P r á c t i c a UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD ESCUELA DE CIENCIAS AGRICOLAS, PECUARIAS Y EL MEDIO AMBIENTE CURSO DE GENETICA 201105 ESTUDIO DE LA MITOSIS EN CÉLULAS DIPLOIDES (Tiempo 3 horas) INTRODUCCION: Los seres diploides pluricelulares se desarrollan a partir de una célula original, “el cigoto", portadora de dos dotaciones cromosómicas homólogas, una procedente del padre y otra de la madre. Al proceso de división nuclear se denomina mitosis, mediante el cual una célula da lugar a dos células hijas, cada una con una dotación cromosómica idéntica a la de la célula parental. La división celular se completa mediante el mecanismo de la citocinesis, en el que se reparten más o menos equitativamente (nunca con la precisión de la mitosis) los orgánulos y componentes citoplasmáticos a las células hijas, y las independiza por la formación de la membrana citoplasmática. El significado biológico de la mitosis es asegurar la conservación del patrimonio hereditario nuclear en el proceso de formación del individuo adulto. Es interesante el estudio de la mitosis en todos los organismos, ya que ello nos permite observar de forma directa la base física de la herencia y la forma de la transmisión de los genes de una célula a otra. Asímismo es interesante por su aplicación en Citotaxonomía y Mejora de plantas y animales, ya que por medio de dicho estudio podemos observar la morfología de los cromosomas así como su número, permitiéndonos de este modo poder catalogar una especie, además de por rasgos morfológicos, por sus características cariológicas. Una célula que no está en división se dice que está en Interfase: En este periodo se produce una gran actividad metabólica, ya que es cuando los genes entran en acción, aunque no todos; únicamente lo harán aquellos cuyos productos sean necesarios para cada célula en particular, de acuerdo con su función. Asímismo, también tiene lugar el proceso de duplicación de los cromosomas, quedando cada uno de ellos compuesto por dos cromátidas idénticas. El periodo durante el cual ocurre este proceso se llama S (periodo de síntesis). Este periodo está precedido por un periodo G1 y seguido de un periodo G2, en los cuales la célula se dedica al metabolismo y crecimiento, pero no a la replicación cromosómica. Interfase Si designamos a la mitosis como M, el ciclo celular es una secuencia que se puede representar como sigue: G1 -> S -> G2 -> M Este ciclo se repite una y otra vez cuando las células están proliferando. Las células diferenciadas que no se dividen, quedan indefinidamente en un estadío denominado G0, situado antes de S, por lo que el material hereditario no se replica. Aunque la mitosis es un proceso continuo, ciertos sucesos límites sirven para identificar cuatro etapas: 1. 2. 3. 4. profase metafase anafase telofase La profase se caracteriza por la condensación gradual y enrollamiento progresivo de los cromosomas, que se hacen visibles al microscopio como estructuras filamentosas. Cada cromosoma parece constar de dos réplicas que permanecen juntas y unidas por el centrómero, las cuales se denominan cromátidas hermanas, mientras permanecen conectadas. Otros sucesos característicos de la profase son la desaparición gradual del nucleolo, cuyos componentes se dispersan por el núcleo. En la mayoría de los organismos la membrana nuclear empieza a desintegrarse durante esta etapa. Profase En metafase la membrana nuclear desaparece, dejando los cromosomas libres en el citoplasma. Estos se unen por sus centrómeros a las fibras del huso mitótico, quedando dispuestos en la placa ecuatorial. Metafase En las células animales el huso mitótico está formado por dos partes: Los centriolos, orgánulos citoplasmáticos que actúan como punto de atracción de los cromosomas en su migración a los polos, y una serie de fibras del huso que los unen con los centrómeros. Hay evidencia de que es el propio centrómero el que forma las fibras del huso, aunque no se descarta la posibilidad de que se originen también fuera de él y luego se asocien a la región centromérica. En algunas plantas inferiores existen, también, centriolos que se unen a las fibras del huso. Sin embargo, en plantas superiores estos orgánulos no existen, pero siempre se forma el huso mitótico. En esta fase es cuando mejor se pueden observar todas las características que permiten confeccionar el cariotipo de la especie: 1º) Centrómero o constricción primaria, que generalmente se localiza por ser una zona de estrechamiento, la cual puede observarse en todos los cromosomas, y que ocupa una posición constante para cada uno en particular. Todo cromosoma queda dividido en dos brazos por la posición de su centrómero. 