En el presente laboratorio se expone el tema de mitosis su manejo en laboratorio, cuales son los procedimientos que se pueden emplear para su observación con respecto a la preparación de raíces para observar la mitosis y cromosomas; posteriormente son enfocados en modelos vegetales.
1.CICLO CELULAR
El ciclo celular es un proceso complejo mediante el cual una célula es capaz de
producir dos células hijas y, en organismos multicelulares, tiene importantes
implicaciones en el desarrollo. En la progresión del ciclo celular participan numerosas
proteínas de regulación que
culminan en la mitosis generando dos células hija, definiéndose como una secuencia cíclica de procesos de vida.
1.1 Interfase
Este proceso es largo y permite el crecimiento de la célula, duplicando el ADN, dividiéndose en tres fases G1, S y G2.
1.2 Mitosis
Proceso de reparto equitativo del material genético, asignándose a cada célula hija un juego completo de cromosomas, donde en organismos unicelulares se evidencia la reproducción asexual y en los organismos multicelulares, crecen las células somáticas permitiendo reponer o reparar tejidos. Compuesto por 4 fases principalmente: Profase, Metafase, Anafase y Telofase.
1.3 Citocinesis
Es la división del citoplasma que acompaña generalmente a la división de los núcleos dando lugar a dos células hijas, la división comienza en la telofase.
1.4 Meiosis
Es un proceso de división celular que permite la descendía de las células hijas a partir de células reproductoras, donde se reduce a la mitad el número de cromosomas para tener información genética parental de los dos.
Este proceso es largo y permite el crecimiento de la célula, duplicando el ADN, dividiéndose en tres fases G1, S y G2.
1.2 Mitosis
Proceso de reparto equitativo del material genético, asignándose a cada célula hija un juego completo de cromosomas, donde en organismos unicelulares se evidencia la reproducción asexual y en los organismos multicelulares, crecen las células somáticas permitiendo reponer o reparar tejidos. Compuesto por 4 fases principalmente: Profase, Metafase, Anafase y Telofase.
1.3 Citocinesis
Es la división del citoplasma que acompaña generalmente a la división de los núcleos dando lugar a dos células hijas, la división comienza en la telofase.
1.4 Meiosis
Es un proceso de división celular que permite la descendía de las células hijas a partir de células reproductoras, donde se reduce a la mitad el número de cromosomas para tener información genética parental de los dos.
2.MITOSIS
Es un proceso de segregación de cromosomas y la división de las células somáticas eucariotas, según Sanchez & Trejo su principal función se define como la distribución de cromosomas duplicados, de tal modo que cada célula obtenga una dotación completa. Definiendo así:
- Ensamble de microtúbulos como Huso mitótico
- En los estados tempranos de la mitosis, cada uno de los cromosomas consiste en copias idénticas llamadas Cromátides
- Los dos extremos de un cromosoma consisten en secuencias repetidas de nucleótidos llamados Telómeros dan estabilidad al cromosoma
Figura 1. Etapas de la mitosis
Fuente: (Paniagua et al.,2007b p.360)
Se evidencia a gran escala los procesos que conlleva la mitosis, teniendo presente que sucede en cada etapa y como está afecta su estructura, permitiendo así el crecimiento de células somáticas o la reproducción asexual en procariotas.
2.1 Mitosis en laboratorio
2.1.1 Características
- Para la determinación de los indices de Fases (F),Indice Mitótico (IM) y duración de ciclo celular en vegetales es conveniente registrar las condiciones de laboratorio (tales como temperatura, humedad relativa y presión atmosférica) durante el experimento. Esto depende de la especie.
- El material biológico comprende meristemos radiculares de semillas, granos o tubérculos, obtenidos a partir del extremo distal de raíces primarias o secundarias de color blanco o crema, de aspecto brillante y consistencia frágil, con una longitud aproximada de 1.0 - 1.5 cm.
