Reproducción Sexual

Producción de Gametos

Reproducción Sexual (RS): Proceso de producción de células especializadas haploides, llamadas células sexuales o gametos. La fusión de dos gametos para formar un cigoto se denomina fecundación.

RS en Flores

La mayoría de las plantas producen tanto gametos como esporas. Los gametos se fusionan en la fecundación y dan origen a un organismo diploide (esporofito) que produce esporas. Cuando una espora se desarrolla, da origen a un organismo haploide (gametofito) que produce nuevos gametos.

Etapas de la RS en Flores
  • Polen: Transportado de una flor a otra por el viento o los insectos.
  • Fecundación: Unión de los espermatozoides con los óvulos en el pistilo.
  • Formación de Semilla y Fruto: El óvulo se convierte en semilla y el pistilo en fruto.
  • Dispersión de Semilla y Fruto: Semillas y frutos son transportados por animales, aire o agua al lugar de germinación.
  • Germinación: Con humedad y temperatura adecuadas, el embrión crece y se desarrolla una nueva planta.

Reproducción Asexual

Tipos de Reproducción Asexual (RA)

Reproducción Asexual (RA): Resulta del proceso de división celular o mitosis. Los descendientes son genéticamente idénticos al progenitor.

  • Fisión Binaria: División del cuerpo en dos o más partes, formando nuevos individuos.
  • Esporulación: Formación de esporas que se dispersan por el aire y germinan en nuevas ubicaciones.
  • Gemación: Una yema crece sobre la célula madre y se desprende para formar un nuevo individuo.
  • Partenogénesis: Desarrollo de un organismo a partir de un gameto sin fecundación.
  • Poliembrionía: Un huevo da lugar a más de un embrión.
  • Fragmentación: Separación de partes del organismo que crecen y se convierten en nuevos individuos.

Propagación Vegetativa Artificial

  • Acodos: Ramas que se entierran para producir nuevas raíces y plantas.
  • Injerto: Yema de una planta se inserta en el tallo de otra con la misma variabilidad genética.
  • Estacas: Porciones de ramas que se cortan y producen nuevas raíces.

Regulación Hormonal de la Reproducción

Hormonas Reproductivas

El hipotálamo secreta la hormona liberadora de gonadotropinas (GnRH), que actúa sobre la glándula hipófisis. La hipófisis, estimulada por la GnRH, secreta la hormona luteinizante (LH) y la hormona folículo estimulante (FSH).

La FSH y la LH intervienen en la formación de óvulos y espermatozoides, regulando la actividad de los órganos reproductivos y la producción de testosterona, estrógenos y progesterona.

LH en Varones

Estimula los testículos para la producción de testosterona. Junto con la FSH, es necesaria para la formación de espermatozoides.

FSH y LH en Mujeres

Estimulan células de los ovarios para que secreten progesterona y estrógenos.

Ciclo Menstrual

El ciclo menstrual comienza entre los 10 y 14 años y ocurre aproximadamente cada 28 días (varía según la mujer) hasta alrededor de los 50 años. Se divide en dos fases: ovárica y uterina.

Fase Ovárica

Se divide en tres etapas:

  • Fase Preovulatoria: La GnRH estimula la hipófisis para que secrete LH y FSH. La FSH induce la maduración de los óvulos y la producción de estrógenos.
  • Ovulatoria (ovulación): La LH induce la salida del óvulo del ovario, ocurre alrededor del día 14 del ciclo y llega al útero.
  • Posovulatoria: Estrógenos y progesterona se combinan e impiden la secreción de LH y FSH, evitando el desarrollo de nuevos óvulos.

Fase Uterina

Cambios estructurales en las paredes del útero, dependientes de la fase ovárica. Se divide en tres etapas:

  • Proliferativa: El endometrio aumenta de espesor por influencia de los estrógenos.
  • Secretora: La progesterona hace que las células del endometrio produzcan sustancias nutritivas para un posible óvulo fecundado. El endometrio se hincha y el riego sanguíneo aumenta.
  • Menstrual: Si no hay fecundación, los niveles de estrógenos y progesterona bajan. El endometrio se desintegra y sus vasos sanguíneos se rompen, produciendo la hemorragia menstrual.

Menstruación

Expulsión a través de la vagina de los restos del endometrio, sangre y el óvulo no fecundado.

Ciclo Celular

Fases del Ciclo Celular

Conjunto de eventos que ocurren en una célula desde que se origina hasta que se divide. Implica el crecimiento y la reproducción de las células. Se divide en tres fases: interfase, división celular y citocinesis.

