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• Marco Antonio Salazar Palacios

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PRÁCTICA N° 1 División Celular: Mitosis - Meiosis Índice proliferativo Ki67 INTRODUCCIÓN Ciclo celular. El ciclo celular es un conjunto ordenado de eventos que conducen al crecimiento de la célula y la división en dos células hijas. Las células que no están en división no se considera que estén en el ciclo celular. Las células que se encuentran en el ciclo celular se denominan «proliferantes» y las que se encuentran en fase G0 se llaman células quiescentes. El ciclo celular se inicia en el instante en que aparece una nueva célula, descendiente de otra que se divide, y termina en el momento en que dicha célula, por división subsiguiente, origina dos nuevas células hijas. La célula puede encontrarse en dos estados claramente diferenciados:  

El estado de división, llamado fase M. El estado de no división o interfase. La célula realiza sus funciones específicas y, si está destinada a avanzar a la división celular, realiza la duplicación de su ADN.

El estado M representa «la fase M», y agrupa a la mitosis (reparto de material genético nuclear) y citocinesis (división del citoplasma). Las etapas de la interfase son G1-S-G2. El estado G1 quiere decir "GAP 1"(Intervalo 1). El estado S representa "Síntesis". Este es el estado cuando ocurre la replicación del ADN. El estado G2 representa "GAP 2"(Intervalo 2). MITOSIS Las células que se reproducen por mitosis son las células eucariotas, que tienen un núcleo verdadero y la totalidad de la información genética, en el caso de las células humanas, esta información está contenida en 23 pares de cromosomas. Durante la fase mitótica del ciclo celular entra en juego un elaborado aparato que asegura que cada una de las células hijas reciba un juego completo de la información genética. Esto se consigue mediante un mecanismo que distribuye una cromátide de cada cromosoma en cada célula hija. El proceso de mitosis es continuo, pero se distinguen cinco etapas: profase, prometafase, metafase, anafase y telofase.

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MEIOSIS La división especial que se produce en las llamadas células germinales que originarán los gametos, llamada división meiótica, es el eje del proceso de diferenciación celular que culmina en las células que podrán formar un nuevo individuo de la especie, pues es durante esta doble división, con una sola duplicación del material genético, que se produce la reducción del número cromosómico (de diploide a haploide), y el reordenamiento del material genético procedente de cada uno de los progenitores. La división meiótica, se produce en las células de las llamadas líneas germinales, en las que sucede un proceso de diferenciación celular profunda, que genera en los machos los gametos masculinos (espermatogénesis) y en los individuos hembra los gametos femeninos (ovogénesis). Los gametos masculinos y femeninos se diferencian a un ritmo diferente. Si bien la secuencia de los acontecimientos es la misma, su cronología es muy distinta. La meiosis se caracteriza por presentar dos divisiones sucesivas del material hereditario (Meiosis I y Meiosis II) precedidas por un único período S (de síntesis de ADN). La meiosis I se conoce como división reduccional porque en ella se reduce el número de cromosomas de diploide a haploide, asimismo es la etapa en la que se produce la recombinación genética. La profase de la primera división meiótica es extremadamente larga pudiendo durar días (en machos) hasta años (generalmente en hembras). Durante la profase I se produce el apareamiento de los cromosomas homólogos y la recombinación entre cromátides homólogas. Para su estudio, se ha dividido en base a la morfología del núcleo celular en varias etapas: LEPTOTENO, CIGOTENO, PAQUITENO, DIPLOTENO y DIACINESIS. En la metafase I los cromosomas homólogos apareados (bivalentes) se disponen en el plano ecuatorial. En la anafase I los cromosomas homólogos, previamente recombinados, migran a polos opuestos. En la telofase I los dos conjuntos haploides de cromosomas se hallan agrupados en los polos opuestos de la célula. Después se produce la citocinesis, seguida de una interfase muy corta. Se inicia luego la segunda división meiótica. Esta se asemeja a una división mitótica convencional con la excepción de cada célula posee solamente un cromosoma del par homólogo ya recombinado. Se produce la profase II seguida de la metafase II en la que los cromosomas poseen sus cromátidas unidas únicamente a nivel del centrómero, ya que la adhesividad a nivel de brazos se perdió en la anafase I. Durante la anafase II los centrómeros se escinden, cada uno de ellos transportando una única cromátide hacia un polo de la célula, es posible que ambas cromátides hermanas que se acaban de separar no sean idénticas. 2

La telofase II, como la telofase I, comienza cuando los cromosomas alcanzan los polos opuestos de la célula, luego comienzan a desenrollarse, se forman nuevas membranas nucleares alrededor de cada grupo de cromosomas y se produce la citocinesis. En la espermatogénesis, cada espermatogonia diploide genera cuatro espermatozoides haploides. En la ovogénesis se forman un óvulo haploide y tres cuerpos polares haploides meióticamente a partir de una oogonia diploide.

