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¿Existe el emparejamiento A / T, G / C en haploide?

¿Existe el emparejamiento A / T, G / C en haploide?


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Estoy tratando de entender el emparejamiento de bases. Entonces, cada cromosoma lineal es una doble hélice de doble hebra. ¿Es esta propiedad de doble hebra lo mismo que decir que un organismo es diploide? ¿O los cromosomas de un organismo eucariota haploide, como un miembro de Hongos, tienen cada uno 2 hebras (con las purinas siempre emparejadas con pirimidinas), lo que implicaría que los organismos diploides en realidad tienen 4 hebras?

EDITAR: Parte de mi confusión proviene del hecho de que en los organismos diploides, cada padre le da 1 cromosoma al niño. Si la propiedad bicatenaria es lo mismo que decir que un organismo es diploide, ¿significa esto que si un nucleótido en un cromosoma es A, entonces el nucleótido en el otro cromosoma en el mismo loci debe ser T? ¿No significa cromosoma una hebra emparejada, no una sola hebra?


¿Es esta propiedad de doble hebra lo mismo que decir que un organismo es diploide?

No. Eres un organismo diploide porque tienes dos copias de cada cromosoma. * Obtuviste una de tu madre y otra de tu padre. Todas sus células también son diploides, excepto sus gametos, cada uno de los cuales contiene solo una copia de cada cromosoma (debido al cruzamiento, cada cromosoma es parcialmente de su madre, parcialmente de su padre).

Las bacterias solo tienen una copia de su genoma. Lo duplican antes de la división celular, y cada célula resultante tiene una copia de cada cromosoma.

* A menos que sus cromosomas sexuales sean XY o anuploídicos.


¿Cuáles son las reglas de emparejamiento de bases para el ADN?

Las reglas de emparejamiento de bases para el ADN se rigen por los pares de bases complementarios: adenina (A) con timina (T) en un emparejamiento A-T y citosina (C) con guanina (G) en un emparejamiento C-G. Por el contrario, la timina solo se une a la adenina en un emparejamiento T-A y la guanina solo se une a la citosina en un emparejamiento G-C.

El ácido desoxirribonucleico, o ADN, contiene todo el conjunto de información esencial para la supervivencia de un organismo. Este conjunto de instrucciones está codificado en una estructura de cadena de doble hélice compuesta de monómeros de nucleótidos. Cada nucleótido lleva un grupo fosfato, un azúcar de cinco carbonos llamado desoxirribosa y una de cuatro nucleobases. Las cuatro bases que contienen nitrógeno que se encuentran en el ADN son A, T, C y G. A y G se clasifican como "purinas", mientras que C y T se consideran "pirimidinas". Las purinas son de mayor tamaño en comparación con las pirimidinas.

Edwin Chargaff hizo un descubrimiento importante con respecto a la estructura del ADN en 1949. En uno de sus experimentos, Chargaff ilustró que la cantidad de A es igual a la de T, mientras que la cantidad de C es igual a la de G. Luego concluyó que la base complementaria de A debe ser T y la base complementaria de C debe ser G. Los hallazgos de Chargaff formaron la base del principio de apareamiento de bases del ADN.


Purinas frente a pirimidinas

Cuando se trata de identificar las principales diferencias entre purinas y pirimidinas, lo que querrá recordar son las "tres S": estructura, tamaño y fuente. Los conceptos básicos de lo que necesita saber se encuentran en la tabla a continuación, pero puede encontrar más detalles sobre cada uno más abajo.

Purinas

Pirimidinas

Estructura

Tamaño

Fuente

La diferencia más importante que necesitará saber entre las purinas y las pirimidinas es en qué se diferencian en sus estructuras.

Las purinas (adenina y guanina) tienen un dos anillos estructura que consta de una molécula de nueve miembros con cuatro átomos de nitrógeno, como se puede ver en las dos figuras siguientes.

Estructura química de la adenina en formato vectorial. Fuente de la imagen: Wikimedia Commons Estructura de la guanina. Fuente de la imagen: Wikimedia Commons

Las pirimidinas (citosina, uracilo y timina) solo tienen un solo anillo, que tiene solo seis miembros y dos átomos de nitrógeno.

Estructura química de la citosina. Fuente de la imagen: Wikimedia Commons Estructura del uracilo. Fuente de la imagen: Wikimedia Commons Estructura química esquelética de la timina. Fuente de la imagen: Wikimedia Commons

Debido a que las purinas son esencialmente pirimidinas fusionadas con un segundo anillo, obviamente son más grandes que las pirimidinas. Esta diferencia de tamaño es parte de la razón por la que se produce el emparejamiento complementario. Si las purinas en las cadenas de ADN se unieran entre sí en lugar de a las pirimidinas, serían tan anchas que las pirimidinas no podrían alcanzar otras pirimidinas o purinas del otro lado. El espacio entre ellos sería tan grande que la hebra de ADN no podría mantenerse unida. Del mismo modo, si las pirimidinas en el ADN se unieran, no habría suficiente espacio para las purinas.


Contenido

El ADN tiene forma de doble hélice, que es como una escalera enrollada en espiral. Cada escalón de la escalera es un par de nucleótidos.

Nucleótidos Editar

Un nucleótido es una molécula formada por:

El ADN está compuesto por cuatro tipos de nucleótidos:

Cada uno de los 'peldaños' de la escalera de ADN está formado por dos bases, una base procedente de cada pata. Las bases se conectan en el medio: 'A' solamente pares con 'T' y 'C' solamente se empareja con 'G'. Las bases se mantienen unidas por enlaces de hidrógeno.

La adenina (A) y la timina (T) pueden emparejarse porque forman dos enlaces de hidrógeno, y la citosina (C) y la guanina (G) se emparejan para formar tres enlaces de hidrógeno. Aunque las bases están siempre en pares fijos, los pares pueden venir en cualquier orden (A-T o T-A de manera similar, C-G o G-C). De esta manera, el ADN puede escribir 'códigos' a partir de las 'letras' que son las bases. Estos códigos contienen el mensaje que le dice al celular qué hacer.

