Profase: ¿Qué sucede en esta etapa de la mitosis y la meiosis?

Profase: ¿Qué sucede en esta etapa de la mitosis y la meiosis?

La función principal de todos los organismos vivos, desde la postura desapasionada de la supervivencia de la especie, es propagar con éxito el material genético a las generaciones posteriores. parte de esta tarea, por supuesto, es seguir vivo y saludable durante el tiempo suficiente para aparearse y reproducirse. Como resultado de estas realidades, las unidades fundamentales de los seres vivos, las células, tienen dos funciones principales: hacer copias idénticas de sí mismas para mantener el crecimiento, realizar reparaciones y cuidar otras funciones cotidianas a nivel de los tejidos, los órganos y el conjunto. organismo; y generar células especializadas llamadas gametos que se combinan con gametos de otros organismos de la especie para generar descendencia.

el proceso de replicar células enteras para producir células hijas idénticas a las que se llama mitosis , y ocurre en todos los eucariotas, que son animales, plantas y hongos (los procariotas, casi todos los cuales son bacterias, se reproducen por fisión binaria, similar a la mitosis pero más simple) . La generación de gametos ocurre solo en las gónadas y se llama meiosis. tanto la mitosis como la meiosis se subdividen en cinco fases, que en el caso de la meiosis incluye dos rondas de cada fase por célula original porque la meiosis da como resultado cuatro nuevas células en lugar de dos. la primera y más larga de estas fases se llama profase, que en la meiosis i se divide en cinco fases propias.

¿Qué es el "material genético"?

Todos los seres vivos en la tierra tienen ADN, o ácido desoxirribonucleico, como su material genético. el ADN es uno de un par de ácidos nucleicos que existen en los sistemas vivos, el otro es el ácido ribonucleico (ARN). estas dos macromoléculas, llamadas así porque consisten en grandes números de átomos, en este caso dispuestas en largas cadenas de subunidades repetitivas llamadas nucleótidos, son absolutamente críticas, aunque de diferentes maneras. ADN, el portador de la información genética a nivel de la raíz, se requiere para hacer el ARN, pero el ARN viene en una variedad de formas y podría decirse que es más versátil.

las subunidades a partir de las cuales se hacen tanto el ADN como el ARN se llaman nucleótidos. cada uno de estos consiste en tres partes: un azúcar de cinco carbonos que incluye una estructura de anillo pentagonal central (en dna, este azúcar es desoxirribosa; en rna es ribosa, que tiene un átomo de oxígeno adicional), un grupo fosfato y un nitrógeno ( base rica en átomos de nitrógeno). Cada nucleótido tiene una sola base, pero vienen en cuatro sabores para cada ácido nucleico. las características del ADN adenina (a), citosina (c), guanina (g) y timina (t); rna incluye los tres primeros, pero sustituye el uracilo (u) por timina. Debido a que toda la variación entre los nucleótidos se debe a las diferencias en estas bases, y los ácidos nucleicos consisten en largas cadenas de nucleótidos, toda la variación entre las cadenas de ADN y entre el ADN en diferentes organismos se debe a la variación de estas bases.

El ADN existe en las células vivas en forma de una hélice de doble cadena, o forma de sacacorchos. estas cadenas están unidas por enlaces de hidrógeno entre sus bases nitrogenadas en cada nucleótido; a pares únicos con t y c pares únicos con g, de modo que si conoce la secuencia de una cadena, puede predecir fácilmente la secuencia de la otra, llamada cadena complementaria .

cuando se sintetiza rna (mrna) de messenger a partir de ADN en un proceso llamado transcripción , la mrna realizada es complementaria de la cadena de ADN de plantilla y, por lo tanto, es idéntica a la cadena de ADN que no se utiliza como plantilla, excepto para que aparezca u en mrna donde t Aparece en el ADN. este mrna se mueve desde el núcleo de las células donde se fabrica hasta el citoplasma, donde "encuentra" estructuras llamadas ribosomas, que fabrican proteínas siguiendo las instrucciones del mrna. cada secuencia de tres bases (p. ej., aau, cgc), denominada codón triplete, corresponde a uno de los 20 aminoácidos, y los aminoácidos son las subunidades de proteínas completas de la misma manera que los nucleótidos son las subunidades de los ácidos nucleicos.

