Nucleo celular
La diferencia fundamental entre las células
procariotas y eucariotas es la presencia en estas últimas de la envoltura
nuclear bien estructurada que separa al
ADN del citoplasma celular
El número de núcleos de una célula varía en dependencia de las características de la misma, de ahí que existan células con dos núcleos, como las células hepáticas y las cartilaginosas y otras que presentan un mayor número de núcleos y se denominan multinucleadas, como la fibra muscular esquelética; aunque lo más frecuente es que las células tengan un solo núcleo.
La forma del núcleo es variable,
generalmente esférica, también puede ser ovoide, arriñonada, fusiforme o
alargada y multilobulada.
La disposición del núcleo varía en los
distintos tipos celulares, pero es constante para células de un mismo tejido. En algunos tipos de células
móviles como los leucocitos, varían según el movimiento de la célula.
Por su
estructura rica en ácidos nucleicos tiene afinidad por los colorantes básicos,
lo que le da la propiedad de la basofília.
Desde el
punto de vista estructural, el núcleo es una porción de protoplasma delimitado
por membrana, en estrecha relación con los componentes del citoplasma.
La célula pasa por dos etapas la etapa de
división y una que se encuentra en la mayor parte del tiempo denominada la
interfase donde se pueden observar todas las estructuras nucleares: el material
genético se estructura en forma de cromatina, la envoltura nuclear está
presente y puede ser observado al menos
un nucléolo. Cuando comienza la división mitótica, ocurren cambios transcendentales que conducen a la
desaparición de la envoltura nuclear, a la conversión de la cromatina en
cromosomas y a la desaparición del nucléolo. Una vez terminada la división
celular el material genético se distribuye de forma equitativa en las
dos células hijas, estos cambios que le devuelven a la célula la estructura que
tenía en la interfase.
Los
componentes del núcleo en la etapa en que la célula no se está dividiendo son:
la envoltura nuclear, nucleolo, cromatina y el jugo
nuclear o cariolinfa, nucleoplasma o matriz nuclear.
La envoltura
nuclear, distingue a la célula eucariota de la procariota, esta estructura
divide a la célula en dos compartimientos citoplasma y núcleo, esta envoltura está por formada por una doble
membrana, la externa y la interna y entre ella un espacio intermembranoso
llamado espacio perinuclear; su composición molecular es similar al resto de
las membranas de la célula y en ella se destaca la presencia de poros que une
el citoplasma celular con él
nucleoplasma, con un importante papel en el transporte selectivo de sustancias
entre el núcleo y el citoplasma.
La envoltura
nuclear tiene estrecha relación con el retículo endoplásmico rugoso por la
membrana que está en contacto con el citoplasma es una continuación del
membrana del retículo endoplasmático rugoso, la que tiene gran importancia para
la síntesis de proteínas por las células.
El nucleolo es un componente del núcleo que puede
ser único o múltiple, en él ocurre la síntesis de los ARN ribosomales (5,8 S,
18 S y 28 S) y su ensamblaje con las proteínas, provenientes del citoplasma que
pasan al interior del núcleo a través de los poros de los ribosomas formando
las subunidades de estos, por agregación. Debido a esta distribución funcional se pueden distinguir en la estructura del
nucléolo dos porciones: una central, fibrilar, donde ocurre la transcripción, de
las cadenas del ADN, y otra periférica, granular, donde ocurre el "ensamblaje"
de las unidades de nucleoproteínas del ribosoma.
Los núcleos diploides existe
el doble de organizadores nucleares que en las
células haploides.
Nucleoplasma o Jugo Nuclear.
Es la continuación del citoplasma presenta un
carioesqueleto y en los espacios de la trama, están solubilizados los elementos para la síntesis y procesamiento de
los ADN y ARN y de todas aquellas reacciones que ocurren en el
núcleo: las enzimas, los sustratos, los cofactores y los productos.
- Cromatina
La cromatina
es un componente del núcleo durante la etapa en que las células no se están dividiendo
(interfase). Es la forma de organización del ADN durante la interfase, formando
complejos supramoleculares asociado con proteínas básicas, llamadas histonas
(nucleosomas ).
