En esta lección
- Video de la lección (próximamente)
- Apuntes de la lección
- Ejemplos resueltos
- Ideas clave
- Alineación con NGSS
Pregunta esencial
¿Cómo se convierte una célula en dos células idénticas?
La mitosis es la manera en que una célula del cuerpo reparte su ADN copiado en dos juegos idénticos, uno para cada célula nueva. En esta lección seguirás a los cromosomas por las etapas de la mitosis, verás cómo la citocinesis divide el citoplasma y usarás conteos de células al microscopio para calcular cuánto dura cada etapa.
Video de la lección próximamente. Mientras tanto, lee la lección que aparece abajo.
La mitosis produce dos células idénticas
- La mitosis divide el núcleo
- La citocinesis divide el citoplasma
- Etapas: profase, metafase, anafase, telofase
- Dos células hijas con el mismo ADN que la célula madre
La mitosis es la parte de la fase M en la que se divide el núcleo. Asegura que cada célula nueva reciba exactamente una copia de cada cromosoma. La mitosis tiene cuatro etapas: profase, metafase, anafase y telofase. La citocinesis, que es la división del citoplasma, suele empezar al final de la anafase o en la telofase y termina después de que el núcleo se ha dividido. El resultado son dos células hijas. Como el ADN se copió en la fase S y después se repartió por igual, cada célula hija tiene el mismo ADN que la célula madre (aparte de cambios poco frecuentes llamados mutaciones). Los dibujos muestran una célula con 4 cromosomas. Una célula del cuerpo humano tiene 46.
Profase y metafase
- Profase: los cromosomas se condensan y se hacen visibles
- Profase: la envoltura nuclear se deshace y se forman las fibras del huso
- Metafase: los cromosomas se alinean en el centro
- Metafase: las fibras del huso se unen a cada centrómero
En la profase, el ADN se enrolla con fuerza, así que cada cromosoma se vuelve lo bastante corto y grueso para verse con un microscopio. Cada uno es un par de cromátidas hermanas. La envoltura nuclear se deshace y el huso, un conjunto de fibras de proteína, empieza a formarse desde dos puntos en los extremos opuestos de la célula. En la metafase, las fibras del huso se unen al centrómero de cada cromosoma y alinean todos los cromosomas en el centro de la célula. Esto alinea las cromátidas hermanas para que una de cada par pueda ser jalada hacia cada extremo.
Anafase y telofase
- Anafase: las cromátidas hermanas se separan
- Anafase: cada cromátida es jalada hacia un extremo opuesto
- Telofase: las envolturas nucleares se forman de nuevo
- Telofase: los cromosomas se desenrollan y la célula se estrecha
En la anafase, los centrómeros se dividen y las cromátidas hermanas se separan. Las fibras del huso se acortan y jalan cada cromátida, que ahora se llama cromosoma, hacia un extremo opuesto de la célula. Cada extremo tiene ahora un juego completo de cromosomas idéntico al del otro extremo. En la telofase, se forma una envoltura nuclear alrededor de cada juego, los cromosomas se desenrollan y el huso se deshace. Cada extremo de la célula tiene ahora su propio núcleo.
La citocinesis divide el citoplasma
- Células animales: la membrana se estrecha hacia adentro (surco de segmentación)
- Células vegetales: una placa celular crece a través del centro
- La placa celular se convierte en una nueva pared celular
- Cada célula hija recibe un núcleo y citoplasma
La citocinesis reparte el citoplasma y los organelos entre las dos células hijas. En una célula animal, un anillo de fibras de proteína debajo de la membrana celular se aprieta hacia adentro y forma un surco de segmentación que estrecha la célula hasta partirla en dos. Una célula vegetal tiene una pared celular rígida, así que no puede estrecharse. En cambio, unas vesículas se fusionan en el centro de la célula para construir una placa celular, que crece hacia afuera hasta llegar a los lados y se convierte en una nueva pared celular entre las dos células.
Contar células para hallar el tiempo
- Las células de la punta de la raíz se dividen rápido
- Cuenta las células de cada etapa al microscopio
- Células en una etapa ÷ total de células = fracción de células
- Más células en una etapa significa más tiempo en ella
Los científicos suelen estudiar la mitosis en la punta de la raíz de una cebolla, donde las células se dividen rápido. Tiñen la raíz, la observan al microscopio y cuentan cuántas células están en cada etapa. La gráfica muestra conteos de muestra para 200 células cerca de la punta. Las células de una raíz en crecimiento están en puntos distintos del ciclo, así que la fracción de células en una etapa coincide con la fracción del ciclo que se pasa en esa etapa. Aquí, 75% de las células están en interfase, así que la interfase ocupa cerca de 75% del tiempo. La mayoría de las células están en interfase, y la anafase es la etapa más corta.
Ejemplos resueltos
Primero intenta resolver cada problema por tu cuenta y luego abre la solución para revisar tu trabajo.
