BIOLOGÍA tema 1

Empezamos con BIOLOGÍA, con el primer tema de muchos. Biología es esa asignatura de repaso y ampliación de conocimientos, no os va a dar problemas. Suerte!

Tema 1: El ciclo celular

También llamado ciclo de división celular. Es una secuencia de sucesos que conducen primeramente al crecimiento de la célula y posteriormente a la división en células hijas, por lo tanto es la base para la reproducción de los organismos.

El ciclo celular se inicia en el instante en que aparece una nueva célula, descendiente de otra que se ha dividido, y termina en el momento en que dicha célula, por división subsiguiente, origina nuevas células hijas.

Las células existentes se dividen a través de una serie ordenada de pasos denominados ciclo celular; en el la célula aumenta su tamaño, el número de componentes intracelulares (proteínas y organelos), duplica su material genético y finalmente se divide.

El ciclo celular se divide en 2 fases:

1.      Interfase: es el periodo más largo del ciclo celular, en el que la célula aumenta su tamaño y duplica el material genético o ADN. Consta de:

·         Fase de síntesis (S): En esta etapa la célula duplica su material genético para pasarle una copia completa del genoma a cada una de sus células hijas.

·         Fase G1 y G2 (intervalo): Entre la fase S y M de cada ciclo hay dos fases denominadas intervalo en las cuales la célula está muy activa metabolicamente, lo cual le permite incrementar su tamaño (aumentando el número de proteínas y organelos), de lo contrario las células se harían más pequeñas con cada división.

Por lo tanto, en la interfase se produce la síntesis de ADN siguiendo estas etapas:

·         Fase G1 (gap= intervalo): comprende el periodo desde la continuación de la mitosis (nacimiento de la célula) hasta que la célula llega a la fase S. La célula aumenta de tamaño y se prepara para entrar en esa fase S.

Al final de G1 se distingue un punto de no retorno a partir del cual es imposible impedir que sucedan las fases S, G2 y M, denominado punto de control G1 o punto R, el cual está controlado por la proteína disparo.

·         Fase S: se produce la duplicación del ADN, que es imprescindible para que después se pueda realizar la mitosis, es decir, la repartición de ADN entre las dos células hijas.

·         Fase G2: es la fase de crecimiento celular y preparación para la mitosis. Se inicia al terminar la síntesis de ADN y finaliza con la formación de los cromosomas. En esta fase la célula contiene el doble de ADN que en la fase G1.

2.      Fase M (MITOSIS à formación de células somáticas): En esta fase se reparte a las células hijas el material genético duplicado, a través de la segregación de los cromosomas. La fase M, para su estudio se divide en:

·         Profase: es la etapa inicial. En esta etapa los cromosomas (constituidos de dos cromátidas hermanas unidas a la altura del centrómero) se condensan en el núcleo se condensan en el núcleo constituyendo el cromosoma profásico. El citoplasma se comienza a ensamblar el huso mitótico entre los centrosomas.

·      Metafase: Comienza con la rotura de la membrana nuclear, de esta manera los cromosomas se pueden unir al huso mitótico (mediante los cinetocoros). Una vez unidos los cromosomas estos se alinean en el ecuador de la célula formando la placa ecuatorial. En ella, cada una de las cromátides de los cromosomas se orienta cara uno de los polos. Los 2 centrosomas (se duplicaron en la profase dando lugar a 2) forman el huso mitótico o huso acromático.

·         Anafase: Se produce la separación de las cromátidas hermanas, las cuales dan lugar a dos cromosomas hijos formado por 1 cromátide, constituyendo los cromosomas anafásicos, los cuales migran hacia polos opuestos de la célula.

·         Telofase: Aquí ambos juegos de cromosomas llegan a los polos de la célula y adoptan una estructura menos densa, posteriormente se forma nuevamente la envoltura nuclear. Al finalizar esta fase, la división del citoplasma y sus contenidos comienza con la formación de un anillo contráctil.