En las imágenes
del núcleo de una célula vista al microscopio electrónico se observa aparece conformada como uncollar, cuyas cuentas
se encuentran algo separadas entre sí Estas cuentas están formadas por los
nucleosomas, y las porciones entre las cuentas están formadas por la estructura
del ADN de doble banda. Este
nucleosoma está formado por el ADN de doble banda, enrollado sobre un
octámero de proteínas básicas
Existen
diferentes tipos de cromatina en dependencia del grado de empaquetamiento del
ADN.
La heterocromatina,
también llamada cromatina densa o condensada, es transcripcionalmente inactiva,
no funcional, ya que la célula no utiliza la información para la síntesis de nuevas macromoléculas
(cromosomas visibles durante la interfase). Es la responsable de la basofilia nuclear por la alta concentración de ADN
e histonas.
Por su parte
la eucromatina o cromatina laxa, predomina en las células
metabólicamente activas, visible durante
la división celular ya que se encuentra en estado funcional, se localiza
en forma dispersa y participa en la transcripción. Parte de esta eucromatina
forma los organizadores nucleolares donde se localizan los genes responsables
de la síntesis de los precursores del ARN ribosomal.
- Tipos de núcleos
Teniendo en
cuenta el tipo de cromatina que predomina en el núcleo, podemos encontrar
varios tipos de núcleo:
- Los núcleos de cara abierta o cromatina
laxa, son aquellos en que se pueden visualizar
todos sus componentes debido a que la cromatina que predomina es la
eucromatina o cromatina laxa, característica de las células en interfase.
- Núcleo
de cara cerrada o cromatina condensada, donde por lo compacto de la organización de la cromatina, se
dificulta la visualización de sus componentes.
- Además existen núcleos con
características de los dos ya descritos, denominados intermedios.
La cromatina durante la división celular
cambia su organización dando lugar a los cromosomas.
La cromatina
está constituida por la unión del ADN de doble cadena con proteínas básicas
denominadas histonas.
Las
diferentes formas de empaquetamiento de la cromatina, va desde la forma menos
empaquetada hasta el cromosoma, estructura donde alcanza el mayor grado de
condensación y que solo se observa durante la división celular.
La estructura
más sencilla es el nucleosoma, que consiste en la unión del ADN de doble
banda alrededor de un octámero núcleo de ocho de histonas.
El solenoide,
se forma producto del enrollamiento de la cadena del DNA de doble banda
alrededor del octámero liderado por la histona H1. Posteriormente el
solenoide se pliega compacta aún más en lazos muy unidos. Y
se forman las asas
del cromosoma y este se empaqueta y forma los cromosomas.
- Cromosomas
Los cromosomas son la forma de mayor
empaquetamiento del ADN, tienen aspecto de bastoncillos o cordones y se
presentan durante la división celular, observándose mejor en la etapa de
metafase, donde pueden separarse más fácilmente, lo que facilita su estudio.
Están constituidos por dos mitades
denominadas cromátides, cada una de las cuales representa una molécula
de ADN.
Las cromátides se unen a través de una
región denominada centrómero, quinetocoro o constricción primaria.
En esta región es donde las fibras del huso acromático se unen al cromosoma.
El centrómero divide a las cromátides en brazos.
Por este motivo cada cromosoma presenta cuatro brazos, que de acuerdo a la
posición del centrómero pueden ser largos o cortos.
Las características morfológicas de los
cromosomas, tomando en consideración la posición del centrómero, han permitido
clasificarlos en varios tipos:
•
Metacéntricos, cuando el centrómero se localiza en el centro del cromosoma dividiendo
las cromátides en brazos de tamaño aproximadamente igual.
•
Submetacéntricos, cuando la localización del centrómero origina brazos de diferentes tamaños corto y
largos.
•
Acrocéntricos; cuando se forman dos
brazos muy cortos y cada uno de los cuales presenta una constricción secundaria
a la cual se le une una estructura esférica denominada satélite.
•
Telocéntricos, cuando el centrómero está en el extremo del cromosoma, no tiene brazos
cortos. Este tipo de cromosoma no se encuentran en el humano.
·
Cariotipo
El ordenamiento o distribución de los cromosomas para su
estudio recibe el nombre de cariotipo, el cual es característico para cada
especie. En el humano se presentan 22 pares de cromosomas autosómicos y un par
de cromosomas sexuales. En el ser humano el cariotipo normal se compone de 7 tipos de
cromosomas que difieren por su tamaño y la posición del centrómero originando 7
grupos (A, B; C; D; E; F; G)
En un cariotipo perteneciente al sexo
femenino, debido a la presencia de dos cromosomas X en el par 23.
