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BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA

4º ESOTEMA 4 (1)

LA CÉLULA.ESTRUCTURA Y FUNCIONES.

CROMOSOMAS.DIVISIÓN CELULAR.


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PRIMER MICROSCOPIO

El primer microscopio utilizado

para observar seres vivosmicrsocópicos fue construido porAnton von Leeuwenhoek en elsiglo XVII.Era un mecanismo muy sencillo

que tenía este aspecto.

El microscopio no tenía ningunalente. Simplemente se

depositaba una gota de agua enel agujero y la gota se estiraba yacortaba con el tornillo. a propiagota de agua servía como lente.!oy en día tendría este aspecto.


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OBSERVACIOES !ELEE"#E$OE%

"#n así$ eeu%en&oe' fue capaz de &acer observaciones bastantedetalladas.


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MICROSCOPIO !E $OO%Ea primera persona en observar &'u* fue Ro+e,t $ooke$ que analizó

una finísima l(mina de corc&o mediante un microscopio rudimentario desu propia invención.


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TEORÍA CEL"LAR

a Teo,- Ceu, $ fue propuesta por Sc&leiden ) Sc&%ann en *+,+$ apartir de las observaciones de -obert !oo'e y de sus propieasobservaciones al microscopio$ y se resume en que

La célula es la unidad FUNCIONAL yESTRUCTURAL de ls se!es "i"s.

Este enunciado general se desglosa en tres subapartados

1) To.o* o* *e,e* v/vo* e*t0n o,2.o* 3o, &'u*5) L &'u e* un/.. 20* 3e6ue7 &38 .e ,e/8, *t,e* un&/one* v/te*9 nut,/&/:n; ,e&/:n < ,e3,o.u&&/:n

=) to. &'u 3,o&e.e; 3o, ./v/*/:n; .e un &'u nte,/o,


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a teoría celular quiere decir

) To.o* o* *e,e* v/vo* e*t0n o,2.o* 3o,&'u*; un6ue *:o *e 3o, un/ara que un ser se considere que est( vivo$ debede estar formado por c0lulas.En el caso de microorganismos$ se trataría de una#nica c0lula$ a#n así capaz de realizar las tresfunciones vitales.

SIGI>ICA!O !E LA TEORÍA CEL"LAR

+) L &'u e* un/.. 20* 3e6ue7 <*en&/ &38 .e ,e/8, * t,e* un&/one*v/te*1n organismo unicelular es capaz de realizar por

si mismo los tres procesos de nutrición$ relación yreproducción.

&) To. &'u 3,o&e.e; 3o, ./v/*/:n; .e un&'u nte,/o,2odas las c0lulas$ y por tanto todos los seresvivos$ proceden de la reproducción de seres

vivos anteriores.


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>"CIOES CEL"LARESSon las mismas funciones vitales que desarrolla cualquier ser vivo

) "TRICI?93onsiste en la obtención deMATERIA y EERGÍA delmedio para realizar las funcionesvitales o para reponer su propia

materia perdida por el desgaste.Estas transformaciones serealizan en el interior celular yreciben el nombre deMETABOLISMO.

"l final del proceso de nutrición

se generan S"STACIAS !E!ESEC$O que deben sere4pulsadas 5E@CRETA!AS6&acia el e4terior de la c0lula.


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+) RELACI?9

3onsiste en la capacidad de las c0lulas para RESPO!ER a losCAMBIOS en el medio ambiente 5ESTÍM"LOS6.Esta capacidad es la que permite a los organismos A!APTARSE a loscambios ocurridos en su entorno y sobrevivir.

>"CIOES CEL"LARES (5)


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>"CIOES CEL"LARES (=)&) REPRO!"CCI?9

3onsiste en la capacidad de las c0lulas para GEERAR copias m(so menos e4(ctas de sí mismas.En organismos unicelulares esta capacidad origina nuevo* *e,e*7en organismos pluricelulares$ la reproducción produce c0lulasnuevas en el &,e&/2/ento y repone aquellas que &an muerto o se&an perdido.


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IVELES !E ORGAIACI?a materia viva est( ORGAIA!A no solo se trata de un conjunto demol0culas 5biomol0culas6 distintas de la materia inerte$ sino que estas

mol0culas est(n o,.en.*$ y de este orden surge un un&/on2/ento.