Interfase

Se produce el crecimiento celular y la síntesis de proteínas y otros materiales. Se divide en tres fases:

  • Fase G1: Aumenta el volumen celular debido a la síntesis de proteínas y la duplicación de los organelos.
  • Fase S: Síntesis del ADN, asegurando que las células hijas tengan la misma cantidad de material genético.
  • Fase G2: Aumento de la síntesis proteica como preparación para la división celular.

División Celular (M)

Se divide el núcleo de la célula y se reparte el material genético duplicado en la interfase. Existen dos mecanismos:

  • Mitosis: Para células asexuales.
  • Meiosis: Para células sexuales.

Citocinesis

División del citoplasma, produciendo dos células hijas.

Mitosis

Produce dos células hijas con la misma cantidad de material genético. En organismos multicelulares, la mitosis se relaciona con procesos como el crecimiento y la sustitución de células muertas. Se divide en cuatro fases: profase, metafase, anafase y telofase.

Fases de la Mitosis

  • Profase: El ADN se condensa para formar cromosomas. Cada cromosoma duplicado está formado por dos cromátidas hermanas. La membrana nuclear desaparece y se forma el huso mitótico.
  • Metafase: Las fibras del huso mitótico llevan a los cromosomas a alinearse en el centro de la célula.
  • Anafase: Las cromátidas hermanas se separan y se dirigen a los polos opuestos de la célula. El huso mitótico comienza a desaparecer.
  • Telofase: Los cromosomas se desenrollan, la membrana nuclear reaparece y la célula se divide.

Meiosis

Proceso donde se forman los gametos. Tiene dos divisiones con las siguientes fases: profase 1 y 2, metafase 1 y 2, anafase 1 y 2, y telofase 1 y 2.

Fases de la Meiosis I

  • Profase I: La membrana nuclear desaparece, se forma el huso meiótico y el ADN se condensa en cromosomas. Los cromosomas homólogos se unen y forman tétradas. Ocurre el intercambio de fragmentos de ADN (entrecruzamiento).
  • Metafase I: Los cromosomas homólogos se ubican en el centro de la célula.
  • Anafase I: Cada cromosoma del par homólogo se dirige a un polo de la célula. Este proceso se conoce como segregación o separación cromosómica.
  • Telofase I: El huso meiótico desaparece, los cromosomas se descondensan y se forma la membrana nuclear. Se obtienen dos células con un cromosoma duplicado de cada par de homólogos.

Fases de la Meiosis II

  • Profase II: La membrana nuclear desaparece, se forma el huso meiótico y el ADN se condensa en cromosomas.
  • Metafase II: Los cromosomas duplicados se disponen en el centro de la célula.
  • Anafase II: Las cromátidas hermanas de cada cromosoma se separan y se obtienen cromosomas simples que se dirigen a los polos opuestos de la célula.
  • Telofase II: El huso meiótico desaparece, la membrana nuclear se reorganiza y los cromosomas se descondensan. Se obtienen cuatro células haploides (gametos).

ADN y Genética

ADN

El ADN contiene el mensaje genético para la función y organización celular. Es la molécula que controla los procesos vitales de los seres vivos y el principal constituyente de los cromosomas.

Funciones del ADN

  • Dirige la síntesis de proteínas.
  • Se replica para transmitir información genética a la descendencia.

Estructura del ADN

El ADN está formado por dos cadenas de nucleótidos que forman una doble hélice. Cada nucleótido está compuesto por:

  • Una molécula de azúcar (desoxirribosa).
  • Un grupo fosfato.
  • Una base nitrogenada (adenina, guanina, timina o citosina).

Las bases se unen por puentes de hidrógeno: adenina con timina y citosina con guanina.

Síntesis de Proteínas

El ADN contiene las instrucciones para la producción de proteínas. La secuencia de aminoácidos en una proteína está determinada por la secuencia de bases del ADN.

Transcripción

Una parte del ADN se copia en una molécula de ARN mensajero (ARNm).

Traducción

El ARNm se une a los ribosomas, donde se traduce la secuencia de bases en una secuencia de aminoácidos para formar una proteína.

Replicación del ADN

La replicación del ADN ocurre antes de la división celular. Las dos cadenas del ADN se separan y cada una sirve como plantilla para la síntesis de una nueva cadena complementaria.

Usos del ADN

  • Terapia génica para curar enfermedades.
  • Perfiles de ADN para identificación.
  • Investigación forense.

Genes

Un gen es una unidad de almacenamiento de información genética. Es un segmento de ADN que codifica para una proteína.

Cromosomas

Los cromosomas son cadenas de ADN superenrolladas que contienen genes. Los humanos tienen 23 pares de cromosomas, 22 pares autosómicos y un par de cromosomas sexuales (XX en mujeres, XY en hombres).