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La Célula - Apuntes -


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#21 Ge. Pe.

Ge. Pe.

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Publicado el 31 marzo 2008 - 02:57


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Continuamos...



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7.e.- Vacuolas e inclusiones.


Las vacuolas son vesículas constituidas por una membrana plasmática en cuyo interior existe fundamentalmente agua. Cuando además de agua existen otras sustancias de forma predominante se llaman inclusiones.



Se forman a partir del retículo endoplasmático, del aparato de Golgi o de invaginaciones de la membrana plasmática. En animales suelen ser pequeñas y se llaman vesículas. En vegetales son muy grandes y se llaman tonoplastos que pueden llegar a formar hasta un 50-90% del volumen celular.


Sus funciones son: acumular agua aumentando el volumen de la célula sin aumentar el tamaño del citoplasma ni su salinidad; almacenar sustancias energéticas, tóxicas, venenos, sustancias de desecho, etc. Constituyen el medio de transporte de sustancias entre orgánulos del sistema endomembranoso. En células animales existen además vacuolas fagocíticas, pinnocíticas y pulsátiles.


Entre las inclusiones, las funciones más importantes son almacenar resinas o látex.



Actividad 12
http://recursos.cnic...ula/activ12.htm



7.f.- Peroxisomas y glioxisomas.


Los peroxisomas son orgánulos similares a los lisosomas pero que contienen, en vez de hidrolasas, enzimas oxidasas como la peroxidasa y la catalasa. Su función es participar en reacciones metabólicas de oxidación como las de las mitocondrias; sibn embargo, en los peroxisomas la energía resultante se disipa en forma de calor y no de energía de síntesis de ATP.



Los glioxisomas son una clase de peroxisomas que sólo existen en células vegetales. Poseen enzimas del ciclo del ácido glioxílico que es una variante del ciclo de Krebs de las mitocondrias que permite sintetizar azúcares a partir de grasas. Es indispensable en semillas en germinación.


Actividad de investigación 9: Los peroxisomas y glioxisomas

Introducción: La función de los peroxisomas y los glioxisomas es una función metabólica muy específica tanto en las células animales y como en las vegetales. Forman un tipo particular de vesículas cargadas de enzimas metabólicas de tipo oxidasa.




7.g.- Mitocondrias.



Las mitocondrias son orgánulos celulares que se encargan de la obtención de la energía mediante la respiración celular, proceso de oxidación en el que intervienen las ATP sintetasas. La energía obtenida se guarda en forma de ATP. Es un orgánulo común a células animales y vegetales.











Estructura: son orgánulos polimorfos, esféricos o como bastoncillos. Poseen una doble membrana (externa e interna), separada por un espacio intermembranoso. La membrana interior se pliega y produce unas crestas mitocondriales. En el interior de la mitocondria existe un gel llamado matriz mitocondrial. En la membrana interna, en las crestas mitocondriales, se sitúan las ATP sintetasas. En su interior posee un cromosoma independiente de el que posee el núcleo celular.



Funciones: realizan la respiración celular o mitocondrial; en la matriz se efectúa el ciclo de Krebs, la oxidación de los ácidos grasos, la biosíntesis de proteínas en los ribosomas y la duplicación del ADN mitocondrial.




Actividad 13
http://recursos.cnic...ula/activ13.htm


Actividad de investigación 10: La cadena respiratoria

Introducción: Las mitocondrias son orgánulos que transforman la materia en energía de enlace, mediante procesos de oxidación producidos gracias a las ATP, sintetasas existentes en la membrana interna de las crestas mitocondriales.



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#22 Ge. Pe.

Ge. Pe.

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Publicado el 02 abril 2008 - 04:26






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Continuamos




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7.h.- Cloroplastos.


Los cloroplastos son orgánulos típicos y exclusivos de las células vegetales que poseen clorofila.

Por ellos las plantas son capaces de realizar el proceso de fotosíntesis, proceso que transforma la energía luminosa en energía química contenida en las moléculas de ATP. Como las mitocondrias, también producen energía.






Estructura: son polimorfos y de color verde por la acumulación de clorofila. Su forma más frecuente es lenticular, ovoide o esférico. También presenta una doble membrana (externa e interna) y entre ellas un espacio intermembranoso. El interior se rellena por un gel llamado estroma. Presenta un ADN independiente del núcleo y plastorribosomas. Inmersos en el estroma existen unos sacos aplanados llamados tilacoides o lamelas cuyo interior se llama lúmen. Los tilacoides pueden extenderse por todo el estroma o apilarse formando paquetes llamados grana. En la membrana de los grana o tilacoides se ubican los sistemas enzimáticos que captan la energía del sol y efectúan el transporte de electrones para formar ATP.



Función: la más importante es la realización de la fotosíntesis en la que, aparte de la transformación energética, existe una transformación de materia inorgánica a orgánica, utilizando el ATP sintetizado a partir de la luz solar. En el cloroplasto se produce la fase luminosa y oscura de la fotosíntesis además de la biosíntesis de proteínas y la duplicación de su propio ADN.

Actividad 14
http://recursos.cnic...ula/activ14.htm


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Actividad de investigación 11: Los tilacoides

http://recursos.cnic...cloroplasto.jpg


Introducción: El cloroplasto presenta en su interior una serie de sacos aplanados que flotan sobre el estroma y que pueden encontrarse apilados, llamados tilacoides. En las membranas de los tilacoides existe un conjunto de aparato enzimático que transforma la luz en ATP en la fase luminosa de la fotosíntesis.



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Interactivos.... si tienen tiempo, veanlos...

Actividad 15
http://recursos.cnic...ula/activ15.htm


Actividad 16
http://recursos.cnic...ula/activ16.htm




8.- EL NÚCLEO:



El núcleo es una estructura constituida por una doble membrana, denominada envoltura nuclear que rodea al ADN de la célula separándolo del citoplasma. El medio interno se denomina nucleoplasma y en él están sumergidas, más o menos condensadas, las fibras de ADN que se llaman cromatina y corpúsculos formados por ARN conocidos como nucléolos.





8.a.- Envoltura nuclear.


La envoltura nuclear presenta una estructura basada en una doble membrana. Entre la membrana externa e interna de esa envoltura existe un espacio intermembranal, llamado espacio perinuclear. Bajo la membrana interna existe una capa de proteínas fibrilares llamada lámina fibrosa. El origen de la membrana nuclear es el retículo endoplasmático. Presenta una serie de poros que comunican ambos sistemas. Estos poros tienen una compleja estructura basada en la organización de una serie de proteínas que forman el complejo del poro nuclear.



Las funciones de esta envoltura son: separar al citoplasma del nucleoplasma, y mantener separados los procesos metabólicos de ambos medios. Además regula el intercambio de sustancias a través de los poros y la lámina nuclear permite la unión con las fibras de ADN para formar los cromosomas.



Actividad 17
http://recursos.cnic...ula/activ17.htm



8.b.- Nucleoplasma y nucléolo.



El nucleoplasma es el medio interno del núcleo. Es una estructura formada por una dispersión coloidal en forma de gel compuesta por proteínas relacionadas con la síntesis y empaquetamiento de los ácidos nucleicos. También posee nucleótidos, ARN, ADN, agua e iones. Existe en su seno una red de proteínas fibrilares similar a las del citoplasma. Su función es ser el seno en el que se produce la síntesis de ARN diferentes y la síntesis del ADN nuclear. Además, con su red de proteínas, evita la formación de nudos en la cromatina.





El nucléolo es una estructura esférica sin membrana que se visualiza en la célula en interfase. Está formado por ARN y proteínas. Su función fundamental consiste en ser una fábrica de ARN ribosomial, imprescindible para la formación de ribosomas.




8. c.- Cromatina y cromosomas:



La cromatina es la sustancia fundamental del núcleo celular. Su constitución química es simplemente filamentos de ADN en distintos grados de condensación. Estos filamentos forman ovillos. Existen tantos filamentos como cromosomas presente la célula en el momento de la división celular. La cromatina se forma cuando los cromosomas se descondensan tras la división celular o mitosis. Existen diversos tipos de cromatina según el grado de condensación del ADN. Este ADN se enrolla alrededor de unas proteínas específicas, las histonas, formando los nucleosomas (ocho proteínas histónicas + una fibra de ADN de 200 pares de bases). Cada nucleosoma se asocia a un tipo distinto de histona la H1 y se forma la cromatina condensada.



La función de la cromatina es: proporcionar la información genética necesaria para que los orgánulos celulares puedan realizar la transcripción y síntesis de proteínas; también conservan y transmiten la información genética contenida en el ADN, duplicando el ADN en la reproducción celular.


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Actividad de investigación 12: La cromatina y los cromosomas



Introducción: El ADN se estructura dentro del núcleo de la célula en diversos grados de empaquetamiento. Además su composición química se asocia a la de proteínas especiales, llamadas histonas, y forma la cromatina. Esta cromatina es el material genético de la célula en reposo, en la división celular se empaqueta al máximo y forma los cromosomas. Sin embargo no toda la cromatina es igual en una célula.



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Los cromosomas son estructuras en forma de bastón que aparecen en el momento de la reproducción celular, en la división del núcleo o citocinesis. Están constituidos químicamente por ADN más histonas puesto que son simplemente cromatina condensada. Su número es constante en todas las células de un individuo pero varía según las especies. Un cromosoma está formado por dos cromátidas (dos hebras de ADN idénticas) que permanecen unidas por un centrómero.

El cromosoma puede presentar constricciones primarias (centrómero) que origina los brazos del cromosoma y secundarias que se producen en los brazos y originan satélites. Alrededor del centrómero existe una estructura proteica, llamada cinetocoro, que organiza los microtúbulos que facilitarán la separación de las dos cromátidas en la división celular.


La función de los cromosomas consiste en facilitar el reparto de la información genética contenida en el ADN de la célula madre a las hijas.






Actividad 18. Interactivo
http://recursos.cnic...ula/activ18.htm



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IDEAS FUNDAMENTALES

  • La célula es la unidad de vida.

  • Cumple las funciones de nutrición, relación y reproducción.

  • Tiene tres componentes básicos: membrana plasmática, citoplasma y ADN.

  • Tiene formas, tamaños y longevidad diferente según el tipo celular.

  • Las células sin núcleo son procariotas.

  • Las células con núcleo son eucariotas animales o vegetales.

  • La membrana plasmática se encarga de independizar la célula y facilitar el intercambio de sustancias con el medio, a la vez que facilita las conexiones celulares para formar tejidos.

  • La matriz extracelular es exclusiva de células animales y forma los tejidos.

  • La pared vegetal es exclusiva de los vegetales y da rigidez y solidez a la célula.

  • El citosol es el medio en el que flotan todos los orgánulos celulares y se producen muchas reacciones bioquímicas.

  • El citoesqueleto es una malla de redes fibrosas y filamentos que dan arquitectura a la célula.

  • Los centríolos son orgánulos exclusivos de animales y de ellos se derivan los cilios y flagelos.

  • Los ribosomas son pequeños orgánulos que sintetizan proteínas.

  • El Retículo endoplasmático es una red de sacos intercomunicados que se dedican a la síntesis, almacenamiento y distribución de sustancias por la célula.

  • El Aparato de Golgi es un conjunto de sacos ordenados que realizan procesos de maduración y síntesis de sustancias específicas.

  • Los lisosomas, peroxisomas y glioxisomas son vesículas cargadas de distintas enzimas que realizan funciones metabólicas en la célula.

  • Las mitocondrias son orgánulos que realizan la respiración celular.

  • Los cloroplastos son orgánulos que realizan la fotosíntesis.

  • El núcleo es la parte de la célula que contiene la información genética.

  • La envoltura nuclear es doble membrana con poros que permiten el intercambio de sustancias con el citoplasma.

  • El nucléolo es una esfera que flota en el nucleoplasma que tiene como función la síntesis de ARN que forma los ribosomas.

  • El ADN del núcleo se asocia a proteínas histónicas y forma la cromatina que es el estado desempaquetado de los cromosomas.

  • Los cromosomas son las estructuras celulares que contienen y mantienen, en la reproducción celular, la información genética.


MAPA CONCEPTUAL





AUTOEVALUACIÓN

Interactivo para desarrollarlo en el enlace:

http://recursos.cnic...oevaluacion.htm




1.- Los autores que enunciaron los dos primeros principios de la teoría celular son:

a.- Hooke y Leeuwenhoek.
b.- Brown y Schwann.
c.- Schleiden y Schwann.


2.- Una célula no puede crecer indefinidamente depende de:

a.- Su forma.
b.- La relación superficie-volumen.
c.- Su función.


3.- Singer y Nicholson (1972) describieron la estructura de la membrana plasmática como

a.- Modelo micelar.
b.- Modelo único.
c.- Mosaico fluido.


4.- La pared celular tiene como componente básico:

a.- Celulosa.
b.- Pectina.
c.- Carbonato cálcico y sílice.


5.- La estructura del centríolo es:

a.- Nueve grupos de tres microtúbulos unidos.
b.- Nueve grupos de dos microbúbulos unidos.
c.- Nueve grupos de tres microtúbulos unidos y dos en el centro.


6.- El RER realiza:

a.- La síntesis de las proteínas.
b.- La clasificación de las proteínas.
c.- El transporte, almacenamiento y distribución de las proteínas.


7.- Los peroxisomas:

a.- Realizan la detoxificación de la célula.
b.- Realizan funciones de hidrólisis.
c.- Transforman lípidos en azúcar.


8.- En las membranas de los tilacoides se produce:

a.- La quimiosíntesis.
b.- La fase oscura de la fotosíntesis.
c.- La fase lumínica de la fotosíntesis.


9.- La envoltura nuclear es una:

a.- Membrana doble.
b.- Membrana simple.
c.- Lámina fibrosa.


10.- Un nucleosoma es la unión de:

a.- 100 pares de bases de ADN y 7 histonas.
b.- 200 pares de bases de ADN y 8 histonas más una proteína histónica H1.
c.- 200 pares de bases de ADN y 8 proteínas histónicas.



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Con esto damos completa la Unidad del Proyecto Biosfera: La Célula. Estructura y Función.

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#23 Ge. Pe.

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Publicado el 03 abril 2008 - 12:17




:estudiando



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CÉLULA


1.          INTRODUCCIÓN

 

Célula, unidad básica de la vida. La célula es la estructura más pequeña capaz de realizar por sí misma las tres funciones vitales: nutrición, relación y reproducción. Todos los organismos vivos están formados por células. Algunos organismos microscópicos, como las bacterias y los protozoos, son unicelulares, lo que significa que están formados por una sola célula. Las plantas, los animales y los hongos son organismos pluricelulares, es decir, están formados por numerosas células que actúan de forma coordinada. La célula representa un diseño extraordinario y eficaz con independencia de si es la única célula que forma una bacteria o si es una de los billones de células que componen el cuerpo humano. La célula lleva a cabo miles de reacciones bioquímicas cada minuto y origina células nuevas que perpetúan la vida.


El tamaño de las células es muy variable. La célula más pequeña, un tipo de bacteria denominada micoplasma, mide menos de una micra de diámetro (10.000 micoplasmas puestos en fila tienen el mismo diámetro que un cabello humano). Entre las células de mayor tamaño destacan las células nerviosas que descienden por el cuello de una jirafa, que pueden alcanzar más de 3 m de longitud. Las células humanas presentan también una amplia variedad de tamaños, desde los pequeños glóbulos rojos (hematíes) que miden 0,00076 mm hasta las células hepáticas que pueden alcanzar un tamaño diez veces mayor. Aproximadamente 10.000 células humanas de tamaño medio tienen el mismo tamaño que la cabeza de un alfiler.


Además de estas diferencias de tamaño, las células presentan una amplia variedad de formas. Algunas, como la bacteria Escherichia coli, tienen forma de bastón. El paramecio, un tipo de protozoo, tiene forma de zapatilla y la ameba, otro protozoo, tiene una forma irregular que cambia conforme se mueve. Las células de las plantas tienen, por lo general, forma poligonal. En los seres humanos, las células de las capas más superficiales de la piel son planas, mientras que las células musculares son largas y delgadas. Algunas células nerviosas, con sus prolongaciones delgadas en forma de tentáculos, recuerdan a un pulpo.


En los organismos pluricelulares la forma de la célula está adaptada, por lo general, a su función. Por ejemplo, las células planas de la piel forman una capa compacta que protege a los tejidos subyacentes de la invasión de bacterias. Las células musculares, delgadas y largas, se contraen rápidamente para mover los huesos. Las numerosas extensiones de una célula nerviosa le permiten conectar con otras células nerviosas para enviar y recibir mensajes con rapidez y eficacia.


Toda célula es, en sí misma, un modelo de independencia. Igual que una ciudad amurallada en miniatura que estuviese permanentemente en hora punta, la célula debe soportar constantemente el tráfico, transportando moléculas esenciales de un lugar a otro con el fin de mantener las funciones vitales. Sin embargo, a pesar de su individualidad, las células poseen además una capacidad notable para unirse, comunicarse y coordinarse con otras células. Por ejemplo, el cuerpo humano está formado por unos 60 billones de células. Docenas de distintos tipos de células están organizadas en grupos especializados denominados tejidos. Los tendones y los huesos, por ejemplo, están formados por tejido conjuntivo, mientras que la piel y las membranas mucosas están formadas por tejido epitelial. Los distintos tipos de tejidos se unen para formar órganos, que son estructuras especializadas en funciones específicas. Algunos ejemplos de estos órganos son el corazón, el estómago o el cerebro. Los órganos, a su vez, se constituyen en sistemas como el sistema nervioso, el digestivo o el circulatorio. Todos estos sistemas de órganos se unen para formar el cuerpo humano.


Los componentes de las células son moléculas, estructuras sin vida propia formadas por la unión de átomos. Las moléculas de pequeño tamaño sirven como piezas elementales que se combinan para formar moléculas de mayor tamaño. Las proteínas, los ácidos nucleicos, los carbohidratos o hidratos de carbono y los lípidos (grasas y aceites) son los cuatro tipos principales de moléculas que forman la estructura celular y participan en las funciones celulares. Por ejemplo, una disposición muy organizada de lípidos, proteínas y compuestos de proteínas y azúcares, forman la membrana plasmática, o límite externo, de ciertas células. Los orgánulos, compartimentos rodeados por una membrana, presentes en el interior de las células, están formados principalmente por proteínas. Las reacciones bioquímicas en las células están dirigidas por enzimas, proteínas especializadas que aceleran las reacciones químicas. El ácido desoxirribonucleico (ADN) contiene la información hereditaria de las células y otro ácido nucleico, el ácido ribonucleico (ARN), actúa junto al ADN para producir las miles de proteínas que la célula necesita.

 

 

2. -          ESTRUCTURA CELULAR

 

Las células pertenecen a una de estas dos categorías: procariota o eucariota. En las células procariotas, propias de bacterias y arquebacterias, todos los componentes, incluyendo el ADN, se disponen libremente en el interior de la célula, en un compartimento único. Las células eucariotas que forman las plantas, los animales, los hongos y las restantes formas de vida, contienen numerosos compartimentos, u orgánulos, en su interior. El ADN de las células eucariotas está contenido dentro de un orgánulo especial denominado núcleo, que funciona como centro de mando de la célula y biblioteca donde se almacena la información. El término procariota procede de palabras griegas que significan ‘antes del núcleo’ o ‘prenúcleo’, mientras que eucariota significa ‘núcleo verdadero’.

 

1.-           Células procariotas



Las células procariotas están entre las de menor tamaño de todas las células; por lo general miden entre 1 y 10 µ, aunque algunas solo alcanzan menos de una micra de diámetro. Alrededor de 100 células procariotas típicas alineadas en fila tienen el mismo grosor que la página de un libro. Estas células, que pueden tener forma de bastón, esfera o espiral, están rodeadas por una pared celular protectora. Igual que la mayoría de las células, las células procariotas viven en un medio acuoso. La presencia de poros diminutos en la pared celular permite que el agua y las sustancias disueltas en ella, como el oxígeno, entren en la célula. Esos poros permiten también la salida de los desechos.


Apoyada en la superficie interna de la pared de la célula procariota se encuentra una membrana denominada membrana plasmática. Esta membrana, compuesta por una doble capa de moléculas intercaladas de lípidos flexibles y proteínas resistentes, está dotada de flexibilidad y resistencia. A diferencia de la pared celular, cuyos poros abiertos permiten el paso no regulado de materiales dentro y fuera de la célula, la membrana plasmática presenta una permeabilidad selectiva, permitiendo solo el paso de determinadas sustancias. De este modo, la membrana plasmática separa activamente el contenido de la célula de los fluidos que la rodean.


Mientras que las moléculas de pequeño tamaño como el agua, el oxígeno y el dióxido de carbono se difunden libremente a través de la membrana plasmática, el paso de numerosas moléculas de mayor tamaño, como aminoácidos (componentes básicos que forman las proteínas) e hidratos de carbono, está cuidadosamente regulado. Esta tarea es desempeñada por proteínas de transporte especializadas que abarcan todo el espesor de la membrana plasmática, formando un intrincado sistema de bombas y canales que permite el paso de estas sustancias. Algunas sustancias presentes en el fluido que rodea la célula pueden entrar solo si se unen y son acompañadas por proteínas de transporte específicas. De este modo, la célula controla con precisión la composición de su medio interno.


La membrana plasmática rodea al citoplasma, el semifluido presente en el interior de la célula. El citoplasma está formado por un 65% de agua aproximadamente y contiene hasta 1.000 millones de moléculas por célula, un copioso almacén que comprende enzimas y nutrientes disueltos, como carbohidratos y aminoácidos. El agua proporciona un medio favorable para las miles de reacciones bioquímicas que tienen lugar en la célula.


En el interior del citoplasma de todas las células procariotas se localiza el ADN, una molécula compleja con forma de doble hélice cerrada. El ADN tiene aproximadamente 1.000 veces la longitud de la célula y, para adaptarse a su interior, se enrolla y pliega repetidamente hasta formar una estructura compacta denominada cromosoma. El cromosoma de la célula procariota es circular y está localizado en una región de la célula llamada nucleoide. Con frecuencia existen en el citoplasma moléculas cíclicas de ADN de menor tamaño denominadas plásmidos. El ADN está formado por unidades denominadas genes, de forma similar a un tren largo formado por vagones independientes. El ADN contiene varios cientos o incluso miles de genes, dependiendo de la especie. Por lo general, un gen contiene instrucciones codificadas para la síntesis de toda o parte de una proteína específica.

También están inmersos en el citoplasma los únicos orgánulos presentes en las células procariotas: pequeños orgánulos sin membrana denominados ribosomas que constituyen las fábricas de proteínas de la célula. Siguiendo las instrucciones codificadas en el ADN, los ribosomas producen cientos de proteínas por minuto aportando a la célula las enzimas necesarias, los recambios de las proteínas de transporte consumidas y otras proteínas indispensables.

Aunque su composición es relativamente sencilla, las células procariotas desarrollan una actividad extremadamente compleja. Tienen una variedad de reacciones bioquímicas más amplia que la de sus parientes de mayor tamaño: las células eucariotas. La extraordinaria diversidad bioquímica de las células procariotas queda reflejada en los distintos modos de vida de las arquebacterias y las bacterias, cuyos hábitats comprenden desde el hielo polar hasta los desiertos y las grietas hidrotermales.


 

2. -          Células animales eucariotas



Las células eucariotas tienen, por lo general, un tamaño diez veces mayor que las procariotas. No tienen pared celular y la membrana plasmática forma, en las células animales, el límite externo de la célula. Con un diseño similar al de la membrana plasmática de las células procariotas, esta membrana separa la célula de su ambiente exterior y regula el paso de sustancias a través de ella.
El citoplasma de la célula eucariota es similar al de la célula procariota excepto porque las células eucariotas alojan un núcleo y numerosos orgánulos distintos delimitados por una membrana. Igual que las habitaciones separadas de una vivienda, estos orgánulos permiten la separación de funciones especializadas. Por ejemplo, la síntesis de proteínas y lípidos tiene lugar en orgánulos independientes donde se localizan las enzimas especializadas para cada función.


El núcleo es el orgánulo de mayor tamaño en la célula animal. Contiene numerosos filamentos de ADN cuya longitud es bastante mayor que el diámetro de la célula. A diferencia del ADN procariota circular, el ADN eucariota está contenido en el núcleo en forma de secciones largas, denominadas cromatina, que se enrollan alrededor de unas proteínas especiales llamadas histonas. Cuando la célula comienza a dividirse, cada filamento de ADN se pliega varias veces sobre sí mismo, dando lugar a un cromosoma filiforme.


El núcleo está rodeado por una doble membrana que protege al ADN de las reacciones químicas potencialmente nocivas que tienen lugar en el citoplasma. Las macromoléculas circulan entre el citoplasma y el núcleo a través de los poros nucleares, orificios presentes en la membrana nuclear. Los poros se abren y se cierran para regular selectivamente el transporte de moléculas. Este transporte se realiza mediante uniones a receptores específicos.


Unido a la membrana nuclear externa se encuentra un sistema de membranas denominado retículo endoplasmático. Este orgánulo se dispone en el citoplasma formando una red de sacos aplanados y túbulos ramificados e interconectados entre sí. El retículo endoplasmático adopta dos formas: rugoso y liso. El retículo endoplasmático rugoso (RER) recibe este adjetivo porque, al observarlo al microscopio, presenta numerosas protuberancias. Estas prominencias son, en realidad, miles de ribosomas que se encuentran unidos a la superficie de la membrana. Los ribosomas tienen la misma función en las células eucariotas que en las procariotas pero su estructura es ligeramente diferente. Las funciones del RER comprenden la síntesis de proteínas, cuyo destino es la membrana, otros orgánulos celulares o el exterior de la célula; el inicio de la glucosilación de las proteínas (adición de un azúcar), que tiene lugar en el espacio interno del retículo o lumen; y la participación en procesos de detoxificación de la célula.


El retículo endoplasmático rugoso está muy desarrollado en las células que producen muchas proteínas para exportar, como es el caso de los glóbulos blancos del sistema inmunológico, que producen y secretan anticuerpos. Algunos ribosomas que fabrican proteínas no están unidos al retículo endoplásmatico. Estos ribosomas libres están dispersos en el citoplasma y, por lo general, sintetizan proteínas (muchas de ellas enzimas) que permanecen en la célula.


La segunda forma de retículo endoplasmático, el retículo endoplasmático liso (REL), carece de ribosomas y tiene una superficie uniforme. En el interior de los canales que componen el retículo endoplasmático liso se encuentran las enzimas necesarias para la síntesis de lípidos. El retículo endoplasmático liso es abundante en las células hepáticas, donde además depura sustancias tóxicas como el alcohol, drogas y otros venenos.


Las proteínas son transportadas desde los ribosomas del retículo endoplasmático y los ribosomas libres hasta el aparato de Golgi, un orgánulo que recuerda a globos desinflados apilados y que contiene enzimas que completan el procesamiento de las proteínas. Estas enzimas añaden, por ejemplo, átomos de azufre y de fósforo en ciertas regiones de las proteínas, o eliminan diminutos fragmentos de los extremos de las mismas. Después, la proteína completa abandona el aparato de Golgi para alcanzar su destino definitivo dentro o fuera de la célula. Durante su ensamblado en el ribosoma, cada proteína adquiere un grupo de 4 a 100 aminoácidos denominado “señal”. La “señal” actúa como una etiqueta de transporte molecular que dirige la proteína hasta su localización adecuada.


Los lisosomas son orgánulos pequeños y a menudo esféricos que actúan como centro de reciclado y vertedero de la célula. Las enzimas digestivas concentradas en el lisosoma descomponen los orgánulos inservibles y transportan sus elementos básicos al citoplasma donde son aprovechados para construir orgánulos nuevos. Los lisosomas también descomponen y reciclan proteínas, lípidos y otras moléculas.


Los peroxisomas son pequeñas vesículas membranosas que contienen unas enzimas, llamadas oxidasas, que participan en reacciones metabólicas de oxidación. Las vacuolas son también vesículas membranosas formadas, fundamentalmente, por agua. Actúan también almacenando sustancias, tanto nutrientes como productos de desecho.


Las mitocondrias son unos de los orgánulos más conspicuos presentes en el citoplasma y constituyen las centrales de energía de la célula. Observadas al microscopio, presentan una estructura característica: las mitocondrias tienen forma alargada u oval, de varias micras de longitud, y están envueltas por dos membranas: una externa, que delimita el espacio intermembranoso y otra interna, muy replegada, que engloba la matriz mitocondrial. Dentro de estos orgánulos alargados se realizan las reacciones específicas de la respiración aerobia o celular, un proceso que consume oxígeno y produce dióxido de carbono y tiene como finalidad la obtención de energía que pueda ser utilizada por la célula. Las enzimas presentes en las mitocondrias convierten la glucosa y otros nutrientes en trifosfato de adenosina (ATP). Esta molécula sirve como fuente de energía para incontables procesos celulares, como el transporte de sustancias a través de la membrana plasmática, la síntesis y transporte de proteínas y lípidos, el reciclado de moléculas y orgánulos y la división celular. Las células musculares y hepáticas son especialmente activas y requieren docenas y en ocasiones hasta un centenar de mitocondrias por célula para satisfacer sus necesidades energéticas. Las mitocondrias son unos orgánulos peculiares ya que contienen su propio ADN, en forma de cromosoma circular de tipo procariota, tienen sus propios ribosomas, que se asemejan también a los ribosomas procariotas, y se dividen con independencia de la célula.


A diferencia de la célula procariota diminuta, la célula eucariota de mayor tamaño necesita un soporte estructural. El citoesqueleto constituye una red dinámica de microtúbulos, filamentos y fibras de proteínas que se entrecruzan en el citoplasma, anclan los orgánulos en posición y son responsables de la forma y estructura de la célula. Numerosos componentes del citoesqueleto son ensamblados y desensamblados por la célula según sus necesidades. Por ejemplo, durante la división celular se forma una estructura especial para desplazar a los cromosomas que recibe el nombre de huso acromático. Después de la división, el huso se desmonta porque no es necesario. Algunos componentes del citoesqueleto actúan como vías microscópicas a lo largo de las cuales se desplazan proteínas y otras moléculas como si fueran trenes en miniatura. Hallazgos de investigaciones recientes indican que el citoesqueleto podría ser también una estructura de comunicación mecánica que colabora con el núcleo para ayudarle a organizar los fenómenos que tienen lugar en la célula.


 

3. -          Células eucariotas vegetales





Las células vegetales tienen todos los orgánulos presentes en las células animales y poseen además algunos adicionales, como los cloroplastos, una vacuola central y una pared celular. Los cloroplastos tienen forma alargada y su estructura es aún más compleja que la mitocondrial: además de las dos membranas de la envoltura, que no se repliegan formando crestas, los cloroplastos tienen numerosos sacos internos aplanados en forma de disco (denominados tilacoides), interconectados entre sí, que están formados por una membrana que encierra el pigmento verde llamado clorofila. En los cloroplastos tiene lugar la fotosíntesis, un proceso que utiliza la energía solar para producir moléculas ricas en energía (ATP) y moléculas reductoras (NADPH) que se utilizan para sintetizar hidratos de carbono a partir de dióxido de carbono, liberando oxígeno. La fotosíntesis es un proceso vital ya que constituye una fuente importante del oxígeno fotosintético que necesitan la mayor parte de los organismos, incluidas las plantas, para vivir. Al igual que las mitocondrias, los cloroplastos también poseen un cromosoma circular y ribosomas de tipo procariota, que se encargan de sintetizar las proteínas que estos orgánulos necesitan.

La vacuola central de las células vegetales es una bolsa membranosa que, por lo general, ocupa la mayor parte del citoplasma de la célula y desplaza los orgánulos hacia la periferia. Desempeña diversas funciones, como la regulación osmótica, la digestión de macromoléculas y el almacenamiento de nutrientes y sustancias de desecho. La vacuola central almacena agua, sales, carbohidratos, proteínas y otros nutrientes. Además, almacena los pigmentos azul, rojo y morado que dan color a ciertas flores y contiene también desechos que poseen sabor amargo y alejan a los insectos de la planta.

Las células vegetales poseen una pared celular rígida y resistente que rodea y protege la membrana plasmática. Sus poros permiten el paso de materiales dentro y fuera de la célula. La resistencia de la pared permite también que la célula absorba agua en la vacuola central y aumente de tamaño sin estallar. La presión resultante en las células aporta rigidez y soporte a los tallos, hojas y flores de las plantas. Sin una presión de agua suficiente, las células se colapsan y la planta se marchita.

 

 

3. -          FUNCIONES CELULARES



Para mantenerse vivas, las células tienen que ser capaces de realizar distintas funciones. Algunas células necesitan moverse y la mayoría deben de ser capaces también de dividirse. Todas las células deben mantener una concentración adecuada de sustancias químicas en su citoplasma, deben ingerir alimento y utilizarlo para fabricar energía, reciclar moléculas, eliminar desechos y construir proteínas. Las células también deben tener capacidad para responder a los cambios que suceden en el medio externo.

 

1. -          Movimiento



Muchos organismos unicelulares nadan, se deslizan o reptan en busca de alimento o para escapar de sus enemigos. Los organismos acuáticos se desplazan a menudo mediante un flagelo, una prolongación delgada formada por microtúbulos y proteínas accesorias. Por ejemplo, numerosas bacterias tienen uno, dos o varios flagelos que rotan como hélices propulsoras para desplazar al organismo. Algunos organismos eucariotas unicelulares, como la euglena, tienen también un flagelo, pero más largo y grueso que el flagelo procariota. El flagelo eucariota funciona mediante ondulaciones como un látigo. En animales superiores, el espermatozoide utiliza un flagelo para alcanzar el óvulo femenino y fecundarlo.

El movimiento de los organismos eucariotas se consigue también mediante cilios, estructuras móviles en forma de pelos, numerosos y cortos, formados también por microtúbulos y proteínas. Por lo general, miles de cilios se extienden a través de la membrana plasmática y cubren la superficie de la célula, dándole un aspecto piloso denso. Al batir sus cilios como si fueran remos, un organismo como el paramecio se propulsa a través de su medio acuoso. En las células que no se mueven, los cilios desempeñan otras funciones. Por ejemplo, en el aparato respiratorio del ser humano millones de células ciliadas impiden que el polvo, el humo y los microorganismos inhalados entren en los pulmones al barrerlos sobre una corriente de moco hacia la garganta, desde donde son deglutidos.

Los flagelos y cilios eucariotas constan de una parte que sobresale fuera de la superficie celular y otra situada debajo de la membrana. La primera está recubierta por la membrana plasmática y contiene un haz de microtúbulos, denominado axonema, capaz de desarrollar movimientos. La parte situada debajo de la membrana se denomina cuerpo basal y consiste en una pequeña estructura proteica, similar a los centriolos, a partir de la cual crece el axonema. Los cuerpos basales ayudan también a anclar los flagelos y los cilios.

Sin embargo, otras células eucariotas, como las amebas y los glóbulos blancos sanguíneos, se desplazan con un movimiento ameboide o de arrastre. Deforman su citoplasma para formar seudópodos temporales o falsos pies. Después, arrastran el extremo de avance del citoplasma hasta los seudópodos. Una célula que se desplaza con movimiento ameboide perdería una carrera con una euglena o con un paramecio. Sin embargo, aunque es lento, el movimiento ameboide es lo suficientemente potente para permitir que las células se desplacen contra corriente, lo que permite a los organismos que viven en un medio acuoso perseguir y devorar a sus presas o a los glóbulos blancos viajar por el torrente sanguíneo para atrapar y engullir una bacteria o un virus.


 

2.          Nutrición



La nutrición es una de las funciones vitales que permite a las células obtener la materia y energía que necesitan. Sin embargo, unas células son capaces de fabricar su propia materia orgánica mientras que otras necesitan incorporar materia orgánica ya elaborada. Por eso, según la forma de nutrición las células se pueden clasificar en dos grandes grupos: autótrofas y heterótrofas.
Las células autótrofas fabrican la materia orgánica que necesitan a partir de nutrientes inorgánicos utilizando una fuente de energía externa. Las células autótrofas pueden ser fotosintéticas (realizan la fotosíntesis y utilizan como fuente de energía la luz solar), o quimiosintéticas o quimiolitótrofas (obtienen la energía que necesitan para fabricar sus compuestos orgánicos de la oxidación de moléculas inorgánicas). Algunas células procariotas y las células eucariotas de algas y plantas son células fotosintéticas. En células eucariotas autótrofas, la fotosíntesis tiene lugar en los cloroplastos. Estos orgánulos contienen numerosos compartimentos internos denominados tilacoides donde las enzimas ayudan al proceso de transformación de la energía. Una simple hoja contiene entre 40 y 50 cloroplastos. Con suficiente luz solar, un árbol grande es capaz de producir hasta dos toneladas de azúcar en un solo día. La fotosíntesis en organismos procariotas (bacterias acuáticas por lo general) se realiza en pliegues de la membrana plasmática denominados cromatóforos, que contienen los pigmentos fotosintéticos. Las bacterias acuáticas producen el alimento consumido por organismos microscópicos que viven en estanques, ríos, lagos y mares. Las células quimiosintéticas solo son procariotas.

Las células heterótrofas obtienen la energía que necesitan de la oxidación de moléculas orgánicas que incorporan. Todos los animales, hongos, protozoos y algunas bacterias están formados por células heterótrofas.


 

3.-          Energía

 

Las células necesitan energía para realizar distintas funciones como moverse, fabricar y destruir moléculas, y transportar sustancias a través de la membrana celular. Independientemente de cómo las células hayan conseguido la materia orgánica, una parte de esa materia se utiliza para conseguir energía en forma de moléculas de ATP, el combustible celular; la oxidación de la materia orgánica libera energía que se utiliza para sintetizar ATP. La respiración celular es un conjunto de reacciones que permiten a las células obtener energía de las moléculas orgánicas al combinar sus átomos de carbono e hidrógeno con el oxígeno para producir dióxido de carbono y agua. La respiración celular o respiración aerobia tiene lugar en las mitocondrias en los organismos eucariotas. El interior de cada mitocondria contiene una membrana interna con numerosos repliegues que reciben el nombre de crestas. En la membrana interna, las enzimas forman una línea de ensamblado donde la energía presente en la glucosa y en otros nutrientes ricos en energía es transformada en ATP. En una célula normal se forman miles de moléculas de ATP por segundo. Algunos organismos procariotas también realizan una respiración aerobia. No obstante, carecen de mitocondrias, por lo que este proceso se realiza en el citoplasma.

Algunos tipos de células, que viven en ambientes anaerobios (carecen de oxígeno), como el lodo, charcas con agua estancada o en el interior del intestino de los animales, metabolizan la glucosa de manera incompleta obteniendo menos ATP. Esta degradación incompleta recibe el nombre de fermentación.

 

 

4.-          Síntesis de proteínas

 

 

Una célula típica contiene alrededor de 30.000 proteínas. Muchas de estas proteínas son enzimas necesarias para construir las moléculas principales utilizadas por las células (carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos) o para ayudar a la degradación de esas moléculas una vez que han sido utilizadas. Otras proteínas forman parte de la estructura de la célula, por ejemplo, de la membrana plasmática y de los ribosomas. En los animales, las proteínas actúan también como hormonas y anticuerpos, y funcionan como sistemas de transporte para llevar otras moléculas por todo el cuerpo. Por ejemplo, la hemoglobina es una proteína que transporta oxígeno en los glóbulos rojos sanguíneos. La demanda celular de proteínas es continua.

Sin embargo, antes de poder fabricar una proteína hay que obtener, de uno o más genes, las instrucciones moleculares para lograrlo. Por ejemplo, en el ser humano un gen contiene la información para la fabricación de la proteína insulina, la hormona que las células necesitan para extraer glucosa del torrente sanguíneo, mientras que al menos dos genes contienen la información para la síntesis del colágeno, la proteína que aporta resistencia a la piel, tendones y ligamentos. El proceso de fabricación de las proteínas comienza cuando las enzimas, en respuesta a una señal de la célula, se unen al gen que contiene el código para toda o parte de la proteína necesaria. Las enzimas transfieren el código a una molécula nueva denominada ARN mensajero, que transporta el código desde el núcleo hasta el citoplasma. Esto permite que el código genético original permanezca seguro en el núcleo mientras el ARN mensajero envía pequeños fragmentos y piezas de información del ADN al citoplasma cuando es necesario. Dependiendo del tipo de célula, cada minuto se forman cientos o incluso miles de moléculas de ARN mensajero.

Al llegar al citoplasma, la molécula de ARN mensajero se une a un ribosoma. El ribosoma se desplaza a lo largo del ARN mensajero como un tren monorraíl sobre su vía, y se convierte en otro tipo de ARN (ARN de transferencia) que recopila y se une a los aminoácidos necesarios almacenados en el citoplasma para formar la proteína concreta o un trozo de ella. La proteína es modificada según sea necesario por el retículo endoplasmático y el aparato de Golgi antes de comenzar a desempeñar su función.

 

5. -         División celular

 

 

La mayoría de las células se dividen en algún momento de su ciclo vital y otras lo hacen docenas de veces antes de morir. Los organismos dependen de la división celular para la reproducción, crecimiento, reparación y sustitución de las células dañadas o envejecidas. Hay tres tipos de división celular: fisión binaria, mitosis y meiosis. La fisión binaria, el método utilizado por las células procariotas, da lugar a dos células hijas idénticas a la célula original. El proceso de mitosis es más complicado, aunque también da lugar a dos células genéticamente idénticas a la original y es el empleado por muchos organismos eucariotas unicelulares para reproducirse. Los organismos pluricelulares utilizan la mitosis para crecer, reparar y sustituir las células dañadas. Por ejemplo, se calcula que en el cuerpo humano se producen 25 millones de divisiones celulares mitóticas cada segundo para reemplazar a las células que han completado sus ciclos vitales normales. Las células del hígado, intestino y piel, por ejemplo, pueden ser sustituidas cada pocos días.

El tipo de división celular necesaria para llevar a cabo la reproducción sexual es la meiosis. Los organismos con reproducción sexual son las algas marinas, los hongos, las plantas y los animales (incluyendo, por supuesto, al ser humano). La meiosis difiere de la mitosis en que la división celular comienza con una célula que tiene una dotación completa de cromosomas y termina con la formación de células gameto, como espermatozoides y óvulos, que solo tienen la mitad de la dotación cromosómica. Cuando el espermatozoide y el óvulo se unen durante la fecundación, la célula resultante de esta unión, denominada cigoto, contiene la dotación completa de cromosomas.

 

 

4. -          ORIGEN DE LAS CÉLULAS

 

El mecanismo de evolución de las células sigue siendo una cuestión de estudio sujeta a una intensa investigación científica (véase Origen de la vida). Los estudios sobre la evolución de las células a partir de la materia inerte que existía en la Tierra primigenia han sido llevados a cabo por físicos, geólogos, químicos y biólogos. La Tierra se formó hace aproximadamente 4.500 millones de años y durante millones de años las erupciones volcánicas violentas arrojaron al aire sustancias como dióxido de carbono, nitrógeno, agua y otras moléculas pequeñas. Estas moléculas, bombardeadas con la radiación ultravioleta y la luz de intensas tormentas, entraron en colisión formando uniones químicas estables y originando moléculas de mayor tamaño, como los aminoácidos y los nucleótidos (componentes básicos de las proteínas y de los ácidos nucleicos respectivamente). Ciertos experimentos indican que estas moléculas de mayor tamaño se forman de manera espontánea en condiciones de laboratorio que simulan el medio que probablemente existía en los orígenes de la Tierra.


Los científicos hacen conjeturas sobre si la lluvia podría haber arrastrado estas moléculas hasta los lagos para crear un caldo primordial, un terreno nutritivo para el ensamblado de las proteínas, el ácido nucleico ARN y los lípidos. Algunos investigadores piensan que estas moléculas más complejas se formaron en grietas hidrotermales y no en los lagos. Ciertos científicos creen incluso que estas sustancias clave podrían haber alcanzado la Tierra desde meteoritos procedentes del espacio exterior. No obstante, con independencia del medio en el que se originaron estas moléculas, los científicos coinciden en que las proteínas, los ácidos nucleicos y los lípidos representan los materiales básicos que formaron las primeras células. En el laboratorio, los científicos han puesto de manifiesto la unión de moléculas de lípidos para formar estructuras similares a la membrana plasmática celular. Como consecuencia de estas observaciones, los científicos plantean que millones de años de colisiones moleculares dieron lugar a esferas de lípidos que rodearon moléculas de ARN, la molécula más simple con capacidad de autorreplicación. Estos sistemas de moléculas rodeados de membrana, denominados protocélulas, ya existían hace 3.800 millones de años y habrían sido los ancestros de las primeras células procariotas.
Al no existir oxígeno en la atmósfera, esas primeras células eran anaerobias y obtenían la energía mediante procesos de fermentación. Esos primeros organismos eran heterótrofos, lo que acabó ocasionando que los nutrientes orgánicos fueran agotándose. Esa situación facilitó la aparición de organismos autótrofos fotosintéticos capaces de fabricar materia orgánica utilizando la luz solar, similares a las actuales cianobacterias. El oxígeno producido por estos organismos procariotas cambió radicalmente la composición de la atmósfera primitiva y favoreció la evolución de bacterias que usaban oxígeno para llevar a cabo la respiración aerobia, un proceso más eficaz de producción de ATP que la fermentación. Algunos estudios moleculares sobre la evolución de los genes en las arquebacterias indican que estos organismos podrían haber evolucionado en las aguas calientes de las grietas hidrotermales o manantiales de agua caliente ligeramente antes que las cianobacterias. Es probable que las arquebacterias dependieran de la fermentación para sintetizar ATP, igual que las cianobacterias.


Las células eucariotas pudieron haber evolucionado a partir de células procariotas primitivas hace aproximadamente 2.000 millones de años. Las células precursoras de las células eucariotas perdieron sus paredes celulares, lo que permitió que la membrana plasmática se expandiera y se plegara. Finalmente, estos pliegues podrían haber dado origen a compartimentos separados dentro de la célula (los precursores de ciertos orgánulos presentes en las células eucariotas). Según la teoría endosimbiótica, establecida por la bióloga estadounidense Lynn Margulis, estas primeras células eucariotas englobaron en su interior distintas bacterias que establecieron una relación simbiótica con su huésped. Estudios moleculares tanto del ADN como de los ribosomas de tipo bacteriano presentes en mitocondrias y cloroplastos indican que los ancestros de la mitocondria y el cloroplasto fueron, en algún momento, bacterias de vida libre que fueron engullidas por otras células procariotas en su propio beneficio (por su capacidad para producir ATP o por su eficacia para realizar la fotosíntesis). Durante generaciones, las células eucariotas completas con mitocondrias (los ancestros de los animales), o tanto con mitocondrias como con cloroplastos (los ancestros de las plantas) evolucionaron (véase Evolución).

 

 

5. -          DESCUBRIMIENTO Y ESTUDIO DE LAS CÉLULAS

 

Las primeras observaciones de las células fueron realizadas en 1665 por el científico inglés Robert Hooke, que utilizó un microscopio de su propia invención para examinar distintos objetos, como una lámina fina de corcho. Al observar las filas de las celdas diminutas que forman el tejido muerto de la madera, Hooke acuñó el término célula porque le recordaban a las pequeñas celdas ocupadas por los monjes en los monasterios. Aunque Hooke fue el primero en observar y describir las células, no llegó a comprender su relevancia. Unos años más tarde, el holandés Antoni van Leeuwenhoek, fabricante de microscopios, construyó uno de los mejores de la época. Gracias a su invento, Leeuwenhoek fue el primero en observar, dibujar y describir una amplia variedad de organismos vivos, como bacterias que se deslizaban en la saliva, organismos unicelulares que se movían en el agua de las charcas y espermatozoides nadando en el semen. Sin embargo, hubo que esperar algo más de un siglo para que los científicos fueran conscientes de la verdadera importancia de las células.

Los avances más significativos en el estudio de la célula tuvieron lugar en el siglo XIX, con el desarrollo y perfeccionamiento de los microscopios ópticos que permitieron observar con más detalle el interior de las células. Este desarrollo culminó con la formulación de la teoría celular por Scheleiden y Schwann. La colaboración entre el botánico alemán Matthias Jakob Schleiden y el zoólogo alemán Theodor Schwann permitió reconocer las similitudes fundamentales entre las células animales y vegetales. En 1839 presentaron la idea revolucionaria de que todos los organismos vivos están formados por una o más células y de que la célula constituye, por tanto, la unidad estructural de los seres vivos.

Sin embargo, el problema del origen de la célula no estaba resuelto, ya que se pensaba que las células podían originarse a partir de materia no celular. Fue otro científico alemán, Rudolf Virchow (1855) quien propuso que todas las células proceden de otras células. Así quedó establecida la teoría celular tal y como la conocemos hoy día:

•    La célula es la unidad morfológica de los seres vivos. Todos los seres vivos están formados por una o más células.

•    La célula es la unidad fisiológica de los seres vivos.

•    Toda célula procede de otra célula por división de esta.


Hacia finales del siglo XIX, conforme se perfeccionaron aún más los microscopios ópticos, los científicos fueron capaces de observar los cromosomas en el interior de la célula. A esta investigación ayudaron las nuevas técnicas de tinción que hicieron posible las primeras observaciones detalladas de la división celular, incluyendo observaciones de las diferencias entre la mitosis y la meiosis en la década de 1880. En las primeras décadas del siglo XX numerosos científicos se concentraron en el estudio de los cromosomas durante la división celular. En ese momento estaba vigente el concepto de que las mitocondrias transmitían la información hereditaria. Sin embargo, hacia 1920 los científicos descubrieron que los cromosomas contienen genes y que los genes transmiten la información hereditaria de generación en generación. Durante ese periodo, los científicos comenzaron a conocer algunos de los procesos químicos que tienen lugar en el interior de las células. En la década de 1920 se inventó la ultracentrifugadora, un instrumento que hace girar las células en los tubos de ensayo a una velocidad muy elevada, lo que hace que las partes más pesadas se depositen en el fondo del tubo de ensayo. Este instrumento permitió a los científicos separar las mitocondrias relativamente pesadas y abundantes del resto de la célula y estudiar sus reacciones químicas. Hacia finales de la década de 1940 se consiguió explicar la función de las mitocondrias en la célula. Con ayuda de técnicas refinadas de ultracentrifugación, los científicos aislaron poco después los orgánulos de menor tamaño y empezaron a comprender sus funciones.

Mientras algunos científicos estudiaban las funciones celulares otros examinaban los detalles de la estructura celular. En la década de 1940 se logró un desarrollo tecnológico crucial: la invención del microscopio electrónico, que emplea un haz de electrones en lugar de rayos de luz para observar las muestras. Las nuevas generaciones de microscopios electrónicos han mejorado la resolución, revelando orgánulos como el retículo endoplasmático, los lisosomas, el aparato de Golgi y el citoesqueleto.

El descubrimiento de la estructura del ADN en 1953 por el bioquímico estadounidense James D. Watson y el biofísico británico Francis Crick dio paso a la era de la biología molecular, un área de estudio que permanece en continuo auge. Un campo especialmente activo en los últimos años ha sido la investigación de la señalización celular, el proceso por el que los mensajes moleculares encuentran su camino en el interior de la célula a través de una serie de complejas vías proteínicas.

Otra área muy activa de la biología celular es la relacionada con la muerte celular programada o apoptosis. En el cuerpo humano cada segundo, millones de células se suicidan como parte esencial del ciclo normal de recambio celular. También parece ser un mecanismo de seguridad frente a la enfermedad: cuando aparecen mutaciones dentro de una célula, esta, por lo general, se autodestruye. Si no ocurre así, la célula puede dividirse y dar lugar a células hijas mutadas que continúan dividiéndose y propagándose, formando de manera gradual lo que denominamos tumor. Este crecimiento celular descontrolado puede ser benigno, sin riesgo, o canceroso y puede amenazar la salud del tejido. La apoptosis es objeto de estudio por parte de los científicos cuya intención es conocer la transformación cancerosa de las células.

 

 

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Células

 



El término célula hace referencia a organismos completos —dinoflagelados, diatomeas, espiroquetas causantes de enfermedades— y a elementos especializados de organismos superiores pluricelulares, como linfocitos, eritrocitos, células musculares o nerviosas. Con independencia del tamaño o de que sea una entidad autónoma o una parte de un organismo, todas las células tienen ciertos elementos estructurales comunes. Todas están encerradas por algún tipo de envuelta externa semipermeable que protege un interior fluido rico en agua, llamado citoplasma, y todas contienen material genético en forma de ADN (ácido desoxirribonucleico).

 

 

Linfocitos

 

Linfocitos.png

 

 

 

Los linfocitos o glóbulos blancos de la sangre se forman en la médula ósea. Son los principales responsables de combatir las infecciones; para ello atacan directamente a los antígenos o sustancias extrañas presentes en los tejidos y en la circulación. Los linfocitos atacan también los tejidos trasplantados por medio de cirugía y provocan, en ocasiones, el rechazo de estos órganos ajenos.

CNRI/Science Source/Photo Researchers, Inc.

 

 

Eritrocitos


Eritrocitos.png

 

Los eritrocitos o glóbulos rojos son los principales portadores de oxígeno a las células y tejidos del cuerpo. Su forma bicóncava es una adaptación que maximiza la superficie de intercambio de oxígeno por dióxido de carbono. Esta forma y una membrana plasmática flexible permiten a los eritrocitos atravesar los más angostos capilares.

 

 

 

Músculo liso

 

Musculoliso.png

 

El músculo humano liso, también llamado músculo visceral o involuntario, es un tejido formado por células delgadas ahusadas. Está controlado por el sistema nervioso autónomo y conforma la piel, los vasos sanguíneos y los órganos internos.

Biophoto Associates/Science Source/Photo Researchers, Inc.

 

 

Células nerviosas
 

Celulasnerviosas.png


 

Esta fotomicrografía muestra varias células nerviosas multipolares. Se ven con claridad el cuerpo celular central y las dendritas, prolongaciones cortas de la célula, que actúan como receptores de los estímulos.

Oxford Scientific Films

 

 

Espiroquetas

 

Espiroquetas.png
 

 

 

Las bacterias, que forman parte del reino Móneras, son organismos unicelulares carentes de estructura intracelular definida. La bacteria ilustrada aquí es una espiroqueta; presenta una estructura espiral característica de muchas de las 1.600 especies conocidas de estos organismos.

Omikron/Science Source/Photo Researchers, Inc.

 

 

Diatomeas
 

Diatomea.png

 

 

Las diatomeas representan un importante grupo de plantas marinas unicelulares rodeadas por una pared celular de sílice. Junto con otras plantas acuáticas unicelulares forman el fitoplancton, base de toda la cadena alimentaria marina. Tienen una estructura celular procariótica, caracterizada por la ausencia de núcleo y otros orgánulos celulares diferenciados, presentes normalmente en las células de las plantas superiores.

Peter Parks/Oxford Scientific Films

 

 

Paramecio

 

Paramecio.png

 

Los protozoos ciliados, como el paramecio ilustrado aquí, son organismos unicelulares que se mueven por medio de diminutas proyecciones vellosas llamadas cilios. Los cilios crean también corrientes que arrastran las partículas nutritivas hacia la pequeña depresión de la superficie celular que sirve para ingerirlas. Los protozoos viven en el agua y el suelo como parásitos o en simbiosis con otros organismos. Los protozoos ciliados del suelo descomponen la materia orgánica en sustancias que pueden ser utilizadas por otros seres vivos.

M.I. Walker/Science Source/Photo Researchers, Inc.

 

 

 

 

Procariota: cianobacteria

Cianobacterias.png

 

 

Las bacterias y otras células procariotas carecen casi siempre de muchas de las estructuras internas propias de las células eucariotas. Así, el citoplasma de las procariotas está rodeado por una membrana plasmática y una pared celular (como en las células vegetales), pero no hay membrana nuclear ni, por tanto, núcleo diferenciado. Las moléculas circulares de ADN están en contacto directo con el citoplasma. Además carecen de mitocondrias, retículo endoplasmático, cloroplastos y aparato de Golgi. Aunque, en general, las células procariotas carecen de estructuras internas delimitadas por membrana, las cianobacterias, como la ilustrada aquí, sí contienen numerosas membranas llamadas tilacoides, que contienen clorofila y pigmentos fotosintéticos que utilizan para captar la energía de la luz solar y sintetizar azúcares.

© Microsoft Corporation. Reservados todos los derechos.

 

 

 

Eucariota: célula animal
 

msneucariota.jpg

 

Una célula animal típica contiene varias estructuras internas separadas por membranas que reciben el nombre de orgánulos. El núcleo controla las actividades que tienen lugar en la célula y contiene el material genético. Las mitocondrias son orgánulos encargados de producir energía. Los ribosomas, que pueden estar libres flotando en el citoplasma o pegados al retículo endoplasmático rugoso, fabrican las proteínas. El aparato de Golgi modifica, agrupa y distribuye las proteínas mientras que los lisosomas contienen enzimas que digieren determinadas sustancias. La célula está rodeada por una membrana lipídica que deja pasar selectivamente algunas sustancias hacia dentro o hacia fuera de la célula.

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Membrana plasmática
 

msnmembplasmat.jpg

 

02008paintaa4.jpg

 

La membrana plasmática de las células eucariotas es una estructura dinámica formada por 2 capas de fosfolípidos en las que se embeben moléculas de colesterol y proteínas. 
Los fosfolípidos tienen una cabeza hidrófila y dos colas hidrófobas. Las dos capas de fosfolípidos se sitúan con las cabezas hacia fuera y las colas, enfrentadas, hacia dentro. Es decir, los grupos hidrófilos se dirigen hacia la fase acuosa, los de la capa exterior de la membrana hacia el líquido extracelular y los de la capa interior hacia el citoplasma. Las proteínas embebidas en las capas de fosfolípidos cumplen diversas funciones como la de transportar grandes moléculas hidrosolubles, como azúcares y ciertos aminoácidos. También hay proteínas unidas a carbohidratos (glicoproteínas) embebidas en la membrana.

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Por razones técnicas (muchas imágenes) el post  lo seguiremos inmediatamente después de éste, continuación.

 

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Núcleo celular


msnnucleo.jpg


El núcleo de las células eucariotas es una estructura discreta que contiene los cromosomas, recipientes de la dotación genética de la célula. Está separado del resto de la célula por una membrana nuclear de doble capa y contiene un material llamado nucleoplasma. La membrana nuclear está perforada por poros que permiten el intercambio de material celular entre nucleoplasma y citoplasma.

Don W. Fawcett/Science Source/Photo Researchers, Inc.





Retículo endoplasmático rugoso

 

msnrerj.jpg
 

 

El principal centro de síntesis proteica de la célula es la superficie del retículo endoplasmático rugoso (RER). Es una estructura característica formada por un apilamiento de membranas con pequeños gránulos oscuros llamados ribosomas. Las proteínas sintetizadas pasan de la superficie del RER al exterior de la célula. En los ribosomas que puntean la superficie del RER también se sintetizan proteínas, pero éstas permanecen dentro de la célula para realizar funciones metabólicas.

Don W. Fawcett/Science Source/Photo Researchers, Inc.

 

 

Aparato de Golgi


msngolgi.jpg

 

El aparato de Golgi es un pequeño grupo de sacos membranosos lisos apilados en el citoplasma. Dirige las proteínas recién sintetizadas hacia los lugares que deben ocupar en la célula.


David M. Phillips/The Pop. Council/Science Source/Photo Researchers, Inc.

 

 

Citoesqueleto


msncitoesq.jpg


 

El citoesqueleto es una red de fibras proteicas que ocupa el citoplasma de las células y que mantiene la estructura y la forma de la célula. El citoesqueleto también se encarga de transportar sustancias entre las distintas partes de la célula.

Don Fawcett/Science Source/Photo Researchers, Inc.

 

 

Membranas plasmáticas de dos células


msnmemcito2cl.jpg


 

La membrana plasmática (MP) es una estructura semipermeable que separa la célula del medio externo. Consiste en una capa doble de fosfolípidos que permite el movimiento de agua y ciertos iones a través de ella, mediante la interacción con proteínas específicas. En los protozoos, la membrana envuelve y absorbe fluidos y material celular nutritivo, y expulsa residuos.

Don W. Fawcett/Science Source/Photo Researchers, Inc.

 

 

Citoplasma


msncitplsma.jpg

 

 

Esta micrografía electrónica de transmisión de una célula de levadura (Rhodosporidium toryloides) tratada por el método de congelación-fractura muestra varios orgánulos suspendidos en una matriz citoplásmica; el fondo de la célula lo ocupa un cuerpo lipídico esférico y oscuro, con el voluminoso núcleo en la parte superior derecha y una mitocondria curva en el extremo superior de la célula. El fuerte aumento revela que el citoplasma, un gel viscoso, engloba una retícula tridimensional de fibras proteicas. Estos filamentos, llamados citoesqueleto, interconectan y sujetan los elementos ‘sólidos’ antes citados.  

Dennis Kunkel/CNRI/Phototake NYC    

 

Cromosoma


Cromosoma.png


 

Varios miles de genes (unidades de la herencia) se disponen en una sencilla línea sobre un cromosoma, una estructura filiforme de ácidos nucleicos y proteínas. Las bandas teñidas de oscuro son visibles en los cromosomas tomados de las glándulas salivares de Drosophila melanogaster, la mosca de la fruta. Su significado no se conoce bien, pero el hecho de que los diseños específicos de las bandas sean característicos de varios cromosomas, constituye una valiosa herramienta de identificación.

London Scientific Films/Oxford Scientific Films

 

 

Eucariota: célula vegetal


msncelvgtl.jpg


 

Las células vegetales contienen varias estructuras internas rodeadas de membrana que reciben el nombre de orgánulos. Incluyen un núcleo que contiene el material genético, ribosomas que fabrican proteínas, retículo endoplasmático liso que interviene en la síntesis de los lípidos que forman la membrana celular y una membrana lipídica que rodea la célula. Las células vegetales también contienen cloroplastos, unos orgánulos capaces de sintetizar azúcares a partir de dióxido de carbono, agua y energía solar, y una vacuola grande que almacena sustancias que la célula necesita. Las células vegetales están rodeadas por una pared celular rígida que protege la célula y da forma a la misma.

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Cloroplastos

Cloroplastos.png

 

Los cloroplastos son diminutos orgánulos esféricos, presentes en las células vegetales. Son esenciales para la fotosíntesis, una cadena de reacciones que utiliza la energía de la luz solar para combinar agua y dióxido de carbono en presencia de clorofila para producir oxígeno y azúcares utilizables por los animales. Sin fotosíntesis, la atmósfera no tendría oxígeno suficiente para mantener la vida animal.

Richard Kirde/Oxford Scientific Films

 

 



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Euglena


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La euglena es un organismo unicelular afín a ciertos vegetales, provisto de un flagelo terminal que la ayuda a moverse. Los espermatozoides de los vertebrados, algunos protozoos y los dinoflagelados (las algas unicelulares causantes de las mareas rojas) también tienen un flagelo móvil.

Biophoto Associates/Science Source/Photo Researchers, Inc.

 

 

 

Mitocondria


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Las mitocondrias, estructuras diminutas alargadas que se encuentran en el hialoplasma (citoplasma transparente) de la célula, se encargan de producir energía. Contienen enzimas que ayudan a transformar material nutritivo en trifosfato de adenosina (ATP), que la célula puede utilizar directamente como fuente de energía. Las mitocondrias suelen concentrarse cerca de las estructuras celulares que necesitan gran aportación de energía, como el flagelo que dota de movilidad a los espermatozoides de los vertebrados y a las plantas y animales unicelulares.

Don Fawcett-Keith Porter/Photo Researchers, Inc.

 

 

 

Síntesis de proteínas


Una de las tareas más importantes de la célula es la síntesis de proteínas, moléculas que intervienen en la mayoría de las funciones celulares. El material hereditario conocido como ácido desoxirribonucleico (ADN), que se encuentra en el núcleo de la célula, contiene la información necesaria para dirigir la fabricación de proteínas.



Interactivos:

 

Mitosis.

 

Fichero Adjunto  Mitosis.wmv   2,41MB   67 Número de descargas

 

 

Meiosis

 

Fichero Adjunto  Meiosis.wmv   4,78MB   62 Número de descargas

 


 

Francis Crick y James Watson


WatsonCrick.png


 

La molécula de ADN (ácido desoxirribonucleico) es el modelo genético de cada célula y, en última instancia, la que determina todos los aspectos de un ser vivo. En 1953, Watson (izquierda) y Francis Crick (derecha) describieron la estructura en doble hélice de la molécula de ADN, una especie de escalera de caracol con muchos escalones. En 1962 Watson y Crick recibieron el Premio Nobel de Medicina por su trabajo.

Photo Researchers, Inc.

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Como citar este artículo
"Célula," Enciclopedia Microsoft® Encarta® Online 2007
http://es.encarta.msn.com © 1997-2007 Microsoft Corporation. Reservados todos los derechos.

 

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Con este artículo de MSN Encarta y los aportes anteriores, creo que hemos dado una visión general bastante completa  en "La Célula-Citología". Obvio, el tema no está agotado, cuando encontremos algo que se nos haya pasado, se lo pondremos.

Esperamos que sea útil en todos los niveles.

Buen estudio.

Atte.
Ge. Pe.
Adm.

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#26 Ge. Pe.

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Publicado el 11 abril 2008 - 12:28






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Continuamos....

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7.h.- Cloroplastos.


Los cloroplastos son orgánulos típicos y exclusivos de las células vegetales que poseen clorofila.

Por ellos las plantas son capaces de realizar el proceso de fotosíntesis, proceso que transforma la energía luminosa en energía química contenida en las moléculas de ATP. Como las mitocondrias, también producen energía.












Estructura:

son polimorfos y de color verde por la acumulación de clorofila. Su forma más frecuente es lenticular, ovoide o esférico. También presenta una doble membrana (externa e interna) y entre ellas un espacio intermembranoso. El interior se rellena por un gel llamado estroma. Presenta un ADN independiente del núcleo y plastorribosomas. Inmersos en el estroma existen unos sacos aplanados llamados tilacoides o lamelas cuyo interior se llama lúmen. Los tilacoides pueden extenderse por todo el estroma o apilarse formando paquetes llamados grana. En la membrana de los grana o tilacoides se ubican los sistemas enzimáticos que captan la energía del sol y efectúan el transporte de electrones para formar ATP.



Función:

la más importante es la realización de la fotosíntesis en la que, aparte de la transformación energética, existe una transformación de materia inorgánica a orgánica, utilizando el ATP sintetizado a partir de la luz solar. En el cloroplasto se produce la fase luminosa y oscura de la fotosíntesis además de la biosíntesis de proteínas y la duplicación de su propio ADN.


Actividad 14

http://recursos.cnic...ula/activ14.htm





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Actividad de investigación 11: LOS TILACOIDES


Introducción:

El cloroplasto presenta en su interior una serie de sacos aplanados que flotan sobre el estroma y que pueden encontrarse apilados, llamados tilacoides. En las membranas de los tilacoides existe un conjunto de aparato enzimático que transforma la luz en ATP en la fase luminosa de la fotosíntesis.

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Actividad 15

http://recursos.cnic...ula/activ15.htm


Actividad 16

http://recursos.cnic...ula/activ16.htm




8.- EL NÚCLEO:


El núcleo es una estructura constituida por una doble membrana, denominada envoltura nuclear que rodea al ADN de la célula separándolo del citoplasma. El medio interno se denomina nucleoplasma y en él están sumergidas, más o menos condensadas, las fibras de ADN que se llaman cromatina y corpúsculos formados por ARN conocidos como nucléolos.





8.a.- Envoltura nuclear.


La envoltura nuclear presenta una estructura basada en una doble membrana. Entre la membrana externa e interna de esa envoltura existe un espacio intermembranal, llamado espacio perinuclear. Bajo la membrana interna existe una capa de proteínas fibrilares llamada lámina fibrosa. El origen de la membrana nuclear es el retículo endoplasmático. Presenta una serie de poros que comunican ambos sistemas. Estos poros tienen una compleja estructura basada en la organización de una serie de proteínas que forman el complejo del poro nuclear.



Las funciones de esta envoltura son: separar al citoplasma del nucleoplasma, y mantener separados los procesos metabólicos de ambos medios. Además regula el intercambio de sustancias a través de los poros y la lámina nuclear permite la unión con las fibras de ADN para formar los cromosomas.



Actividad 17

http://recursos.cnic...ula/activ17.htm


8.b.- Nucleoplasma y nucléolo.


El nucleoplasma es el medio interno del núcleo. Es una estructura formada por una dispersión coloidal en forma de gel compuesta por proteínas relacionadas con la síntesis y empaquetamiento de los ácidos nucleicos. También posee nucleótidos, ARN, ADN, agua e iones. Existe en su seno una red de proteínas fibrilares similar a las del citoplasma. Su función es ser el seno en el que se produce la síntesis de ARN diferentes y la síntesis del ADN nuclear. Además, con su red de proteínas, evita la formación de nudos en la cromatina.





El nucléolo es una estructura esférica sin membrana que se visualiza en la célula en interfase. Está formado por ARN y proteínas. Su función fundamental consiste en ser una fábrica de ARN ribosomial, imprescindible para la formación de ribosomas.





8. c.- Cromatina y cromosomas:




La cromatina es la sustancia fundamental del núcleo celular. Su constitución química es simplemente filamentos de ADN en distintos grados de condensación. Estos filamentos forman ovillos. Existen tantos filamentos como cromosomas presente la célula en el momento de la división celular. La cromatina se forma cuando los cromosomas se descondensan tras la división celular o mitosis. Existen diversos tipos de cromatina según el grado de condensación del ADN.

Este ADN se enrolla alrededor de unas proteínas específicas, las histonas, formando los nucleosomas (ocho proteínas histónicas + una fibra de ADN de 200 pares de bases). Cada nucleosoma se asocia a un tipo distinto de histona la H1 y se forma la cromatina condensada.



La función de la cromatina es: proporcionar la información genética necesaria para que los orgánulos celulares puedan realizar la transcripción y síntesis de proteínas; también conservan y transmiten la información genética contenida en el ADN, duplicando el ADN en la reproducción celular.




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Actividad de investigación 12: LA CROMATINA Y LOS CROMOSOMAS




Introducción:

El ADN se estructura dentro del núcleo de la célula en diversos grados de empaquetamiento. Además su composición química se asocia a la de proteínas especiales, llamadas histonas, y forma la cromatina. Esta cromatina es el material genético de la célula en reposo, en la división celular se empaqueta al máximo y forma los cromosomas. Sin embargo no toda la cromatina es igual en una célula.


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Los cromosomas son estructuras en forma de bastón que aparecen en el momento de la reproducción celular, en la división del núcleo o citocinesis.

Están constituidos químicamente por ADN más histonas puesto que son simplemente cromatina condensada. Su número es constante en todas las células de un individuo pero varía según las especies. Un cromosoma está formado por dos cromátidas (dos hebras de ADN idénticas) que permanecen unidas por un centrómero. El cromosoma puede presentar constricciones primarias (centrómero) que origina los brazos del cromosoma y secundarias que se producen en los brazos y originan satélites. Alrededor del centrómero existe una estructura proteica, llamada cinetocoro, que organiza los microtúbulos que facilitarán la separación de las dos cromátidas en la división celular.



La función de los cromosomas consiste en facilitar el reparto de la información genética contenida en el ADN de la célula madre a las hijas.





Actividad 18

http://recursos.cnic...ula/activ18.htm


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Mapa Conceptual










IDEAS FUNDAMENTALES
  • La célula es la unidad de vida.
  • Cumple las funciones de nutrición, relación y reproducción.
  • Tiene tres componentes básicos: membrana plasmática, citoplasma y ADN.
  • Tiene formas, tamaños y longevidad diferente según el tipo celular.
  • Las células sin núcleo son procariotas.
  • Las células con núcleo son eucariotas animales o vegetales.
  • La membrana plasmática se encarga de independizar la célula y facilitar el intercambio de sustancias con el medio, a la vez que facilita las conexiones celulares para formar tejidos.
  • La matriz extracelular es exclusiva de células animales y forma los tejidos.
  • La pared vegetal es exclusiva de los vegetales y da rigidez y solidez a la célula.
  • El citosol es el medio en el que flotan todos los orgánulos celulares y se producen muchas reacciones bioquímicas.
  • El citoesqueleto es una malla de redes fibrosas y filamentos que dan arquitectura a la célula.
  • Los centríolos son orgánulos exclusivos de animales y de ellos se derivan los cilios y flagelos.
  • Los ribosomas son pequeños orgánulos que sintetizan proteínas.
  • El Retículo endoplasmático es una red de sacos intercomunicados que se dedican a la síntesis, almacenamiento y distribución de sustancias por la célula.
  • El Aparato de Golgi es un conjunto de sacos ordenados que realizan procesos de maduración y síntesis de sustancias específicas.
  • Los lisosomas, peroxisomas y glioxisomas son vesículas cargadas de distintas enzimas que realizan funciones metabólicas en la célula.
  • Las mitocondrias son orgánulos que realizan la respiración celular.
  • Los cloroplastos son orgánulos que realizan la fotosíntesis.
  • El núcleo es la parte de la célula que contiene la información genética.
  • La envoltura nuclear es doble membrana con poros que permiten el intercambio de sustancias con el citoplasma.
  • El nucléolo es una esfera que flota en el nucleoplasma que tiene como función la síntesis de ARN que forma los ribosomas.
  • El ADN del núcleo se asocia a proteínas histónicas y forma la cromatina que es el estado desempaquetado de los cromosomas.
  • Los cromosomas son las estructuras celulares que contienen y mantienen, en la reproducción celular, la información genética.

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Con este post terminamos la unidad:



del PROYECTO BIOSFERA


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Publicado el 11 septiembre 2008 - 12:10





:estudiando



Hay muchos y muy buenos recursos en la red, frase que he repetido majaderamente, pero cada dia lo compruebo mas.




INSTITUTO LUIS CAMPINO

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Tipo:     Documento de Apoyo

Unidad:     Biología Celular

Curso:     Primer Año E. Media, Tercer Año P.D.B.

Asignatura    Biología


Profesor    Carlos Donoso Moraga



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¿CÓMO FUNCIONA LA CÉLULA?



TODOS LOS ORGANISMOS VIVOS, DESDE LAS BACTERIAS A LOS HUMANOS, ESTÁN CONSTRUIDOS POR UNIDADES LLAMADAS CELULAS. ESTAS COMO UNA EFICIENTE INDUSTRIA, ELABORA PRODUCTOS DE ACUERDO A ESPECIFICACIONES MUY PRECISAS, PERO AUN HACEN MAS, COMO ELIMINACION DE DESPERDICIOS Y RECHAZO DE IMPOSTORES.

 

 

Hace casi 350 años atrás, el filósofo francés René Descartes afirmó que el cuerpo humano trabaja con los principios mecánicos. El comparaba la enfermedad y el disconfort causada por el mal funcionamiento de un órgano, a una máquina que se descompone porque una pieza se quebró o se descompuso. El sostenía que todas las máquinas pueden repararse, siempre que se reemplace la pieza quebrada y creía que la mismo sucedía con nuestro propio organismo. Este punto de vista mecanisista, que considera al cuerpo humano como una suma de órganos y tejidos, aún domina a la medicina occidental. Sin embargo muy raramente nos detenemos a pensar que nuestro organismo esta compuesto por 75 millones de millones de pequeños componentes, o células, cuyo tamaño variable oscila entre tres centésimos de milímetros a un milímetro de diámetro (30 a 1000 micrómetros).

No todas los organismos están constituidos por millones de células. Algunos animales, como la hidra (un invertebrado), contiene sólo unas pocas miles de células y aún otros organismos más pequeños, están constituidos por una sola célula.

También las células varían grandemente en su forma y tamaño, dependiendo de su función y de donde se ubican. Así por ejemplo, las células nerviosas (neuronas) poseen extensiones especializadas que cubren una larga superficie por donde propagan sus impulsos eléctricos. Las células musculares, en cambio, usan pequeños filamentos proteicos que soportan grandes presiones. Por otra parte, un glóbulo blanco, cuya función es proteger el organismo, esta preparado para fagocitar gérmenes patógenos invasores.

A pesar de estas enormes diferencias de formas y funciones, todas las células de un organismo comparten tres elementos fundamentales: a.- una membrana, que es una envoltura externa que contienen a la célula. b.- El contenido de una información genética que esta impresa en la molécula del ácido desoxirribonucleico (DNA) y que dirige las actividades de la célula, y c.- Un citoplasma, que envuelto por la membrana externa, contiene en su interior una substancia gelatinosa (citosol), rico en nutrientes y con un equipamiento necesario de estructuras bioquímicas, como para mantener la vida de la célula.

En un comienzo, por cerca de mil millones de años, la Tierra permaneció sin vida y sus cerros y valles no contenían nada más que elementos químicos rudimentarios. De acuerdo a dos bioquímicos, uno americano, Stanley Miller, y otro ruso Alexander Oparin, estos ingredientes constituyeron lo que llamaron "la sopa primordial", que gradualmente y como consecuencia de la acción de la luz, las erupciones volcánicas, las lluvias torrenciales y otras influencias ambientales, comenzaron a reaccionar para ir adquiriendo cada vez formas químicas mas complejas. Se estima que hace 3500 millones de años atrás, estos complejos químicos adquirieron la habilidad de hacer copias de sí mismos, y en ese momento comenzó la primera forma de vida. De ahí en adelante se fue evolucionando hasta las primeras células simples, conocidas como "procariotas". Estas células, casi sin cambios, aún abundan en nuestra Tierra. En un comienzo ellas reinaron solas durante aproximadamente 500 mil años, hasta que en algún momento, algunas de ellas evolucionaron a una forma celular más elaborada: las células "eucariótidas".

Estas nuevas células eucarióticas, por su tamaño dejaron chicas a las procariotas. Imagínense un gato en relación a una mosca, y así se tendrá una visión objetiva de la diferencia de tamaño. Estas nuevas células, tuvieron la característica de guardar su DNA con una doble membrana protectora, formando lo que se ha llamado un "núcleo". En su interior este DNA se ha maravillosamente organizado, empaquetándose en otras estructuras llamadas "cromosomas". En cambio las células más primitivas llamadas procarióticas, se caracterizan porque su DNA flota libre en su citoplasma. Pero tal vez la más importante diferencia entre uno y otro tipo de células, es que las eucariotas poseen además un mayor grado de organización de diversas estructuras existentes en el interior de su citosoma (organellos) y que son necesarias para desarrollar más ordenadamente las mayores y más complejas funciones necesarias para la vida. En cambio las células procarióticas, por su simplicidad, sólo poseen algunos organelos de estructura muy simple (ver recuadro 1).

Así como los diferentes órganos de nuestro cuerpo desempeñan sus propias funciones, así también los organellos dentro del citoplasma de las células desempeñan las suyas. Ellos demarcan los diferentes procesos de la actividad celular y aseguran que los productos y las materias primas de cada uno de esos procesos no lleguen a mezclarse. En todo caso, la posición de los diferentes organelos permite un orden lógico de transferencia de substancias, que recuerda la "producción industrial en línea", o el pasaje sucesivo del alimento a través del estómago, el intestino delgado y finalmente el colon.

Como es de esperarse, la mayor parte de los organelos están dedicados fundamentalmente a la producción de proteínas, ya que ellas son los bloques basales constituyentes de toda la estructura de la vida. El sistema básico productor de proteínas, es común a todas las células, y también en todas ellas el DNA guarda la información necesaria para su producción. En el proceso de la síntesis de proteínas, es necesario que sub-unidades o "RNA mensajero" (mRNA), lea y transcriba el mensaje obteniéndolo de un trozo de DNA, de modo se prepare un templado o molde de él, que va a usarse en una segunda etapa del proceso de manufacturación. En las células eucarióticas, cuando el mRNA ya está listo, sale del núcleo a través de un poro de la membrana nuclear y se dirige a unas estructuras esféricas llamadas "ribosomas". Allí, los "aminoácidos" (subunidades de las proteínas) se unen para ir formando las proteínas, de acuerdo a la información que trae el templado de mRNA.

Los ribosomas, que están compuestos en una mitad por RNA y en otra mitad por proteínas, pueden estar tanto libres en el citosol como adheridos a membranas. Ellos se han originado de una condensación dentro del núcleo, que se ha llamado "nucleolo". Los ribosomas de las células eucarióticas son más pesados y más complejos que los de las células procarióticas, aun cuando ambos desarrollan iguales tareas. A menudo los ribosomas forman claustros, que se denominan "polisomas" y en estas estructuras se van construyendo las proteínas, como en una verdadera correa transportadora.

La única otra estructura citoplasmática que tienen en común las células procarióticas y eucarióticas son los gránulos, que la célula usa para almacenar hidratos de carbono, cuya función es alimentar a las hambrientas células cuando ellas requieren energía para desempeñar su trabajo. Las células animales almacenan los carbohidratos como "glicógeno", mientras que las células vegetales lo hacen como "almidón". Ambos tipos de gránulos, son en realidad largas cadenas de polímeros de moléculas de glucosa, apretados como en un pelet.

Hasta aquí llegan las semejanzas entre células procarióticas y eucarióticas. Uno de los avances de es-tas últimas sobre las primeras, es el construcción de un andamiaje de fibras proteicas a "citoesqueleto", que tienen par función el organizar y reforzar su mayor y más expandido citoplasma. Esta fortificación celular consiste en fibras de diversos tipo. Algunas tienen forma de tubos y sus proteínas constituyentes se llaman tubulinas. Estos "microtúbulos" se usan tanto para fijar organelos en lugares específicos, como también para movilizarse estos al interior de la célula. Otras consisten en subunidades de "actina" (una proteína). Las sub-unidades de actina están continuamente juntándose o dejando sus cadenas, de modo que pueden alargarse o acortarse, con lo que permiten que la célula cons-tantemente cambien de forma. Y también microfilamentos pueden engancharse en el interior de la membrana celular para ayudar tanto a su migración (especialmente durante la formación de los órganos y el crecimiento de los embriones), como también para entremezclar materiales alrededor del citoplasma. En el caso de las células musculares, que constituyen la maquinaria de la contracción muscular, hay también filamentos de actina y "miosina", que es otra proteína.

Los microtúbulos son también el principal componente de estructuras en forma de pelos que protruyen des-de la célula y que se llaman "ilios" y "flagelos". Ellos se usan tanto para movilizar las células o para que con su movimiento se transporten substancias en su superficie exterior. Los flagelos trabajan solos y por ello son entre 10 a 20 veces más largos que los cilios. Pequeñas criaturas que viven en las posas de agua, como la "euglena", viajan impulsada por largos flagelos, del mismo modo que lo hacen también los espermios. En organismos mayores existen en su superficie millones de cilios puestos en línea, que con su movimiento mueven substancias. Por ejemplo, las células de la mucosa pulmonar usan estos cilios para desplazar el mucus e impurezas hacia el pasaje nasal.

 


MEMBRANAS


Proteínas procesadoras:

 

Miles de estructuras con sus propias membranas pueblan el citoplasma, siendo las más numerosas las que forman una densa red de túbulos interconectados (cisternas), constituyendo el llamado "retículo endoplásmico (RE)". Hay dos tipos de RE: ER rugoso (RER), llamado así porque en su cara citoplasmática se adhieren los ribosomas que le dan este aspecto, y ER suave (SRE), porque está desprovisto de ellos.

El RER es más extenso que el SER, y actúa como productor de proteínas y también como almacenamiento de ellas. Cadenas de aminoácidos recientemente producidas por los ribosomas, se van deslizando a través de pequeños agujeros de sus membranas al interior de la cisterna, donde se almacenan para que oportunamente, más tarde sean enviadas a algún lugar del citoplasma o para que se dirijan hacia la membrana celular, donde ellas puedan incorporarse a ésta, o atravesándola, se exporten fuera de la célula.

En cambio en el SER se producen hormonas esteroidales y otros "lípidos" (termino general para denominar grasas, jabones o aceites). Estos dos tipos de red endoplásmica están separadas, de modo que sus cargos no se confundan. El RER, por su delicada e importante función de síntesis de las proteínas, se conecta directamente con los poros del núcleo, y es a través de ellos que el mRNA viaja para llevar su mensaje a los ribosomas. Las células que generan muchas proteínas, como por ejemplo las células del estómago que secreta enzimas digestivas (las enzimas son proteínas), poseen un RER muy extenso. A su vez, las células de las gónadas que producen hormonas esteroidales, es grande su SER.

Las proteínas en el RER tienen una enorme variedad de posibles destinos. Algunas de ellas son transportadas a la zona de preparado y empaquetaje, que se denomina "Aparato de Goly". Este está constituido por 6 a 20 unidades de sacos membranosos en forma de platillos que se arriman unos encima de otros, envueltos en tenues contenedores membranosos o "vesículas". En la rnedida que las proteínas pasan a través de cada una de estas capas, estas van sufriendo modificaciones químicas. Generalmente estas consisten en la adición de azúcares para formar glicoproteínas. Muchas secreciones de las células, como el mucus, son glicoproteínas. Es por esto que las células endoteliales que secretan mucus, como es el caso de las células pulmonares y el cervix, poseen Aparatos de Golgi

 

 


EMPAQUETAMIENTO DE LAS PROTEÍNAS


Exo y endositosis:


 

De una manera única, las proteínas viajan hacia los limites de la célula, a través de las cisternas del Aparato de Golgi. Es así como una sección del tubo endoplásmico conteniendo la proteiína, se desprende del resto del ER y se cierra inmediatamente en ambos extremos, aprisionando la proteína en una vesícula, que luego se funde con la superficie del compartimento de Golgi más cercano, transfiriéndole su contenido. De este modo las proteínas se va moviendo de un saco de Golgi al siguiente y eventualmente se desprenden, quedando llenas de proteínas y listas para la secreción. A menudo estas vesículas secretoria se mantienen cerca del limite de la célula, listas y esperando para ser expelidas. El proceso de secreción en el cual las vesículas se funden con la membrana externa de la célula y expulsan su carga hacia afuera, se llama "exocitosis".

Los citólogos, que son los biólogos que hacen de la célula su razón de estudio, han encontrado que en ocasiones el aparato de Golgi determina el destino de su carga con la ayuda de hidratos de carbono que actúan como indicadores, que sería como ponerle la etiqueta a la carga con la dirección a donde deben llegar. Así por ejemplo, agregándole a la proteína un azúcar como la manosa-6 fosfato, aseguran que esta va a un organelo específico que se llama lisosoma. Con otra azúcar, la carga puede ir a otro lugar, como por ejemplo a la membrana celular. Otros destinos se logran no con un azúcar, sino con una "secuencia de señales" introducida en la cadena de la proteína. Esta forma de etiquetado intracelular, es lo que se llama "proteína marcada" (protein targeting). Los citólogos James Rothman y Lelio Orci, han demostrado también que las vesículas tienen en su cobertura una variedad de proteínas que puede ayudar a formar la vesícula.

 

 

ARCON DESTRUCTOR DE BASURAS


Huéspedes no invitados:


 

La célula eucariótica no estaría completa sin una estructura donde deshacerse de la basura. Ellos son los "lisosomas". A diferencia de un tarro de basura, los lisosomas están llenos de bordes que poseen un cocktail de enzimas muy potentes, capaces de digerir los ingredientes básicos de la vida: ácidos nucleicos (DNA, RNA), proteínas, hidratos de carbono y lípidos. Su mayor función es digerir restos de organelos y partículas extrañas. También algunos de los glóbulos blancos, como es el caso de los fagocitos, usan lisosomas para destruir los patógenos.

Los filtrados de los lisosomas pueden causar daño y aun matar a las células viejas. Los citólogos aun no saben cómo resiste la misma membrana del lisosoma al poder digestivo de las substancias químicas que contiene en su interior. Con todo, ellos saben que las enzimas se activan sólo bajo condiciones de extrema acidez, y tal vez es por ello que se logran mantener inactivas si por alguna razón se filtran al citosol.

También hay estructuras del mismo tamaño, llamadas peroxisomas, que desarrollan funciones algo diferentes. Ellas contienen enzimas (peroxidasas) que catalizan reacciones donde el peróxido de hidrógeno (H202) es un subproducto. Estas enzimas catalizan importantes reacciones, incluyendo la hidrólisis de ciertos tipos de lípidos, alcoholes y además la síntesis de ácidos biliares en el hígado. El problema es que el H202 es un poderoso oxidante y tóxico para la célula. Por este motivo, siempre se encuentra en los peroxisomas una enzima, la catalasa, que convierte el H202 a hidrógeno no dañino y agua.

El proceso de manufactura y transporte de los materiales, es bien conocido, pero ¿qué hace la célula para la energía?. Para ello posee otros organelos en forma de salchicha, llamados "mitocondrias", donde se realiza la respiración aeróbica (la producción de energía en presencia de oxígeno). En cada una de las células eucarióticas se encuentra en su citoplasma, entre 40 a mil de estos organelos. Una doble membrana en vuelve cada mitocondria, en donde la interna esta doblada en numerosos y largos dedos (crestas). Pequeños dobleces o partículas protruen de las crestas a intervalos regulares y están compuestas por verdaderas cuerdas de enzimas colocadas en una secuencia precisa, en que el substrato pasando por diferentes etapas metabólicas va generando energía. En el espacio interior, suspendido en un medio jaleoso, hay un trozo de DNA, unos pequeños ribosomas, además de enzimas y otras substancias químicas que se necesitan para la respiración. Las mitocondrias suelen ser muy numerosas en aquellas células que requieren mucha energía, como es el caso de los espermios y las células musculares del corazón.

La bióloga Lynn Margulis por años ha sostenido que las mitocondrias antes fueron independientes. Según ella, antes tuvieron una existencia procariótica y después fueron enfolfadas por las células mayores. A ello se ha llamado la "hipótesis endosimbiótica". La existencia de un aparato primitivo, sintetizador de proteínas (DNA, ribosoma y ciertas enzimas) en organelos como las mitocondrias y cloroplastos, soportan esta hipótesis. Probablemente las procariotas fueron ingeridas durante la alimentación, pero en lugar de digerirlas, permanecieron en el citoplasma como huéspedes no invitados, que eventualmente llegaron a ser permanentes. De esta forma, su presencia llegó a ser benéfica para el huésped. Probablemente la incorporación de la mitocondria a la célula le permitió la generación de energía química, como la de los cloroplastos (en las células vegetales), permitió la fotosíntesis. De esta forma liberaron a la membrana celular para que ejerciera otras actividades, como la exocitosis y la endocitosis.

Los avances en nuestra comprensión de las estructuras y forma de trabajar de las células, han ido siempre mano a mano con los desarrollos tecnológicos en los campos de la microscopía y la bioquímica. Hace 50 años atrás, antes del invento del microscopio electrónico, los biólogos pensaban que la célula era solo un núcleo con un citoplasma granuloso. Nunca se imaginaron el intrincado mundo de los organelos y de su ultraestructura. Probablemente si los conocimientos continúan generándose, más complejidades se irán describiendo en los años futuros.

 

 

MUNDO DE ORGANELOS


Nuevas posibilidades médicas:


 

La citología ha abierto el mundo de la patología subcelular y ha pavimentado el camino para el tratamiento de muchas enfermedades. Por ejemplo, la fibrosis quística ya se sabe que es la consecuencia de una proteína anormal de la membrana de las células pulmonares y del páncreas. Esta alteración impide que la sal escape de la célula, lo que condiciona un mucus seco y espeso que tapona los órganos y causa infecciones. Ahora ya se está ensayando un spray que contiene genes normales que entrarían a reemplazar los genes defectuosos que codifican dicha proteína. Muchas drogas psicoactivas trabajan simulando o retardando los movimientos de las vesículas secretorias que contienen substancias químicas que modifican los estados de ánimo (neurotransmisores) actuando en las células del cerebro. Del mismo modo, previniendo o estimulando el movimiento de las vesículas en células cancerosas, puede potencialmente usarse en el tratamiento de esta enfermedad que mata a tantos seres humanos.

 

 

I.- Denominando las células

 

Los seres humanos, los elefantes, las ratas y los claveles, todos tienen algo en común: los bloques basales de sus estructuras, que corresponden a células eucarióticas. Todos los organismos multicelulares están construidos de ellos. También son eucarióticos algunos organismos unicelulares que se han adaptado a vivir en pozas de agua. Tales el caso del "Paramecium", una criatura que nada en agua dulce, impulsándose con la ayuda de numerosos pelos o cilios.

Todos los organismos se clasifican en cinco grandes grupos o "reinos" de acuerdo a su características. Tres de estos grupos son multicelulares: animales, plantas y hongos. Los otros comprenden los unicelulares, que pueden ser eucariotes o procariotes. Desde luego todas las bacterias son procarióticas.

Las bacterias podrían estimarse como primitivas aberrantes eucariótica, pero bioquímicamente ellas son tan diversas y adaptadas como lo son sus primos avanzados, y de hecho colonizan exitosamente cualquier hábitat conocido. Ellas se manejan bastante bien, aún sin tener todas las sofisticaciones del citoplasma de los eucariotes.

Su DNA está laxamente dispuesto en rollos, en contacto directo con el citosol, rodeado par otros numerosos pequeños trozos de DNA en anillos (plásmidos). Desde el punto de vista de la ingeniería genética, los plásmidos son muy útiles, ya que en ellos se pueden insertar genes ajenos a ellas. También los ribosomas de los procariotes son más simples y más compactos que los de eucariotes.

La respiración de las procarióticas tiene lugar en una zona pegada a la membrana externa (mesosoma), que es funcionalmente equivalente a una mitocondria. Del mismo modo las bacterias fotosintéticas poseen unos pequeños cuerpos esféricos (cromatosforos), que contienen un pigmento que atrapa la luz solar. Sin embargo carecen de la elaborada maquinaria que constituye el cloroplasto de una planta.

Los procariotes están rodeados de una membrana externa, constituida por una substancia denominada peptidoglican, y ésta a su turno está envuelta por una fina cápsula que previene su deshidratación. Tienen un flagelo, que no proviene como en el caso de los eucariotes de un microtúbulo (ver el texto), pero que facilita sus movimientos. Éste está hecho de una proteína, llamada flagelin, y tiene la forma de un tirabuzón. En lugar de oscilar, el cilio rota en un eje como una hélice.

 

 

II.- La Membrana Celular

 

A primera vista, la membrana celular parece ser algo más que una barrera protectora para demarcar los márgenes de la célula. En rigor, regula con precisión el intercambio molecular con el medio y realiza otras funciones vitales. Es extremadamente delgada, flexible y a menudo con pliegues. En casos extremos, estos pliegues forman verdaderas puntas de guante o "dedos" como las microvellosidades, lo cual permite aumentar el área de la superficie hasta 20 veces más, tal cual ocurre en la mucosa intestinal, sitio en el cual se incrementa la tasa de absorción de las moléculas constitutivas de alimentos que llegan a la corriente sanguínea.

Todas las membranas (incluidas las de los organelos) están formadas por una doble capa de moléculas de fosfolípidos. Cada fosfolípido, a su vez, consiste en una cabeza de fosfato y una cola de lípidos (ver Figura 2). Los fosfatos son hidrofílicos, es decir, se disuelven fácilmente en agua y, por lo tanto, son atraídos por medios húmedos. En contraste, las colas lipídicas son hidrofóbicas, o sea que "escapan" de los medios acuosos.

En una membrana, las 2 capas de fosfolípidos se disponen por sus extremos de tal modo que la cabeza de fosfato encaja con los terminales lipídicos en ambos lados. Esto significa que todas las moléculas son "felices": la cabeza de fosfato contacta con el medio interior acuoso y el exterior de la célula y, simultáneamente, protege a la parte lipídica del contacto con el medio acuoso.

El colesterol, presente en el interior de la membrana a intervalos, juega un importante rol otorgando rigidez y resistencia a la misma.

Diversas sustancias de gran importancia bioquímica como hormonas esteroidales, oxígeno y C02, se disuelven con rapidez en el contenido interno oleoso de la doble capa, permitiendo su fácil difusión a través de la membrana de acuerdo a una gradiente de concentraciones. lncluso, moléculas no solubles en lípidos, más otras como azúcares, ácidos nucleicos, aminoácidos y proteínas, pueden pasar de un lado a otro. Otras proteínas pueden también ser dispersadas a través de la membrana. (Ver figura 2). Según el modelo de "mosaico fluido", todos los constituyentes moleculares se encuentran libremente flotando en la membrana. Según los que formularon este modelo, Singer y Nicolson, las moléculas proteicas forman un verdadero techo de "tejas" localizadas en una estructura de mosaico dinámico.

Algunas proteínas transportan elementos bioquímicos hacia el interior y exterior de la célula contra una gradiente de concentración como es el caso de la bomba sodio-potasio que transporta estos elementos en las células nerviosas. Otras proteínas actúan como poros de agua, como anclaje de fijación de microfilamentos o catalizadores (enzimas) para la realización de reacciones químicas.

Por otra parte, en la cara externa de la membrana, se encuentran receptores que se unen a hormonas, proteínas que se unen a glúcidos y que actúan como marcadores (antígenos) que permiten al sistema inmune distinguir entre las células propias del organismo y agentes como virus y bacterias.

 

 

III.- Células de plantas

 

Organelos como el cloroplasto, las vacuolas y las paredes celulares, son exclusivas de las células vegetales. En las plantas verdes, los cloroplastos en forma de discos, manejan la fotosíntesis (la conversión de la luz solar en energía química). Del mismo modo que las mitocondrias, los cloroplastos mantienen su contenido, envuelto por una doble membrana. La maquinaria fotosintética (una colección de enzimas adheridas a la membrana y al pigmento clorofílico), reside en una cama de fluido gelatinoso (estroma), análogo a la matriz mitocondrial.

Todas las células de las plantas, están envueltas por una pared que no es viva, compuesta principalmente de celulosa, que es un polímero de glucosa. Atados de alrededor de 2000 cadenas de celulosa (microfibrillas), están unidas en capas formando una red. La capa interna de la célula, esta construida de la proteína pectina. Finas fibras provenientes del citoplasma penetran a intervalos la pared y se conectan con las células vecinas. La pared de la célula asegura que la célula esté hinchada con agua, la que le da la "turgidez". Se logra esto manteniendo una concentración constante de sales y azúcar disueltas, lo que a su vez impide la expansión celular durante la entrada de agua. La turgidez mantiene a la planta viva y erguida.

Casi el 90% de la célula vegetal está constituida par vacuolas celulares. Estos son sacos membranosos que almacenan savia, que es una solución de azúcar y sales.


(Patricia Davis. Traducción de su artículo aparecido en New Scientist del 23 de Nov. de 1996)


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Este tema ha sido editado por Ge. Pe.: 26 junio 2014 - 06:24


#28 Ge. Pe.

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RECURSOS - BIOLOGÍA DE BACHILLERATO

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Banco de cuestiones y sus respuestas para autoevaluación en Estructura Celular.


Las preguntas tipo test llevan señaladas las respuestas correctas con un asterisco (*)





1) El glucocálix se sitúa en:

a) Parte externa de la membrana (*)
b) Núcleo
c) Orgánulos de doble membrana
d) Citoplasma


2) Las finas comunicaciones entre células vegetales se llaman:

a) Desmosomas
b) Dictiosaomas
c) Plasmodesmos (*)
d) Punteaduras


3) En una célula procariótica falta:

a) El material genético
b) Los ribosomas
c) La membrana citoplasmática
d) La membrana nuclear (*)


4) Los plastos son característicos de las células:

a) Procarióticas
b) Animales
c) Vegetales (*)
d) Musculares


5) La autofagia se efectúa en:

a) Los lisosomas
b) Las vacuolas (*)
c) Los plastos
d) Las mitocondrias


6) El organizador general de la circulación molecular de la célula es el:

a) Retículo Endoplasmático
b) Centrosoma
c) Sistema vacuolar
d) Aparato de Golgi (*)


7) En los ribosoma se fabrica:

a) Energía (ATP)
b) Lípidos de membrana
c) Proteínas (*)
d) Todo lo anterior


8 ) La celulosa de la pared celular en las células vegetales se sintetiza en:

a) El Aparato de Golgi (*)
b) El R.E. liso
c) El R.E. rugoso
d) Los ribosomas


9) Qué orgánulo carece de membrana:

a) Mitocondria
b) Cloroplasto
c) Lisosoma
d) Ribosoma (*)


10) En la matriz mitocondrial hay:

a) Enzimas del ciclo de Krebs
b) Moléculas de DNA
c) Ribosomas 70 S
d) Todo lo anterior (*)


11) El equilibrio hídrico de la célula lo mantiene:

a) Los lisosomas
b) El aparato de Golg
c) El centrosoma
d) Las vacuolas pulsátiles (*)


12) Cuántas moléculas de DNA hay en un cromosoma anafásico:

a) 1 (*)
b) 2
c) 3
d) 4



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#29 Ge. Pe.

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BIOLOGÍA DE BACHILLERATO


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Banco de preguntas y sus respuestas para el tema Biotecnología



Las preguntas tipo test llevan señaladas las respuestas correctas con un asterisco (*)




1. ¿Qué vectores se utilizan para obtener ADN recombinante en células transformadas?

a) Bacterias, virus, plásmidos
b) Virus, plásmidos y cósmidos (*)
c) Plásmidos, bacterias y cósmidos



2. ¿Qué función tienen las endonucleasas de restricción o restrictasas?

a) Unir fragmentos de ADN
b) Unir fragmentos de ARN y ADN
c) Romper ADN en fragmentos por sitios específicos (*)



3. ¿Qué técnica se utiliza para obtener grandes cantidades de ADN a partir de muestras ínfimas como una única célula?

a) Reacción en cadena de la polimerasa (PCR) (*)
b) Transferencia Souther
c) Perfilado del ADN



4. ¿Qué es un plásmido?

a) Un virus
b) Una bacteria
c) Un fragmento de ADN de ciertas bacterias (*)
d) Un fragmento de ADN de ciertas células de planta



5. ¿Cómo se denomina el proceso por el cual se consigue obtener un organismos entero multicelular con todas sus células alteradas genéticamente?

a) Clonación
b) Tranfección
c) Transgénesis (*)
d) Recombinación



6. ¿Qué grupos de microorganismos procariotas se emplean en procesos de microbiología industrial?

a) Mohos
b) Bacterias (*)
c) Levaduras
d) Algas unicelulares



7. ¿Cuál fue la primera sustancia proteica que se obtuvo mediante la técnica del ADN recombinante?

a) Insulina
b) Interferón
c) Somatotropina
d) Somatostatina (*)



8. ¿Cuáles son las principales técnicas que se emplean para introducir un transgén en células animales?

a) Electroporación, transfección con virus y microinyección (*)
b) Micropropagación, biolística y transfección con virus
c) Clonación, transfección con virus y microinyección



9. ¿En qué consiste la micropropagación?

a) En introducir ADN en una célula vegetal
b) En separar células vegetales de un tejido y cultivarlas (*)
c) En obtener una planta transgénica



10. ¿Qué es una subunidad con poder de inmunización?

a) Una bacteria que actúa como antígeno
b) Un virus que se usa en vacunas
c) Una sustancia de un virus o bacteria que funciona como antígeno (*)



11. ¿Qué material biológico se pudo usar para hacer un perfilado de ADN en una escena de crimen en la que había un cigarrillo del supuesto criminal?

a) Células de la mucosa bucal (*)
b) Leucocitos
c) Espermatozoides
d) Pelo



12. ¿En qué consiste la transformación biolística?

a) Introducir ADN en una célula usando balas de oro (*)
b) Introducir ADN usando un microinyector
c) Introducir ADN usando un plásmido


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#30 Ge. Pe.

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Publicado el 12 noviembre 2008 - 05:35




Esto lo subí en el tema Genetica, pero también es bueno que vaya acá.


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Un gran Curso de Nivel Superior

Agradecemos una vez más la autorización para subirlo en nuestra página



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ESTRUCTURA EXTERNA DE LOS CROMOSOMAS: FORMA, TAMAÑO Y NÚMERO

 

El estudio de la estructura externa de los cromosomas de cualquier especie eucariótica consiste en analizar la forma tamaño y número de los cromosomas que posee. El mejor momento para llevar a cabo dicho estudio suele ser aquel en el que los cromosomas han alcanzado su máximo grado de contracción y tienen sus bordes perfectamente definidos. Dicho momento suele ser la metafase mitótica. El estudio de la estructura externa de los cromosomas culmina con la obtención del cariotipo. Naturalmente, los cromosomas se pueden estudiar en distintos momentos según la especie y dependiendo de los objetivos planteados. Algunas especies tienen cromosomas que se pueden observar con gran detalle en interfase, tal es el caso de Drosophila melanogaster, que posee cromosomas politénicos gigantes que se observan en las glándulas salivales de dicho insecto y el de Chironomus tentans otro diptero.


politen1.jpg

Cromosomas Politénicos de Chironomus tentans (interfásicos)






Forma:En metafase mitótica los cromosomas ya han pasado por un periodo de síntesis de ADN y están constituidos por dos cromatidios o cromatidas idénticas en grosor y longitud.

Los cromosomas en estado de dos cromatidios han alcanzado su máximo grado de contracción y están en el centro de la célula, en la placa ecuatorial. La forma de los cromosomas viene determinada por la posición del centrómero o constricción primaria, región por la que los cromatidios interaccionan con las fibras del huso acromático para separarse a polos distintos. El centrómero aparece menos teñido que el resto del cromosoma. La mayoría de los cromosoma de las especies eucarióticas tienen el centrómero localizado en una región concreta.

cromotip.jpg






Existen cromosomas Metacéntricos, con el centrómero en el centro que divide al cromosoma en dos brazos iguales, existen cromosomas

Submetacéntricos, con el centrómero desplazado hacia un lado que lo divide al cromosoma en dos brazos, uno un poco más largo que el otro; hay cromosomas

Subtelocéntricos o Acrocéntricos que tienen el centrómero situado hacia el extremo dividiendo al cromosoma en dos brazos muy desiguales, uno bastante largo y el otro muy corto, y por último


hay cromosomas Telocéntricos que tienen el centrómero en un extremo y, por consiguiente poseen un solo brazo.

Un cromosoma metafásico típico está constituido por dos cromatidios hermanos idénticos (en groso, longitud y con igual información genética), dichos cromatidios contienen un centrómero y telómeros en el extremo.

Los extremos de los cromatidios poseen una estructura característica denominada Telómero, un cromosoma metacéntricos presenta telómeros al final de los dos brazos (en ambos extremos), mientras que un cromosoma telocéntrico tiene telómeros al final de su único brazo (en un extremo), por el otro extremo se encuentra en centrómero. Existen especies que tienen cromosomas con el centrómero difuso, situado a todo lo largo del cromosoma, sin localizar en un solo punto concreto.

clasicro.jpg






Algunos cromosomas eucarióticos, además de la constricción primaria o centrómero, poseen constricciones secundarias, la más importante es la Región Organizadora del Nucleolo (abreviadamente NOR), dicha zona contiene la información para producir el ARN-ribosómico y aparece menos teñida que el resto del cromosoma. Los cromosomas con NOR en muchos casos tienen después de la región NOR, entre está y el telómero un segmento más o menos grande que se denomina Satélite o Trabante (no confundir con el ADN satélite).

cromtip2.jpg



swan2.jpg

Metafase mitótica de Vicia Faba (2n=12)




swan3.jpg

Metafase mitótica de un hombre (2n=46)






Tamaño:Los cromosomas sufren grandes variaciones en su tamaño a lo largo del ciclo celular, pasando de estar muy poco compactados (interfase) a estar muy compactados (metafase), por tal motivo, los estudios sobre el tamaño suelen realizarse en metafase mitótica. Además, es necesario tener en cuenta que los tratamientos para teñir los cromosomas y para obtener las metafase mitóticas influyen de manera muy importante en el tamaño de los cromosomas. En cualquier caso, en general es posible decir que hay especies eucarióticas con cromosomas grandes y especies con cromosomas pequeños. Las monocotiledóneas (vegetales) y los anfibios y ortópteros (animales) poseen cromosomas muy largos (10 a 20 micras). Las dicotiledóneas, las algas, los hongos y la mayoría de las especies animales poseen cromosomas pequeños (longitud inferior a 5 micras). Naturalmente, existen algunas excepciones en los ejemplos citados. El cromosoma 1 humano tiene 0,235 pg de ADN, que equivalen a una longitud total de ADN doble hélice 7,3 cm y en metafase mitótica presenta una longitud aproximada de 0,001 cm.

Número: Las células somáticas de la mayoría de las especies eucarióticas tienen dos juegos de cromosomas, se trata de especies diploides, con un juego de cromosomas materno y otro paterno. El número de cromosomas se denomina número diploide y se representa como 2n.

El número de cromosomas de un juego cromosómico y que se corresponde con el número de cromosomas de un gameto de la especie se le denomina número haploide y se representa como n.

Todos los cromosomas de las células somáticas aparecen por parejas de cromosomas homólogos (uno procedente del padre y otro de la madre) existiendo por tanto n parejas de homólogos. Los dos cromosomas homólogos tienen información para los mismos tipos de genes, aunque no poseen idéntica secuencia de bases nitrogenadas, ya que en un posición determinada o locus puede encontrase la información que determina el color azul de ojos mientras que en el homólogo puede existir información para el color marrón. Sin embargo, los dos cromatidios hermanos de un mismo cromosoma poseen exactamente la misma información genética (la misma secuencia de bases nitrogenadas). El número de cromosomas 2n varía mucho de unas especies a otras y no existe relación entre el número de cromosomas, existen especies vegetales con pocos cromosomas como Haplopappus gracilis (2n=4), Crepis capillaris (2n=6) y Secale cereale (2n=14) , especies vegetales con bastantes cromosomas como Triticum aestivum (2n=42) y especies vegetales con muchos cromosomas como Ophioglossum petiolatum (n >500). En animales sucede algo semejante, hay especies con pocos cromosomas como la hormiga australiana Myrmecia pilosula cuyos machos tienen un cromosoma (2n=1) y las hembras dos cromosomas (2n=2), especies con bastantes cromosomas como la humana Homo sapiens (2n=46) y especies con muchos cromosomas como el lepidoptero Lysandra atlantica (2n=434-466). No existe ninguna relación entre el número de cromosomas 2n y la complejidad evolutiva, ni entre el número de cromosomas y la cantidad de ADN. Un ejemplo claro de esta situación es el de los ciervos del género Muntiacus en el que hay especies muy similares (denominadas especies gemelas) una con 2n=6 (M. muntjak) y otra con 2n=46 (M. reevesi).


Muntiacus muntjak

muntjac5.jpg

Cariotipo 2n=6





Muntiacus reevesi

muntjac6.jpg

Caritotipo 2n=46



numerodecromosomasgx7.jpg



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Lo continuaremos...

 


Este tema ha sido editado por Ge. Pe.: 26 junio 2014 - 06:26


#31 Ge. Pe.

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Publicado el 13 noviembre 2008 - 11:39









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Continuamos...

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EL CARIOTIPO



El cariotipo de una especie se obtiene cuando a partir de varias células en metafase mitótica de muchos individuos distintos de la especie se determina el número, forma y tamaño de los cromosomas.

En las especies diploides, como la especie humana, el número de cromosomas normal (el más frecuente) es 2n=46, de manera que existen 22 pares de autosomas y un par de cromosomas sexuales. Como se trata de una especie diploide, con dos juegos de cromosomas (dos genomios), uno de origen materno (23 cromosomas) y otro de origen paterno (23 cromosomas), todos los cromosomas están por parejas de homólogos.

Genomio: el conjunto de los n cromosomas distintos de una especie.


Una vez fijado el número cromosómico normal, se procede a elegir la mejor célula disponible de una metafase mitótica en la que todos los cromosomas estén bien definidos y separados.

Seguidamente se realiza una foto de dicha célula y después se recortan todos los cromosomas.

Una vez recortados todos los cromosomas, se ordenan por parejas con el brazo corto hacia arriba, posteriormente se ordenan por tamaños (de mayor a menor) y dentro de un tamaño semejante por la posición del centrómero ( de metacéntricos a submetacéntricos, acrocéntricos y telocentricos). En el caso de existir cromosomas sexuales diferenciados, como sucede en la especie humana, los cromosomas sexuales ( X e Y) pueden colocarse en el grupo que les corresponde por tamaños o bien pueden colocarse formando el par sexual separados de los autosomas (cromosomas no sexuales).

Cuando no existían las técnicas de bandeo cromosómico era muy difícil diferenciar unas parejas cromosómicas de otras en algunas especies, ya que el único criterio para ordenarlos era el tamaño y la posición relativa del centrómero (longitudes relativas de cada brazo).






Metafase mitótica de un varón sin bandear






Metafase mitótica de un varón con bandas G



Sin embargo, con las técnicas de bandeo cromosómico que se desarrollaron posteriormente fue mucho más fácil identificar los diferentes pares de cromosomas.





Cariotipo de un varón normal (Bandas G)





Idiograma humano (bandas G)




Caritipo: Ordenación de los cromosomas por parejas, tamaño y posición del centrómero.

Idiograma: Representación esquemática mediante un dibujo a escala, que incluya las bandas e interbandas, del cariotipo de una especie.

Técnicas de Bandeo cromosómico: Existen diferentes sistemas de tratamiento y de tinción de los cromosomas que permiten obtener una secuencia característica de bandas e interbandas transversales sobre los cromosomas.

Las técnicas de bandeo más frecuentes suelen ser las bandas G (Giemsa) bandas C, Bandas R, Bandas Q, etc. El desarrollo de estas técnicas ha permitido identificar cromosomas que no era posible distinguir con los métodos convencionales de tinción (no producen bandas transversales). Inclusive permiten distinguir anomalías cromosómicas, como translocaiones (intercambios de segmentos entre cromosomas), deleciones (pérdidas de segmentos, etc). También es posible utilizar técnicas de hibridación "in situ" mediante fluorescencia (FISH) para identificar cromosomas.





FISH de Aegilops speltoides (clon Gc-1R)





Translocaciones con bandas C




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#32 Ge. Pe.

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Publicado el 22 noviembre 2008 - 11:44





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Y seguiremos también acá con este tema tan bellamente tratado...

Gracias a y autorizado por:

http://www.ucm.es/

Universidad Complutense de Madrid

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LA MITOSIS


Significado biológico de la mitosis

El ciclo celular

Las fases de la Mitosis

Duración y medida del ciclo celular

Alteraciones del ciclo celular


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Significado Biológico de la Mitosis


Todos los organismos vivos utilizan la división celular, bien como mecanismo de reproducción, o como mecanismo de crecimiento del individuo.

Lo seres unicelulares utilizan la división celular para la reproducción y perpetuación de la especie, una célula se divide en dos células hijas genéticamente idénticas entre sí e idénticas a la original, manteniendo el número cromosómico y la identidad genética de la especie. En organismos pluricelulares la división celular se convierte en un proceso cíclico destinado a la producción de múltiples células, todas idénticas entre sí, pero que posteriormente pueden derivar en una especialización y diferenciación dentro del individuo.

Desde un punto de vista puramente evolutivo un organismo unicelular es simplemente una estructura dentro de la cual se realizan las funciones vitales básicas de nutrición y reproducción.

Las únicas presiones selectivas son la adquisición de alimento y las fuerzas de tensión superficial.

