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Informe de biología, mitosis y meiosis...

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Universidad San Francisco de Quito Laboratorio de Biología Tablas de Resultados Mitosis, meiosis y herencia. Nombres y Apellidos: Mélanny Irina Jiménez Hoyos Código: 00137518 Fecha: 12/04/2017

Profesor: Jaime Guerra Sección: lunes Nota: _________________

1 Introducción Como dijo Albert Claude: “Cuando entramos en la célula, entramos en la mansión de nuestra naturaleza adquirida”, puesto que todos los organismos vivos estamos formados por estas, ya sea una o miles. En otras palabras, la célula es la unidad mínima de la vida, ya que como lo expone la teoría celular: “toda célula se origina de un célula preexistente”[ CITATION Cub17 \l 12298 ], es decir, el mecanismo que permite la reproducción y continuidad de los distintos seres se encuentra en este pequeño organismo. Ante esto la división celular, mitosis y meiosis se convirtieron en temas recurrentes para explicar la vida, su desarrollo y control, puesto que son estos procesos por los cuales la célula puede dividirse, todo dependiendo de su función. Por un lado, la mitosis, es el proceso por el cual se originan las células somáticas, es decir, cualquiera que no tenga relación con la reproducción sexual de los individuos. Por otro lado, la meiosis se considera el proceso por el cual “se asegura que una célula progenitora trasmita una copia de cada cromosoma a cada una de sus células hijas” [ CITATION Sol11 \l 12298 ], es decir, este procedimiento es por el cual se da origen a los gametos masculinos y femeninos. El término división celular abarca a los temas anteriormente mencionados, ya que este es el conjunto de todos los pasos que se dan para producir una nueva célula. Este ciclo consta de 2 fases, las cuales son: interfase y mitosis o meiosis [CITATION KHA \l 12298 ]. La interfase incluye a los procesos de G1, S y G2, los cuales son los pasos en donde, la célula crece, se duplican los organismos celulares, el ADN y se asegura que la célula sea apta para duplicarse, caso contrario se produce la apoptosis, es decir, la autodestrucción celular. En lo que respecta a la mitosis y meiosis están conformadas por pasos que son similares y a la vez diferentes entre estos procedimientos, pues en la mitosis estos son únicos al momento de realizarse, en cambio, en la meiosis se deben repetir una vez más. Así, en la mitosis están presentes: La profase, primer paso, donde se presenta la condensación de la cromatina y la desaparición de la membrana nuclear, además del inicio de la formación de huso mitótico (The University of Arizona, 1998). Después, la metafase, la cual se caracteriza por la ubicación de los cromosomas en la zona ecuatorial de la célula, (Universidad Nacional del Noreste, 2013). Posteriormente la anafase, en donde se da la separación de las cromáticas hermanas, las cuales se dirigen hacia los polos opuestos por acción del

