U-1 Reproducció cel·lular i meiosi

A les cèl·lules sexuals o gàmetes hi té lloc una modalitat de reproducció cel·lular diferent a la de la mitosi. 

L'objectiu de les cèl·lules sexuals és fusionar-se i donar lloc a un zigot amb una dotació cromosòmica diploide (2n). Per tant, cada gàmeta (l'òvul i l'espermatozoide) han de ser haploides (n) per tal que, quan tingui lloc la fecundació, n + n = 2n.

La meiosi, per tant, és el procés pel qual aquests gàmetes adquireixen una dotació cromosòmica n (haploide) a partir de les seves respectives cèl·lules precursores 2n (diploides).


La meiosi consta de dues divisions nuclears seguides. Són les següents:

• Meiosi I (primera divisió meiòtica)

Abans de l'inici hi té lloc la replicació del DNA. Fases:

• Profase I: es desintegra la membrana nuclear i els cromosomes homòlegs s'aparellen. En aquest moment hi té lloc l'entrecreuament, és a dir, l'intercanvi de material genètic. El resultat d'aquest procés és l'anomenada recombinació genètica.

• Metafase I: els cromosomes homòlegs aparellats es col·loquen a l'equador de la cèl·lula i s'uneixen al fus mitòtic. 

• Anafase I: els cromosomes homòlegs de cada parella se separen, dirigint-se un cap a cada pol de la cèl·lula. Cada cromosoma seguirà, però, format per dues cromàtides.

• Telofase I: els cromosomes es descondensen una mica i es formen cadascuna de les dues membranes nuclears. Es produeix la citocinesi.

*Resultat -> tenim 2 cèl·lules amb 46 cromosomes: 23 duplicats però entrecreuats (no seran, doncs, còpies exactes).  

• Meiosi II (segona divisió meiòtica) --> Hi té lloc simultàniament a les 2 cèl·lules resultants de la meiosi I

 En aquest cas, abans de l'inici no hi té lloc la replicació del DNA. Per la resta, el procés és molt similar al de la mitosi en cadascuna de les seves fases:

• Profase II: desintegració de membrana i dupliacció de centríols.
• Metafase II: alineació dels cromosomes a l'equador cel·lular.
• Anafase II: separació de cromàtides germanes cap als pols.
• Telofase II: formació de la nova membrana nuclear i citocinesi.

* Resultat -> tenim 4 cèl·lules amb 23 cromosomes amb entrecreuaments. Aquest procés genera variabilitat en les cèl·lules sexuals. 

U-1 Reproducció cel·lular i mitosi

La divisió cel·lular és el procés pel qual una cèl·lula dona lloc a dues cèl·lules filles idèntiques entre si i a la progenitora (excepte perquè te la meitat d'orgànuls).

Abans d'iniciar-se la divisió cel·lular cal que el DNA es repliqui, és a dir, tingui lloc una duplicació (replicació).

• En procariotes no podem parlar de mitosi, donat que no tenen nucli pròpiament dit. Parlarem, doncs, de bipartició:

• Replicació de DNA circular
• Creixement cel·lular i desplaçament de cada DNA als pols
• Constricció a la membrana plasmàtica
• Obtenció de dues cèl·lules filles

• Totes les cèl·lules eucariotes no sexuals es reprodueixen per mitosi. En el cas dels organismes pluricel·lulars aquestes cèl·lules s'anomenen somàtiques.

MITOSI

 

Primerament, abans d'iniciar-se la profase, ha de tenir lloc la replicació del DNA.

Profase: condensació del DNA en cromosomes* i desintegració de la membrana nuclear. Duplicació dels centríols**, que migren als pols de la cèl·lula.

* Cada joc de cromosomes (és a dir, cada parella de cromosomes homòlegs -un del pare i un de la mare-) ja s'han replicat. Per tant, apareixen duplicats, i cada parell de cromosomes homòlegs està duplicat en dues cromàtides germanes.


** Només es troben en cèl·lules eucariotes animals. Són orgànuls que fabricaran uns filaments proteics, els microtúbuls de tubulina, que anomenem en conjunt fus mitòtic o fus acromàtic.

Metafase: unió dels cromosomes (pel centròmer) a les fibres del fus mitòtic, col·locant-se a l'equador de la cèl·lula.

Anafase: les cromàtides germanes se separen i són arrossegades als pols oposats de la cèl·lula per les fibres del fus mitòtic.

Telofase: els cromosomes es comencen a descondensar a cada pol de la cèl·lula i són envoltats per una membrana nuclear nova.

En aquest moment té lloc la citocinesi, que és la divisió del citoplasma. Això es produeix per estrangulació en cèl·lules animals (de fora a dintre) i per formació de paret de cel·lulosa en cèl·lules vegetals (de dintre a fora).

U-1 Compactació del DNA

El DNA es compacta en diferents nivells per formar les fibres de cromatina, que no són més que DNA molt empaquetat. Aquesta cromatina donarà lloc, en el moment de la reproducció cel·lular, als cromosomes, que no és més que la cromatina encara més compactada.

Per compactar el DNA són necessàries una sèrie de proteïnes, entre les quals tenen gran importància les  del grup de les histones, només presents a les cèl·lules eucariotes.

En una cèl·lula en interfase, és a dir, quan no s'està dividint, les fibres de cromatina es troben disperses pel nucli:

Just abans del moment en què la cèl·lula comença a dividir-se, aquestes fibres encara es condensen més, és a dir s'enrotllen i es compacten més donant lloc als cromosomes:

 

Un cromosoma té forma de bastó, amb un estrenyiment anomenat centròmer, que divideix el cromosoma en dos braços d'igual o diferent longitud.

Durant una part del cicle de divisió de la cèl·lula aquests cromosomes en forma de bastó es dupliquen, és a dir es copien a si mateixos i queden units pel centròmer. Cadascuna de les dues còpies passa a anomenar-se cromàtide, de manera que cada parella són comàtides germanes.

* Tipus de cromosomes

U-1 Quina és l'estructura del DNA?

Un nucleòtid està constituït per:

• Un esquelet que es repeteix exàctament igual en tota l'estructura de DNA i a cadascuna de les dues cadenes: desoxiribosa + àcid fosfòric.

• Una part variable que unirà les dues cadenes: les bases nitrogenades guanina (G), citosina (C), adenina (A) i timina (T).

Com és un nucleòtid químicament?

Com s'uneixen aquests nucleòtids a la doble hèlix de DNA?

Les dues cadenes de DNA són complementàries i antiparal·leles:

• Complementàries: cada base nitrogenada només es pot unir a un tipus de base nitrogenada de l'altra cadena. La complementarietat és la següent:

 G - C

A - T

• Antiparal·leles: les cadenes s'estructuren seguint una mateixa direcció però sentit contrari.

 

Alguns models de DNA: