lunes, 20 de octubre de 2014

CICLO CELULAR

Es el conjunto de procesos que una célula debe realizar para cumplir la replicación exacta del ADN y la división o separación de los cromosomas replicados en dos células distintas.
La gran mayoría de las células también doblan su masa y duplican todos sus orgánulos citoplasmáticos en cada ciclo celular: De este modo, durante el ciclo celular un conjunto complejo de procesos citoplasmáticos y nucleares tienen que coordinarse unos con otros.
Todas las células, desde que surgen por división de otra hasta que se dividen y dan lugar a dos células hijas pasan por una serie de etapas que constituyen el ciclo celular. Su duración varía de unas células a otras En las células eucariotas en el ciclo celular se diferencian dos etapas: la interface y la división celular o fase M.
-La interface. Es el periodo comprendido entre dos divisiones consecutivas, es la etapa  Más larga, en ella se diferencian de sub etapas: fase G1, fase S y fase G2.
En esta etapa el núcleo está bien diferenciado (núcleo interfásico). En esta etapa hay una Intensa actividad metabólica, la célula crece y sintetiza diversas sustancias incluido el ADN, se produce la duplicación del ADN.


-La división celular o fase M. Es la etapa en la cual la célula se divide, mediante este proceso a partir de una célula, llamada célula madre, se forman dos células hijas idénticas a la célula madre.

En la división celular se distinguen dos procesos, que ocurren uno a continuación del otro:
-La división del núcleo, mitosis o cariocinesis.
-La división del citoplasma o citocinesis

INTERFASE: Durante este periodo los cromosomas no son visibles, se encuentran en forma de cromatina. En esta etapa se producen una intensa actividad metabólica, mediante la cual la célula aumenta de tamaño y se prepara para dividirse.
Este período se divide en tres etapas:

FACE G1: Es un período de crecimiento general y de formación de orgánulos cito plasmáticos. En esta etapa se sintetizan numerosas proteínas necesarias para el crecimiento.

FACE S: En este período se duplica el ADN e igualmente se sintetizan las proteínas histonas con las que el ADN se asocia. Por lo tanto cada cromosoma (fibra de cromatina) se duplica formándose las dos cromáticas que se mantendrán unidas por el centrómero. Dura unas 9 horas.
FACE G2: Es el período pre mitótico, va desde el final de la replicación hasta que comienza la nueva división. Durante esta fase la célula se prepara para la división, en esta fase se transcriben y traducen ciertos genes que codifican
 proteínas necesarias para la división, se duplican
 los centriolos. Dura unas 4 horas.





MITOSIS

Es un proceso continuo de división o reproducción nuclear (del núcleo) de cualquier célula que no sea germinal (sexual). En ella, una de las estructuras más importantes son los cromosomas, formados por el ADN y las proteínas presentes en el núcleo.
Una manera de describir un cromosoma en forma sencilla sería: corresponde a dos brazos, los cuales están unidos por el centrómero, en los brazos se ordena el ADN.
Aunque para facilitar su estudio la dividimos en 4 etapas, estas ocurren de forma continua sin que exista separación clara entre ellas; estas etapas son: profase, metafase, anafase y telofase.

Interfase: Es el tiempo que pasa entre dos mitosis o división del núcleo celular. En ella, ocurre la duplicación del número de cromosomas (es decir, del ADN). Así, cada hebra de ADN forma una copia idéntica a la inicial.
Las hebras de ADN duplicadas se mantienen unidas por el centrómero.