huso cromático. Y finalmente la telofase, la cual empieza cuando los cromosomas llegan a los polos, luego se alargan y comienzan a descondensarse, al tiempo que la membrana celular comienza a formarse. Tras todos estos pasos se da la citocinesis, que consiste en el estrechamiento progresivo de la membrana plasmática en la zona ecuatorial, conocido como surco de segmentación, dando lugar a la incisión de la célula madre y permitiendo la existencia de 2 células hijas (Grupo Planeta, 2009). Como ya se dijo anteriormente, los pasos de la meiosis son similares a los de la mitosis, sin embargo deben realizarse el doble de veces, puesto que en la mitosis el resultado final son 2 células diploides, por el contrario en la meiosis una célula diploide da origen a 4 células haploides, es decir, al final cada una tendrá la mitad de cromosomas que tenía la célula madre. En otras palabras, este mecanismo se caracteriza porque implica dos divisiones sucesivas: meiosis I y meiosis II. La meiosis I empieza con la profase I, la cual tiene 5 subfases: leptonema, cigonema, paquinema, el cual es el paso más importante para la evolución pues se produce el crossing over o intercambio de cromatina entre los cromosomas; diplotema, donde los cromosomas recombinantes empiezan a repelerse pero quedan unidos por quiasmas; y por último la diacinesis, el paso en el que el número de quiasmas se reducen debido a la separación total de los cromosomas (Vargas, 2013). Posteriormente, a la profase I, se da la metafase I. Aquí el huso mitótico se inserta en los cromosomas alineados por medio de fibras de huso, las cuales se encargan de ubicarlos en la zona ecuatorial de la célula. Tras esto, se da el anafase I, donde los cromosomas homólogos se separan para dirigirse hacia polos opuestos. La telofase I, último paso de la meiosis I, da lugar a la formación de la membrana nuclear tras la llegada de los cromosomas a los polos. Antes de empezar la meiosis II, existe un proceso intermedio llamado intercinesis, este se caracteriza por su similitud a una interfase para empezar el siguiente proceso. Al igual que la meiosis I, en la meiosis II se da la profase II, metafase II, anafase II y telofase II, que cumplen casi con el mismo proceso que la meiosis I, pues a diferencia del anterior proceso cada célula recibe la mitad de cromosomas, es decir, al final de la telofase se da origen a cuatro célula haploides. Además, en la profase II no se presente la recombinación, ante eso, se menciona que la meiosis II es más parecida a la mitosis que la meiosis I. Anteriormente se mencionó que la división celular permite la transmisión de genes entre una generación y otra, a la ciencia que estudia la transmisión de estos genes se conoce como genética y su explicación se centra en entender la herencia. Así, la genética es el “estudio de la estructura y función de los genes en los diferentes organismos, así como también del comportamiento de los genes a nivel de poblaciones” (Genética, s/f). Esta transmisión entre generaciones presenta una gran cantidad de variables, ya que la posición de cada uno de los genes que se encuentran en los cromosomas da una posibilidad diferente [ CITATION Sol11 \l 12298 ]. Mendel fue el primero en estudiar este campo, dando origen a sus afamadas leyes, las mismas que explican de manera

sencilla el interactuar entre lo que posteriormente se conoció como ser homocigótico y heterocigótico. Homocigótico, son aquellos individuos que se identifica por presentar alelos iguales dando paso a una descendencia que por lo general presentara el mismo carácter heredable a través de las generaciones. Híbridos o heterocigóticos, son aquellos individuos cuya descendencia puede presentar un carácter no visto en los progenitores, debido a que sus alelos son diferentes. Esta interacción entre los alelos permitió clasificarlos entre dominante y recesivo, siendo el primero el más presente en el fenotipo final de la descendencia (Riera, Romo, Torres, Zabala, Paredes, & Reese, 2014). Los postulados de Mendel son 3: el primero hace referencia a la ley de la uniformidad, este manifiesta que al cruzar 2 variedades de seres homocigóticos la descendencia será uniforme presentando el fenotipo del alelo dominante. El segundo postulado es la ley de la segregación, aquí el cruce se dará entre 2 individuos heterocigóticos, dando paso a la aparición fenotípica de un carácter que no se presentaba en los padres, es decir, se manifiesta un alelo recesivo. Finalmente, el ultimo postulado conocido también como ley de la independencia entre los caracteres enuncia que la transmisión entre los distintos alelos se dará de manera indiferente, es decir, que la decencia puede presentar fenotípicamente los caracteres de los progenitores de manera independiente (Cidead, 2009). Hipótesis General Los procesos de mitosis y meiosis serán de gran importancia para entender las leyes de Mendel, pues los pasos que los conforman permitirán entender el cruzamiento entre 2 especies homocigóticas, una dominante y una recesiva, siendo la progenie de la primera descendencia fenotípicamente igual al carácter dominante, mientras que la segunda progenie tendrá ambos caracteres aunque el recesivo en menor cantidad.