organización del ADN dentro de las células

El ADN en sí mismo rara vez aparece en los seres vivos por sí mismo. La razón de esto, en pocas palabras, es la cantidad fenomenal que se requiere para llevar los códigos de todas las proteínas que un organismo necesita para producir. una sola copia completa de su propio ADN, por ejemplo, tendría 6 pies de largo si se estirara de extremo a extremo, y usted tiene una copia completa de este ADN en casi todas las células de su cuerpo. Como las células solo tienen 1 o 2 micrones (millonésimas de metro) de diámetro, el nivel de compresión necesario para empaquetar su material genético en un núcleo celular es astronómico.

La forma en que su cuerpo hace esto es mediante el estudio de su ADN con complejos de proteínas llamados octámeros de histonas para crear una sustancia llamada cromatina, que es aproximadamente dos tercios de proteína y un tercio de ADN. mientras que agregar masa para reducir el tamaño parece ser contrario a la intuición, piénselo más o menos de la misma manera que en una tienda por departamentos que paga a las personas de seguridad para evitar la pérdida de dinero a través del robo. sin estas histonas comparativamente pesadas, que permiten un plegado y enrollado de ADN muy extensos alrededor de sus núcleos, el ADN no tendría ningún medio para condensarse. Las histonas son una inversión necesaria para este fin.

La cromatina en sí se divide en moléculas discretas llamadas cromosomas. los humanos tienen 23 cromosomas distintos, de los cuales 22 están numerados y el restante es un cromosoma sexual (x o y). todas sus células, excepto los gametos, tienen dos de cada cromosoma numerado y dos cromosomas sexuales, pero estos no son idénticos, simplemente están emparejados, porque usted recibe una de cada una de su madre y la otra de su padre. Los cromosomas correspondientes heredados de cada fuente se denominan cromosomas homólogos ; por ejemplo, sus copias maternas y paternas del cromosoma 16 son homólogas.

Los cromosomas, en células recién formadas, existen brevemente en forma simple y lineal antes de replicarse en preparación para la división celular. esta replicación da como resultado la creación de dos cromosomas idénticos llamados cromátidas hermanas , que están vinculados en un punto llamado centrómero . en este estado, entonces, todos los 46 de sus cromosomas se han duplicado, lo que hace 92 cromátidas en total.

resumen de la mitosis

La mitosis, en la que se dividen los contenidos de los núcleos de las células somáticas (es decir, células "cotidianas" o no gametos), incluye cinco fases: profase, prometafase, metafase, anafase y telofase. La profase, discutida en detalle en breve, es la más larga de estas y es principalmente una serie de deconstrucciones y disoluciones. en prometaphase, los 46 cromosomas comienzan a migrar hacia el centro de la célula, donde formarán una línea perpendicular a la dirección en la que pronto se separará la célula. En cada lado de esta línea, llamada placa metafásica, hay estructuras llamadas centrosomas ; de estas fibras de proteínas radiadas llamadas microtúbulos , que forman el huso mitótico. estas fibras se conectan a los centrómeros de los cromosomas individuales en cada lado en un punto llamado kinetochore , involucrándose en una especie de tira y afloja para asegurar que los cromosomas, o más específicamente sus centrómeros, formen una línea perfectamente recta a lo largo de la placa metafásica. (Imagine un pelotón de soldados que van desde parados en filas y columnas reconocibles, una especie de "prometafase", hasta una formación rígida y lista para la inspección, el equivalente de "metafase").

en anafase, la fase más corta y dramática de la mitosis, las fibras del huso separan las cromátidas en sus centrómeros, con una cromátida dibujada hacia el centrosoma en cada lado. la célula que pronto se dividirá ahora se ve oblonga bajo un microscopio, siendo "más gruesa" a cada lado de la placa metafásica. Finalmente, en la telofase, dos núcleos hijos están completamente formados por la aparición de membranas nucleares; Esta fase es como la profase se ejecuta a la inversa. Después de la telofase, la célula se divide en dos (citocinesis).

resumen de la meiosis

La meiosis se desarrolla en células especializadas de las gónadas (testículos en los machos, ovarios en las hembras). en contraste con la mitosis, que crea células "cotidianas" para su inclusión en los tejidos existentes, la meiosis crea gametos, que se fusionan con gametos del sexo opuesto en la fertilización.