La finalidad de esta duplicación es entregar a cada célula nueva formada la misma cantidad de material genético que posee la célula original. Además, también se duplican otros organelos celulares como, por ejemplo, los centríolos que participan directamente en la mitosis.
Terminada la interfase, que es la primera etapa del ciclo celular; comienza la mitosis propiamente tal (división de la célula), que se ha subdividido en cuatro etapas:
Profase: las hebras de ADN se condensan y van adquiriendo una forma determinada llamada cromosoma. Desaparecen la membrana nuclear y el nucléolo. Los centríolos se ubican en puntos opuestos en la célula y comienzan a formar unos finos filamentos que en conjunto se llaman huso mitótico. Nótese que el núcleo (ya sin membrana) y todos los componentes celulares están dispersos dentro del citoplasma.
Metafase: las fibras del huso mitótico se unen a cada centrómero de los cromosomas. Estos se ordenan en el plano ecuatorial de la célula, cada uno unido a su duplicado.
Anafase: los centrómeros se duplican, por lo tanto, cada duplicado del cromosoma se separa y es atraído a su correspondiente polo, a través de las fibras del huso.  La anafase constituye la fase crucial de la mitosis, porque en ella se realiza la distribución de las dos copias de la información genética original.
Telofase: en ella se desintegra el huso mitótico, la membrana nuclear y el nucléolo reaparecen, los nuevos cromosomas pierden su forma definida y se transforman en hebras o largos filamentos de ADN.
Terminada la telofase se forman dos núcleos idénticos en relación con la cantidad y calidad de ADN que posee cada célula nueva.



MEIOSIS
es un proceso continuo de división o reproducción nuclear (del núcleo) de cualquier célula que no sea germinal (sexual). En ella, una de las estructuras más importantes son los cromosomas, formados por el ADN y las proteínaspresentes en el núcleo.
Una manera de describir un cromosoma en forma sencilla sería: corresponde a dos brazos, los cuales están unidos por el centrómero, en los brazos se ordena el ADN.
Aunque para facilitar su estudio la dividimos en 4 etapas, estas ocurren de forma continua sin que exista separación clara entre ellas; estas etapas son: profase, metafase, anafase y telofase.

Interfase: Es el tiempo que pasa entre dos mitosis o división del núcleo celular. En ella, ocurre la duplicación del número de cromosomas (es decir, del ADN). Así, cada hebra de ADN forma una copia idéntica a la inicial.
Las hebras de ADN duplicadas se mantienen unidas por el centrómero.
La finalidad de esta duplicación es entregar a cada célula nueva formada la misma cantidad de material genético que posee la célula original. Además, también se duplican otros organelos celulares como, por ejemplo, los centríolos que participan directamente en la mitosis.
Terminada la interfase, que es la primera etapa del ciclo celular; comienza la mitosis propiamente tal (división de la célula), que se ha subdividido en cuatro etapas:
Profase: las hebras de ADN se condensan y van adquiriendo una forma determinada llamada cromosoma. Desaparecen la membrana nuclear y el nucléolo. Los centríolos se ubican en puntos opuestos en la célula y comienzan a formar unos finos filamentos que en conjunto se llaman huso mitótico. Nótese que el núcleo (ya sin membrana) y todos los componentes celulares están dispersos dentro del citoplasma.
Metafase: las fibras del huso mitótico se unen a cada centrómero de los cromosomas. Estos se ordenan en el plano ecuatorial de la célula, cada uno unido a su duplicado.
Anafase: los centrómeros se duplican, por lo tanto, cada duplicado del cromosoma se separa y es atraído a su correspondiente polo, a través de las fibras del huso.  La anafase constituye la fase crucial de la mitosis, porque en ella se realiza la distribución de las dos copias de la información genética original.
Telofase: en ella se desintegra el huso mitótico, la membrana nuclear y el nucléolo reaparecen, los nuevos cromosomas pierden su forma definida y se transforman en hebras o largos filamentos de ADN.
Terminada la telofase se forman dos núcleos idénticos en relación con la cantidad y calidad de ADN que posee cada célula nueva.


Primera división meiótica

En ella los cromosomas homólogos se aparean e intercambian material genético entre ellos y posteriormente se separan reduciéndose el número de cromosomas a la mitad de ahí el nombre. Se diferencian 4 etapas: profase I, metafase I, anafase I y telofase I
FASE I (TEMPRANA)



Profase I

Es la etapa más larga, más compleja y más importante, en ella se diferencian 5 Sub etapas: leptoteno, zigoteno, paquiteno, diploteno y diacinesis. 