Cromatina editar

En los cromosomas, el ADN está unido a proteínas llamadas histonas para formar cromatina. Esta asociación participa en la epigenética y la regulación genética. Los genes se activan y desactivan durante el desarrollo y la actividad celular, y esta regulación es la base de la mayor parte de la actividad que tiene lugar en las células.

Cuando se copia el ADN, esto se llama Replicación de ADN. En resumen, los enlaces de hidrógeno que mantienen unidas las bases emparejadas se rompen y la molécula se divide por la mitad: las patas de la escalera se separan. Esto da dos hebras individuales. Se forman nuevas hebras haciendo coincidir las bases (A con T y G con C) para hacer las hebras faltantes.

Primero, una enzima llamada ADN helicasa divide el ADN por la mitad rompiendo los enlaces de hidrógeno. Luego, una vez que la molécula de ADN está en dos piezas separadas, otra molécula llamada ADN polimerasa crea una nueva hebra que coincide con cada una de las hebras de la molécula de ADN dividida. Cada copia de una molécula de ADN está formada por la mitad de la molécula original (inicial) y la mitad de bases nuevas.

Mutaciones Editar

Cuando se copia el ADN, a veces se cometen errores, que se denominan mutaciones. Hay cuatro tipos principales de mutaciones:

  • Supresión, donde una o más bases quedan fuera.
  • Sustitución, donde una o más bases se sustituyen por otra base en la secuencia.
  • Inserción, donde se coloca una o más bases extra.
    • Duplicación, donde se repite una secuencia de pares de bases.

    Las mutaciones también pueden clasificarse por su efecto sobre la estructura y función de las proteínas, o su efecto sobre la aptitud. Las mutaciones pueden ser malas para el organismo, neutrales o beneficiosas. A veces, las mutaciones son fatales para el organismo: la proteína producida por el nuevo ADN no funciona en absoluto y esto hace que el embrión muera. Por otro lado, la evolución avanza mediante mutaciones, cuando la nueva versión de la proteína funciona mejor para el organismo.

    Una sección de ADN que contiene instrucciones para producir una proteína se llama gen. Cada gen tiene la secuencia de al menos un polipéptido. [3] Las proteínas forman estructuras y también forman enzimas. Las enzimas hacen la mayor parte del trabajo en las células. Las proteínas están hechas de polipéptidos más pequeños, que están formados por aminoácidos. Para que una proteína haga un trabajo en particular, los aminoácidos correctos deben unirse en el orden correcto.

    Las proteínas son producidas por diminutas máquinas en la célula llamadas ribosomas. Los ribosomas se encuentran en el cuerpo principal de la célula, pero el ADN está solo en el núcleo de la célula. El codón es parte del ADN, pero el ADN nunca abandona el núcleo. Debido a que el ADN no puede salir del núcleo, el núcleo celular hace una copia de la secuencia de ADN en el ARN. Este es más pequeño y puede atravesar los orificios (poros) de la membrana del núcleo y salir a la célula.

    Los genes codificados en el ADN se transcriben en ARN mensajero (ARNm) mediante proteínas como la ARN polimerasa. Luego, el ARNm maduro se usa como plantilla para la síntesis de proteínas por parte del ribosoma. Los ribosomas leen codones, 'palabras' formadas por tres pares de bases que le dicen al ribosoma qué aminoácido agregar. El ribosoma escanea a lo largo de un ARNm, leyendo el código mientras produce proteína. Otro ARN llamado ARNt ayuda a hacer coincidir el aminoácido correcto con cada codón. [4]

    El ADN fue aislado por primera vez (extraído de las células) por el médico suizo Friedrich Miescher en 1869, cuando trabajaba con bacterias del pus en vendajes quirúrgicos. La molécula se encontró en el núcleo de las células y por eso la llamó nucleina. [5]

    En 1928, Frederick Griffith descubrió que los rasgos de la forma "suave" de Neumococo podría transferirse a la forma "rugosa" de la misma bacteria mezclando bacterias "lisas" muertas con la forma viva "rugosa". [6] Este sistema proporcionó la primera sugerencia clara de que el ADN transporta información genética.

    El papel del ADN en la herencia se confirmó en 1952, cuando Alfred Hershey y Martha Chase en el experimento Hershey-Chase demostraron que el ADN es el material genético del bacteriófago T2. [9]

    En la década de 1950, Erwin Chargaff [10] descubrió que la cantidad de timina (T) presente en una molécula de ADN era aproximadamente igual a la cantidad de adenina (A) presente. Descubrió que lo mismo se aplica a la guanina (G) y la citosina (C). Las reglas de Chargaff resumen este hallazgo.

    En 1953, James D. Watson y Francis Crick sugirieron lo que ahora se acepta como el primer modelo correcto de estructura de ADN de doble hélice en la revista. Naturaleza. [11] Su modelo molecular de ADN de doble hélice se basó en una sola imagen de difracción de rayos X "Photo 51", tomada por Rosalind Franklin y Raymond Gosling en mayo de 1952. [12]

    La evidencia experimental que apoya el modelo de Watson y Crick se publicó en una serie de cinco artículos en el mismo número de Naturaleza. [13] De estos, el artículo de Franklin y Gosling fue la primera publicación de sus propios datos de difracción de rayos X y método de análisis original que apoyaba en parte el modelo de Watson y Crick [14] este número también contenía un artículo sobre la estructura del ADN de Maurice Wilkins y dos de sus colegas, cuyo análisis y en vivo Los patrones de rayos X de ADN B también respaldaron la presencia en vivo de las configuraciones de ADN de doble hélice propuestas por Crick y Watson para su modelo molecular de ADN de doble hélice en las dos páginas anteriores de Naturaleza. En 1962, después de la muerte de Franklin, Watson, Crick y Wilkins recibieron conjuntamente el Premio Nobel de Fisiología o Medicina. [15] Los premios Nobel se otorgaron solo a los destinatarios vivos en ese momento. Continúa el debate sobre quién debería recibir crédito por el descubrimiento. [dieciséis]

    En 1957, Crick explicó la relación entre ADN, ARN y proteínas, en el dogma central de la biología molecular. [17]

    La forma en que se copió el ADN (el mecanismo de replicación) se produjo en 1958 a través del experimento Meselson-Stahl. [18] Más trabajo de Crick y colaboradores mostró que el código genético se basaba en tripletes de bases que no se superponen, llamados codones. [19] Estos hallazgos representan el nacimiento de la biología molecular.