Cuando
en el par 23 existe un cromosoma X y uno Y, es el rasgo característico
del sexo masculino, de manera que el Y
es más pequeño que el X.
El estudio de los cromosomas es de gran
importancia pudiendo determinarse el sexo, las alteraciones en el número como en la estructura. Además permite el diagnóstico de algunas
enfermedades hereditarias.
La información genética contenida en estas
estructuras se expresa a través de los procesos de transcripción y traducción.
- Genoma
El estudio
del genoma humano es uno de los campos más importantes y más complejos de la
biología celular contemporánea.
Al conjunto
de todos los genes de una célula se le denomina genoma. El genoma humano esta
constituido por moléculas de ADN organizadas en 22 pares de cromosomas
autosómicos, el par de cromosomas sexuales XY y el ADN mitocondrial, también
llamado cromosoma M.
Cada
cromosoma tiene un número característico de genes ordenados de forma lineal a
lo largo de su estructura. Se da el nombre de gen a uno o varios
sectores de la molécula de ADN, que contiene en su secuencia de bases la
información necesaria para la síntesis de moléculas específicas, o sea,
proteínas, ARN de transferencia y ribosomal.
A partir de
numerosos estudios se han podido precisar algunas de las características más
sobresalientes del genoma humano que son:
- Los genes que codifican
proteínas específicas de un órgano o tejido no están agrupados en el mismo
cromosoma, así como tampoco los relacionados con una vía metabólica.
- Las subunidades de
proteínas heteroméricas se codifican por genes localizados en cromosomas
diferentes.
- Algunos genes codifican
más de una cadena polipeptídica.
- Los genes que codifican
formas diferentes de la misma enzima se encuentran separados.
- Presenta pseudogenes, es
decir, secuencias de bases similares a la de genes funcionales pero que no
se expresan.
La expresión
de los genes en cada célula somática, regula los diferentes mecanismos
morfogenéticos.
- Se hace resumen parcial y preguntas de
comprobación.
Continúa la proyección de la
videorientadora desde la Diapo
18 hasta la 40.
Mecanismos Morfogenéticos
básicos
Las
transformaciones que suceden a lo largo del desarrollo son responsabilidad de
los mecanismos morfogenéticos básicos o mecanismos biológicos del desarrollo.
Estos
mecanismos son la expresión de ciertas actividades de la célula y son, la inducción, la diferenciación, el
crecimiento, la migración, y la muerte celular programada o apoptosis.
La
morfogénesis es un proceso de cambios celulares, controlado genéticamente, que
asegura la adquisición de la forma y función característica del organismo a través de los mecanismos morfogenéticos
básicos.
Para comprender la morfogénesis debemos
considerar algunos aspectos relacionados con su regulación a diferentes
niveles.
La morfogénesis es un proceso que obedece a
un estricto control genético que regula el desarrollo del plan corporal desde la formación del cigoto.
El genoma aporta el programa que establece
el modelo tridimensional del cuerpo, la forma y tamaño de sus órganos y es a
nivel molecular donde ocurren los procesos de transcripción, activación y
transducción de señales que garantizan la síntesis de las proteínas propias de
cada célula.
Los procesos
morfogenéticos constituyen expresión de actividades concretas de las diferentes
partes de la célula.
La matriz celular, es el medio por donde viajan las señales de
una célula a otra.En la membrana celular es donde se encuentran receptores y
moléculas de adhesión, que son imprescindibles en la captación de señales entre
otras funciones.
En el citoplasma, se encuentran las
principales estructuras vinculadas con la forma y el movimiento de las células,
es donde ocurre la síntesis proteica y otras actividades metabólicas.
En el núcleo, es donde ocurre esencialmente el almacenamiento
de la información genética, la duplicación y la transcripción del ADN.
Inducción
La inducción es el proceso por el cual un
tejido embrionario, denominado tejido inductor, actúa sobre otro, el tejido
inducido y como consecuencia lo transforma mediante la expresión y/o represión
de un grupo determinado de genes, con lo cual las células del tejido inducido
cambian su patrón de proteínas, provocando la aparición de otros mecanismos de
la morfogénesis, es decir, el tejido podría experimentar los fenómenos de:
diferenciación, crecimiento, migración celular y apoptosis.