·Leptoteno. Los cromosomas se condensan y se empiezan hacer visibles. Cada uno de ellos está formado por dos cromáticas estrechamente unidas, que no se distinguen hasta el Final de la profase I. Cada cromosoma se une por sus extremos a la envoltura nuclear.
FASE I (INTERMEDIA)

·Zigoteno. Los dos cromosomas homólogos de cada pareja se aparean longitudinalmente gen a gen, a este proceso se le denomina sinapsis y se realiza mediante una estructura proteica denominada complejo sinaptonémico. A cada pareja de cromosomas homólogos apareados se les denomina bivalentes o tetradas (contiene 4 cromátidas).

·Paquiteno. En este período se produce el sobrecruzamiento o entrecruzamiento entre cromátidas homólogas, es decir cromátidas no hermanas pertenecientes a la misma pareja de cromosomas homólogos. Mediante este proceso dos cromátidas homólogas se entrecruzan y posteriormente se rompen intercambiándose fragmentos entre ellas, como consecuencia se produce un intercambio de genes o recombinación genética, con ello aumenta la variabilidad.

FASE I (TARDIA)
·Diploteno. Los cromosomas homólogos comienzan a separarse, aunque permanecen unidos por unos puntos, llamados quiasmas, que se corresponden con los lugares donde se produjo el sobrecruzamiento.

·Diacinesis. En esta etapa se observan por primera vez las dos cromátidas que forman cada cromosoma que están unidas por el centrómero. Los pares de cromosomas homólogos permanecen unidos por los quiasmas que se establecen entre cromátidas homólogas.  Al final de este periodo desaparece la membrana nuclear y el nucleolo, y se empieza a  formar el huso acromático. Los dos cinetocoros de cada cromosoma homologo están
fusionados y se sitúan en el mismo lado, a partir de ellos crecen los microtúbulos cinetocóricos.




METAFASE I


 Metafase I.

El huso está totalmente formado. Las parejas de cromosomas homólogos (bivalentes) unidas por los quiasmas se sitúan en el ecuador del huso formando la placa metafásica.






ANAFASE I
Anafase I Los quiasmas se rompen y los cromosomas homólogos de cada pareja comienzan a separarse, al ser arrastrados por las fibras del huso que se acortan. Cada uno de estos cromosomas homólogos esta formado por dos cromátidas y se dirige hacia un polo de la célula, por consiguiente la mitad de los cromosomas irán a un polo y la otra mitad al otro. 




Telofase I.
TELOFASE I
Termina la migración de los cromosomas homólogos al polo correspondiente y una vez allí sufren un cierta descondensación, se forma la membrana nuclear y el nucléolo, y desaparece el huso. Como resultado se habrán formado dos núcleos hijos que tendrán la mitad de cromosomas que el núcleo materno. 

Inmediatamente se produce la citocinesis obteniéndose dos células hijas que tendrán la mitad de cromosomas que tenía la célula madre, cada uno de estos cromosomas tendrá dos cromátidas.


Una vez finalizada la primera división meiótica las células pasan por una breve interfase denominada intercinesis en la que no hay duplicación del ADN e inmediatamente tiene lugar la segunda división meiótica.





Segunda división meiótica.

Esta división se produce simultáneamente en las dos células hijas resultantes de la división anterior. 
Esta división es similar a una mitosis, en ella al igual que en la mitosis se separan las dos cromátidas hermanas de cada cromosoma.
 En esta división se diferencian cuatro etapas:




PROFASE II
    
       PROFASE II
        Es muy breve, los cromosomas se condensan,
       desaparece la membrana nuclear, nucléolo
        y se forma el huso.




     
METAFASE II
      METAFASE II
      Los cromosomas tienen cada uno dos
      cromátidas unidas por el centrómero, se
      sitúan enel ecuador del huso formando 
      la placa metafásica.