    Se ha debatido mucho sobre cómo Watson y Crick obtuvieron los resultados de Franklin. Crick, Watson y Maurice Wilkins recibieron el Premio Nobel en 1962 por su trabajo sobre el ADN: Rosalind Franklin había muerto en 1958.

    La policía de Estados Unidos utilizó bases de datos públicas de ADN y árboles genealógicos para resolver casos sin resolver. La Unión Estadounidense de Libertades Civiles expresó su preocupación por esta práctica. [20]


    Metafase I

    Durante la metafase I, los cromosomas homólogos están dispuestos en el centro de la célula con los cinetocoros enfrentados a polos opuestos. Los pares homólogos se orientan al azar en el ecuador. Por ejemplo, si los dos miembros homólogos del cromosoma 1 están etiquetados como ayb, entonces los cromosomas podrían alinearse a-b o b-a. Esto es importante para determinar los genes transportados por un gameto, ya que cada uno solo recibirá uno de los dos cromosomas homólogos. Recuerde que los cromosomas homólogos no son idénticos. Contienen ligeras diferencias en su información genética, lo que hace que cada gameto tenga una composición genética única.

    Esta aleatoriedad es la base física para la creación de la segunda forma de variación genética en la descendencia. Considere que los cromosomas homólogos de un organismo que se reproduce sexualmente se heredan originalmente como dos conjuntos separados, uno de cada padre. Usando a los humanos como ejemplo, un conjunto de 23 cromosomas está presente en el óvulo donado por la madre. El padre proporciona el otro conjunto de 23 cromosomas en el esperma que fertiliza el óvulo. Cada célula de la descendencia multicelular tiene copias de los dos juegos originales de cromosomas homólogos. En la profase I de la meiosis, los cromosomas homólogos forman las tétradas. En la metafase I, estos pares se alinean en el punto medio entre los dos polos de la célula para formar la placa de metafase. Debido a que existe la misma posibilidad de que una fibra de microtúbulos encuentre un cromosoma heredado de la madre o del padre, la disposición de las tétradas en la placa de metafase es aleatoria. Cualquier cromosoma heredado de la madre puede enfrentarse a cualquiera de los polos. Cualquier cromosoma heredado por el padre también puede enfrentarse a cualquiera de los polos. La orientación de cada tétrada es independiente de la orientación de las otras 22 tétradas.

    Este evento, el surtido aleatorio (o independiente) de cromosomas homólogos en la placa de metafase, es el segundo mecanismo que introduce variación en los gametos o esporas. En cada célula que sufre meiosis, la disposición de las tétradas es diferente. El número de variaciones depende del número de cromosomas que componen un conjunto. Hay dos posibilidades de orientación en la placa de metafase, el número posible de alineaciones, por lo tanto, es igual a 2 n, dónde norte es el número de cromosomas por juego. Los seres humanos tienen 23 pares de cromosomas, lo que da como resultado más de ocho millones (2 23) posibles gametos genéticamente distintos. Este número no incluye la variabilidad que se creó previamente en las cromátidas hermanas por cruce. Dados estos dos mecanismos, es muy poco probable que dos células haploides que resulten de la meiosis tengan la misma composición genética (Figura 3).

    Figura 3. El surtido aleatorio e independiente durante la metafase I se puede demostrar considerando una célula con un conjunto de dos cromosomas (norte = 2). En este caso, hay dos arreglos posibles en el plano ecuatorial en la metafase I. El número total posible de gametos diferentes es 2norte, dónde norte es igual al número de cromosomas en un conjunto. En este ejemplo, hay cuatro posibles combinaciones genéticas para los gametos. Con norte = 23 en células humanas, hay más de 8 millones de combinaciones posibles de cromosomas maternos y paternos.

    Para resumir las consecuencias genéticas de la meiosis I, los genes maternos y paternos se recombinan mediante eventos cruzados que ocurren entre cada par homólogo durante la profase I. Además, el surtido aleatorio de tétradas en la placa de metafase produce una combinación única de cromosomas maternos y paternos. que se abrirán camino hacia los gametos.


    Las respuestas a todos los problemas se encuentran al final de este libro. Las soluciones detalladas están disponibles en el Manual de soluciones para el estudiante, la Guía de estudio y el Libro de problemas. Abundancia de diferentes bases en el genoma humano Los resultados sobre el genoma humano publicados en Science (Science 291: 1304-1350 [2001]) indican que el genoma humano haploide consta de 2,91 pares de gigabase (2,91 X] 0 9 pares de bases> y que el 27% de las bases en el ADN humano son A. Calcule el número de residuos A. T, G y C en una célula humana típica.

    Las respuestas a todos los problemas se encuentran al final de este libro. Las soluciones detalladas están disponibles en el Manual de soluciones para el estudiante, la Guía de estudio y el Libro de problemas.

    Abundancia de las diferentes bases del genoma humano Los resultados sobre el genoma humano publicados en Science (Science 291: 1304-1350 [2001]) indican que el genoma humano haploide consta de 2,91 pares de gigabase (2,91 X] 0 9 pares de bases> y que el 27% de las bases en el ADN humano son A. Calcule el número de residuos A. T, G y C en una célula humana típica.