En ocasiones los fenómenos inductivos se
producen de forma encadenada o en cascada. El desarrollo puede verse entonces como una concatenación de inducciones
en la cual cada estructura es inducida por otra preexistente. Es evidente que
este mecanismo garantiza al menos una secuencia precisa en los diferentes
procesos del desarrollo.
Para que un grupo celular responda a la acción
de un inductor, tiene que ser capaz de reaccionar ante la presencia de ese
estímulo o sea ser competente, para ello
requiere de los receptores adecuados y además es preciso que tanto el estímulo
como el tejido que debe reaccionar interactúen en el momento exacto.
En la
inducción es el proceso por el cual las células de algunos tejidos incitan a
las células de otros tejidos a que se diferencien, que pueden transformarse en
otros tipos celulares, mueran, adquieran movilidad o cambien la velocidad con
que proliferan.
Por ejemplo, en la inducción de un tejido,
consecuentemente la porción de tejido que recibe el efecto de la inducción se
va diferenciando en un nuevo tejido que se eleva hasta unirse en la línea media
y formar una estructura tubular.
Se han identificado algunas sustancias con
capacidad inductora como son: la activina, el ácido retinoico, algunas hormonas
y los factores de crecimiento.
Diferenciación
celular
La diferenciación, define la adquisición por algunas células de características singulares propias que la distinguen del resto de las células y de la que le dio origen. Estas características conviven con otras que son imprescindibles para la supervivencia de las células ej. El Cigoto es capaza de originar diez billones de células (1013)
Estas características se obtienen al
sintetizarse en ella un nuevo patrón de proteínas que le garantizan una
estructura y función determinada.
La diferenciación celular es un mecanismo
complejo, que incluye y explica los demás mecanismos, por ejemplo, si algunas
células de tejido embrionario de apariencia semejante, se dividen y otras no,
son diferentes entre sí, del mismo modo las células que migran son diferentes
de las inmóviles, aunque su única diferencia sea la movilidad.
Cualquier
tipo de célula contiene la información necesaria para sintetizar la totalidad
de las proteínas que produce el conjunto de células del organismo, pero
obviamente no todos los genes se encuentran funcionando en una célula
particular. Si eso ocurriera no existiría diferenciación.
Especialización
se deriva de esa diferenciación es una capacidad de una célula de dedicarse a
realizar funciones específicas gracias al proceso de diferenciación celular donde
adquirió las estructuras responsables para dichas funciones.
Los
mecanismos que regulan la diferenciación celular alcanzan sus objetivos a
través del control de la síntesis proteica, permitiendo que en cada tipo
celular se expresen solo los genes responsables de la elaboración del conjunto
de proteínas que lo caracterizan.
Por ejemplo,
las células mesodérmicas jóvenes, cuando se activan una serie de genes entre
los que se encuentran los que regulan la síntesis de hemoglobina, se
diferencian en glóbulos rojos.
De igual
modo la activación de otra serie de genes entre los que se encuentran los involucrados en la síntesis de actina y
miosina, provocan la diferenciación de las células mesodérmicas en fibras
musculares.
A mayor especialización más diferenciación por lo que
la célula su capacidad de división es baja o nula
Potencialidad
De lo
anterior se desprende el concepto de potencialidad, condición biológica que le
confiere a una célula dada la posibilidad de generar tipos celulares
diferentes. Esta es una capacidad que
tiene una célula de dar origen a diferentes tipos celulares ej. Células
sexuales, células tronculares de la
médula ósea
La
potencialidad celular es mayor, cuantos más tipos celulares se originen de esa
célula. Así el huevo o cigoto posee la potencialidad evolutiva más alta;
conforme avanza el desarrollo y aparecen los sucesivos tejidos embrionarios la
potencialidad de las células declina.
Es una
condición biológica que le confiere a una célula dada la posibilidad dada la posibilidad de generar un número
determinado de células diferentes entre sí mientras mayor es el número de tipos
celulares que es capaz de generar u originar es mayor sus
potencialidades.
A medida que
aumenta el desarrollo y aparecen los diferentes tejidos embrionarios, la
potencialidad disminuye al alcanzar su máxima diferenciación su potencialidad
evolutiva desaparece
Cuando una
célula alcanza su máximo grado de diferenciación, se dice entonces que alcanzó
su significado evolutivo final, su especialización, que consiste en la
capacidad de realizar una función determinada de forma eficiente.
La
diferenciación es un complejo proceso en el ámbito molecular que se expresa
morfológica y funcionalmente por medio de la especialización celular.
Mientras más
diferenciada sea una célula su capacidad de especialización es mayor, a medida
que avanza el desarrollo las células aumentan su especialización y restringen
su potencialidad y capacidad de división.
Algunas
células mantienen la potencialidad en la vida postnatal, por ejemplo en la
médula ósea existen células multipotenciales de las que derivan las células
sanguíneas.
Crecimiento
En general
las dimensiones que alcanza un organismo en desarrollo dependen de sus
potencialidades de crecimiento determinadas genéticamente y por el aporte
nutricional.
El
crecimiento es otro mecanismo morfogenético que ocurre a lo largo del
desarrollo y consiste en un incremento de las dimensiones espaciales de una
estructura, de un órgano o de un sistema biológico lo cual supone incremento
del peso.
El
crecimiento del organismo puede producirse por varias formas:
Proliferación
celular, aumento del tamaño de las células y depósito de sustancia
intercelular.
En la proliferación celular se produce un
aumento en el número de células y es la forma fundamental de crecimiento del
organismo.
El crecimiento por aumento de tamaño de una
célula, es característico de las neuronas, los adipocitos y de las células
musculares y .
El crecimiento por acumulación de sustancias
en la matriz extracelular, es propio de cada tejido, un ejemplo es el
crecimiento del cartílago hialino.
El
crecimiento es siempre el resultado de combinaciones de dichas formas de
crecimiento y la proporción en que interviene cada uno de ellos varía de estructura
a estructura y de un momento a otro.
Así por
ejemplo, el crecimiento del sistema nervioso en los primeros estadios del
desarrollo depende principalmente de la proliferación celular y en estadios más
avanzados es fundamentalmente el resultado del aumento del tamaño de las
células, mientras que el incremento de las sustancias intercelulares hace un
aporte pequeño al crecimiento del sistema nervioso.
Para
comprender el papel del crecimiento como mecanismo morfogenético debemos
conocer la importancia del crecimiento diferencial como una forma peculiar de
crecimiento.
No todos los
órganos, tejidos dentro de un órgano o zonas dentro de un mismo tejido crecen
con igual velocidad. La mayoría de los cambios morfológicos que ocurren en el
embrión como los plegamientos,
invaginaciones, evaginaciones, estrechamientos, dilataciones, etc. son el
resultado de que una zona crece más rápida o más lentamente que las zonas
vecinas.
En las
células de cada sector del cuerpo existen mecanismos que regulan la división
celular a nivel de su ciclo de vida a fin de que proliferen a una velocidad
diferente según su localización, el destino y tamaño de las estructuras que
originan.
Se han
identificado varias proteínas vinculadas con dicha regulación, llamadas
ciclinas y quinasas dependientes de ciclinas.
Además se
han descubierto numerosas moléculas inductoras que estimulan el crecimiento
durante la embriogénesis y la vida postnatal, por ejemplo:
·
La
somatomedina, que estimula la proliferación
de células cartilaginosas.
·
La eritropoyetina
que estimula la formación de glóbulos rojos en la médula ósea.
·
Los factores de
crecimiento:
o fibroblástico,
o epidérmico,
o del hepatocito,
o de los nervios,
o del endotelio vascular,
El aumento
del número de células ocurre durante la mitosis, una de las fases del ciclo celular, por lo que a
continuación orientaremos los contenidos relacionados con dicho ciclo.
Ciclo Celular
La compleja secuencia periódica de eventos que
experimenta una célula para pasar de
una generación a la siguiente recibe el
nombre de ciclo celular
El ciclo celular es la secuencia de eventos
de división e interfase, donde el final de uno es el inicio del otro.
El ciclo celular comprende dos fases la
interfase y la división, cada una de ellas con características particulares.
La primera fase se denomina interfase y
consta de tres etapas, G1, S y G2.
La etapa G1 se caracteriza porque la célula
desarrolla la actividad metabólica propia de su tipo, es decir, si es una
célula secretora, durante la etapa G1 elabora y secreta las sustancias propias
de este tipo celular, la célula va adaptando su estructura para procesos más
complejos. Además en esta etapa son sintetizadas las proteínas del huso
mitótico y de los centriolos.
En la etapa de síntesis conocida como etapa
S ocurre la duplicación del ADN, y se sintetizan proteínas del tipo de las
histonas y otras, las cuales son necesarias durante la mitosis
Una vez terminada esta etapa, la célula
comienza la etapa G2, en la cual continúan procesos celulares necesarios para
la división.
Regulación
El ciclo celular está bajo un preciso sistema
de regulación mediante mecanismos positivos que estimulan la proliferación
celular, señales positivas está constituido por un grupo de poli péptidos
conocidos como factores de crecimiento, los cuales son específicos para tipos
particulares de células. Estos factores se unen con receptores específicos
localizados en la superficie celular; a partir de esa unión se produce la
activación de un grupo de proteínas quinasas, que en forma de cascada
enzimática, van transfiriendo la información recibida del exterior hacia el
núcleo celular, donde se activa la replicación del ADN primero y la división
celular después y los negativos, que la inhiben son menos conocidas como certeza de esto es la
inhibición del crecimiento por contacto.
Entre las familias proteicas implicadas en
este proceso se incluyen las siguientes: Las ciclinas, las proteínas quinasas
dependientes de ciclinas Cdk (cyclin-dependent kinases), los inhibidores de las
Cdk (CDI), las fosfoproteínas fosfatasas y otras proteínas con diversas
funciones, casi todas sustratos de las quinasas.
Las ciclinas actúan sobre las Cdk y determinan su especificidad
de acción, con lo cual resultan fosforllados determinados sustratos
en momentos claves del ciclo celular. Las fosfatasas y los inhibidores de las
quinasas contribuyen a la modulación fina de estos mecanismos.
División Celular
La división celular es un proceso
determinante en la renovación de las poblaciones de células, como ya vimos
durante toda la interfase las células, además de cumplir con sus funciones
garantizan la duplicación del ADN, proceso que se desencadena desde el inicio
de la etapa G1 para garantizar la realización de la división celular.
Existen
varios tipos de división:
- La mitosis,
característica de las células somáticas, tiene como resultado la obtención
de dos células hijas con la misma dotación genética que la madre y el
mismo número de cromosomas, es decir se obtienen células diploides.
- La meiosis,
característica de las células sexuales, donde las células hijas tienen la
mitad del número de cromosomas, es decir se obtienen células haploides.
- La amitosis es un tipo
especial de división, donde se divide el núcleo solamente, proceso
denominado cariocinesis, en ella no tiene lugar la condensación de los
cromosomas y no se forma el huso mitótico, mientras que la división del
citoplasma o citocinesis, está ausente, este fenómeno origina células
binucleadas. Este tipo de división ocurre con frecuencia en células
durante procesos patológicos como inflamaciones y crecimiento maligno.
MITOSIS
La mitosis es un proceso continuo en el que
intervienen muchos factores, entre los que se destacan la síntesis de ácidos
nucleicos y la síntesis de proteínas, esta última se relaciona estrechamente
con la duplicación del centriolo y la formación del huso acromático, otros
factores son el volumen de las células y la relación núcleo‑citoplasma.
Este tipo de división se caracteriza porque
en la célula se producen cambios estructurales, que por motivos didácticos se
subdividen en cuatro fases.
- ETAPAS DE
La profase
es la primera etapa de la mitosis, se caracteriza por una condensación gradual
de la cromatina, visualizándose los cromosomas, formación del huso mitótico y
duplicación de los centriolos.
La segunda
etapa se corresponde con la metafase, donde desaparece la envoltura
nuclear y el nucleolo, los cromosomas se disponen en el plano ecuatorial de la
célula y se completa la formación del huso mitótico.
La anafase
se caracteriza por la separación de los cromosomas a nivel del centrómero y
su migración hacia los polos opuestos de la célula, en esta etapa se destaca
también la formación de un anillo citoplasmático que posteriormente provocará
la separación de la célula en las dos células hijas.
La última
fase de la mitosis se denomina telofase, que se caracteriza por una
reorganización de los componentes del núcleo, desaparición del huso mitótico y
una progresión de la constricción del citoplasma por el anillo, hasta dividir a
la célula en dos células hijas con una distribución uniforme de sus organitos.
De acuerdo
al grado de actividad mitótica que muestren las células, en el organismo
existen diferentes poblaciones celulares que garantizan el funcionamiento y
renovación de los tejidos.
Entre estos
grupos celulares tenemos:
Las
poblaciones celulares estáticas, permanentes o no renovables, a este grupo
pertenecen las células que no tienen
capacidad de división, ejemplo de ellas son las neuronas, las que una
vez que se originan, se diferencian y especializan permaneciendo en una fase G1
prolongada o G0, también llamada etapa de quiescencia, en la cual cumple
su función.