Objetivos 





Reconocer cada una de las fases mitóticas, así como su importancia para el origen de la vida. Discernir entre las diferentes fases meióticas y los aspectos que marcan cada una de ellas. Comprender la importancia de las leyes de Mendel en el reconocimiento de las frecuencias que se presentará entre las distintas descendencias de caracteres .

2.- Materiales Ejercicio N°1: Mitosis  

Microscopio compuesto 1 placa de raíz de cebolla

      

1 placa de células de áscaris Solución de ácido clorhídrico al 8% Azul de metileno Portaobjetos Cubreobjetos Raíz de cebolla Plastilina

Ejercicio N °2: Meiosis  

2 placas preparadas con fases de Meiosis I y II de antera de Lirio Microscopio compuesto

Ejercicio N°3: Herencia  

Mazorca de maíz relación 9:3:3:1 Cuadros de Punnet

3.- Método o procedimiento Ejercicio N°1: Mitosis Para empezar se obtuvo un pequeño y fino corte longitudinal de la sección más próxima de la raíz de cebolla. Posteriormente, tras colocar esta muestra en el portaobjetos se cubrió a la misma con solución de ácido clorhídrico al 8% y azul de metileno, para finalmente cubrirla con un cubreobjetos y presionarla ligeramente con un tapón de goma o el borrador de un lápiz, es decir, para terminar la placa se llevó a cabo el squash. Para evitar el exceso de líquidos se absorbió a estos con papel toalla al presionar suavemente en la placa mientras se evitó que el cubreobjetos se mueva. Al final, se colocó la placa en un microscopio compuesto para observar y dibujar cada una de las fases mitóticas usando el aumento de 40x para obviar cualquier complicación. Además se realizó la observación de una placa de áscaris y de otra de cebolla, las cuales fueron preparadas con anterioridad, en estas también se identificó las fases mitóticas y se las graficó. Como parte adicional del ejercicio se realizó una pequeña maqueta que constaba de cada una de las fases del proceso mitótico, en el cual se identificaba las diversas partes que lo conformaban y caracterizaban. Ejercicio N °2: Meiosis Para realizar el ejercicio se obtuvieron placas preparadas con anterioridad de las anteras de Lirio (Lilium sp.). A estas se las observó con un microscopio compuesto a la vez que se graficaba y registraba datos de las fases de la meiosis en el aumento de 40x.

Ejercicio N°3: Herencia

De una mazorca de maíz, perteneciente a F2, se realizó el respectivo conteo de los granos de la misma, catalogando a estos en: blancos lisos, blancos rugosos, morados lisos y morados rugosos. Con estos datos se calculó la frecuencia del fenotipo al considerar las reglas de Mendel. 4.- Resultados Ejercicio N°1: Mitosis 400 x

40 x Fuente: Laboratorio de Biología USFQ

Imagen N°1: Fases mitóticas de la raíz de cebolla Descripción: La figura presentada muestra las diferentes fases de la mitosis en células pertenecientes a la raíz de cebolla. Análisis: La mayoría de las células observadas se encuentran en las diferentes fases de la mitosis. Por ello se presencia y evidencia las características propias de cada una de estas. Así, se identifica que en la profase existe la condensación de los cromosomas en el centro de la célula, la metafase presenta a los cromosomas alineados en el medio de la célula (plano ecuatorial), la anafase exhibe el inicio de la separación de los cromosomas a la vez que estos se dirigen hacia polos diferentes de la célula, y finalmente la telofase expone a los cromosomas descondensados y el inicio de la presencia de la membrana nuclear. Además se advertir a células en interfase, las cuales eran ligeramente más grandes.