·         Citocinesis (división del citoplasma): Finalmente se divide la célula mediante el anillo contráctil de actina y miosina, produciendo dos células hijas cada una con un juego completo de cromosomas.

Cuando ya no se requieren más células, estas entran en un estado denominado G0, en el cual abandonan el ciclo celular y entran en un periodo de latencia, lo cual no significa que entren en reposo ya que éstas células presentan un metabolismo activo, pues si estas células reciben el estímulo adecuado abandonan el estado G0 y entran al G1. Algunas poblaciones celulares altamente especializadas como las fibras musculares o neuronas al entrar en estado G0 abandonan indefinidamente el ciclo celular.

En células embrionarias tempranas, tras la fecundación tiene lugar unos ciclos celulares cortos que prácticamente consisten en la alternancia de fases S y M, por lo que no se produce crecimiento celular.

Algunas células dejan de dividirse, como las neuronas, o solo se dividen ocasionalmente, como los fibroblastos de la piel, estas células salen de la fase G1 para entrar en una fase de reposo, denominada G0.

Regulación del ciclo celular: Hay diversos puntos de control, en los cuales el ciclo se frena hasta que la célula está debidamente preparada.

·         El punto de control de G1- permite que la célula se asegure que el medio es favorable para su proliferación y que el ADN se encuentra intacto antes de pasar a la fase S.

·         El punto de control de G2 - actúa como mecanismo de seguridad garantizando que solo entrarán en mitosis las células que hayan completado correctamente la duplicación del material genético.

El sistema de control del ciclo celular está basado en dos proteínas clave, las ciclinas y las proteínas quinasas dependientes de ciclinas.

MEIOSIS: es el proceso mediante el cual se generan la mitad de cromosomas que la célula inicial (formación de células germinales). En este proceso  el ADN se duplica una sola vez y luego hay dos divisiones celulares sucesivas. Apartir de una célula madre diploide (2n) se obtienen cuatro células hijas haploides (n) La meiosis comprende 2 divisiones sucesivas:

·         Primera división meiótica (meiosis I): es una división reductora, en que las células hijas tienen la mitad de cromosomas que la célula madre.

·         Segunda división meiótica (meiosis II): es una división ecuacional, puesto que las células hijas tienen el mismo número de cromosomas que la célula madre, por lo tanto es parecida a una división mitótica.

Fases de la meiosis:

·         Fase S: Antes de comenzar la meiosis el material genético de la célula sufre un proceso de replicación (duplicación del ADN), con lo que cada cromosoma pasa a tener dos cromátidas hermanas (las cromátidas hermanas son copias exactas entre sí).

PRIMERA DIVISIÓN MEIÓTICA

·         Profase I: durante esta etapa a membrana nuclear permanece inalterada:

o   Leptoteno: los cromosomas comienzan a condensarse pero mantienen sus telómeros unidos a la membrana nuclear. A lo largo de los cromosomas van apareciendo unos pequeños engrosamientos denominados cromómeros. En este momento de la profase I sólo es posible visualizar una de las dos cromátidas hermanas de cada cromosoma debido a que ambas se encuentran muy próximas entre sí. No será hasta el final de la profase I cuando se puedan empezar a distinguir las dos cromátidas hermanas de cada cromosoma.

o   Zigoteno: cada cromosoma se asocia con su homólogo y ambos se juntan estrechamente mediante sinapsis.

o   Paquiteno: Una vez que los cromosomas homólogos están perfectamente apareados formando estructuras que se denominan pares bivalentes, se produce el fenómeno de recombinación genética, esto es, el intercambio de material genético entre los cromosomas homólogas de cada pareja. Los entrecruzamientos consisten en la rotura de las dobles hélices y su posterior unión alterada, produciendo una recombinación genética que consiste en el intercambio del material genético entre cromátidas hermanas.

o   Diploteno: Los cromosomas continúan condensándose hasta que se pueden comenzar a observar las dos cromátidas de cada cromosoma, por lo que a los bivalentes del paquiteno los podemos denominar ahora tétradas. Finaliza la sinapsis y los dos cromosomas homólogos tienden a separarse, de forma que se observan los puntos de unión, llamados quiasmas.

o   Diacinesis: Esta etapa apenas se distingue del diploteno. Podemos observar los cromosomas algo más condensados y los quiasmas. El final de la diacinesis y por tanto de la profase I meiótica viene marcado por la rotura de la membrana nuclear.