2.1.2 Preparación de raíces para observación de mitosis y cromosomas
Semillas de haba Vicia faba. Para obtener raíces de haba se escogen semillas sanas, sin daños mecánicos. Y que presenten testa. Se ponen a germinar a una temperatura de 20 a 25°C. sobre un papel filtro humedecido y doblado de una de sus partes. En la cual se colocan las semillas espaciadas una de otra, procurando que el meristemo apical de la - - raíz del embrión quede hacia abajo. Se enrolla el papel a manera de cilindro y se coloca en un vaso con agua destilada, suficiente para que ésta suba y proporcione la humedad necesaria. Las semillas se dejan germinar a 20°C. de — tres a cinco días. Tiempo suficiente para que emerjan las raíces a las que se les cortará arriba del ápice 3 milímetros aproximadamente, con mucho cuidado pues de aquí dependerá el siguiente proceso.
- Tinción: Las preparaciones se tiñen en una solución saturada de fucsina básica (0.26%), por siete minutos.
Preparaciones permanentes: Después de los alcoholes se pasan las laminillas por una mezcla de alcohol y xilol y se montan con resina. Alcohol 2 partes Xilol 1 parte 10 min. Alcohol 2 partes Xilol 2 partes 10 min. Alcohol 1 parte Xilol 2 partes 10 min. Xilol puro De 12 hasta 24. horas.
2.2 Mitosis en modelo vegetal
- Interfase: Aumenta su tamaño y duplica su DNA, se puede evidenciar que los cromosomas se encuentran como filamentos muy largos en forma de cromatina.
Figura 3. Gráfico de interfase
- Profase: el primer estadio de la mitosis. Se condensa el material genético (corresponde al DNA en la interfase en forma de cromatina), formando los microtúbulos del huso donde este capta los cromosomas. membrana nuclear se disuelve, los centríolos (si se encuentran presentes) se dividen y los pares migran a los polos, se forma el huso mitótico.
Figura 4. Gráfico de Profase
- Metafase: Los microtúbulos se anclan a los cinetocoro, migrando los centrosomas a la plano ecuatorial agrupados donde las fibras del huso los pares migran a los polos, se forma el huso mitótico.
Figura 5. Gráfico de Metafase
- Anafase: Fase crucial en la mitosis puesto que se comienza con la separación de los centrómeros y el arrastre de las cromátidas, permitiendo así, dos copias de la información genética.
Figura 6. Gráfico de Anafase
- Telofase: Los cromosomas llegan a los polos de sus respectivos husos, la membrana nuclear se reconstituye, los cromosomas se desenrollan y pasan a formar la cromatina y el nucleolo, que desapareció en la profase se vuelve a constituir. Donde antes había una célula ahora existen dos pequeñas con exactamente la misma información genética y número cromosómico. Estas células pueden luego diferenciarse en diferentes formas durante el desarrollo.
Figura 7. Gráfico de Telofase
3.CITOCINESIS
La división del citoplasma se produce junto
con la telofase, produce un surco en la membrana plasmática. Según López menciona que cuando no ocurre citocinesis luego de la
cariocinesis los dos núcleos quedan en el citoplasma y resulta una célula binucleada.
3.1 Citocinesis vegetal
Según Paniagua et al. (2007) No hay centriolos ni asteres pero se
organiza el huso acromático, el citoplasma se divide mediante un tabique forma
una agrupación de microtúbulos y vesículas, donde estás crecen y se van
ordenando fundiendo una placa celular, finalmente se arma las paredes celulares
a partir de celulosa, hemicelulosa y pectina.
Figura 10: Citocinesis en células vegetales
Fuente: (Paniagua et al,2007b p.369)
La figura 10 se puede evidenciar en la célula vegetal, no se produce estrangulamiento del citoplasma, sino un
proceso de secreción celular, donde la placa se sitúa en los cromosomas
metafasicos, en el comienzo de la telofase a ambos lados disponen complejos de Golgi, donde las vesículas se disponen exactamente en la placa celular, al
principio están desordenados luego se ordenan formando fragmentos , con la
diferencia de las células aumenta el espesor de sus paredes, posteriormente, la
lámina media pierde acidez y en algunos tipos celulares se forma la pared
secundaria.