    Primeras formas de vida en transmitir ADN artificial diseñado por científicos estadounidenses

    El último estudio lleva la vida más allá del código de ADN de G, T, C y A: las moléculas o bases que se emparejan en la hélice del ADN.

    El último estudio lleva la vida más allá del código de ADN de G, T, C y A: las moléculas o bases que se emparejan en la hélice del ADN.

    Científicos estadounidenses crearon el primer organismo vivo que transportó y transmitió a las generaciones futuras un código genético ampliado, allanando el camino para una gran cantidad de nuevas formas de vida cuyas células llevan ADN sintético que no se parece en nada al código genético normal de los organismos naturales.

    Los investigadores dicen que el trabajo desafía el dogma de que las moléculas de la vida que componen el ADN son "especiales". Los organismos que llevan el código de ADN reforzado podrían diseñarse para producir nuevas formas de medicamentos que de otro modo no podrían fabricarse, han afirmado.

    "Esto tiene implicaciones muy importantes para nuestra comprensión de la vida", dijo Floyd Romesberg, cuyo equipo creó el organismo en el Instituto de Investigación Scripps en La Jolla, California. “Durante mucho tiempo, la gente ha pensado que el ADN era como era porque tenía que ser, que de alguna manera era la molécula perfecta”.

    Desde el momento en que la vida se afianzó en la Tierra, la diversidad de organismos se ha escrito en un código de ADN de cuatro letras. El último estudio lleva la vida más allá de G, T, C y A, las moléculas o bases que se emparejan en la hélice del ADN, e introduce dos nuevas letras de vida: X e Y.

    Romesberg comenzó con E. coli, un insecto que normalmente se encuentra en el suelo y es transportado por las personas. En este, insertó un bucle de material genético que contenía ADN normal y dos bases de ADN sintético. Aunque se conocen como X e Y por simplicidad, las bases de ADN artificiales tienen nombres químicos mucho más largos, que a su vez se abrevian como d5SICS y dNaM.

    En los organismos vivos, G, T, C y A se unen para formar dos pares de bases, G-C y T-A. El ADN sintético adicional forma un tercer par de bases, X-Y, según el estudio publicado en Nature. Estos pares de bases se utilizan para fabricar genes, que las células utilizan como plantillas para fabricar proteínas.

    Romesberg descubrió que cuando las bacterias modificadas se dividían, pasaban el ADN natural como se esperaba. Pero también replicaron el código sintético y lo pasaron a la siguiente generación. Esa generación de errores hizo lo mismo.

    "Lo que tenemos ahora, por primera vez, es un organismo que alberga de manera estable un tercer par de bases, y es completamente diferente a los naturales", dijo Romesberg. Por ahora, el ADN sintético no hace nada en la célula. Simplemente se queda ahí. Pero Romesberg ahora quiere modificar el organismo para que pueda hacer un buen uso del ADN artificial.

    “Este es un trabajo hermoso”, dijo Martin Fussenegger, biólogo sintético de ETH Zurich. “La replicación del ADN es realmente la crema de la cosecha de la evolución que opera de la misma manera en todos los sistemas vivos. Ver que esta maquinaria funciona con pares de bases sintéticos es simplemente fascinante ".

    Las posibilidades de tales organismos aún están en juego. El código de ADN sintético podría usarse para construir circuitos biológicos en células que no interfieran con la función biológica natural que los científicos podrían crear células que usan el ADN para fabricar proteínas que no se sabe que existen en la naturaleza. El desarrollo podría conducir a una amplia gama de medicamentos a base de proteínas.

    El campo de la biología sintética ha sido controvertido en el pasado. Algunos observadores han expresado su preocupación de que los científicos puedan crear organismos artificiales que luego podrían escapar de los laboratorios y provocar un desastre ambiental o de salud.

    Hace más de 10 años, el científico Eckard Wimmer, de la Universidad Stony Brook, en Nueva York, recreó el virus de la polio desde cero para resaltar los peligros.

    Romesberg dijo que los organismos que llevan su código de ADN "antinatural" tenían un mecanismo de seguridad incorporado. Los insectos modificados solo podrían sobrevivir si se les alimentara con los productos químicos que necesitaban para replicar el ADN sintético. Los experimentos en el laboratorio mostraron que sin estos químicos, los insectos perdían constantemente el ADN sintético ya que ya no podían producirlo.

    "Hay mucha gente preocupada por la biología sintética porque se ocupa de la vida, y esas preocupaciones están completamente justificadas", dijo Romesberg. "La sociedad necesita entender qué es y tomar decisiones racionales sobre lo que quiere".

    Ross Thyer, de la Universidad de Texas, en Austin, sugirió que el ADN sintético podría convertirse en una parte esencial del propio ADN de un organismo. “La ingeniería humana daría como resultado un organismo que contiene permanentemente un alfabeto genético expandido, algo que, hasta donde sabemos, ninguna forma de vida natural ha logrado.

    “¿Qué haría un organismo así con un alfabeto genético expandido? No lo sabemos. ¿Podría conducir a un almacenamiento más sofisticado de información biológica? ¿Redes reguladoras más complicadas o sutiles? Todas estas son preguntas que podemos esperar explorar ”.


    REPRODUCCIÓN EN ORGANISMOS

    Cualquiera que sea la duración de la vida, la muerte de cada organismo individual es una certeza, es decir, ningún individuo es inmortal, excepto los organismos unicelulares.