         
        

                                                          ANAFASE II
ANAFASE II
   Se duplican los centrómeros y las dos 
   cromátidas que forman cada cromosoma se
   separan yendo cada una hacia un polo, 
   cada una de ellas constituye un cromosoma hijo.



                
      


TELOFASE II

 TELOFASE II
Termina la migración de los cromosomas, 
se descondensan, desaparece el huso 
y seforman la membrana originándose dos 
núcleos






















WEBGRAFIA
http://www.euroschool.lu/prof.montilla/ficherotemas/biologia5/El%20ciclo%20celular_mitosis%20y%20meiosis.pdf







Membrana Plasmática

La célula está rodeada por una membrana denominada "Membrana Plasmática".
La Membrana Plasmática es una envoltura continua que separa dos compartimientos: el Citoplasma y el Medio Extracelular. Es tan delgada que no se puede observar con el microscopio óptico, siendo sólo visible con el microscopio electrónico.

Características de la Membrana Plasmática:

1.       Es una bicapa de lípidos. Esta organización, en relación con las propiedades físico-químicas de los lípidos, asegura la estabilidad de la membrana en relación a los dos medios acuosos que la rodean.
2.       Posee complejos macromoleculares de naturaleza proteica y glucoproteína, los cuales se insertan en la bicapa lipídica. Ellos intervienen en los intercambios de la célula con el medio extracelular (receptores de HORMONAS, transportadores de iones y moléculas, unión y contactos intercelulares).
3.       Está organizada de manera Asimétrica. La cara extracelular posee carbohidratos asociados, ya sean glucolípidos o glucoproteínas. Este revestimiento se denomina Glucocáliz.
4.       Presenta una composición química heterogénea. Esta composición varía de un tipo celular a otro, y en una misma célula, se observan "DOMÍNIOS" membranales diferentes, dependiendo de las caras celulares. Existen diferencias entre las membranas plasmáticas de las células normales y las células cancerosas.

5.       Está en continuidad transitoria con el sistema de endomembranas. Las membranas del aparato de Golgi, retículos endoplásmicos, entre otros organoides revestidos de membrana, poseen una estructura comparable, ya que dichos organoides contribuyen a la BIOSÍNTESIS y renovación de la membrana plasmática.
La organización molecular de la membrana ha sido explicada segun la teoría del MOSAICO Fluido (Singer y Nicholson, 1972), en el cual los constituyentes pueden desplazarse.
En la composición química de la membrana entran a formar parte lípidos, proteínas y glúcidos en proporciones aproximadas de 40%, 50% y 10%, respectivamente.

FUNCIONES DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA:

Comunicación Intercelular: Por medio de señales químicas. Las señales (moléculas) hidrosolubles son captados gracias a RECEPTORES especializados situados en la membrana. Las señales químicas liposolubles o los radicales libres gaseosos atraviezan la membrana plasmática y van a actuar en el citoplasma o en el núcleo.

Adhesión Celular: Varios tipos de moléculas de adhesión están presentes en la superficie de las células; simultáneamente, estas moléculas representan un mecanismo de comunicación.

Transporte: Los fenómenos de transporte que realiza la membrana plasmática pueden ser divididos en dos grandes grupos:

1. Transporte con movimientos de la membrana, visibles al microscopio, con la formación de vesículas revestidas por membrana.
A.ENDOCITOSIS, o incorporación al citoplasma; que comprende Pinocitosis, Fagocitosis y POTOCITOSIS.

B.EXOCITOSIS o transporte de sustancias o productos del metabolismo celular al medio extracelular.

2. Transporte que no necesita movimientos de la membrana, Comprende:

A. TRANSPORTE PASIVO: sin gasto de energía.
-Sin PERMEASA (molécula protéica transportadora) o Difusión Simple. (agua, gases).
-Con PERMEASA: canales iónicos, ACUAPORINAS, para el transporte de calcio, sodio, potasio, agua.