"dem(s$ como ya &emos visto$ este orden &a de ser mantenido$ graciasa la función de nut,/&/:n.

Se den#ina NIVEL DE OR$ANI%ACIÓN a cada un dels &!ads de c#'le(idad en ls )ue se !&ani*a la

#a+e!ia.

v*


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Estos grados de complejidad son ERRD"ICOS los grados mayores

son m(s complejos que los inferiores$ y los grados inferiores est(nincluidos en los grados superiores

IVELES !E ORGAIACI? (5)


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IVELES !E ORGAIACI? (=)

!ay dos tipos de niveles de organización

Son 6ueo* en o* 6ue 2te,/ no e*t0 v/v(a9 */n ,i9 v/.)3omprende los siguientes niveles nivel *u+t:2/&o; t:2/&o;

2oe&u,; 2&,o2oe&u,; y nivel o,F0nuo El nivel org(nulo esel #ltimo nivel abiótico.

*. niveles ABI?TICOS


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IVELES !E ORGAIACI? (4)8. niveles BI?TICOS

Son 6ueo* en o* 6ue 2te,/ e*t0 v/v

El primer nivel biótico es el nivel CEL"LAR o nivel CL"LA.

os dem(s ni"eles ,i-+ics serían

9ivel TEI!O conjuntode c0lulas similares entresí y que realizan la

misma función.

2ejido muscular

9ivel ?RGAO unión

de varios tejidos distintosque se asocian paradesempe:ar una función

concreta superior.

;#sculo 5bíceps6

9ivel SISTEMA uniónde varios órganos 2u<

3,e&/.o* ent,e *-;

con 3,e.o2/nn&/.e un teH/.o &on&,eto$para realizar unafunción superior.

Sistema muscular


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IVELES !E ORGAIACI? ()

9ivel APARATO unión devarios órganos ./*t/nto*ent,e *- para realizar una

función superior.

"parato ocomotor

9ivel ORGAISMO9

formado por elconjunto de aparatosy sistema que

funciona de maneracoordinada.

...y todos los nivelessuperiores a nivel

ecl-&ic.


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ESTR"CT"RA CEL"LARTAMAJO !E LAS CL"LAS9

as c0lulas$ tanto animales como vegetales$ poseen un tama:o microscópico.Sólo en algunos casos$ como el óvulo &umano$ algunas neuronas y fibrasmusculares$ las c0lulas son tan grandes que es posible observarlas con unabuena lupa.a #nidad en que se miden las c0lulas es el 2/&,:2et,o (K2)$ que equivale a lamillon0sima parte de un metro 5*m6$ o tambi0n la mil0sima parte de unmilímetro 5*


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>ORMA !E LAS CL"LAS9

?eneralmente$ las c0lulas vegetalestienden a tener formas regulares$ ya queest(n encerradas en la P,e. Ceu,vegetal$ mientras que las c0lulas animales

tienen formas m(s variadas.

ESTR"CT"RA CEL"LAR (5)

a forma de las c0lulas es muy variada yse relaciona con la función concreta quedesempe:an dentro de un organismo.

Este proceso de transformación de lac0lula para adaptarse a una función sedenomina ESPECIALIACI?CEL"LAR$ y en la mayoría de casos es/,,eve,*/+e.


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!I>ERECIACI? CEL"LARLa die!enciaci-n celula! es el proceso por el cual las células de

un organismo sufren #diicacines en su in!#aci-n &ené+ica para adquirir la #!l&/a y las uncines de un tipo celularespecífico y diferente al resto de tipos celulares del organismo.

as c0lulas que a#n no se&an determinado y que$ por

tanto$ pueden dar lugar acualquier tipo celular sedenominan c0lulas

'lu!i'+enciales o+u+i'+enciales.

El proceso de diferenciaciónes /,,eve,*/+e una vezmodificada su forma yfunción$ una c0lula no puederevertir al estado

pluripotencial.


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LA CL"LA E"CARIOTA

1na c0lula eucariota típica presenta una

estructura b(sica compuesta por

a6 a MEMBRAA PLASMTICA es una finacapa con dos funciones

*. !e/2/t la c0lula$ es decir separa elcontenido de la misma del medio ambiente.