    • No hay muerte natural en los organismos unicelulares, ya que se dividen y forman 2 nuevas células.
    • Reproducción-
      • se define como un proceso biológico en el que un organismo da lugar a crías (descendencia) similares a él.
      • La descendencia crece, madura y, a su vez, produce nueva descendencia. Por lo tanto, hay un ciclo de nacimiento, crecimiento y muerte.
      • La reproducción permite la continuidad de la especie, generación tras generación.
      • la variación genética se crea y se hereda durante la reproducción.
      • Existe una gran diversidad en el mecanismo de reproducción de los organismos. El hábitat del organismo, su fisiología interna y varios otros factores son colectivamente responsables de cómo se reproduce.

      La reproducción es de dos tipos:

      Cuando la descendencia es producida por un solo padre con o sin la participación de la formación de gametos, la reproducción es Asexual.

      Cuando dos padres (del sexo opuesto) participan en el proceso reproductivo y también involucran la fusión de gametos masculinos y femeninos, se llama reproducción sexual.

      • Reproducción asexual
        • En este método, un solo individuo (padre) es capaz de producir descendencia.
        • Las crías que se producen no solo son idénticas entre sí, sino que también son copias exactas de su progenitor. Estas crías también son genéticamente idénticas entre sí. El término clon se usa para describir tales individuos morfológica y genéticamente similares.
        • La reproducción asexual es común entre organismos unicelulares y en plantas y animales con organizaciones relativamente simples.
            • Fisión binaria - En muchos organismos unicelulares, la célula se divide en dos mitades y cada una crece rápidamente hasta convertirse en un adulto (p. Ej., Ameba, paramecio).
            • En ciernes - En la levadura, la división es desigual y se producen pequeños cogollos que permanecen adheridos inicialmente a la célula madre, que eventualmente se separa y madura en nuevos organismos de levadura (células).
            • Estructuras reproductivas especiales -Los miembros del Reino Fungi y plantas simples como las algas se reproducen a través de estructuras reproductivas asexuales especiales. Las más comunes de estas estructuras son las zoosporas que generalmente son estructuras móviles microscópicas. Otras estructuras reproductivas asexuales comunes son los conidios (Penicillium), las yemas (Hydra) y las gemmules (esponja).
            • Propagación vegetativa -La reproducción vegetativa también es un proceso asexual, ya que solo participa uno de los padres. en las plantas, el término reproducción vegetativa se utiliza con frecuencia. por ejemplo, las unidades de propagación vegetativa en las plantas: corredor, rizoma, chupón, tubérculo, retoño, bulbo. Estas estructuras se denominan propágulos vegetativos. En protistas y moneranos, (todos unicelulares) el organismo o la célula madre se divide en dos para dar lugar a nuevos individuos. Por tanto, en estos organismos la división celular es en sí misma un modo de reproducción.

            El jacinto de agua, una maleza acuática, también conocida como & # 8216terror de Bengala & # 8217, se propaga vegetativamente. Anteriormente, esta planta se introdujo en la India debido a sus hermosas flores y la forma de las hojas. Dado que puede propagarse vegetativamente a una velocidad fenomenal y extenderse por todo el cuerpo de agua en un corto período de tiempo, drena el oxígeno del cuerpo de agua y causa la muerte de los peces. (Eutrofización)

            Bryophyllum muestra la propagación vegetativa desde las muescas presentes en los márgenes de las hojas.

              • La reproducción sexual es el método común de reproducción en organismos que tienen una organización relativamente simple, como las algas y los hongos.
              • Estos organismos cambian al método de reproducción sexual justo antes de la aparición de condiciones adversas.
              • En plantas superiores se exhiben modos de reproducción tanto asexual (vegetativo) como sexual.
              • En la mayoría de los animales solo está presente el modo de reproducción sexual.

              Reproducción sexual

              • La reproducción sexual implica la formación de gametos masculinos y femeninos, ya sea por el mismo individuo o por diferentes individuos del sexo opuesto. Estos gametos se fusionan para formar el cigoto que se desarrolla para formar el nuevo organismo.
              • Es un proceso elaborado, complejo y lento en comparación con la reproducción asexual.
              • Debido a la fusión de los gametos masculinos y femeninos, la reproducción sexual da como resultado una descendencia que no es idéntica a los padres o entre ellos.
              • Las plantas, los animales y los hongos presentan una gran diversidad en morfología externa, estructura interna y fisiología, pero en la reproducción sexual comparten un patrón similar.
              • Fase juvenil / vegetativa - Todos los organismos tienen que alcanzar una determinada etapa de crecimiento y madurez en su vida, antes de que puedan reproducirse sexualmente. Ese período de crecimiento se llama fase juvenil. Se conoce como fase vegetativa en plantas.
              • Fase reproductiva –El inicio de la fase reproductiva se aprecia fácilmente en las plantas superiores cuando llegan a florecer.
              • En algunas plantas, donde la floración ocurre más de una vez, el período de interfloración también se conoce como período juvenil.
              • Las plantas, los tipos anuales y bienales, muestran fases vegetativas, reproductivas y senescentes bien definidas, pero en las especies perennes es muy difícil definir claramente estas fases.
              • Las especies de bambú florecen solo una vez en su vida, generalmente después de 50-100 años, producen una gran cantidad de frutos y mueren.
              • Strobilanthus kunthiana (neelakuranji), florece una vez cada 12 años. Se encuentra en zonas montañosas de Kerala, Karnataka y Tamil Nadu.
              • En los animales, la fase juvenil va seguida de cambios morfológicos y fisiológicos antes del comportamiento reproductivo activo.
              • las aves que viven en la naturaleza ponen huevos solo estacionalmente. Sin embargo, se puede hacer que las aves en cautiverio (como en las granjas avícolas) pongan huevos durante todo el año. En este caso, la puesta de huevos no está relacionada con la reproducción sino que es una explotación comercial para el bienestar humano.
              • Las hembras de los mamíferos placentarios exhiben cambios cíclicos en las actividades de los ovarios y los conductos accesorios, así como en las hormonas durante la fase reproductiva.
              • En mamíferos no primates como vacas, ovejas, ratas, ciervos, perros, tigres, etc., estos cambios cíclicos durante la reproducción se denominan ciclo estral, mientras que en los primates (monos, simios y humanos) se denomina ciclo menstrual.
              • Muchos mamíferos, especialmente los que viven en condiciones naturales y silvestres, exhiben tales ciclos solo durante las estaciones favorables en su fase reproductiva y, por lo tanto, se denominan criadores estacionales. Muchos otros mamíferos son reproductivamente activos a lo largo de su fase reproductiva y, por lo tanto, se les llama reproductores continuos.
              • Fase senescente - El final de la fase reproductiva puede considerarse como uno de los parámetros de senescencia o vejez. Hay cambios concomitantes en el cuerpo (como ralentización del metabolismo, etc.) durante esta última fase de la vida. La vejez finalmente conduce a la muerte.
              • Tanto en plantas como en animales, las hormonas son responsables de las transiciones entre las tres fases. La interacción entre las hormonas y ciertos factores ambientales regulan los procesos reproductivos y las expresiones de comportamiento asociadas de los organismos.
              • Eventos en la reproducción sexual
                • La reproducción sexual se caracteriza por la fusión (o fertilización) de los gametos masculinos y femeninos, la formación de cigoto y embrión.
                • Estos eventos secuenciales pueden agruparse en tres etapas distintas, a saber, los eventos de prefertilización, fertilización y posfertilización.
                • Estos incluyen todos los eventos de reproducción sexual antes de la fusión de gametos.
                • Los dos principales eventos previos a la fertilización son gametogénesis y transferencia de gameto.
                • Gametogénesis
                  • Se refiere al proceso de formación de los dos tipos de gametos & # 8211 masculino y femenino.
                  • Los gametos son células haploides.
                  • En algunas algas, los dos gametos son tan similares en apariencia que no es posible clasificarlos en gametos masculinos y femeninos, por lo que se denominan homogametos (isogametos).
                  • Sin embargo, en la mayoría de los organismos que se reproducen sexualmente, los gametos producidos son de dos tipos morfológicamente distintos (heterogametos). En tales organismos, el gameto masculino se llama antherozoide o esperma y el gameto femenino se llama huevo o esperma.