El organismo unicelular debe por tanto aislarse del medio mediante una membrana o pared que le permita adquirir alimento a la vez que soporte las fuerzas de tensión superficial del medio en que se desarrolla. Dicho organismo, en su lucha contra el medio, y para poder crecer y optimizar sus funciones, va adquiriendo nuevas funciones como la excreción, la relación, etc, para ello va adquiriendo o desarrollando diversos orgánulos, pero llega un momento en que la célula no podría albergar en su interior tantos orgánulos y funciones, pues la presión del medio impediría que la célula adquiriera el tamaño y volumen necesario para ello. Bajo este supuesto los organismos evolucionan convirtiéndose de unicelulares a pluricelulares, así cada célula puede especializarse en diversas funciones y diferenciarse en un trabajo específico. Los organismos pasan de luchar contra las fuerzas de tensión superficial, a combatir contra la fuerza de la gravedad, para ello se convierten en organismos pluricelulares, en el cual las células se agrupan en tejidos, órganos y sistemas, cada uno especializado en una función determinada y cada célula diferenciada en realizar una actividad concreta. Para un organismo pluricelular, la división celular es un mecanismo cíclico el cual le permite el aumento del número de células, y a partir de esas células lograr una especialización y una funcionalidad concreta.





El Ciclo Celular



Cuando una célula se divide en dos, uno ambos productos de la división pueden volver a dividirse, estableciéndose de esta forma un ciclo de división celular, el período entre dos mitosis consecutivas, se denomina interfase. El estado normal de una célula es con los cromosomas en estado de un cromatidio, es decir en estado de una doble hélice de ADN. Indudablemente para que una estructura pueda dividirse en dos exactamente iguales, esta estructura ha de estar duplicada, es decir todos sus componente repetidos y separados en estructuras diferenciadas. El cromosoma antes de dividirse debe pasar a un estado en el que posea dos cromatidios, genéticamente idénticos. La duplicación del materia genético ha de ser previo a la división celular.



En la interfase del ciclo de división celular podemos distinguir tres períodos:


G1.- Es un estadío que se caracteriza por ser genéticamente activo, el ADN se transcribe y se traduce, dando lugar a proteínas necesarias para la vida celular y sintetizando las enzimas y la maquinaria necesaria para la síntesis del ADN.

Fase S.- Es la fase en la cual se duplica por entero el material hereditarios, el cromosoma pasa de tener un cromatidio a tener dos, cada uno de ellos compuesto por una doble hélice de ADN producto de la duplicación de la original, como la replicación del ADN es semiconservativa, las dos dobles hélices hijas serán exactamente iguales, y por tanto los cromatidios hermanos, genéticamente idénticos.

G2.- Durante este período se ultima la preparación de todos los componentes de la división celular, al final de esta fase, se produce una señal que dispara todo el proceso de la división celular.



La división celular se compone de dos partes, la división del núcleo (cariocinesis, o mitosis) y la del citoplasma (citocinesis).

La división del núcleo es exacta, se reparte equitativamente el material hereditario, mientras que la citocinesis puede no serlo, es decir el reparto de orgánulos citoplásmicos y el tamaño de las dos células puede no ser equitativo ni igual.

Durante la mitosis el ADN va a estar totalmente empaquetado y supernrollado, inaccesible a polimerasas y transcriptasas, es por ello que toda la actividad funcional del ADN ha de realizarse en la interfase previa a la cariocinesis.

Al final de la mitosis, la célula entra en interfase, si esa célula ya no se va a dividir más, entra en lo que se denomina período G0, si por el contrario esa célula va a volver a dividirse entra de nuevo en el período G1 previo a la síntesis del ADN, e iniciándose un nuevo ciclo de división celular.


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#33 Ge. Pe.

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Fases de la mitosis


De una forma tradicional y basándose en aspectos morfológicos observados al microscopio óptico, la mitosis suele dividirse en 4 fases o estadíos Profase, Metafase, anafase y Telofase. Aunque esta diferenciación es correcta, y se corresponde con etapas concretas de la cariocinesis, no hemos de pensar que ello ocurre en etapas diferenciadas, sino más bien en un proceso totalmente continuo, sin pausa en el tiempo, y que todo se engloba en un ciclo de la célula.

Durante la interfase, el núcleo eucariótico aparece encerrado dentro de la membrana nuclear, con el nucleolo perfectamente diferenciado y con una fibra de cromatina, fácilmente observable por su facilidad para teñirse. La fibra de cromatina contiene el ADN y las proteínas asociadas al mismo, su aspecto es similar al de una madeja de hilo o lana, totalmente indiferenciado. Es una fibra muy larga y fina, a manera de ejemplo la fibra de cromatina de un núcleo humano mide aproximadamente 2 metros. Aunque al microscopio óptico es imposible diferenciarlo, realmente esta fibra está organizada en unas estructuras individuales que son los cromosomas, lo que ocurre es que al estar desespiralizados y descondensados dentro del núcleo, parece como si todo fuera una estructura única. Cromatina y cromosoma son genéticamente lo mismo, el material hereditario, ADN unido a proteínas. Durante la interfase el cromosoma pasa de estar compuesto por un sólo cromatidio (G1), a tener dos cromatidios (G2), ya hemos dicho anteriormente que esto ocurre durante la Fase de síntesis (S).




Interfase Celular antes de la división



Al final del período G2, empieza la mitosis, y la cromatina sufre una progresiva condensación debido al superempaquetamiento y superenrrollamiento de los cromosomas. Esto es el principio de la profase mitótica. Según avanza la profase, los cromosomas van individualizándose y van apareciendo como estructuras perfectamente diferenciadas dentro del núcleo celular. Este empaquetamiento de la cromatina es fácilmente entendible desde un punto de vista funcional del proceso. Pensemos en esa madeja de la que hablábamos al principio de la profase, separar todo ese material sería muy difícil, es más sencillo si todo esta condensado, individualizado, y las dos partes a separar (en este caso los cromatidios) perfectamente diferenciadas. Mientras los cromosomas continúan condensándose y haciéndose visible su estructura de dos cromatidios, en el citoplasma y más concretamente en dos polos opuestas del mismo, se van organizando unos centros emisores de microtúbulos. El nucleolo desaparece y la membrana nuclear se rompe y disgrega. De esta forma esos microtúbulos puenden entrar en contacto con las regiones centroméricas de los cromosomas y unirse a los cinetocoros. Este haz de microtúbulos es lo que se denomina huso mitótico o huso acromático debido a su forma fusiforme.

Cada uno de los cinetocoros de cada cromatidio empieza a captar estos microtúbulos, como consecuencia de ello el cromosoma se mueve por el citoplasma en movimientos de polarización u orientación (cada cromatidio se orienta hacia un polo celular) y de congresión: cada cinetocoro capta micrtúbulos de un polo, su hermano del polo contrario, por fuerzas de tensión el cromosoma se mueve hacia uno u otro polo, cuando el número de microtúbulos captado por cada cinetocoro hermano es aproximadamente igual, las fuerzas de tensión se equilibran y el cromosoma tiende a quedarse en el centro de la célula, al ocurrir este fenómeno en todos los cromosomas, decimos que se produce una congresión de los cromosomas en el centro de la célula, en la zona del ecuador de la misma.





Profase mitótica







Metafase mitótica




Esta congresión de todos los cromosmas en la placa ecuatorial de la célula es lo que denominamos metafase, los cromosomas además de estar en el centro, estan orientados anfitélicamente, esto es, los dos cromatidios orientados hacia polos opuestos de la célula. Algunos autores distinguen una fase intermedia de la mitosis, entre la profase y la metafase. Dicha fase se denomina prometafase y estaría comprendida desde que los microtúbulos entran en contacto con los cinetocoros hasta que se forma la placa ecuatorial con los cromosomas dispuestos en ella.

Cuando todos los cromosomas están dispuestos en la placa ecuatorial, se produce una nueva señal en la célula, que produce que cada cinetocoro hermano sea arrastrado hacia un polo distinto de la célula. Esta separación de cinetocoros conlleva la separación de los cromatidios hermanos, con lo cual el cromosoma se escinde en sus dos cromatidios y cada uno de ellos migra hacia un polo celular distinto. Como cada cromatido es genéticamente igual a su hermano a cada polo celular se dirige una idéntica información genética. Esta es la fase que denominados Anafase, y que se caracteriza por la separación y migración de cromatidios hermanos a polos opuestos celulares.

Cuando este viaje anafásico se culmina, tenemos dos núcleos opuestos e idénticos, que empiezan a ir adoptando la situación primigenia de la interfase. La cromatina empieza a descondensarse, el nucleolo y la membrana nuclear vuelven a recontruirse, se forman dos núcleos hijos. Esto es lo que denominamos Telofase y con ella termina propiamente la cariocinesis.




Anafase mitótica







Telofase mitótica



Para que la división celular se complete ha de formarse un tabique o pared que aísle los dos núcleos, esto se produce durante la citocinesis o división del citoplasma.





Interfase postmitótica



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#34 Ge. Pe.

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Continuamos....


LA MITOSIS


Significado biológico de la mitosis

El ciclo celular

Las fases de la Mitosis

Duración y medida del ciclo celular

Alteraciones del ciclo celular

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Duración y medida del ciclo celular


La estimación de la duración o medida del ciclo celular se realiza mediante la utilización de algún tipo de marcaje celular y su seguimiento en el tiempo.

En un tejido en crecimiento o en un cultivo celular, las células proliferantes no son sincrónicas, no se encuentran en la misma fase. Si miramos al microscopio óptico observamos que hay células en todos los estadíos posibles del ciclo celular.

Una primera aproximación de la medida del ciclo celular puede hacerse, contando un determinado número de células (por ejemplo 1000) y viendo cuantas de ellas están en mitosis. Esto es lo que se denomina índice mitótico: número de células en mitosis dividido por número total de células contadas. De igual forma se puede estimar cada uno de los índices de fase, si contamos por ejemplo 100 células en mitosis, los cuatro índices de fase (profase, metafase, anafase y telofase) se calcularían como el número de células en esa fase dividido por el total de células en mitosis contadas, en este caso 100. El cálculo de los índices mitótico y de cada una de las fases, no nos da una medida temporal del ciclo de división celular, sino simplemente una relación entre lo que duran cada una de las fases.

Para una medida en escala temporal de días u horas, se suele emplear un marcaje celular y un seguimiento de esas células marcadas. El procedimiento más habitual es marcar las células con timidina tritiada. Si en un tejido o cultivo en proliferación, añadimos al medio timidina tritiada, las células que estén en período de síntesis incorporarán dicho marcaje y podremos distinguirlas del resto debido a su radiactividad. Supongamos que damos un pulso de timidina tritiada de una duración de aproximadamente media hora, y posteriormente vamos tomando muestras cada cierto tiempo (por ejemplo cada una o dos horas) y anotando el porcentaje de células en mitosis (por ejemplo telofases) que están marcadas. Obtendríamos una gráfica aproximadamente igual a la de este esquema:





Las primeras células marcadas que aparecen, serían las que estaban al final del período S cuando dimos nuestro pulso radiactivo, por lo tanto la duración en horas de la fase G2 + Mitosis (o mas concretamente G2 + profase + metafase + anafase) nos lo marca el tiempo que tardan en aparecer dichas células. Dentro del cultivo o tejido, no todas las células van a la misma velocidad, hay algunas que son más rápidas que otras, esto lo observamos porque no pasamos de un 0 a un 100% de marcaje, sino que tanto el ascenso como el descenso de células marcadas no es brusco sino progresivo. Se ha establecido por convenio por convenio que todos los cálculos se realicen sobre el 50% de marcaje. De esta forma la diferencia entre dos 50% ascendentes será la duración total de un ciclo celular completo. La diferencia en horas entre un 50% descendente y su 50% ascendente previo, nos dará la duración de la fase S ya que este tiempo representa cuantas horas han estado "marcándose" las células. La estima de la fase G1 sería el resultado de restar a la duración del ciclo celular completo, la duración de G2+mitosis y la duración de la fase S





Aunque este método es más exacto y nos da unas medidas en horas, no es realmente exacto, ya que esas medidas dependen de muchos factores, como son las condiciones de temperatura, los nutrientes del medio y también la propia naturaleza del tejido o cultivo en cuestión. En células embrionarias el ciclo es muy corto y la interfase casi se reduce a solamente el período S. Como norma general suele decirse que a mayor vejez celular y a temperaturas más bajas el ciclo celular se alarga, y en células jóvenes y temperaturas altas el ciclo se acorta.



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#35 Ge. Pe.

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Publicado el 26 noviembre 2008 - 11:41






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LA MITOSIS


Significado biológico de la mitosis

El ciclo celular

Las fases de la Mitosis

Duración y medida del ciclo celular

Alteraciones del ciclo celular

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Alteraciones Del Ciclo Celular



La mitosis es prácticamente un proceso universal y se realiza prácticamente igual en todos los seres vivos.

Sin embargo, bien por fallos en la célula o bien de forma artificial por administración de drogas, podemos observar determinadas alteraciones en el ciclo celular.

La alteración natural más común es la endorreduplicación, que consiste en varios períodos de síntesis de ADN sin división celular. Los cromosomas homólogos están perfectamente alineados y juntosy al terminar la fase S del ciclo celular no se entra en mitosis, sino que se inicia una nueva ronda de replicación, así durante 10 períodos, de tal forma que el cromosoma politénico contiene más de 1000 fibras de cromatina. Esta fibra tiene un patrón constante de una alternancia de zonas más o menos condensadas lo que simula una alternancia de bandas e interbandas en el cromosoma. Los cromosomas politénicos pùeden estar todos juntos por la región centromérica (ej. Drosophila) o permanecer separados en el núcleo celular (ej Chironomus)










Los cromómeros son las regiones más condensadas del cromosoma politénico, cuando una región está muy desespiralizada, se denomina Puff. Estos puff son la expresión citológica de la transcripción del ADN.

Cuando estos Puffs son muy grandes se denominan Anillos de Balbiani, (BR o Balbiani Rings), y en fotografías al microscopio electrónico se puede observar a lo largo de la fibra de cromatina en transcripción molécular de polimerasas y ARN cada vez de mayor tamaño.







Dentro de las alteraciones artificiales por administración de drogas, vamos a estudiar tres de ellas que son las más utilizadas en Citogenética.


C-mitosis:


Se produce por la administración de la droga Colchicina.

Esta sustancia inhibe la formación del huso acromático, al llegar a metafase los cromosomas están muy condensados y con los cromatidios separados y en forma de "X" ya que las cromátidas han perdido la cohexividad entre ellas y sólo aparecen unidas por la región del centrómero. Los cromosomas aparecen perfectmente individualizados y se puede apreciar perfectamente su forma, y número. Esta droga se utiliza para resaltar la forma cromosómica y para facilitar el contar el número cromosómico de una célula.






Bi-mitosis:



Se produce por la administración de cafeína a tejidos vegetales.

La cafeína inhibe la formación del fragmoplasto o tabique de separación celular, no se produce la citocinesis y los dos núcleos permencen separados pero dentro del mismo citoplasma. En la siguiente división los dos núcleos entran de nuevo en mitosis y podemos ver Bi profases, bimetafases, bianafases y bi telofases. Esta droga se utiliza para estudiar controles del ciclo celular y para determinaciones de la duración del ciclo. En una segunda ronda de división bajo los efectos de la cafeína observaríamos la mitosis en células polinucleadas.





Biprofase





Bimetafase





Bianafase






Bitelofase





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#36 Ge. Pe.

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Publicado el 27 noviembre 2008 - 08:54






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LA MITOSIS


Significado biológico de la mitosis

El ciclo celular

Las fases de la Mitosis

Duración y medida del ciclo celular

Alteraciones del ciclo celular

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Alteraciones Del Ciclo Celular

II.-





Células Polinucleadas






Profase





Metafase






Anafase





Telofase



Mitosis multipolares:



Se produce mediante drogas tales como la carbetamida, que producen husos multipolares, los cromosomas no emigran a dos polos opuestos, sino a varios, 3 o 4, produciéndose células con distinto número de cromosomas.







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#37 Ge. Pe.

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Publicado el 11 diciembre 2008 - 07:04







:estudiando


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LA MEIOSIS




Significado biológico de la meiosis

 

Procesos fundamentales:

Apareamiento

Sobrecruzamiento

Coorientación



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Significado biológico de la meiosis


 

La gran mayoría de los seres vivos, y especialmente los organismos eucarióticos son capaces de utilizar algún mecanismo de reproducción sexual a lo largo de su ciclo vital. Aunque propiamente no podemos hablar de reproducción sexual en organismos como las bacterias, si podemos decir que mediante la conjugación hay transmisión de material hereditario de un organismo a otro. En la reproducción sexual no hay transmisión de material hereditario de un organismo a otro sino que a partir de material hereditario de dos organismos de la misma especie, se genera un nuevo ser vivo, un nuevo individuo de la misma especie. El proceso mediante el cual dos células provenientes de individuos distintos se unen para generar uno nuevo es lo que  llamamos fecundación.  Pensemos y reflexionemos sobre la fusión celular que es una de las dos bases de la reproducción sexual. Podríamos pensar que la forma más simple de fecundación sería que se fusionaran dos células cualesquiera pero esto acarrearía un problema muy grave, y es el del aumento ilimitado de material genético.


Supongamos que cada individuo donara a sus hijos todo el material hereditario que posee, como el nuevo individuo proviene de la fusión de dos células tendría doble cantidad de ADN que sus respectivos padres, y sus hijos el doble que él y así sucesivamente. Este proceso sería incompatible con la vida y por tanto hemos de pensar que esas células que gentilmente donan los padres a los hijos han de ser especiales, han de tener justamente la mitad de material hereditario, para que así cuando se fusionen dos células con la mitad de ADN el nuevo individuo tenga igual cantidad que sus predecesores.

La meiosis es el proceso mediante el cual se forman unas células que llamamos gametos y que cuya característica principal es que poseen la mitad de ADN que el resto de las células del individuo. Esta mitad de ADN no es aleatoria, sino que es justamente una dotación o juego cromosómico completo, es decir cada gameto contiene un juego completo de genes localizados en un juego cromosómico completo. Además este juego cromosómico completo, mediante la recombinación y la segregación aleatoria, resulta ser mezcla de los dos juegos que posee el individuo original. Es decir de cada pareja de homólogos se obtiene un cromosoma mezcla del paterno y materno produciéndose así un nuevo juego o dotación cromosómica haploide en el que se han originado unas nuevas combinaciones de genes. De esta forma de un individuo diploide que tiene 2 juegos cromosómicos (uno procedente de su padre y otro de su madre), se obtiene una célula haploide mezcla de ambos progenitores que al unirse con otra célula proveniente de otro individuo de sexo opuesto (fecundación) originará un nuevo individuo con dotación diploide.

La reproducción sexual es la consecuencia de la meiosis y la fecundación, y es un proceso casi universal en los organismos superiores.  En organismos inferiores los gametos masculinos y femeninos suelen ser muy parecidos e incluso iguales, sin embargo en los más evolucionados los gametos son distintos, y además aunque igual en su mecanismo básico, la meiosis rinde 4 gametos por el lado masculino y tan sólo uno por el lado femenino.