400 x

40 x Fuente: Laboratorio de Biología USFQ

Imagen N°2: Observación de las fases mitóticas en una célula animal (áscaris) Descripción: El dibujo representa las diferentes fases de la mitosis en células de áscari. Análisis: En esta imagen se puede identificar de manera fácil a las células animales, puesto que están carecen de pared celular. Así, se observa a las células, realizando mitosis, la cual es reconocible por las características propias de cada una de las fases que se observan. Ante esto se puede identificar a la profase por la condensación de sus cromosomas en el centro de la célula, a la metafase por la ubicación característica de los cromosomas en el plano ecuatorial; a la anafase por la separación de los cromosomas y su dirección hacia cada uno de los polos y finalmente a la telofase por la condensación de los cromosomas. Ejercicio N°2: Meiosis 400 x

40 x Fuente: Laboratorio de Biología de la USFQ

Imagen N°3: Profase, metafase y anafase de la de Meiosis I en antera de Lirio Descripción: La figura representa a la profase, metafase y anafase de la meiosis I pertenecientes a la antera de lirio.

Análisis: Las células de la antera del lirio se encuentran haciendo meiosis. Así, en esta imagen se identifica a 3 componentes la meiosis I. Para empezar la profase I, donde en el centro de la célula los cromosomas se ven condesados; la metafase I, en la cual, los cromosomas se presentan alineados en el plano ecuatorial del organismo; y finalmente la anafase I, donde los cromosomas se ven refractados a la vez que son llevados hacia los polos opuestos por acción del huso.

400 x

Anafase I

40 x Fuente: Laboratorio de Biología de la USFQ

Imagen N°4: Anafase, telofase y citocinesis de la de Meiosis I en antera de Lirio Descripción: La figura representa a la anafase, telofase y citocinesis de la meiosis I pertenecientes a la antera de lirio. Análisis: En esta imagen se observa a las 2 fases restantes de la meiosis I; la telofase I y citocinesis. La telofase I se caracteriza por tener los cromosomas más delgados y presentar el surgimiento de la membrana nuclear alrededor de cada grupo de cromosomas. Por otro lado, la citocinesis muestra el inicio de la separación de las 2 células al presentar la aparición de la pared celular en la zona central de la célula original.

400 x

40 x Fuente: Laboratorio de Biología de la USFQ

Imagen N°5: Profase, metafase y citocinesis de la de Meiosis II en antera de Lirio Descripción: La figura representa a la profase, metafase y citocinesis de la meiosis II, las cuales pertenecen a la antera de lirio. Análisis: La siguiente imagen muestra a la profase, metafase y citocinesis de la meiosis II. Así se identifica a la profase II por la existencia de cromosomas que se encuentran enrollados y la desintegración de la carioteca que envuelve al núcleo; por otro lado se especifica a la metafase II por la duplicación de centrómeros y la ubicación de los cromosomas alineados en el plano ecuatorial; finalmente se caracteriza a la citocinesis por la creación de 4 células a partir de una. 400 x

40 x Fuente: Laboratorio de Biología de la USFQ

Imagen N°3: Anafase y telofase de la de Meiosis II en antera de Lirio

Descripción: La figura representa a la anafase y telofase de la meiosis II, las cuales pertenecen a la antera de lirio. Análisis: En esta imagen se detalla a la anafase y telofase de la meiosis II. Por un lado el anafase II se evidencia por la separación de los cromosomas en direcciones opuestas en la célula. Por otro lado, la telofase II se nota debido a la existencia de carioteca nuevamente alrededor de cada racimo de cromátida. Ejercicio N°3: Herencia Tabla N° 1: Frecuencia fenotípica de los granos de maíz Características