                  Sexualidad en organismos:

                  • Las plantas pueden tener estructuras reproductivas masculinas y femeninas en la misma planta (bisexual) o en plantas diferentes (unisexual).
                  • En varios hongos y plantas, términos como homotálico y monoico se usan para denotar la condición bisexual y heterotálico y dioico son los términos usados ​​para describir la condición unisexual.
                  • En las plantas con flores, la flor masculina unisexual es estaminada, p. Ej., Con estambres, mientras que la femenina es pistilada o con pistilos.
                  • por ejemplo, ejemplos de plantas monoicas: cucurbitáceas y cocos
                  • plantas dioicas - Papaya y palmera datilera.
                  • Lombrices de tierra, esponjas, tenias y sanguijuelas son ejemplos de animales bisexuales (hermafroditas). La cucaracha es un ejemplo de especie unisexual.
                  • División celular durante la formación de gametos:
                  • Los gametos en todas las especies heterogaméticas son de dos tipos, a saber, los machos y los gametos son haploides, aunque el cuerpo de la planta madre del que surgen puede ser haploide o diploide.
                  • Un padre haploide produce gametos por división mitótica como en monera, hongos, algas y briofitas.
                  • En las pteridofitas, las gimnospermas, las angiospermas y la mayoría de los animales, incluidos los seres humanos, el cuerpo parental se encuentra en estas células especializadas llamadas meiocitos (célula madre de los gametos) que se someten a meiosis.
                  • Al final de la meiosis, solo se incorpora un conjunto de cromosomas en cada

                  • Transferencia de gametos:
                  • Después de la formación, los gametos masculinos y femeninos deben unirse físicamente para facilitar la fusión (fertilización).
                  • En la mayoría de los organismos, el gameto masculino es móvil y el femenino es estacionario.
                  • Excepciones: pocos hongos y algas en los que ambos tipos de gametos son móviles.
                  • Para la transferencia de gametos masculinos, se necesita un medio. En varias plantas simples como las algas, briofitas y pteridofitas, el agua es el medio para la transferencia de gametos.
                  • Sin embargo, una gran cantidad de gametos masculinos no logran alcanzar los gametos femeninos. Para compensar esta pérdida de gametos masculinos durante el transporte, la cantidad de gametos masculinos producidos es muy alta.
                  • En las plantas con semillas, los granos de polen son los portadores de los gametos masculinos y el óvulo tiene el huevo. Por lo tanto, los granos de polen producidos en las anteras deben transferirse al estigma antes de que pueda conducir a la fertilización.
                  • En las plantas bisexuales que se autofertilizan, por ejemplo, los guisantes, la transferencia de los granos de polen al estigma es relativamente fácil, ya que las anteras y el estigma se encuentran cerca unos de otros, los granos de polen poco después de que se desprenden y entran en contacto con el estigma.
                  • en las plantas de polinización cruzada (incluidas las plantas dioicas), un evento especializado llamado polinización facilita la transferencia de los granos de polen al estigma.
                  • Los granos de polen germinan en el estigma y los tubos polínicos que transportan los gametos masculinos llegan al óvulo y descargan gametos masculinos cerca del huevo.
                  • En los animales dioicos, dado que los gametos masculinos y femeninos se forman en diferentes individuos, el organismo debe desarrollar un mecanismo especial para la transferencia de gametos. La transferencia exitosa y la unión de los gametos es esencial para el evento más crítico en la reproducción sexual, la fertilización.