 

 

Procesos fundamentales de la meiosis

 

La meiosis ocurre en la línea germinal de los organismos superiores y consta de dos divisiones consecutivas sin período de síntesis de ADN entre ellas. Previo a la meiosis sí hay una fase S de síntesis de ADN, con lo cual cada cromosoma de una pareja cromosómica entra en meiosis con  dos cromatidios, en la primera división se reduce el número de cromosomas a la mitad ya que en la Anafase se van a separar cromosomas enteros, y después en la segunda división es cuando se separarán los cromatidios de cada cromosoma, así cada gameto llevara un solo juego cromosómico completo con cromosomas de un solo cromatidio.

Aunque no son iguales a las de la mitosis las fases de denominan de igual forma y se les añade un número romano para indicar a que división pertenecen.

 

FASES DE LA MEIOSIS


Primera división______________________Segunda división

Profase I_____________________________Profase II

Metafase I____________________________Metafase II

Anafase I_____________________________Anafase II

Telofase I____________________________Telofase II

 





La profase I es muy larga y a su vez se subdivide en 5 fases:

 

  1. Leptotena
  2. Cigotena
  3. Paquitena
  4. Diplotena
  5. Diacinesis
     


 

La profase I es la fase más exclusiva de la meiosis ya que en ella tienen lugar los procesos de apareamiento y sobrecruzamiento y van a dejar dispuestos a los cromosomas para que la primera división se reduzca el número de cromosomas a la mitad.

 

Los tres procesos fundamentales que tienen lugar en la meiosis son:

 

APAREAMIENTO

SOBRECRUZAMIENTO

COORIENTACIÓN

 

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APAREAMIENTO

 

La primera fase de la profase I es la Leptotena, en ella la cromatina esta muy descondensada, formando una maraña de fibras cromosómicas en cierta forma similar a la profase mitótica. La disposición espacial de los cromosomas sin embargo no es aleatoria hay una arquitectura nuclear de tal forma que los telómeros de los cromosomas se encuentran unidos a la membrana nuclear, la cromatina de los cromosomas también se va organizando a lo largo de esta fase de tal forma que se va a conseguir un apareamiento íntimo y homólogo entre los cromosomas de la misma pareja.

 

LEPTO.GIF

 

Los telómeros se encuentran anclados a la membrana nuclear y moviéndose a través de ella van confluyendo hacia una región o dominio nuclear dando lugar al denominado bouquet. A su vez la cromatina que forma cada uno de los cromosomas va girando de tal forma que las dos cromátidas se disponen espacialmente hacia un mismo lado dejando expuesta una especie de eje proteico donde se van a disponer una serie de proteínas que están relacionadas con el eje cromosómico y que van a dar lugar al elemento axial y posteriormente al complejo sinaptonémico.

En el siguiente esquema podemos ver en la parte superior como esta la cromatina en cada uno de los cromosomas homólogos, y en la parte inferior la disposición que adopta después.

 

cromalepto2.GIF

 

La fase siguiente a la leptotena es la denominada cigotena en ella empieza propiamente el fenómeno de la sinapsis cromosómica. La sinapsis, unión o apareamiento cromosómico empieza generalmente por los telómeros ya que lógicamente si se encuentran próximos entre sí en el bouquet, les será más fácil encontrarse. De esta forma los telómeros de los cromosomas homólogos empiezan a unirse por los elementos axiales, y desde allí y hacia el centro del cromosoma como si fuera una cremallera se va produciendo la sinapsis.

 

CIGO.GIF

 

Para estabilizar esta unión se va desarrollando una estructura exclusiva de la meiosis y que es el complejo sinaptonémico. Esta estructura proteica está formada por los dos elementos axiales de los homólogos (que ahora denominamos elementos laterales y una serie de fibras transversales denominadas elemento central).

 

 

Complejo.GIF

 

Cuando el proceso de apareamiento se completa y extiende a todo el complemento cromosómico entramos en la fase de paquitena. En esta fase tenemos los cromosomas homólogos íntimamente apareados y formando una estructura que denominamos bivalente y también algunos autores la denominan tétrada en alusión a estar formada por las 4 cromátidas. Nosotros utilizaremos el término bivalente y dejaremos el término tétrada para designar la telofase II de la meiosis vegetal.

 

PAQUI.GIF

 

En las regiones cromosómicas apareadas empieza a observarse unas estructuras esféricas que son los nódulos de recombinación y donde se encuentra toda la maquinaria enzimática responsable del sobrecruzamiento.

 

 

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SOBRECRUZAMIENTO

 

 

El sobrecruzamiento es el proceso mediante el cual los cromosomas homólogos intercambian segmentos cromosómicos y por tanto material hereditario. El sobrecruzamiento ocurre en varias fases e implica la síntesis y reparación de ADN. Para que el sobrecruzamiento sea correcto ha de ocurrir que se rompan las cadenas de ADN por las mismas bases en cromátidas de cromosomas homólogos y que la posterior unión se haga de cada segmento con su cromatidio homólogo y no con el que pertenecía antes de la rotura. Al final de paquitena el sobrecruzamiento ya está resuelto, es decir ya se ha producido el intercambio de los segmentos cromosómicos.

A lo largo de toda la Profase I la cromatina se van condensando progresivamente y al microscopio óptico se va observando como esa madeja de cromatina se va diferenciando e individualizando en unas estructuras que son los bivalentes. Al final de paquitena los bivalentes ya están casi individualizados totalmente y son perfectamente visibles y diferenciables al microscopio óptico.

En diplotena los bivalentes son perfectamente distinguibles y ademas observamos una disposición espacial de los mismos de tal forma que son visibles los lugares donde han ocurrido los sobrecruzamientos. El quiasma es la expresión citológica del sobrecruzamiento y al microscopio óptico se observa en los bivalentes diploténicos  como una cromátida pasa por encima de la otra (crossing-over).

 

DIPLO1.GIF

 

Si giramos 180º la parte inferior del dibujo tendríamos:

 

DIPLO2.GIF

 

Según se va condensando la cromatina y visto desde otro ángulo, también podríamos observar la siguiente figura que es la más frecuente en fases más avanzadas como diacinesis o metafase I

 

DIPLO3.GIF

 

Obsérvese como siempre a cada lado del quiasma las cromátidas que están juntas son del mismo color, es decir son cromátidas hermanas, aunque ahora pueden estar unidas a distintos centrómeros. También es importante decir que en el bivalente ambos cromosomas tienen su ADN totalmente separado incluso podíamos decir que cada cromosoma es independiente y no hay nada que lo una a su homólogo. En diplotena el complejo sinaptonémico desaparece, entonces ¿por qué se mantienen juntos los cromosomas? Existen unas proteínas de cohesividad encargadas de mantener las cromátidas hermanas juntas. Fijémonos en las dos ramas horizontales del diagrama anterior, las dos cromátidas azules (o rojas) estarán unidas entre sí por esas proteínas, pero observemos que cada una de ellas está unida a un centrómero distinto, por lo tanto ambos cromosomas permanecerán juntos mientras permanezcan esas proteínas.


Al igual que en la profase de mitosis durante la profase I la cromatina se condensa, y desaparecen el nucleolo y la membrana nuclear.


Durante la diacinesis los bivalentes se siguen condensando y progresivamente se van disponiendo espacialmente para que al entrar en metafase I todos los bivalentes se dispongan en la placa ecuatorial y se produzca la coorientación centromérica y la posterior separación de los cromosomas.

 

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COORIENTACIÓN


 

En la metafase I los bivalentes se sitúan en la placa ecuatorial y los centrómeros de cada cromosoma homólogo está dirigido o coorientado  hacia un polo distinto de la célula. A diferencia de la mitosis en la metafase I los centrómeros de cada uno de los cromosomas (es decir los dos centrómeros de los cromatidios hermanos) están orientados hacia el mismo polo. La orientación de los cromosomas dentro del bivalente es al azar y no depende de si es paterno o materno ni de como orienten los demás bivalentes, por ello en metafase I decimos que se produce el principio mendeliano de la combinación independiente ya que a cada polo van a ir cromosomas de origen materno o paterno al azar.

Cuando los bivalentes están dispuestos en la placa ecuatorial desaparecen las proteínas que mantenían juntas las cromátidas y mediante la unión de los centrómeros con los microtúbulos los cromosomas que formaban el bivalente empiezan a separarse y a migrar a polos opuestos en la Anafase I. El principio mendeliano de la segregación tiene lugar durante la anafase I siempre que no haya habido un sobrecruzamiento entre un locus y su centrómero, ya que si por ejemplo tenemos un individuo A,a, el alelo A irá a polo distinto del alelo a. Si se ha producido sobrecruzamiento a cada polo ira A y a, cada alelo en un cromatidio distinto, y la segregación se producirá en la anafase II cuando se separen esos cromatidios. En resumen podíamos decir que cuando se produce un sobrecruzamiento, los genes comprendidos entre el centrómero y el punto de sobrecruzamiento segregan en la primera división meiótica, y los comprendidos entre el punto de sobrecruzamiento y el telómero en la segunda.

 

segregacion.GIF

 

Como consecuencia de este proceso obtendremos en Telofase I dos células con la mitad de cromosomas cada una de ellas.

Después de la primera división hay una interfase sin síntesis de ADN y se entra en la segunda división meiótica que básicamente es una mitosis normal, pero con la mitad de los cromosomas.

 

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Este tema ha sido editado por Ge. Pe.: 26 junio 2014 - 06:44


#38 Ge. Pe.

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Publicado el 13 enero 2009 - 02:06





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Departamento de Genética UCM. Se agradece otra vez

Esta materia siempre hace falta, también la subimos en Genética...



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LA DIVISIÓN CELULAR EN EUCARIONTES: MITOSIS Y CITOCINESIS.


El ciclo celular consta esencialmente de dos fases que habitualmente se alternan, La interfase y la división celular. A su vez la Interfase de subdivide en periodo G1, periodo de síntesis S y periodo G2. La duración relativa de G1, S y G2 varía de un organismo a otro y dentro del mismo organismo según el tejido. La división celular comprende a su vez dos fenómenos diferentes e independientes que son la mitosis o cariocinesis (reparto del material nuclear) y la citocinesis (reparto del citoplasma). Habitualmente, después de una mitosis se produce una citocinesis. En G1 los cromosomas están constituidos por un solo cromatidio procedente de la segregación anafásica anterior. Para que una célula somática vuelva a entrar en división es necesario que antes se replique el material hereditario, por tanto, las células que entran en mitosis han pasado previamente por un período S de síntesis de ADN. De forma que cuando las células entran en mitosis, los cromosomas están en estado de dos cromatidios.

La Mitosis o Cariocinesis (reparto del material nuclear) consta de laza siguientes fases: Profase, Metafase, Anafase y Telofase. Cuando una célula somática con 2n cromosomas entra en mitosis, todos sus cromosomas están en estado de dos cromatidios. Los dos cromatidios hermanos de cada cromosoma son idénticos, contienen la misma información genética ya que se han originado a partir de doble hélice de ADN mediante replicación semiconservativa.

En la Interfase el material nuclear, la cromatina, se encuentra descondensada y se observa el nucleolo.

Profase: la cromatina se va contrayendo gradualmente y al final de la profase desaparece la membrana nuclear y el nucleolo y los cromosomas comienzan a dirigirse al centro de la célula al ecuador.

Metafase: los cromosoma alcanzan su máximo grado de condensación presentando sus bordes nítidos y se sitúan en la placa ecuatorial (centro de la célula). Tiene lugar la inserción de los microtúbulos (fibras) del huso acromático en los cinetocoros centroméricos. En la placa ecuatorial hay 2n cromosomas constituidos por dos cromatidios.

Anafase: segregación o separación de los cromatidios hermanos de cada cromosoma y emigración a polos opuestos. Este tipo de segregación se denomina Anfitélica, los dos cromatidios de un cromosoma se separan y viajan a polos anafásicos opuestos. A cada polo viajan 2n cromatidios.

Telofase: Termina la emigración a polos opuestos se descondensan los cromatidios se reconstruye la membrana nuclear y se reorganiza el nucleolo. Finalmente aparecen dos núcleos hijos idénticos que cada uno contiene 2n cromatidios.

Después la citocinesis reparte el material citoplasmático y aparecen dos células hijas idénticas. La citocinesis en células vegetales se produce por coalescencia de vesículas del aparto de Golgi que dan lugar al fragmoplasto figura en forma de tonel que adquiere el huso acromático, al ser empujadas sus fibras hacia fuera, el crecimiento de dicho tabique se produce del interior hacia el exterior de la célula. En las células animales la citocinesis tiene lugar por estrangulamiento de fuera hacia dentro.


Fases del ciclo celular: meristemo radicular de cebolla





Interfase





Profase





Metafase






Anafase Temprana





Anafase Tardía






Telofase Temprana






Telofase tardía





Dos células





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#39 Ge. Pe.

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Publicado el 06 marzo 2009 - 12:55



Resumenes excelentes...

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VisionLearning

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Las Células

Descubrimiento y Estructura Básica

por Carl Shuster, M.A./M.S.





En 1655, el científico inglés Robert Hooke realizó una observación que cambiaría para siempre la teoría básica biológica y la investigación. Mientras que examinaba una parte seca de un alcornoque con un tosco microscopio de luz, el observó pequeñas cámaras y las llamó células. En una década, los investigadores determinaron que las células no estaban vacías, sino llenas de una substancia acuosa llamada citoplasma.

En el curso de los siguientes 175 años, la investigación desembocó en la teoría celular, primero propuesta por el botánico alemán Matthias Jacob Schleiden y el fisiólogo alemán Theodore Schwann en 1831 y formalizada por el investigador alemán Rudolf Virchow en 1858. En su forma moderna, este teorema tiene cuatro partes básicas:

  1. La célula es la unidad básica estructural y funcional; todos los organismos están compuestos de células.
     
  2. Todas las células están producidas por la división de células preexistentes (en otras palabras, a través de la reproducción). Cada célula contiene material genético que se transmite durante este proceso.
     
  3. Todas las funciones químicas y fisiológicas básicas, por ejemplo, la reparación, el crecimiento, el movimiento, la inmunidad, la comunicación, y la digestión, ocurren al interior de la célula.
     
  4. Las actividades de las células dependen en las actividades sub-celulares (estas estructuras sub-celulares incluyen orgánulos, membrana plasmática, y, si presente, el núcleo).


La teoría celular lleva a dos muy importantes generalidades sobre las células y la vida en general:


  • A.- Las células están vivas. Las células separadas de sus órganos están tan "vivas" como lo está usted, aunque no puedan vivir independientemente. Esto quiere decir que las células pueden tomar energía (que, dependiendo del tipo de célula, puede ser en forma de luz, azúcar, u otros compuestos), y materiales de construcción (proteínas, carbohidrato y grasa) y usar éstos para restablecerse y formar nuevas generaciones de células (reproducción).
     
  • B.- Las características y necesidades de un organismo son en realidad las características y necesidades de la células que hacen el organismo. Por ejemplo, usted necesita agua porque sus células necesitan agua.



La mayoría de las actividades de la célula (restauración, reproducción, etc.) se llevan a cabo a través de la produccion de proteínas. Las proteínas son moléculas grandes hechas de orgánulos específicos dentro de la célula usando las instrucciones contenidas dentro del material genético de la célula.

La citología es el estudio de las células y los citólogos son científicos que estudian las células. Los citólogos han descubierto que todas las células son similares. Todas están compuestas mayormente de moléculas que contienen carbón, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo, y sulfuro. Aunque muchas de las estructuras no vivientes también contienen estos elementos, las células son diferentes en su organización y el mantenimiento de un límite, su habilidad de regular su propia actividad, y su metabolismo controlado.

 

 

Todas las células contienen tres características básicas:


  1. Una membrana plasmática consiste en un fosfolípido de dos capas, la cual es un membrana adiposa que encierra la célula. Esta membrana contiene varias estructuras que le permiten a la célula desarrollar labores necesarias; por ejemplo, canales que le permiten a las substancias moverse dentro y fuera de la célula, antígenos que le permiten a la célula poder ser reconocida por otras células, y proteínas que le permiten a las células unirse unas a otras.
     
  2. Un citoplasma contiene citosol y orgánulos. Citosol es un fluído que consiste mayormente de agua y nutrientes disueltos, desechos, iones, proteínas, y otras moléculas. Los orgánulos son pequeñas estructuras suspendidas en el citosol. Los orgánulos tienen las mismas funciones básicas de la célula, incluyendo la reproducción, el metabolismo, y la síntesis de las proteínas.
     
  3. Material genético (DNA y RNA), que tiene las instrucciones para la producción de las proteínas.


Aparte de estas tres similitudes, la estructura y la forma de la célula son muy diversas, y por consiguiente dificiles de generalizar. Algunas células son unidades solas e independientes y pasan su existencia entera como células individuales (estos son los organismos de células solas -unicelulares- como las amebas y las bacterias). Otras células son parte de organismos multicelulares, y no pueden sobrevivir solas.

Una diferencia mayor dentro de las células es la presencia o la ausencia de un núcleo, que es una estructura sub-celular que contiene material genético. Las células procarióticas (que incluyen a la bacteria) no tienen un núcleo, mientras que las células (eucarióticas que incluyen a los protozoos y a las células animales y las de las plantas) contienen un núcleo.

 

 

 

 

VLObject-5037-100702050736.jpg


Una bacteria-Un protozoo

 

 

Hay otras diferencias mayores en la estructura y función de la célula entre diferentes tipos de organismo. Por ejemplo:

  • Las células de organismos autotróficos (la mayoría de plantas y algunos protozoos) contienen un orgánulo llamado cloroplasto, que contiene clorofilia y que le permite a la célula producir glucosa usando energía proveniente de la luz en el proceso conocido como fotosíntesis.
     
  • Las células de las plantas, protistas y hongos están rodeadas de una célula compuesta mayormente de la celulosa del carbohidrato; la pared de la célula ayuda a estas células a mantener su forma. Las células animales no tienen una pared pero tienen en cambio un citoesqueleto, una red de largas y fibrosas trenzas de proteínas que se atan a la superficie interna de la membrana de plasma y que les ayuda a mantener su forma.

 
VLObject-5038-100702050740.jpg

Célula Animal- Célula de una Planta

 

 

Hay todavía mayores diferencias en la células dentro del mismo organismo, que reflejan la diferentes funciones que las células tienen dentro del organismo. Por ejemplo, el cuerpo humano consiste de trillones de células, incluyendo unos 200 tipos de células diferentes que varían en gran manera en tamaño, forma y función. ¡Las células humana más pequeña, la celulas espermatozoides, tienen unos pocos micrómetros de ancho (1/12,000 de una pulgada) mientras que las células más largas, las neuronas que corren desde la punta del dedo gordo del pie hasta la columna vertebral, son de más de un metro de largo en un adulto promedio! Las células humanas también varian significativamente en estructura y función, por ejemplo:

  • Sólo las células musculares contienen miofilamentos, estructuras que contienen proteínas que le permiten a las células contraerse (acortarse) y por consiguiente causar movimiento.
     
  • La células especializadas llamadas fotoreceptores dentro del ojo tienen la habilidad de detectar la luz. Estas células contienen químicos especiales llamados pigmentos que pueden absorber la luz y orgánulos especiales que pueden convertir la luz absorbida en corriente eléctrica que es enviada al cerebro y es percibida como visión.
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Este tema ha sido editado por Ge. Pe.: 26 junio 2014 - 07:39


#40 Ge. Pe.

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Publicado el 17 julio 2009 - 05:24








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Interactivo



En:

Biología, 7ª edición, de Campbell y Reece.

Editorial Médica Panamericana


Sitio para el estudiante


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