B. TRANSPORTE ACTIVO: con consumo de energía (ATP)
Necesita de permeasas. Bomba sodio-potasio.
Se realiza mediante los mecanismos de:
Uniporte.
Simporte.
Antiporte.
 
Proteínas de membrana
Las proteínas que se pueden encontrar en la membrana son principalmente de dos tipos:

1. Proteínas integrales: son aquellas que cruzan la membrana y aparecen a ambos lados de la bicapa. La mayor parte de estas proteínas son glicoproteinas ( unidas a carbohidratos ), en donde este carbohidrato de la molécula está siempre de cada al exterior de la célula.

2.  Proteínas periféricas: están no se extienden a lo ancho de la bicapa sino que están unidas a las superficies interna o externa de la misma y se separan fácilmente de la misma.

La naturaleza de las proteínas de membrana determina su función:

Canales: proteínas integrales (generalmente glicoproteínas) que actúan como poros por los que determinadas sustancias pueden entrar o salir de la célula.

Transportadoras: son proteínas que cambian de forma para dar paso a determinados productos.

Receptores: Son proteínas integrales que reconocen determinadas moléculas a las que se unen o fijan. Estas proteínas pueden identificar una hormona, un neurotransmisor o un nutriente que sea importante para la función celular. La molécula que se une al receptor se llama ligando.

Enzimas: pueden ser integrales o periféricas y sirven para catalizar reacciones a en la superficie de la membrana.

Anclajes del citolesqueleto: son proteínas periféricas que se encuentran en la parte del citosol de la membrana y que sirven para fijar los filamentos del citoesqueleto.

Marcadores de la identidad de la célula: son glicoproteínas y glicolípidos características de cada individuo y que permiten identificar las células provenientes de otro organismo. Por ejemplo, las células sanguíneas tienen unos marcadores ABO que hacen que en una transfusión sólo sean compatibles sangres del mismo tipo. Al estar hacia el exterior las cadenas de carbohidratos de glicoproteínas y glicolípidos forma una especie de cubierta denominada glicocalix.


WEBGRAFIA


ESTRUCTURA NUCLEAR

Es un orgánulo típico de células eucarióticas. En las células procarióticas se denomina nucleoide a la región citoplasmática en la que se encuentra el ADN dispuesto en una sola molécula circular.

Forma: generalmente esférica, puede ser lenticular o elipsoide, en algunos casos lobulado.


Tamaño: generalmente entre 5-25 µm, visible con microscopio óptico.  En hongos hay núcleos de 0.5 µm, visibles solamente con microscopio electrónico. En las ovocélulas de Cycas y coníferas alcanza más de 500 µm: 0.6 mm, es decir que resulta visible a simple vista. 



Posición: es característica para cada tipo celular, en células embrionales ocupa el centro, en células adultas generalmente está desplazado hacia un costado porque el centro está ocupado por una o más vacuolas. 


Número: la mayoría de las células de plantas superiores son uninucleadas, aunque ciertas células especializadas pueden ser multinucleadas: cenocitos, durante un período de su existencia o toda la vida (fibras liberianas, tubos laticíferos, endosperma).



Constancia: normalmente todas las células vivas tienen núcleo, aunque hay excepciones.  Los tubos cribosos del floema carecen de núcleo a la madurez, sin embargo reciben la influencia del núcleo de las células acompañantes.



Diagrama tridimensional de núcleo y RE

FUNCIONES  del  NÚCLEO

La principal es la replicación y transcripción de los ácidos nucleicos. Almacena la información genética, pasándola a las células hijas en el momento de la división celular. Una parte de la información genética se encuentra almacenada en el ADN de cloroplastos (5-10%) y  mitocondrias (2-5%).
El núcleo controla todas las actividades celulares, ejerciendo su control al determinar  enzimáticas deben ser producidas por la célula y en qué momento. El control se ejerce a través del ARN mensajero.  El ARN mensajero, que se sintetiza por transcripción del ADN, lleva la información al ARN ribosómico, en el citoplasma, donde tiene lugar la síntesis de proteínas enzimáticas que controlan los procesos metabólicos.

