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Tema 3: Mitosis y Meiosis
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Objetivos temaMitosis y meiosis
Deberán quedar bien claros los siguientes puntos
•Cromosomas: topografía, comparación, idiograma
•Mitosis y meiosis: similitudes y diferencias
•Paralelismo entre la conducta de los cromosomas en la meiosis y las leyes de Mendel
•La teoría cromosómica de la herencia
•Ciclos biológicos
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Tema 3: Mitosis y meiosis 5
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Topografía de los cromosomas metafásicos
Tamaño del cromosomaPosición del centrómero
Metacéntrico SubmetacéntricoAcrocéntricoTelocéntrico
Distribución de la heterocromatinaEucromatinaHeterocromatina
Distribución (patrón) de bandas: bandas Q (Quinacrina), G
(Giemsa) y R (Giemsa inversa)
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Preparación de cromosomas metafásicos humanos
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Idiograma o cariotipo fetal
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Fluorescent In-Situ Hybridization (FISH)
FISH de cromosomas humanos – “ChromosomePainting" -> Pintado cromosómico
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Fluorescent In-Situ Hybridization (FISH)
FISH de cromosomas humanos – “ChromosomePainting" -> Pintado cromosómico
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Especie 2n
Ser humano (Homo sapiens)
Guisante (Pisum sativum)
Mosca fruta (Drosophila melanogaster)
Ratón doméstico (Mus musculus)
Lombriz intestinal (Ascaris)
Paloma (Columba livia)
Boa constrictor (Constrictor constrictor)
Grillo (Gryllus domesticus)
Azucena de trompeta (Lilium longiflorum)
Helecho indio (Ophioglossum reticulatum)
46
14
8
40
2
80
36
22
24
1260
Número de cromosomas (2n) de algunas especies
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?¿Cómo se transmiten los cromosomas a las
células hijas
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Ciclo celular
Ciclo celular y su relación con la
mitosis y meiosis
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Cromosoma metafásicoformado por dos cromátidas hermanas: DNA duplicado
El cromosomaen las células hijas tras la segregación
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Regla para contar cromosomas y moléculas de DNA
•Número de cromosomas
Número de centrómerosfuncionales
•Número de móleculas de DNA
Número de cromátidas
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Mitosis y Meiosis:
La mitosis es la solución al problema de la división celular y la constancia en el número de cromosomas de las células hijas
La meiosis resuelve el problema de la presencia de dos padres (progenitores) en los organismos sexuales y la constancia del número de cromosomas entre generaciones
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Mitosis
Etapas de la mitosis
Interfase Profase Metafase
Anafase Telofase
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Meiosis y entrecruzamiento
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Fuerza motora de la segregación
Imagen de célula humana con microtúbulos en verde, cromosomas (DNA) en azul, y cinetocoro en rojo
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Mitosis vs Meiosis
•Conservativa (2n) -> (2n)
•Una división (2 células hijas)
•No suele haber apareamiento de cromosomas homológos (y no quiasma)
•Células no gaméticas
Mitosis Meiosis
•Reductiva (2n) -> (n)
•Dos divisiones (4 células hijas)
• Apareamiento cromosomas homológos (y quiasma -> entrecruzamiento)
•Células gaméticas
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La conducta paralela de los genes y cromosomas
•Los genes y los cromosomas ocurren a pares
•Tanto los alelos como los cromosomas homólogos segregan en la proporción 1:1 en los gametos
•Genes distintos y pares distintos de cromosomas homólogos segregan independientemente
En 1902 Walter Sutton se percató de que la segregación de los factores mendelianos
(alelos) era consistente con la segregaciónde los cromosomas durante la meiosis
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Teoría cromosómica de la herencia
•Los genes se encuentran en los cromosomas
•El lugar que ocupa un gen en un cromosoma se denomina locus
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La base cromosómica de las leyes mendelianas
•Las leyes de Mendel son un reflejo directo de la conducta de los cromosomas durante la meiosis•El movimiento de los cromosomas determina los alelos que portarán los gametos
•La primera ley de Mendel (segregación 1:1) se explica por la migración aleatoria de los cromosomas homólogos a polos opuestos durante la anafase I de la meiosis•La segunda ley de Mendel (transmisión independiente) se explica por el alineamiento aleatorio de cada par de cromosomas homólogos durante la metafase I de la meiosis
•Las leyes de Mendel se dará en todos aquellos organismos que sufren la reducción meiótica
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Nótese que (1) cada gen tiene cuatro copiasdebido a que el material genético se ha duplicado para llevar a cabo la mitosis (o la meiosis) y (2) cada alelo de un heterocigotose encuentra en un cromosoma homólogo
A A a a
Cromosomas homólogos en
metafase
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a
Factores mendelianos Par cromosomas homólogosen metafase I meiosis
Ley de la segregación 1:1
A
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Factores mendelianos
Cromosomas
A
A
a
a
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A
a
Factores mendelianos Cromosomas
Ley de transmisión independiente
B
b
A
a
b
B
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Teoría cromosómica de la herencia
A
A
a
a
B
B
b
b
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Las leyes de Mendel se aplicarán a cualquier eucariota que tenga una meiosis regular
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2n2n
Ciclo diploide: mayoría animales
2n
Cigotos
Animaladulto
Meiosis Meiosis
nn Gametos
Las leyes de Mendel se aplicarán a cualquier eucariota que tenga una meiosis regular
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2n
nn
nnnn
Ciclo haploide: hongos
Meiosis
Esporassexuales
Células haploides
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2n
nn
nnnn
Ciclo haplo-diplonte: plantas
Meiosis
Mitosis:esporofitomulticelular
Mitosis:gametofitomulticelular
Esporassexuales
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• En las siguientes direcciones encontrarás animaciones sobre la mitosis y la meisosis
• Ciclo celular y su relación con la mitosis y meiosis(intenta averiguar el número de móleculas de DNA por cada par de cromosomas homólogos en las distintas fases del ciclo celular)
• Animaciones de la Meiosis• Mitosis vs Meiosis (anota y memoriza las diferencias
entre ambos procesos)• Cromosomas (id al apartado 6: la interpretación
cromosómica de las leyes de mendel). Observa que la conducta de los cromosomas sólo explica dos leyesmendelianas y no tres
• Lee este interesante ensayo del estudiante Óscar García Blay del curso 2014-15 que propone una nomenclatura para distinguir entre tetroplodía y DNA duplicado en la fase G2 4n vs 2n2c, o tetrapolidía versus DNA duplicado en fase G2 del ciclo celular: una clarificación conceptual
• Practica con los dedos el comportamiento de los cromosomas en la mitosis y la meiosis (como indica la figura)
• Descubre porqué la planta Hieracium pilosella que Nägeli dijo a Mendel de estudiar no seguía la leyes de Mendel
• Practica ejercicios en el aula permanente de genética (http://bioinformatica.uab.es/aulagenetica)