En la figura 11 se puede evidenciar los diferentes procesos que ocurren en la célula vegetal y como se observan estos cambios por medio de un gráfico.
Fuente: (Lima et al., 2016)
La figura 15 se evidencia anomalias en la meiosis y el polen presentadas por medio un artículo científico donde según Lima et al. (2016), 15A y 15B se observan triadas en la meiosis, 15C Tetranúcleos en la meiosis, respecto al polen los viables son de coloración purp
Figura 11 . Mitosis en la célula vegetal
En la figura 11 se puede evidenciar los diferentes procesos que ocurren en la célula vegetal y como se observan estos cambios por medio de un gráfico.
4. MEIOSIS.
4.1Meiosis I
Después de la interfase se genera lo siguiente:
Profase I: Proceso de entrecruzamiento dejando los cromosomas dispuestos, se subdivide en 5 fases:
*Leptoneo: Núcleo aumenta su tamaño
*Zigoteno: Unión de cromosomas hómologos (bivalentes)
*Paquiteno:Intercambian fragmentos
*Diploteno: Se separan las quiasmas
*Diacinesis: Forma el huso acromático
Metafase I: Los cromosomas homólogos unidos por parejas se disponen en la placa ecuatorial
Anafase I: Cromosomas van hacia los polos opuestos , donde cada cromosoma homólogo se separa, pasan de diploide a haploide.
Telofase I: Separación final de las células hijas con 2n en el DNA.
Después de la interfase se genera lo siguiente:
Profase I: Proceso de entrecruzamiento dejando los cromosomas dispuestos, se subdivide en 5 fases:
*Leptoneo: Núcleo aumenta su tamaño
*Zigoteno: Unión de cromosomas hómologos (bivalentes)
*Paquiteno:Intercambian fragmentos
*Diploteno: Se separan las quiasmas
*Diacinesis: Forma el huso acromático
Metafase I: Los cromosomas homólogos unidos por parejas se disponen en la placa ecuatorial
Anafase I: Cromosomas van hacia los polos opuestos , donde cada cromosoma homólogo se separa, pasan de diploide a haploide.
Telofase I: Separación final de las células hijas con 2n en el DNA.
4.2 Meiosis II
Inicia con dos células cada una con cromosomas de dos cromatinas y termina con 4 células con una sola cromatida
Profase II:Se descondensa los cromosomas
Metafase II:En esta los cromosomas se alinean al medio ecuatorial
Anafase II:Separación, los cromosomas se separan en cromátidas hermanas
Telofase II: Final cromatinas a sus polos, y comienza citocinesis .
Y se tienen 4 células hijas, con variabilidad genética.
Momentos de la meiosis donde se genera diversidad:
- Meiosis I con la recombinación de cromosomas
- Meiosis II puntos del quiasma
- Antes de la anafase I cambio de posición o cambio de polos de los cromosomas homólogos.
A continuación el esquema de la figura 12 permite hacerse una idea clara de la meiosis I y meiosis II.
Figura 12: Esquema de la meiosis
Fuente:(Sánchez González et al., 2006 p.149)
5. CARACTERISTICAS DE MITOSIS Y MEIOSIS EN Phaseolus vulgaris
Primero recordemos que posee 11 pares de cromosomas, posee en total 22 cromosomas pequeños (aproximadamente 2mm), predominando cromosomas metacéntricos y submetacéntricos, este resulta en cariotipos simétricos. - Título: Implicaciones mitoticas y meioticas con irregularidades en frijoles comunes (Phaseolus vulgaris L.)