Las poblaciones
lábiles o constantemente renovables son aquellas constituidas por células donde
se expresa la capacidad de diferenciación, especialización y división celular,
ejemplo de ello son las células epiteliales que una vez que se dividen, una de
ellas se diferencia y especializa y la otra permanece en el ciclo para volver a
dividirse.
Y por último
las poblaciones estables o potencialmente renovables, a las que pertenecen
células donde se expresa la capacidad de diferenciación, especialización y en
casos específicos la capacidad de división celular, ejemplo de ellas lo
constituyen las fibras musculares lisas y los hepatocitos.
- Se hace resumen parcial y preguntas de
comprobación.
·
Continúa la proyección de la videorientadora
desde la Diapo
41 hasta la 55.
MIGRACIÓN CELULAR
La migración celular es otro de los
mecanismos morfogenéticos básicos, pues la mayoría de los tejidos se forman a
partir de células que se originan en
distintos puntos del embrión, y se hace necesario que estas, se desplacen
para poder unirse.
La migración es la responsable de la
distribución, el ordenamiento y la orientación espacial de las estructuras del cuerpo.
Es un proceso
decisivo no solo para la formación de tejidos y órganos, sino también para la
ubicación de estos en el cuerpo. Este mecanismo es un fenómeno común durante el
desarrollo embrionario. Observen que las migraciones celulares se producen en
grupos y en ellas juega un importante papel la matriz extracelular.
En la vida
posnatal la migración, desempeña funciones vinculadas con la defensa del
organismo y la reparación de tejidos.
Durante la
migración las células perciben señales producidas por diferentes sustancias,
como por ejemplo las fibronectinas que van estableciendo la ruta de
desplazamiento y en respuesta a esta señal las células se unen a fibras de
colágeno, lo que les permite traccionar el cuerpo celular hacia los puntos de
fijación en la fibra, reiterándose el episodio y permitiendo su desplazamiento.
Cuando la
célula migratoria percibe señales y alcanza su lugar de destino, comienza un
proceso de reconocimiento celular y al identificar una célula idéntica se
adhiere a ella y detiene su movimiento.
En resumen
las células se desplazan hasta sus puntos de destino siguiendo itinerarios
predeterminados en busca del mismo, donde se pone en contacto con las células
que serán sus compañeras en el nuevo tejido, donde desarrollarán las funciones
para las que fueron programadas hasta que envejezcan y mueran, siendo
sustituidas.
Apoptosis o Muerte
Celular Programada.
La muerte
celular puede ocurrir por dos vías necrosis y la apoptosis
Necrosis: se
produce por daños masivos, por acción de estímulos externos provoca colapso de
la homeostasis, con lisis celular y desencadenamiento del proceso inflamatorio.
Apoptosis:
muerte fisiológica programada, auto dirigida genéticamente establecido.
En la
apoptosis o muerte celular programada la propia célula pone en marcha un
mecanismo autodestructivo, por lo que se trata de un suicidio celular ante
determinadas señales procedentes del exterior o de ellas mismas.
Durante el
proceso, la célula experimenta cambios morfológicos característicos que suceden
de la siguiente forma.
Contracción
de la célula y condensación picnótica del núcleo,
La cromatina
se compacta y el ADN se fragmenta con
arrugamiento de la membrana celular, la fragmentación de ADN lleva a la
ruptura del núcleo, cuyas fracciones se distribuyen en el citoplasma como
pequeñas piezas esféricas de cromatina compacta y las células adquieren aspecto
vesicular.
Estas
vesículas se disgregan del resto de la célula constituyendo los cuerpos
apoptóticos que serán fagocitados por
macrófagos.
La muerte
celular es un fenómeno común durante el desarrollo embrionario necesario para
formar conductos, generar orificios y eliminar tejidos transitorios entre
otros.
La apoptosis
es un fenómeno habitual de importancia fisiológica pues la homeostasia en todos
los organismos se mantiene gracias a un equilibrio entre proliferación y
muerte.
Además de esta forma de muerte, existe otra
que no es genéticamente programada, sino causada por agentes externos, que se
denomina necrosis.
REPLICACIÓN
La
replicación es el proceso mediante el cual se duplica la molécula de ADN,
quedando como resultado 2 moléculas hijas que contienen en su secuencia de
bases la misma información que la molécula de ADN que les dio origen.