                  • Fertilización
                  • El evento más vital de la reproducción sexual es quizás la fusión de gametos. Este proceso también se llama sincronía da como resultado la formación de un diploide.
                  • en algunos organismos como los rotíferos, las abejas e incluso algunos lagartos y pájaros (pavos), el gameto femenino se desarrolla para formar nuevos organismos sin fertilización. Este fenómeno se llama
                  • En la mayoría de los organismos acuáticos, como la mayoría de las algas y los peces, así como los anfibios, la singamia se produce en el medio externo (agua), es decir, fuera del cuerpo del organismo. Este tipo de fusión gamética se llama fertilización externa.

                  Los organismos que exhiben fertilización externa muestran una gran sincronía entre los sexos y liberan una gran cantidad de gametos en el medio circundante (agua) para aumentar las posibilidades de singamia. Esto sucede en los peces óseos y las ranas donde se produce una gran cantidad de crías. Una gran desventaja es que las crías son extremadamente vulnerables a los depredadores que amenazan su supervivencia hasta la edad adulta.

                  • In many terrestrial organisms, belonging to fungi, higher animals such as reptiles birds, mammals and in a majority of plants (bryophytes, pteridophytes, gymnosperms and angiosperms), syngamy occurs insidethe body of the organism, hence the process is called internal fertilisation.

                  In all these organisms, egg is formed inside the female body where they fuse with the male gamete. In organisms exhibiting internal fertilisation, the male gamete is motile and has to reach the egg in order to fuse with it. In these even though the number of sperms produced is very large, there is a significant reduction in the number of eggs produced. In seed plants, however, the non-motile male gametes are carried to female gamete by pollen tubes.

                  • Post-fertilisation Events
                  • Events in sexual reproduction after the formation of zygote are called post-fertilisation events.
                  • Zygote :
                    • Formation of the diploid zygote is universal in all sexually reproducing organisms.
                    • In organisms with external fertilisation, zygote is formed in the external medium (usually water), whereas in those exhibiting internal fertilisation, zygote is formed inside the body of the organism.
                    • Further development of the zygote depends on the type of life cycle the organism has and the environment it is exposed to.
                    • In organisms belonging to fungi and algae, zygote develops a thick wall that is resistant to dessication and damage. It undergoes a period of rest before germination.
                    • In organisms with haplontic life cycle, zygote divides by meiosis to form haploid spores that grow into haploid individuals.
                    • Zygote is the vital link that ensures continuity of species between organisms of one generation and the next.
                    • Every sexually reproducing organism, including human beings begin life as a single cell-the zygote.
                    • It refers to the process of development ofembryo from the zygote.
                    • During embryogenesis, zygote undergoes cell division (mitosis) and cell differentiation. While cell divisions increase the number of cells in the developing embryo cell differentiation helps groups of cells to undergo certain modifications to form specialised tissues and organs to form an organism.
                    • Animals are categorised into oviparous and viviparous based on whether the development of the zygote take place outside the body of the female parent or inside, i.e., whether they lay fertilised/unfertilised eggs or give birth to young ones.
                    • In oviparous animals like reptiles and birds,the fertilised eggs covered by hard calcareous shell are laid in a safe place in the environment after a period of incubation young ones hatch out.
                    • in viviparous animals (majority of mammals including human beings), the zygote develops into a young one inside the body of the female organism. After attaining a certain stage of growth, the young ones are delivered out of the body of the female organism. Because of proper embryonic care and protection, the chances of survival of young ones is greater in viviparous organisms.
                    • In flowering plants, the zygote is formed inside the ovule. After fertilisation the sepals, petals and stamens of the flower wither and fall off.
                    • The pistil however, remains attached to the plant. The zygote develops into the embryo and the ovules develop into the seed. The ovary develops into the fruit which develops a thick wall called pericarp that is protective in function. After dispersal, seeds germinate under favourable conditions to produce new plants.downloadble pdf file is available…please click on the link below…

                    Resultados

                    Mating Ability and Fertility of Diploid Males. We established 39 F2 pairings with haploid or diploid males. On the basis of the microsatellite criteria described above, we identified 19 males as diploids and 18 as haploids. Two of the males had pedigrees lacking adequate allelic variation to confirm a diploid or haploid status their families were not included in our analysis. The mating abilities of haploid and diploid males were comparable with regard to their ability to mount females and engage in copulation. All 19 diploid males and 16 of 18 haploid males mated, and for the males that mated, we found no differences between the groups in the time required for courtship (t = 1.30, PAG = 0.20) or to complete copulation (t = 0.02, PAG = 0.98). Of the 19 females that mated with diploid males, three never attempted to nest, and similarly, four of the 16 females mated to haploid males failed to nest (χ 2 = 0.27, PAG = 0.60). These nonnesting wasps are not included in further analyses.

                    Data comparing the reproductive output of nesting females mated to diploid versus haploid males are presented in Table 1. Females mated to diploid males and females mated to haploids provisioned comparable numbers of nest cells ( = 37.3 vs. = 32.3, t = 1.61, PAG = 0.12). The proportion of immature mortality in the two groups was the same: 0.25. Thus, regardless of their mate's ploidy, females produced similar numbers of offspring.

                    There were however significant differences between the groups in the numbers of male offspring. Females mated to diploids averaged significantly more sons ( = 11.7) than females mated to haploids ( = 3.2, t = 2.97, PAG = 0.01). However, for male reproductive success, the critical factor is whether their sperm are used in fertilizations to make daughters. Diploid males produced, on average, 16.1 daughters versus the 21.1 daughters achieved by haploid males diploid males thus have 76% the fertility of haploids. Even so, the two-tailed test does not indicate a significant difference (t = 1.60, PAG = 0.12). The range in the number of daughters for diploid males (0–36) is greater than for haploids (7–32) the fertility of diploid males spans the range from zero to levels indistinguishable from that of normal haploid males. Because of the high variability in our sample, there may be undetected differences between diploid and haploid male reproduction. However, clearly some diploid males have fertility comparable to or exceeding that of some haploid males.

