CICLO CELULAR

ESCUELA DE FISIOTERAPIA 

FUNDAMENTOS DE BIOLOGIA CELULAR F

ST 108 Periodo 2016 – 1 

Nombre del Alumno/a: FRANCISCO OBANDO Y

INTRODUCCIÓN 

La célula es la unidad estructural más pequeña que conforma los seres vivos, una célula madre o inicial se divide para formar células hijas y de este principio comenzamos a dar forma a la materia viva. Existen células que se reproducen de manera sexual y asexual, ahora estudiamos la fecundación que es la unión de dos células, una masculina y otra femenina para formar un nuevo ser vivo; mientras que en la reproducción celular asexual la mitosis es el único mecanismo para la transmisión de información genética. Todas las células hijas tienen el mismo material genético de su célula madre ya que este se hereda en las siguientes generaciones celulares 

DESARROLLO 

El ciclo celular de una célula procarionte sucede muy rápidamente ya que los organismos que presentan este tipo de desarrollo son las bacterias, estas células absorben nutrientes del medio en el que se encuentran, luego cuando ya tiene todo lo necesario esta célula madura y duplica su DNA, después procede a la división celular y el organismo comienza a crecer. Las células procariontes presentan un solo cromosoma y no poseen núcleo y se dividen mediante fisión binaria 

El proceso de división de una célula eucarionte es más complicado que una célula procarionte ya que su material genético se encuentra en mayor cantidad y posee diferente tipo de cromosomas para formar vida. En la división celular el primer paso que se tima es la mitosis, luego la célula pasa a un proceso de interface que se centra en 3 periodos los cuales son G1, S y G2; en estos periodos sucede la división celular. 

En el periodo G1 sucede la síntesis de RNA y de proteínas, este periodo es muy corto en el proceso de la división celular, las células tienen la capacidad de detener su ciclo celular entrando en reposo para que la célula se equilibre internamente y no tenga problemas en los próximos procesos que tienen que pasar por ley de la naturaleza, cuando la célula queda detenida en fase G1 en forma quiescente se dice que está en fase G0. 

                                

En la fase S se producen dos sucesos importantes: replicación del ADN y duplicación de los centrosomas en las células, el ADN empieza a copiarse en múltiples sitios, de manera simultánea, denominados orígenes de replicación. La replicación de ADN es semiconservativa. La copia de las células es un proceso que no empieza por un solo punto de la célula, sino en múltiples sitios a la vez denominados orígenes de replicación. La célula dispone de los mecanismos necesarios para evitar que un origen de replicación se active más de una vez, si no fuese así se producen más de una copia, lo que podría ser letal para el metabolismo correcto de la célula. 

En la fase S suceden dos tipos de mecanismos, en el primero se organiza la maquinaria molecular necesaria para iniciar el proceso de copia y en segundo lugar se recibe una "licencia" para comenzar la replicación. Las cadenas de ADN nunca se rompen en estos procesos, solo se separan para unirse a enzimas y tener un funcionamiento normal, estas cadenas formaran una nueva cadena de nueva síntesis complementaria y la célula se mantendrá joven para procrear nuevas células saludables dentro de un organismo. 

                               

En la fase G2 se acumulan progresivamente aquellas moléculas cuyas actividades serán necesarias durante la fase de mitosis, durante esta etapa se comprueba si ha habido errores durante la replicación del ADN y si se ha producido su duplicación completa. Las células también aumentarán en tamaño y los centrosomas, duplicados durante el periodo S, se dirigirán a lugares opuestos de la célula para formar posteriormente el huso mitótico. 

La división celular continúa con el proceso de mitosis, este proceso se divide en fases discretas y cada una de ellas se identifica por hechos específicos, estas fases son: profase, metafase, anafase y telofase. 

La profase comienza con la condensación del ADN, de manera que llegan a ser visibles las cromátidas de forma aislada, y con la desaparición del nucléolo. Cuando se inicia la profase los centrosomas viajan a polos opuestos dentro de la célula, conducidos por proteínas motoras y microtúbulos. En el citoplasma hay una desorganización parcial de los filamentos del citoesqueleto, y pérdida de adhesividad, lo que hace que las células adquieran una forma redondeada al entrar en mitosis.

                      

En la metafase las cromátidas hermanas están unidas entre sí y también a los microtúbulos cinetocóricos del huso mitótico. Las dos cromátidas hermanas unidas forman los cromosomas, que son desplazados hacia el centro del huso mitótico, equidistante a los dos centrosomas, formándose la denominada placa ecuatorial.

                             

La anafase comienza con la rotura de las conexiones entre cromátidas hermanas a nivel del centrómero gracias a la participación de proteasas, de manera que cada cromátida irá hacia uno de los centrosomas. Existen dos etapas: la anafase A, en la cual los microtúbulos cinetocóricos se acortan por despolimerización, tanto en el extremo menos como en el más; mientras que en la anafase B, los propios centrosomas se separan entre sí, empujados por los microtúbulos polares, favoreciendo aún más la separación de las cromátidas. Esta separación de los centrosomas va acompañada por una elongación de los microtúbulos polares, aportando la fuerza las proteínas motoras, que hace que se deslicen unos microtúbulos polares sobre los otros.