2º) Constricción secundaria, que solo está presente en algunos cromosomas del complemento, y cuyo significado preciso no se conoce, aunque algunas se corresponden con el organizador nucleolar. La anafase es, en general, la etapa más corta de la mitosis. Cada centrómero se separa en dos, y a partir de este momento los cromosomas vuelven a tener una sola cromátida. Los centrómeros empiezan a moverse hacia polos opuestos del huso, llevando cada uno de los dos cromosomas. Anafase temprana Anafase tardía Durante la telofase las dotaciones de cromosomas se agrupan en polos opuestos del huso, donde empiezan a desespirilizarse y a volver a la forma relajada de los cromosomas en interfase. Posteriormente se forma una membrana nuclear alrededor de cada dotación cromosómica y se reconstruyen los nucleolos. La división celular se completa al final de esta etapa con la citocinesis. Telofase 2º) Constricción secundaria, que solo está presente en algunos cromosomas del complemento, y cuyo significado preciso no se conoce, aunque algunas se corresponden con el organizador nucleolar. OBJETIVO: El objetivo de esta práctica es observar e interpretar a través del microscopio las distintas fases de la mitosis en células vegetales diploides MATERIALES: Microscopio Cajas de petri Láminas Laminillas Toallas absorbentes Algodón Tubos de ensayo Mecheros Hojas de afeitar o bisturí Acetocarmin Pinzas finas PROCEDIMIENTO: Para el estudio de la mitosis se han de emplear tejidos que están en división celular activa. En animales se usa tejido de médula ósea de huesos largos (fémur), tejido del bazo, ciegos gástricos y cultivo de tejidos con células en división (sanguíneo, células mesenquimatosas, etc. ) en medios especiales. En plantas el material más comúnmente utilizado es el extremo apical de la raíz, (meristemo apical). Este se consigue mediante la germinaci6n de semillas en dispositivos especiales (cápsulas de Petri, cultivo hidropónico, etc. ). También se pueden utilizar ápices de hojas, así como los ovarios de las flores. En la presente práctica emplearemos de cebolla cabezona (Allium cepa) Unos ocho días antes de realizar esta práctica, se colocará un bulbo de cebolla tapando la boca de un frasco, que se llena hasta que el agua toca la base de la cebolla. Se logra así el desarrollo de numerosas raicillas jóvenes, cuando éstas tengan una longitud de unos tres centímetros es el momento adecuado para hacer la preparación la cual consiste en:. 1. Cortar con una hoja de afeitar o bisturí las puntas de la raíz más o menos a 1 cm de longitud y depositarlas en un tubo de ensayo 2. Cubrir todas las raíces cortadas con acetocarmin. 3. Dejar que actué el colorante durante 10 minutos. 4. Pase el tubo por la flama del mechero por espacio de 3 minutos (procurando la ebullición del contenido). 5. Retire todo el contenido del tubo (con ayuda de unas pinzas) y transfiérelo a una caja petri, agregando más colorante; déjelo allí por espacio de 10 minutos. 6. Tome una de las raíces y corte la sección más coloreada y transfiérala a un portaobjetos, agregue seguidamente una gota de colorante y coloque un cubreobjetos (haga un squash con ayuda del dedo pulgar y luego con un borrador), trate de que el cubreobjetos no se mueva. 7. Aspirar con la toalla adsorbente el exceso de colorante. 8. Observar al microscopio primero a pequeño aumento y luego con aumentos mayores, recorriendo diversos campos para descubrir en las células observadas, las distintas fases de la mitosis. Dibújelas, haga sus observaciones pertinentes RESULTADOS UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD ESCUELA DE CIENCIAS AGRICOLAS, PECUARIAS Y EL MEDIO AMBIENTE CURSO DE GENETICA 201105 ESTUDIO DE LA MITOSIS EN INTEGRANTES DEL GRUPO: OBJETIVO DE LA PRACTICA: PROCEDIMIENTO EN DIAGRAMA DE FLUJO OBSERVACIONES Fase: Aumento Total Observaciones Fase: Aumento Total Observaciones Fase: Aumento Total Observaciones Fase: Aumento Total Observaciones Fase: Aumento Total Observaciones Fase: Aumento Total Observaciones CUESTIONARIO 1. Cuales son los desórdenes más frecuentes que se pueden presentar durante el mal funcionamiento de la mitosis. Hable brevemente de cada uno de ellos. 2. ¿Cuál es la composición y estructura química del acetocarmin. Porqué tiñe únicamente a los cromosomas?. 3. Explique brevemente que es un cariotipo y como se realiza. 4. Qué diferencias significativas existen entre la mitosis y la meiosis?. 5. Explique brevemente por medio de un mapa conceptual el proceso meiótico