- Resumen:Investigar irregularidades que ocurren durante el ciclo celular y la meiosis, desarrollado en Brasil
- Metodología: análisis del ciclo celular se hace a partir de raíces secundarias, análisis meiotico se extraen las anteras y finalmente se evalua la viabilidad del polen.
- Resultados: A continuación se presentan algunos de los resultados evidenciados en el artículo
Figura 13. Análisis del proceso mitotico en el Frijol (Phaseolus vulgaris L.)
Fuente: (Lima et al., 2016)
La figura 13 se evidencia anomalias en la mitosis presentadas por medio un artículo científico donde según Lima et al. (2016) correspondiendo a 13A como conjunto paralelo de cromosomas en la placa, 13B Dos paralelos y los conjuntos que difieren en la metafase, 13C Anomalias en la metafase, 13D los cromosomas no se encuentran orientados, 13E Cromosomas en la anafase tardía, 13F no evidencia sincronía en la anafase, 13G se evidencia anafase con uno de los dos juegos que evidencia cromátidas y 13H Nucleos condesados y el resultado final de la mitosis.
Figura 14. Análisis del proceso meiotico en el Frijol (Phaseolus vulgaris L.)
Fuente: (Lima et al., 2016)
Figura 15. Anomalias al final de la meiosis y granos de polen en el Frijol (Phaseolus vulgaris L.)
La figura 15 se evidencia anomalias en la meiosis y el polen presentadas por medio un artículo científico donde según Lima et al. (2016), 15A y 15B se observan triadas en la meiosis, 15C Tetranúcleos en la meiosis, respecto al polen los viables son de coloración purp
- Conclusiones: La anomalías encontradas no interfieren en el proceso de producción, estás puede ser heredades de los padres, con respecto a la mitosis cualquier modificación afecta la durabilidad del proceso, la meiosis por la formación de tres o cuatro núcleos genera mal formación en la microspora, a pesar de ello gran parte del polen es viable aunque esto no garantiza que sea fértil
Bibliografía
- Sánchez González, D. J., Trejo Bahena, Dolores Javier, & Nayeli Isabel. (2006). Biología celular y molecular (1.a ed.pp.139-149). Editorial Alfil, S. A. de C. V. Recuperado 27 de mayo 2020 http://ebookcentral.proquest.com/lib/tolimasp/detail.action?docID=3206479
- Siurana, M. P. S., & Breijo, F. J. G. (2018). Anatomía de lasplantas The Plant Body: Structure. Ediciones Paraninfo, S.A.
- Talledo, D. (s.f.). Bio tempo. En D. Talledo. Universidad Ricardo Palma.
- López, F. (2009a). Fisiología celular, meiosis y mitosis. Editorial El cid editor Recuperado el 20 de mayo del 2020 http://ebookcentral.proquest.com/lib/tolimasp/detail.action?docID=3181665
- Cienfuegos E.G,López Santillán J.A & Castro Nava (2011) Génetica general Plaza yValdés S.A. de C.V., 2011. pp 67-86)ProQuest Ebook Central,https://ebookcentral-proquest-com.bibliored.ut.edu.co/lib/tolimasp/detail.action?docID=3218349
- Lux, A. (s.f.). Microscopia electronica, ultra estructural y citologia vegetal. En A. Lux.
- Paniagua, R., Nistal, M., Sesma, P., Fraile, B., Anadón, R., & Saenz, F. (2007). Biología celular (3.a ed., Vol. 3 , pp. 360-370). Madrid, España editorial McGraw-Hill http://ebookcentral.proquest.com/lib/tolimasp/detail.action?docID=3195010
- Lima, D., T. Braz, G., Reis, G. B., Techio, V., Davide, L., & Abreu, A. (2016). Implications of mitotic and meiotic irregularities in common beans (Phaseolus vulgaris L.). Revista Genetics and Molecular Research, 15. Recuperado 27 de mayo 2020 https://doi.org/10.4238/gmr.15027749
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