La meiosis se divide en meiosis i y meiosis ii. en la meiosis i, en lugar de que los 46 cromosomas formen una línea a lo largo de la placa metafásica como en la mitosis, los cromosomas homólogos se "rastrean" entre sí y se aparean, intercambiando algo de ADN en el proceso. es decir, el cromosoma materno 1 se enlaza con el cromosoma paterno 1 y así sucesivamente para los otros 22 cromosomas. estos pares se llaman bivalentes.

para cada bivalente, el cromosoma homólogo del padre descansa en un lado de la placa metafásica y el cromosoma homólogo de la madre descansa en el otro. esto ocurre de forma independiente en cada bivalente, por lo que un número aleatorio de cromosomas de origen paterno y de origen materno terminan en cada lado de la placa de metafase. los procesos de intercambio de ADN (también conocido como recombinación) y alineación aleatoria (también conocida como surtido independiente) aseguran la diversidad en la descendencia debido a la gama prácticamente ilimitada de ADN que resulta en la formación de gametos.

cuando la célula que experimenta la meiosis i se divide, cada célula hija tiene una copia replicada de los 23 cromosomas, en lugar de 46 cromátidas a la mitosis. los 46 centrómeros no se ven afectados al inicio de la meiosis ii.

La meiosis ii es, para todos los propósitos prácticos, una división mitótica, ya que las cromátidas de la meiosis se separan en los centrómeros. El resultado final de ambas etapas de la meiosis es cuatro células hijas en dos pares idénticos diferentes, cada uno con 23 cromosomas individuales. esto permite la preservación de 46 cromosomas cuando los gametos masculinos (espermatocitos) y los gametos femeninos (ooctyes) se unen en la fertilización.

profase en la mitosis

La profase ocupa más de la mitad de la mitosis. la membrana nuclear se rompe y forma pequeñas vesículas, y el núcleo del núcleo se desintegra. El centrosoma se divide en dos, y los componentes resultantes se alojan en lados opuestos de la célula. estos centrosomas luego comienzan a generar microtúbulos que se abren hacia la placa metafásica, similar, tal vez, a la forma en que una araña genera su telaraña. los cromosomas individuales se vuelven completamente compactos, haciéndolos más reconocibles bajo un microscopio y permitiendo una fácil visualización de las cromátidas hermanas y el centrómero entre ellas.

profase en la meiosis

La profase de la meiosis i incluye cinco etapas. en la fase de leptoteno , todas las estructuras de los cromosomas homólogos no emparejados comienzan a condensarse, de forma similar a lo que ocurre en la profase en la mitosis. en la fase de zigoteno , los cromosomas homólogos se asocian en un proceso llamado sinapsis , con una estructura llamada complejo sinaptonémico que se forma entre los homólogos. en la fase de paquiteno , se produce la recombinación entre cromosomas homólogos (también llamado "cruzamiento"); piensa en esto mientras intercambias un calcetín y un sombrero con un hermano al que te pareces mucho en apariencia y vestido. en el diplotenoFase, el bivalente comienza a separarse, pero los homólogos permanecen físicamente unidos en sus quiasmas . por último, en diakinesis , los cromosomas continúan separándose, con los quiasmas moviéndose hacia sus extremos.

es esencial reconocer que sin la meiosis, y sin los eventos de la profase i específicamente, muy poca variación entre diferentes organismos sería evidente. La mezcla de material genético que ocurre en esta fase es la esencia completa de la reproducción sexual.

La profase II, que se produce en las células hijas no idénticas formadas por la meiosis i, hace que los cromosomas individuales se condensen nuevamente en formas reconocibles, y la membrana nuclear se disuelva como el huso mitótico.



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