Datos

Frecuencia

Morado Liso

359

9.447368421

9.45

Morado Rugoso

119

3.131578947

3.13

Blanco Liso

95

2.5

2.5

Blanco Rugoso

30

0.7894736842

0.79

Total

603

16

16

Fuente: Laboratorio de Biología de la USFQ Descripción: En la tabla anterior se observa los datos tomados de la mazorca de maíz y la frecuencia fenotípica que se obtiene considerando una tabla de Punnet de 16. Así, se determinar que la frecuencia fue de 9.45: 3.13: 2.5: 0.79 (aproximadamente 9:3:3:1) Análisis: La tabla evidencia la veracidad de la ley de segregación independiente, ya que se comprueba la frecuencia de 9:3:3:1. En otras palabras, los alelos dominantes, que este caso fueron morado y liso, tienen la mayor frecuencia de descendientes. El alelo heterocigoto que puede ser: morado rugoso o blanco liso, presentan una frecuencia de aproximadamente 3 por cada 16 descendientes y finalmente el alelo homocigoto recesivo, que fue blanco rugoso, presenta la menor cantidad de descendencia. Por tanto se cumple la ley expuesta por Mendel. Tabla N°2: Cuadro de Punnet de la mazorca de maíz (MmLl * MmLl)

ML

Ml

mL

ml

ML

MMLL

MMLl

MmLL

MmLl

Ml

MMLl

MMll

MmLl

Mmll

mL

MmLL

MmLl

mmLL

mmLl

ml

mMlL

Mmll

mmLl

mmll

Fuente: Laboratorio de biología de la USFQ Descripción de la tabla: La tabla muestra el cruce de maíz entre híbridos, así como su resultado genotípico. Análisis de la tabla: En la tabla se aprecia que los resultados de genotipo son: 1 MMLL, 2 MMLl, 1 MMlL, 2 MmLL, 4 MmLl, 2 Mmll, 2mmLl, 1 mmll. Por lo cual, se afirma que el fenotipo fue de la siguiente manera: 9 morado y liso, 3 morado y rugoso, 3 amarillo y liso y 1 amarillo y rugosa; coincidiendo con la ley de caracteres independientes de Mendel. 5.- Conclusiones Se aprueba la hipótesis general expuesta en un inicio, pues el resultado que se obtiene en F2 concuerda con la ley de la segregación de Mendel. En otras palabras, el resultado del cruce final muestra variabilidad genética respecto a los progenitores originales, lo cual concuerda con el entrecruzamiento que se da en la meiosis, mientras que la mitosis está presente para la producción de células que componen al organismo. Ahora bien, si teóricamente cruzamos un homocigoto dominante y un homocigoto recesivo en la primera descendencia se tendrá híbridos con fenotipos dominantes; si a estos se los vuelve a cruzar se obtendrá los resultados de la tabla 1 lo cual verifica la frecuencia de los fenotipos para una F2 originaria de homocigóticos. Entonces, ante el resultado final se afirma la importancia de la meiosis y mitosis en la producción de organismos, así como la trascendencia de las leyes de Mendel para entender la genética de los mismos. Ejercicio N°1: Mitosis Se identificó a cada una de las fases de la mitosis, tanto en una cebolla como en un áscari, es decir, tanto en células vegetales como animales, ante esto se concluye que la mitosis es igual para estos 2 tipos de células. En la profase de visualizó la condensación de los cromosomas, en la metafase se halló a los cromosomas alineados en el medio de la célula (plano ecuatorial); en la anafase se observó a los cromosomas separados y dirigiéndose cada hacia un polo diferente de la célula y por último en la telofase se advirtió a los cromosomas descondensados y el inicio de la presencia de la membrana nuclear.

Además, se verifico que la mitosis se da en células somáticas, es decir, no sexuales. Sin embargo esto no le resta importancia a este proceso para la vida puesto que el mecanismo es imprescindible para el crecimiento, desarrollo e incluso mantenimiento del organismo. Ejercicio N°2: Meiosis En la antera de un lirio se produce la meiosis de las células para producir polen, puesto que, la producción del polen es análogo a la producción de espermatozoides en los organismos animales, es decir, en las placas se observó las fases del proceso necesario para la producción de gametos. Este proceso se inicia con una célula diploide que da origen a dos células haploides bivalentes, las cuales, posteriormente se reducen a cuatro células haploid...