8. ReFu el intercambio de sustancias conel e4terior lo que tiene que entrar y lo quetiene que salir

b6 El CITOPLASMA es el interior celular$donde se encuentran los ORG"LOS$estructuras encargadas de realizar lasfunciones celulares.

*. controlar el un&/on2/ento &eu, .8. transmitir la /no,2&/:n Fen't/& 5genes6.

c6 El CLEO considerado por algunos comoun org(nulo m(s$ es la estructura que contieneal material gen0tico 5"@96$ encargado de


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ORG"LOS CEL"LARESos org(nulos celulares se pueden clasificar en tres grupos los que est(ncubiertos por una 2e2+,n */23e$ los que est(n cubiertos por una2e2+,n .o+e y los que no e*t0n ,e&u+/e,to* 3o, 2e2+,n 5son simples

3,t-&u*)CU0IERTOS 1OR MEM0RANA SIM1LE

OMBRE >"CI?

V"31A"S Vesículas membranosas encargadas de 2&en, sustancias.

ISASA;"S Vesículas membranosas que contienen enzimasdigestivas. -ealizan la ./Fe*t/:n de partículas dealimento.

-E2B31A E9@A/"S;C2I3A Sistema de membranas y t#bulos que ocupa casitodo el citoplasma. !ay dos tipos

a6 R"GOSO$ con ribosomas ad&eridos$ encargadode fabricar 3,ote-n*b6 LISO$ sin ribosomas$ encargado de fabricar-3/.o* 5grasas6

"/"-"2A @E ?A?I Arg(nulo membranoso formado por la agrupación devesículas. !/*t,/+u


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ORG"LOS CEL"LARES (5)

CU0IERTOS 1OR MEM0RANA DO0LE

;I2A3A9@-I" Arg(nulo alargado$ en formade &abic&uela. Su función es

obtener ene,F-) para la c0lula mediante la ,e*3/,)&/:n

&e(u(), .

En la respiración celular$ los nutrientes provinientes de

los alimentos son o4idados con el o4ígeno obtenido en larespiración$ dando como resultado ene,F-) 6u-2/&) con

la que la c0lula realiza todas sus funciones.

3A-A/"S2A Arg(nulo eM&(u*/vo .e &'(u()* veFet)(e*4

Es donde se realiza la forosíntesis.


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ORG"LOS CEL"LARES (=)OR$2NULOS SIN MEM0RANA 31ART4CULAS5

-IDASA;"S /eque:os org(nulos carentes de membrana$ constituidos por "-9 y proteínas.

/ueden estar dispersos por el citoplasma o asociados al

,et-&uo en.o30*2/&o (,uFo*o).

Su función es la *-nte*/* .e 3,ote-n*43I2AES1EE2A 3onjunto de filamentos de proteína que forman redes dentro de

la c0lula$ a modo de andamios.

;antienen la 1o,2 de la c0lula e intervienen en el 2ov/2/ento

&eu, y la ./v/*/:n &eu, .3E92-IAAS 3ilindros formados por proteínas que dirigen el movimiento de

cilios y flagelos$ y en el reparto de "@9 durante la división

celular.


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6 $RANDES TI1OS DE OR$ANI%ACIÓN CELULAR.

CL"LAS PROCARIOTAS CL"LAS E"CARIOTAS

;enor tama:o 5


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5 MO!ELOS !E CL"LAS E"CARIOTAS

/odemos distinguir dos modelos de c0lulas eucariotas c0lulasAIMALES y c0lulas VEGETALES.


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EL CLEO CEL"LAREl n7cle es &ene!al#en+e la es+!uc+u!a #8s "lu#insa de lascélulas euca!i+as. En él se encuen+!a la &!an #ay!/a del ADN

celula!9 )ue cn+iene la in!#aci-n &ené+ica.En las c0lulas animales suele ocupar una posición &ent,$ pero en lasc0lulas vegetales se encuentra desplazado &acia la periferia debido algran tama:o de las vacuolas.as c0lulas suelen tener un solo n#cleo$ pero e4isten c0lulas

3o/nu&.*$ como las c0lulas musculares estriadas$ o c0lulas &,ente*.e nN&eo$ como los F:+uo* ,oHo*


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EL CLEO CEL"LAR (5)1n n#cleo &abitualmente consta de

a6 la MEMBRAA "CLEAR$ quees .o+e$ y que est( surcada por3o,o* &ec&os de proteínas$ queregulan el intercambio de sustancias.

b6 el "CLEOPLASMA$ mediointerno similar al citoplasma.

c6 el "CLEOLO$ que solo puedeverse si la c0lula no est( en división.Es donde se producen los

,/+o*o2*.

d6 la CROMATIA$ un filamento de "@9 asociado a proteínas. 3uandose condensa$ forma los&,o2o*o2*.