Ejemplo 1: Poner las etapas en orden
Las cuatro células de abajo son de la misma punta de raíz, pero se muestran en desorden. Ponlas en el orden correcto y nombra la etapa de cada célula. Explica cómo lo decidiste.
Mostrar la solución
- Célula B: los cromosomas están condensados y la envoltura nuclear se está deshaciendo (contorno punteado), así que está en profase.
- Célula D: los cromosomas están alineados en el centro, así que está en metafase.
- Célula A: las cromátidas hermanas se han separado y están en extremos opuestos, así que está en anafase.
- Célula C: se formaron dos núcleos y la célula se estrecha en el centro, así que está en telofase.
- Respuesta: B (profase), D (metafase), A (anafase), C (telofase).
Ejemplo 2: ¿Cuánto dura cada etapa?
En un conteo de muestra de 200 células de la punta de una raíz de cebolla, 150 estaban en interfase, 24 en profase, 10 en metafase, 6 en anafase y 10 en telofase (cuenta las células en citocinesis como telofase). Supón que todo el ciclo celular dura 24 horas. Halla el porcentaje de células en cada etapa y el tiempo que se pasa en cada etapa.
| Etapa | Células contadas |
|---|---|
| Interfase | 150 |
| Profase | 24 |
| Metafase | 10 |
| Anafase | 6 |
| Telofase | 10 |
Mostrar la solución
- Total: 150 + 24 + 10 + 6 + 10 = 200 células
- Porcentaje de células: interfase 150 ÷ 200 = 75%; profase 24 ÷ 200 = 12%; metafase 10 ÷ 200 = 5%; anafase 6 ÷ 200 = 3%; telofase 10 ÷ 200 = 5%
- Tiempo = fracción de células × 24 h: interfase 0.75 × 24 = 18 h; profase 0.12 × 24 = 2.88 h; metafase 0.05 × 24 = 1.2 h; anafase 0.03 × 24 = 0.72 h; telofase 0.05 × 24 = 1.2 h
- Comprobación: 18 + 2.88 + 1.2 + 0.72 + 1.2 = 24 h
- Respuesta: Interfase 18 h, profase cerca de 2.9 h, metafase 1.2 h, anafase cerca de 0.7 h, telofase 1.2 h.
Ejemplo 3: ¿Dónde se están dividiendo las células?
Un estudiante cuenta 200 células en cada una de dos partes de una raíz de cebolla: la zona de crecimiento cerca de la punta y la zona de elongación más arriba. Escribe una afirmación, evidencia y razonamiento: ¿cuál zona tiene más células que se están dividiendo?
Mostrar la solución
- Afirmación: la zona de crecimiento tiene más células que se dividen.
- Evidencia: en la zona de crecimiento, 50 de 200 células (25%) están en profase, metafase, anafase o telofase. En la zona de elongación, solo 10 de 200 células (5%) lo están.
- Razonamiento: una célula en una de las etapas de la mitosis se está dividiendo, así que una proporción mayor de células en mitosis significa más división celular. La zona de crecimiento tiene 5 veces la proporción de células que se dividen (25% ÷ 5% = 5), lo que concuerda con una raíz que agrega células nuevas cerca de su punta. La mayoría de las células de la zona de elongación están en interfase.
- Respuesta: La zona de crecimiento: 25% de sus células están en mitosis, en comparación con 5% en la zona de elongación.
Práctica
Pon las etapas de la mitosis en orden, compara la citocinesis en células vegetales y animales, usa conteos de células para hallar el tiempo que se pasa en cada etapa y respalda una afirmación con evidencia. Inténtalo primero por tu cuenta y luego revisa tu trabajo con la clave de respuestas.
Sé un detective de la mitosis
Encuentra la parte de una raíz de cebolla donde se dividen las células, cuenta las células de cada fase en un microscopio virtual y convierte tus conteos en porcentajes y minutos. No necesitas iniciar sesión. La actividad está en inglés.
Diapositivas de la lección
Ideas clave
- La mitosis divide el núcleo; la citocinesis divide el citoplasma
- El orden de las etapas es profase, metafase, anafase, telofase
- En la anafase, las cromátidas hermanas se separan y se mueven a extremos opuestos
- Las dos células hijas tienen el mismo ADN que la célula madre
- La proporción de células en una etapa indica la proporción del tiempo que se pasa en ella
De vuelta a la pregunta esencial: en la mitosis, los cromosomas copiados se alinean y las cromátidas hermanas se jalan hacia lados opuestos, así que cada extremo de la célula recibe un juego completo. Después, la citocinesis divide el citoplasma y se forman dos células hijas con el mismo ADN. A continuación verás cómo controlan las células cuándo dividirse y qué pasa cuando se pierde ese control.
Alineación con NGSS
Esta lección avanza hacia estas expectativas de desempeño de los Estándares de Ciencias de Nueva Generación (NGSS):
- HS-LS1-4: Usar un modelo para ilustrar el papel de la división celular (mitosis) y la diferenciación en la producción y el mantenimiento de organismos complejos.
Ideas disciplinarias básicas: LS1.B Crecimiento y desarrollo de los organismos