En la telofase se organiza de nuevo la envuelta nuclear alrededor de cada conjunto de cromátidas que han migrado hacia cada uno de los centrosomas formando los dos núcleos hijos. Esto se produce por de fosforilación de las proteínas que constituyen la lámina nuclear. También se forman los poros nucleares y la cromátidas comienzan a descondensarse. Los microtúbulos se han liberado previamente de los cinetocoros. 

                                        

La citocinesis es la etapa final del ciclo celular y supone la separación del citoplasma de la célula madre en dos partes que conformarán a las células hijas. Esta separación tiene lugar tras la segregación de los cromosomas. La citocinesis es diferente en animales, plantas y hongos. Pero en todos se sigue una serie de etapas: elección del plano de división, ensamblaje de la maquinaria de división y separación celular. 

                                           

La meiosis es un mecanismo celular mediante el cual se reduce a la mitad el número cromosomas, quedando siempre un representante de cada pareja de cromosomas homólogos. Así, durante la reproducción sexual, la fusión de dos gametos de dos individuos para formar un nuevo permite la formación de un zigoto con las dos componentes de cada de cada pareja de cromosomas homólogos, es decir, dará a un organismo diploide. No debemos confundir meiosis con mitosis. 

En la mitosis se produce una copia completa del genoma de una célula que luego se reparte entre las 2 células hijas, con lo que cada célula hija tendrá la misma información que la madre. Durante la meiosis, aunque inicialmente hay también una replicación del genoma, posteriormente ocurren dos divisiones celulares denominadas: meiosis I y meiosis II, se producen 4 células haploides, cada una de estas células haploides terminará convirtiéndose en un gameto. La meiosis tiene una serie de fases que son comunes para machos y hembras de todas las especies. 

De forma resumida son: duplicación del genoma en la fase S, profase meiótica (leptotene, zigotene, paquitene, diplotene, diacinesis), meiosis I (metafase I, anafase I, interfase sin fase S), meiosis II (profase II, metafase II, anafase II). La recombinación de las cromátidas de los cromosomas homólogos ocurre en la profase I. Durante la recombinación hay un intercambio de parte de las cromátidas entre cada pareja de cromosomas homólogos. Es decir, parte de los genes que estaban en el cromosoma aportado por la madre estarán ahora en el cromosoma del padre, y viceversa. De este modo tendremos cromosomas con combinaciones ADN que antes no existían, es decir una combinación de genes nueva, lo que afectará a las características morfológicas del nuevo individuo. 

                         

El cromosoma es una estructura lineal de ADN llamada cromatina que tiene forma característica y se encuentra en el núcleo de las células. Los cromosomas son estructuras dobles, por lo tanto cada par de cromosomas está formado por cuatro cromátidas. Las cromátidas se encuentran unidas en el centrómero de la célula. Es importante tener la cantidad correcta de material cromosómico, ya que los genes que encontramos en los cromosomas, son los encargados de dar instrucciones a las células de nuestro cuerpo. Cualquier cambio en el número, tamaño o estructura de nuestros cromosomas puede significar un cambio en la cantidad o reorganización de la información genética.

Existen tipos de cromosomas según su forma y ubicación; los cromosomas metacéntricos presentan los brazos iguales y la posición del centrómero está en el centro; los cromosomas submetracéntricos tienen el centrómero desplazado hacia un extremo por lo cual presentan brazos largos y cortos; los cromosomas acrocéntricos tiene el centrómero muy desplazado hacia un extremo presentando brazos más largos y otros demasiado cortos; los cromosomas telocéntricos son parecidos a los acrocéntricos a excepción de que presentan pequeños satélites unidos por un tallo y que a la vez están unidos a los brazos cortos del cromosoma.

Los cromosomas según su función: los cromosomas homólogos contribuyen a determinar cómo será un organismo, estos cromosomas en parejas tiene genes para las mismas características colocadas en orden mientras los cromosomas heterólogos son los cromosomas X o Y que definen el sexo de los individuos y que no tiene la misma información genética.

                        

Una mutación se define como cualquier cambio en la secuencia de un nucleótido o en la organización del ADN o genotipo de un ser vivo, una mutación produce una variación en las características de este y que no necesariamente se transmite a la descendencia. Se presenta de manera espontánea por la acción de mutágenos. Este cambio estará presente en una pequeña proporción de la población o del organismo. La unidad genética capaz de mutar es el gen, el gen es la unidad de información hereditaria que forma parte del ADN. Las mutaciones morfológicas afectan a la morfología del individuo, a su distribución corporal. Modifican el color o la forma de cualquier órgano de un animal o de una planta. Suelen producir malformaciones.

Las mutaciones letales y deletéreas son las que afectan la supervivencia de los individuos, ocasionándoles la muerte antes de alcanzar la madurez sexual. Cuando la mutación no produce la muerte, sino una disminución de la capacidad del individuo para sobrevivir o reproducirse. Este tipo de mutaciones suelen producirse por cambios inesperados en genes que son esenciales o imprescindibles para la supervivencia del individuo.

 Las mutaciones bioquímicas o nutritivas son los cambios que generan una pérdida o un cambio de alguna función bioquímica como, por ejemplo, la actividad de una determinada enzima. Las Mutaciones de pérdida de función suelen determinar que la función del gen en cuestión no se pueda llevar a cabo correctamente, por lo que desaparece alguna función del organismo que la presenta.