OS CROMOSOMAS (5)


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Ls CROMOSOMAS sn es+!uc+u!as de !#a ila#en+sa )uea'a!ecen du!an+e la di"isi-n celula!. Re'a!+en la in!#aci-n

&ené+ica cn+enida en el ADN de la célula #ad!e :acia lascélulas :i(as.

uímicamente$ los cromosomas est(n formados por una larguísimacadena de "@9 5lo que antes &emos llamado &,o2t/n6 muy en,o.$a la que se unen diferentes proteínas que mantienen su estructura.

LOS CROMOSOMAS (5)

LOS CROMOSOMAS (5)


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LOS CROMOSOMAS (5)

1n cromosoma est( formado por

*. dos CROMTI!AS unidas por unpunto denominado CETR?MERO oCOSTRICCI? PRIMARIA.3ada crom(tica es identica a la otra5tienen el mismo "@96 por lo que se

llaman &,o20t/.* $ERMAAS

8. cada crom(tida suele presentar 8BRAOS$ de tama:o irregular.

,. el e4tremo final de cada crom(tida se

denomina TEL?MERO.

H. puede &aber COSTRICCIOESSEC"!ARIAS que &agan aparecerfragmentos SATLITES.

LOS CROMOSOMAS (=)


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LOS CROMOSOMAS (=)MERO !E CROMOSOMAS93ada especie tiene un n#mero de cromosomas característico. /uede &aber

a6 organismos $APLOI!ES

b6 organismos !IPLOI!ES9

/oseen un *oo HueFo .e &,o2o*o2* en sus c0lulas.Se representan por la letra n$ que indica que el n#mero de tiposdiferentes de cromosomas presentes en cada c0lula.

"lgunos organismos pasan por fases &aploides en su ciclovital$ como los honFo*$ o pueden ser &apolides durante todasu vida$ como las ev.u,*.

/oseen un nN2e,o 3, .e &,o2o*o2* en sus c0lulas*o20t/&* 5no reproductoras6.Estos cromosomas se denominan &,o2o*o2* ho2:oFo* ycada uno procede del gameto de un progenitor.Se representan por la letra 5n.a gran mayoría de organismos superiores 5plantas y animales6

son diploides.c6 organismos POLIPLOI!ES9

/oseen un F,n nN2e,o .e &,o2o*o2* ho2:oFo* en susc0lulas .Se representan por la letra n precedida de un n#mero que indicael n#mero de copias 5,n$ Hn$ *>n$ etc6.;uc&as plantas y algunos insectos son poliploides.

LOS CROMOSOMAS (4)


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LOS CROMOSOMAS (4)TIPOS !E CROMOSOMAS9@ependiendo de la posición del &ent,:2e,o podemos distinguir

a6 Met&'nt,/&o9 el centrómero est( en el centro y los brazos son iguales.

b6 Su+2et&'nt,/&o el centrómero est( desplazado$ los brazos son desiguales.

c6 A&,o&'nt,/&o* el centrómero se acerca muc&o a los telómeros.

d6 Teo&'nt,/&o* el centrómero se localiza en el e4tremo del cromosoma y solose puede observar un brazo.

EL CARIOTIPO


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EL CARIOTIPOEl CARIOTI1O es el cn(un+ de ls c!#s#as de una

es'ecie.

En el cariotipo se distinguen dos tipos decromosomas

a6 $ETEROCROMOSOMAS oCROMOSMAS SE@"ALESIntervienen en la .ete,2/n&/:n .e *eo.

En la especie &umana &ay dos @ e Y.En las mujeres se encuentran dos copiasdel cromosoma X. En los &ombres &ay unacopia del cromosoma X y otra delcromosoma .

b6 A"TOSOMAS3onstituyen el resto de los cromosomas yson iguales en ambos se4os.

as c0lulas som(ticas 5no reproductoras6del ser &umano poseen 4 &,o2o*o2*

distribuidos en 5= 3,eH* ho2:oF*.