                    Reproductive Capabilities and Ploidy of Daughters of Diploid Males. The behavior of daughters of diploid males did not differ from that of daughters of haploid males with regard to courtship (t = 0.53, PAG = 0.60) or total time required for mating (t = 1.76, PAG = 0.09), nor did daughters of diploid and haploid males show any differences in nesting and reproduction. Of the 30 F3 females, 11 of 18 that had diploid fathers nested, and 10 of 12 with haploid fathers nested (χ 2 = 0.80, PAG = 0.37). Nesting females with diploid versus haploid fathers provisioned an average of 23.8 versus 24.8 cells respectively (t = 0.25, PAG = 0.81), and mortality among the offspring of the two kinds of females was also similar (0.41 versus 0.43, χ 2 = 0.01, PAG = 0.93) (Table 2). Because the daughters of diploid males had normal fertility, we would expect them to be diploid rather than triploid. By using microsatellites, we were able to test the ploidy of these females. Thirteen diploid males and their mates had microsatellite allelic combinations that allowed us to unequivocally determine whether their daughters were diploid or triploid. We genotyped 47 daughters from these crosses. In all cases, the daughters were diploid with one distinctive allele from each parent, and their diploid fathers could pass either allele at a locus to these daughters (Fig. 3).


                    Sistema reproductor masculino

                    Spermatogonia

                    Spermatogonia are rounded cells that lie in contact with the basement membrane of the seminiferous tubules. They are the stem cells of the system, dividing to maintain their own numbers and to produce the cells that embark on the process of development into spermatozoa. Spermatogonia divide by mitosis into types A and B. Type A are the replacement cells and type B are the cells that develop into spermatocytes. Early type B spermatogonia cannot be distinguished from the spermatogonia in general, but they soon enlarge and begin the complex process of meiosis.

                    Meiosis is a two stage maturation process. The first division produces secondary spermatocytes and the second maturation division produces spermatids, which undergo no more division and develop into spermatozoa. Many readers will know that meiosis leads to a reduction in the number of chromosomes from the diploid number to the haploid number, which means a reduction from 42 to 21. Essentially the same process occurs in the development of ova in the female rat. By way of example, Table 18.2 explains the process in man.

                    Table 18.2 . Gamete Production in Man

                    EscenarioEvents, etc.Male CellsFemale CellsPloidynorte NúmeroNumber of Chromosomes
                    Resting stage of cells: oogonia and spermatogoniaNormal cellular metabolismSpermatogoniaOogoniaDiploide246
                    A, A′,Each chromosome contains one strand of DNA
                    Two A chromosomes are present, A and A’, hence the cell is diploid
                    Mitosis preparatory phaseDNA replication, centromere replication occursSpermatogoniaOogoniaDiploide446
                    AA, A′A′,The number of strands of DNA has doubled
                    Two A chromosomes are present: AA and A′A′
                    División celular SpermatogoniaOogoniaDiploide2 Back to original state46
                    A, A′,
                    Back to original state
                    Meiosis I. Preparatory stage with a long prophaseReplicación de ADNPrimary spermatocytesPrimary oocyteDiploide446
                    The cells change from spermatogonia to primary spermatocytes on duplication of the DNAThe cells change from oogonia to primary oocytes on duplication of the DNA. Long delay in women: process does not proceed until pubertyAA, A′A′,
                    Crossing over occurs and the cells divideSecondary spermatocytes producedSecondary oocyte plus 1st polar body producedHaploide223
                    AA,This is a different sort of 2 from that seen above: A, A’,
                    Only one A chromosome (AA) is present: hence the cell is haploid
                    Meiosis IINo DNA replication takes place, Cells divideSpermatids produced1st definitive oocyte produced plus further polar body.Haploidenorte23
                    A,
                    Only one A chromosome is present: hence the cell is haploid

                    Notas: Ploidy refers to the number of copies of each chromosome present in the cell, the norte number refers to the number of copies of each strand of DNA. Recall that humans have 46 chromosomes: 44+XX or 44+XY. The 44 non-sex chromosomes comprise two sets of 22: there are two number 15 s, etc. We could call these 15 and 15′. Let A and A′ be chromosomes and let us follow them through the process. If the amount of DNA in a chromosome doubles we shall show this by AA or A′A′.

                    Note the ploidy/norte number combinations

                    In man, the first meiotic division begins with a 22 day prophase that is divided into five stages: leptotene, zygotene, pachytene, diplotene and diakinesis (mnemonic: let zoologists pet dangerous dingoes). Thread like chromosomes appear during leptotene and duplicate during zygotene, shorten and thicken during pachytene (pachyderms have thick skins), when crossing over occurs. Further shortening and preparation for the next stage occurs during diplotene and diakinesis. Once prophase is over, things move more quickly. The nuclear membrane disappears and the chromosomes line up along the equator of a recently formed spindle before moving apart to produce haploid secondary spermatocytes (see Table 18.2 ). This sequence is described as metaphase, anaphase and telophase.

                    Secondary spermatocytes exist for a brief interphase before a second meiotic division, during which no duplication of DNA occurs, and the secondary spermatocytes move quickly through prophase, metaphase, anaphase and telophase to produce the spermatids. Cell division now complete, each spermatid can develop into a spermatozoon.

                    An added complication is that the cells taking part in the sequence from primary spermatocytes to spermatids never actually separate when they divide, and the daughter cells of each ‘division’ remain connected by cytoplasmic bridges. Separation only occurs when the spermatids develop into spermatozoa, thus for a large part of their development the germ cells exist as a syncytium. This cannot be seen at light microscopy, but is very apparent at electron microscopy ( Fawcett, 1994 ) ( Fig. 18.2 ).

                    Figure 18.2 . Testes composite – top left and right stages 4 and 8, bottom left and right stages 10 and 14.


                    Ver el vídeo: Células HAPLOIDES, DIPLOIDES y POLIPLOIDES Distinto número de dotaciones cromosómicas (Noviembre 2022).