orden en que se unirán los aminoácidos.

Esta información está codificada en forma de tripletes, cada tres bases constituyen un codón que determina un aminoácido. Las reglas de correspondencia entre codones y aminoácidos constituyen el código genético.

La síntesis de proteínas o traducción tiene lugar en los ribosomas del citoplasma. Los aminoácidos son transportados por el ARN de transferencia, específico para cada uno de ellos, y son llevados hasta el ARN mensajero, dónde se aparean el codón de éste y el anticodón del ARN de transferencia, por complementariedad de bases, y de ésta forma se sitúan en la posición que les corresponde.
 Una vez finalizada la síntesis de una proteína, el ARN mensajero queda libre y puede ser leído de nuevo. De hecho, es muy frecuente que antes de que finalice una proteína ya está comenzando otra, con lo cual, una misma molécula de ARN mensajero, está siendo utilizada por varios ribosomas simultanéamente.


En esta maqueta se ha representado el ARN mensajero como una varilla con los codones (juego de tres colores). El ribosomaestá fijado al filamento, y las moléculas de ARN transferencia, con los anticodones unidos a los codones del ARNm . En la parte superior se observan tres  aminoácidos  unidos .