EL CICLO CEL"LAR


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EL CICLO CEL"LAREl CICLO CELULAR es la secuencia de #diicacines)ue su!e una célula desde su !#aci-n :as+a )ue se

di"ide !i&inand ds células :i(as.

a duración del ciclo celular depende del tipo de c0lula y de lascondiciones ambientales 5temperatura$ nutrientes$ luz$ etc6 y puede variarde unas pocas &oras a algunos días.


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LA !IVISI? CEL"LAR o MITOSIS


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LA !IVISI? CEL"LAR o MITOSISEn la ase de di"isi-n FASE M 9 a 'a!+i! de una célula

#ad!e se !i&inan ds células :i(as cn idén+ic n7#e!

de c!#s#as )ue la '!&eni+!a.

En las c0lulas eucariotas$ esta división presenta dos fases

a6 división del nN&eo$ denominada generalmente MITOSIS

b6 división del resto de la c0lula$ del &/to3*2$ denominadaCITOCIESIS.

a mitosis es un proceso cn+inu$ pero para poder estudiarlo mejor se&a dividido en H fases PRO>ASE$ META>ASE$ AA>ASE yTELO>ASE.

MITOSIS (1)9 PRO>ASE


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En la profase

= El "@9 se &on.en*$ se pueden ver claramente los &,o2o*o2*.= El nucleolo .e*3,e&e.= "parecen unas fibras de proteínas entre los polos de la c0lula$ llamadas hu*o&,o20t/&o. En ambos e4tremos del &uso est(n los &ent,/oo*$ que controlantodo el proceso.= a membrana nuclear .e*3,e&e y los cromosomas quedan libres en elcitoplasma.

MITOSIS (1)9 PRO>ASE

MITOSIS (5)9 META>ASE


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MITOSIS (5)9 META>ASE

En la metafase

= os cromosomas se unen por el centrómero al &uso acrom(tico.

Esta unión se produce en el llamado PLAO EC"ATORIAL de la c0lula. Esto es >"!AMETAL si los cromosomas se unieran en otro punto de la

c0lula el reparto de información gen0tica entre las c0lulas &ijas no seriaequitativo.

=as &,o20t/.* he,2n* de capa cromosoma est(n orientadas &acia lospolos opuestos de la c0lula.

MITOSIS (=)9 AA>ASE


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MITOSIS (=)9 AA>ASE

En la anafase

= os cromosomas se ,o23en por el centrómero. as crom(tidas se separan.

= as fibras del uso acrom(tico empiezan a &o,t,*e$ controladas por loscentriolos.= as crom(tidas &ermanas se desplazan &acia cada uno de los polos de lac0lula. " partir de este momento se convierten en crom(tidas /n.e3en./ente*.

MITOSIS (4)9 TELO>ASE


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En la telofase

= 1na vez terminada la migración de las crom(tidas$ .e*3,e&e el &uso

acrom(tico.= Se reconstruye una nueva 2e2+,n nu&e, alrededor de cada grupo decrom(tidas. Esto dar( lugar a los n#cleos de las c0lulas &ijas.= as crom(tidas se .e*&on.en*n progresivamente$ volviendo a convertirse ensimple &,o2t/n.= -eaparece el nu&eoo en cada nuevo n#cleo.

MITOSIS (4)9 TELO>ASE

CITOCIESIS


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CITOCIESISSi la mitosis &a transcurrido sin problemas$ cada c0lula recibir( una copia delmaterial gen0tico de la c0lula madre. /or tanto$ ser(n gen0ticamente id0nticas.

/ero$ una vez concluida la división del n#cleo$ tiene que dividirse sel resto de lac0lula$ el &/to3*2$ y &ay que repartir los org(nulos entre ambas c0lulas &ijas.

Este proceso de CITOCIESIS es diferente si se trata de c0lulas vegetales oanimales.

En c0lulas AIMALES se produce elreparto de los org(nulos yposteriormente la c0lula sufre unae*t,nFu&/:n a nivel del planoecuatorial.

En c0lulas VEGETALES se tiene

que formar una 3,e. &eu, nueva que separe a las nuevasc0lulas &ijas. Esta pared celular sedenomina ,F2o3*to.