·         Metafase I: Comienza con la rotura de la membrana nuclear. Se forma el huso acromático a partir de los centrosomas que se colocan en los polos de la célula. Las parejas de cromosomas homólogos (bivalentes) se unen al huso en el centro de la célula a través de sus centrómeros, colocándose en el plano ecuatorial de la célula. Los quiasmas son todavía visibles.

·         Anafase I: los dos cromosomas homólogos, cada uno constituido por 2 cromátides, se separan y migran hacia los polos opuestos guiados por las fibras del huso. Desaparecen los quiasmas. A diferencia de la anafase mitótica, las 2 cromátides hermanas no se dirigen hacia los polos opuestos, si no que se dirigen hacia el mismo polo y no se separan.

·         Telofase I: Se forman dos nuevas membranas nucleares y se separan las dos nuevas células haploides (n) con 2n cromátidas cada una de ellas. Los cromosomas pueden desespiralizarse un poco y formar una envoltura nuclear que dura poco o bien ninguna de estas, por lo que los cromosomas inician directamente la 2ª división meiótica.

SEGUNDA DIVIÓN MEIÓTICA

Está precedida de una breve interfase, denominada intercinese, en la cual no se produce una duplicación del ADN.

·         Profase II: En este momento cada célula contiene un número haploide de cromosomas, cada uno de ellos con dos cromátidas. La membrana nuclear se rompe, se duplican los diplosomas y comienza la síntesis del nuevo huso acromático.

·         Metafase II: Los cromosomas se disponen en el centro de la célula unidos al huso por su centrómero y con cada una de las cromátidas dirigidas a polos opuestos de la célula, formando una estructura llamada placa ecuatorial.

·         Anafase II: Los centrómeros se separan y las cromátidas hermanas son arrastradas hacia polos opuestos arrastradas por las fibras del huso.

·         Telofase II: Los cromosomas se desespiralizan y se rodean de una envoltura nuclear, con lo que se forman los nucleos alrededor de ellos que están situados en los polos. Con esto se habrán formado cuatro células haploides con n cromátidas cada una de ellas.

·Posteriormente se produce la citocinesis.

APOPTOSIS o muerte celular programada

Es una destrucción o muerte celular programada provocada por ella misma, con el fin de autocontrolar su desarrollo y crecimiento. La apoptosis o muerte celular programada es el proceso ordenado de muerte de una célula ante estímulos extra o intracelulares.

La apoptosis es un tipo de muerte celular que usan los organismos multicelulares para eliminar células dañadas o no necesarias de una forma perfectamente controlada que minimiza el daño de las células vecinas. Los restos celulares resultantes, que están siempre rodeados de membrana plasmática, son eliminados mediante fagocitosis, evitando la inflamación en esa zona.

La célula que muere por apoptosis sufre una serie de cambios morfológicos, reduciéndose su volumen. La membrana se altera y aparecen protuberancias ("blebbing"), el citoplasma y los orgánulos celulares se condensan y se liberan factores del interior de la mitocondria que promueven la muerte.

·         Las células apoptoticas se encogen y separan de sus vecinas

·         La cromatina se condensa y los cromosomas se fragmentan

·         Las células se dividen en numerosas vesículas, que serán engullidas por las células vecinas

·         Proceso ordenado en el que no se desarrolla un proceso inflamatorio.