ESTRUCTURA DEL NÚCLEO INTERFÁSICO

La interfase es un estado aparente de reposo, es la etapa de mayor actividad metabólica.  En interfase se pueden observar en el núcleo: 



Envoltura nuclear o carioteca: Presenta dos capas, dos unidades de membrana, que limitan un espacio perinuclear entre ambas. La envoltura nuclear es una diferenciación local del RE, y está conectada con él, de manera que el espacio perinuclear se continúa con el lumen de las cisternas del RE llenas de enquilema. Exteriormente presenta ribosomas como el RE rugoso.

La envoltura nuclear presenta poros distribuidos regularmente, y no son simples aberturas sino que están ocupadas por una estructura compleja: el anillo, que está constituido por 2 ciclos de 8 unidades de naturaleza ribonucleica, esféricas dispuestas simétricamente. Entre el anillo y el poro circular o poligonal hay un sistema de fibrillas o proyecciones cónicas o fibrosas y puede haber una partícula central más o menos del tamaño de los ribosomas.

 La cantidad de poros es mayor en los núcleos fisiológicamente más activos: a través de ellos pasan moléculas de ARN, proteínas y enzimas, es decir que los poros son translocadores de moléculas. Generalmente están dispuestos al azar, pero en Equisetum forman un cinturón alrededor del núcleo.
Unida a la superficie interna de la envoltura nuclear se encuentra una capa delgada de proteínas, la lámina nuclear.  Las proteínas de la lámina nuclear pertenecen al grupo de los filamentos intermedios de proteínas citoesqueléticas. La lámina nuclear interviene en la fijación de partes determinadas del cromosoma a dicha envoltura durante la interfase.






Poro de la envoltura nuclear

Corte de envoltura nuclear





Nucleolos: Tienen una estructura proteica densa (hasta un 40%), y dos tipos de elementos: gránulos de ARN y fibrillas de ADN. Su función principal es la síntesis del ARN ribosómico.

Los nucleolos están asociados con los cromosomas SAT o con satélite. Es por eso que el número de nucleolos en el núcleo corresponde normalmente al de cromosomas SAT. En este tipo de cromosoma el segmento de ADN conocido como zona organizadora nucleolar, codifica para el ARN ribosómico. Durante la división celular el nucleolo sufre cambios cíclicos, se desorganiza durante la profase y se vuelve a organizar en la telofase. Su tamaño es una medida de la intensidad de la síntesis proteínica celular.



Cariolinfa, nucleoplasma o jugo nuclear. Es un gel constituido por proteínas estructurales. Este tipo de proteínas no manifiesta ninguna actividad enzimática, se caracterizan por su estabilidad y por formar estructuras moleculares filamentosas. 



Cromatina: El interior del núcleo está ocupado por la cromatina formada por  proteínas y ADN  (ácido desoxirribonucleico), sustancia que constituye los cromosomas.
 La cromatina debe su nombre al hecho de que se tiñe con colorantes básicos. En interfase la cromatina  está descondensada al máximo, para posibilitar la replicación y la transcripción.
Mediante la condensación las secuencias de ADN se vuelven inaccesibles; así se opera la represión génica al impedirse las actividades de replicación y transcripción. La condensación es la expresión morfológica de la inactivación de la cromatina.  En cada tipo de célula de una planta  algunos genes están en actividad  y los demás quedan bloqueados.



ADN





Cromosomas: En las células eucarióticas el ADN se encuentra fragmentado en varias porciones lineares que son los cromosomas. En interfase sus extremos están fijados a la lámina nuclear.
Son los portadores de la información hereditaria. Sólo son visibles durante la división celular, cuando aparecen como cuerpos cilíndricos que se tiñen intensamente.





Cromosoma



Sus funciones son:



Duplicación idéntica (replicación): son capaces de autoduplicarse y de mantener sus características a través de divisiones sucesivas.