MEIOSIS


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La MEIOSIS es un +i' de di"isi-n !educcinal 9 ya )ue a 'a!+i!de una célula #ad!e di'lide 36n5 se !#an cua+! células

:i(as :a'lides 3n59 es deci!9 cn la #i+ad del cn+enid de ADN )ue la célula '!&eni+!a.En todos los vertebrados$ esta división !educcinal tiene lugar en las F:n.*$y las c0lulas que se forman son los F2eto*.Lu0 ocurriría si los gametos se formaran por simple mitosis y tuvieran la mismainformación gen0tica que el resto de las c0lulasM

MEIOSIS (5)


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MEIOSIS (5)

a meiosis a veces se compara con 6 #i+sis cnsecu+i"as una es!educcinal 5origina c0lulas con la mitad de cromosomas6 y la otra es

ecuacinal 5la c0lula se divide como una c0lula normal6.

"mbas divisiones tambi0n se dividen en profase, metafase, anafase y telofase.

En la '!ase ; aparecen loscromosomas$ como la profase normal$

pero no se encuentran al zar$ sino quese asocian en 'a!e(as de :#-l&s.

En el caso de los seres &umanos$ porejemplo$ se verían 8, parejas decromosomas &omólogos en el centro dela c0lula.

3uando los cromosomas &omólogosest(n juntos$ se tocan en ciertas partesde las crom(tidas y se produce unin+e!ca#,i de material gen0tico. Estefenómeno natural se conoce comoRECOMBIACI?

LA RECOMBIACI?


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LA RECOMBIACI?@urante la profase * los cromosomas$ que est(n emparejados con sus &omólogos$ seNtocanO. Estos puntos donde &ay contacto se denominan D"IASMAS.En los quiasmas se tocan crom(tidas :#-l&as$ nunca :e!#anas. Es decir$ que se

tocan crom(tidas que pertenecen a cromosomas distintos. "l des&acerse el quiasma$ cada crom(tida &a intercambiado parte de su informacióngen0tica con su &omóloga. /or tanto$ poseen información gen0tica dis+in+a a la queposeían originalmente. Este proceso se denomina RECOM0INACIÓN .

MEIOSIS (5)


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MEIOSIS (5)

En la #e+aase ; las fibrillas del &uso acrom(ticounen parejas de &,o2o*o2* ho2:oFo*$ a#nunidos por los quiasmas$ no cromosomasindividuales.

En la anaase ; a cada polo celular se dirige un

&,o2o*o2 &o23eto$ no medio cromosoma.

En la +elase ; se forman dos c0lulas &ijas&aploides 5n6 con la mitad de cromosomas que lac0lula madre.

Pinalmente$ tiene lugar una &/to&/ne*/*.@espu0s de completar la mitosis reduccional$ las dosc0lulas &ijas se preparan para entrar en la #ei+sisecuacinal $ para obtener finalmente H c0lulas&aploides.

En las siguientes fases de la meiosis ocurre


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MITOSIS v* MEIOSIS


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MITOSIS MEIOSIS

@uplicación del "@9 @uplicación del "@9

9o se producerecombinación

Se produce recombinaciónde cromosomas &omólogos

Se separan cromosomas&omólogos

Se separan crom(tidas

&ermanas

Se separan crom(tidas

&ermanas

Se obtienen 8 c0lulas&ijas diploides igualesentre sí y a la c0lulamadre.

Se obtienen H c0lulas&ijas &aploidesdistintas entre sí y dela c0lula madre

SIGI>ICA!O BIOL?GICO !E LA MITOSISY LA MEIOSIS


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Y LA MEIOSISa mitosis y la meiosis son dos mecanismosde división celular con un significado biológico

diferente.En los organismos pluricelulares$ la mitosissupone el &,e&/2/ento del individuo mediantesucesivas divisiones a partir de una #nicac0lula inicial$ adem(s de una forma de,enov&/:n de las c0lulas del cuerpo.

En organismos unicelulares$ la mitosis es laforma de ,e3,o.u&&/:n *eu.

;ediante la meiosis se originan F2eto*h3o/.e*$ indispensables para asegurar unn#mero constante de cromosomas en laespecie.

"dem(s$ la meiosis asegura la v,/+//..Fen't/& gracias a la ,e&o2+/n&/:n$ que&ace que cada gameto lleve informacióndiferente.

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