OBJETIVOS 1. Reconocer las diferentes fases de la mitosis normales y anormales encontradas en preparados histológicos de carcinoma de cuello uterino y carcinoma de pulmón 2. Reconocer las células en mitosis con el marcador de inmunohistoquímica Ki-67 y establecer el índice de proliferación de una neoplasia. 3. Identificar en figuras, las distintas fases de la mitosis en células del meristemo de la raíz de la cebolla y las fases de la meiosis en testículos de ortópteros, señalando sus características. 4. Comparar la mitosis y la meiosis, en relación a sus procesos y a su significado biológico.

MATERIAL Y MÉTODO Materiales -

Microscopio de luz. Láminas de preparados histológicos humanos. Fotografías de láminas de preparados de testículo de ortóptero.

Método -

Observe las láminas con objetivo 40x, reconozca el tejido; elija zonas donde se aprecie las distintas fases de la mitosis, recorra el campo hasta ubicar cada una de ellas. Esquematice sus observaciones.

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Realizar el conteo del número de mitosis en 10 campos de gran aumento (400x). Observe las láminas testículo humano, identifique las fases iniciales de la meiosis en el epitelio seminífero. Esquematice sus observaciones. 5. Observe las láminas de tejido procesado con el marcador de inmunohistoquímica Ki67 identifique las células en mitosis y establezca el índice de proliferación de la neoplasia. - Observe las imágenes de mitosis en raíz de cebolla, identifique las fases. - Observe las fotografías de meiosis en testículo de ortóptero, identifique las fases. 3

TAREAS A REALIZAR 1.- ¿Qué tipos de tejido se ha observado? 2.- Graficar y señalar todas la fases de la mitosis observadas. 3.- Anotar el número de mitosis en 10 campos de gran aumento (100X). 4.- Graficar y señalar las mitosis anormales. 5.- Describir qué es el marcador de inmunohistoquímica Ki-67. 6.- Graficar un preparado histológico con el Ki-67. 7.- ¿Que significa índice de proliferación de una neoplasia? 8.- Cuál es el índice proliferativo de buen pronóstico de un carcinoma de mama? 9.- ¿Cuál es el índice proliferativo de mal pronóstico de un carcinoma de mama? 10.- En el siguiente esquema que representa células del meristemo de la raíz de cebolla, colocar en orden secuencial las fases de la división celular con las células señaladas. Indicar en cada fase 02 características distintivas.

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11.- En las siguientes imágenes de la espermatogénesis en Chorthippus jucundus (especie de ortóptero), explicar los eventos de mayor trascendencia en cada una de las fases de la meiosis observadas.

Profase I. Paquiteno medio __________________________________ __________________________________ __________________________________ __________________________________

Profase I. Diploteno tardío-diacinesis __________________________________ __________________________________ __________________________________ __________________________________

Metafase I __________________________________ __________________________________ __________________________________ __________________________________

Anafase I __________________________________ __________________________________ __________________________________ __________________________________

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Telofase I __________________________________ __________________________________ __________________________________ __________________________________

Intercinesis/Profase II __________________________________ __________________________________ __________________________________ __________________________________

13.- Compare la mitosis y la meiosis:

MITOSIS

MEIOSIS

INTERFASE PROFASE PROMETAFASE METAFASE ANAFASE TELOFASE

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14.- Explicar las características de cada fase y el proceso de transformación del cromosoma durante el ciclo celular a partir del siguiente gráfico.

15.- Explicar los mecanismos moleculares implicados en la formación y segregación de los cromosomas durante la mitosis. Cohesinas, separinas, securinas. 16.- Explicar los mecanismos moleculares implicados en la formación y segregación de los cromosomas durante la meiosis. Shugosinas 17.- Explicar el proceso de Regulación del ciclo celular en eucariotas. Reloj molecular. Estímulos externos. Activación de la división celular. Frenos a la división celular. 18.- Elabore un esquema de las interacciones moleculares del ciclo celular. 19.- Explicar la función de los Telómeros, el proceso de Apoptosis, y la relación entre Regulación y cáncer. 20.- Explicar el significado biológico de la mitosis y la meiosis. 7