La
transferencia de la información genética de padres a hijos constituye el fenómeno
más importante de la materia viva, no solo garantiza la vida, sino además,
constituye el mecanismo básico de conservación de las especies.
Para que la
replicación ocurra, hace falta un número considerable de moléculas, entre las
que se encuentran nucleósidos trifosfatados e iones divalentes, sobre todo
magnesio.
Participan
además proteínas, destacándose entre ellas las estabilizadoras del ADN de hebra
simple y un grupo que participa en el reconocimiento de señales genéticas.
Formando
parte de los requerimientos enzimáticos se encuentran las polimerasas, que
catalizan la unión de los nucleótidos en la cadena de ADN y las topoisomerasas,
enzimas que producen superenrollamientos negativos necesarios en la primera
etapa de la replicación.
También
actúan las helicasas, que desenrollan la doble hélice del ADN y las ligasas que
unen fragmentos contiguos de ADN.
Para su
mejor comprensión, el estudio de la replicación ha sido dividido en 5 etapas:
·
La preiniciación, que consiste en el
ensamblaje del sistema replicativo,
·
La iniciación, en la colocación adecuada del
primer precursor,
·
La elongación, en el crecimiento de la cadena,
·
La terminación, al concluir la síntesis de la
molécula y
·
La posterminación, que son las modificaciones
que experimenta la molécula recién sintetizada hasta ser totalmente funcional.
La
replicación se caracteriza por:
- Toda la información
genética contenida en el ADN reside en su secuencia de bases nitrogenadas.
- La especificidad del apareamiento de bases
adenina con timina y citosina con guanina.
- Los nucleótidos son añadidos uno a uno al
extremo 3 ' 0H de una cadena en crecimiento.
- La secuencia de bases de las cadenas del ADN
son copiadas en forma
- Complementaria.
- Carácter
semiconservativo
- La reacción básica es la de polimerización que consiste
en la adición de un desoxinucleósido trifosfatado al extremo 3 ' 0H del
desoxinucleótido precedente, con la liberación de pirofosfato.
- Estar
acoplada a la hidrólisis del pirofosfato. que impulsa el crecimiento de la
cadena
- Las bases,
son añadidas una a una y el crecimiento
de las cadenas de forma unidireccional y antiparalela.
- Carácter antiparalela indica que las, las polimerasas se
desplazan sobre la cadena de ADN en la dirección 3 ' 5 ' y el crecimiento de la nueva cadena
que forman ocurre en sentido 5
' 3'
Carácter
semiconservativo: la molécula en doble hélice del
ADN se separa en sus dos cadenas y cada una de ellas sirve de molde para la
síntesis de la cadena complementaria, de modo que cada molécula nueva está
formada por una cadena paterna, y una neoformada, todas ellas son iguales entre
sí.
Carácter antiparalelo:
una hebra de ADN sirve de molde para la formación de
su cadena complementaria, que se sintetiza en sentido 5 prima 3 prima, siendo
contraria al sentido de la cadena molde.
MECANISMOS DE
FIDELIDAD
Estos
mecanismos son:
- Elevada especificidad del apareamiento de
bases Adenina – Timina y Citosina – Guanina
- Especificidad de las enzimas polimerasas, que
solo unen desoxinucleótidos que
forman pares complementarios al ADN que se está copiando.
- Utilización de ARN iniciador, ya que como éste
es eliminado y reemplazado por el
segmento de ADN correspondiente, estas
zonas son rectificadas siempre.
- Existe además un mecanismo de rectificación dado por la actividad exonucleasa de la enzima ADN
polimerasa que elimina nucleótidos mal apareados.
Inhibidores de la replicación.
Los Inhibidores de la
replicación se dividen en dos grandes grupos:
Los que actúan sobre el ADN molde
- Acridina, actinomicina D y etidio, se
intercalan entre las bases y dificultan la separación de las cadenas.
- Netropsina, distamicina A se unen fuertemente a zonas ricas en
pares A-T
- Bleomicina, neocarzinostatina, producen roturas de los enlaces entre
los carbonos 3 y 4 de la desoxirribosa
Los que actúan sobre las
proteínas replicativas
- Afidicolina: Inhibe
- Ácido nalidíxico actúan sobre
la topoisomerasa II
RECOMBINACIÓN
La
recombinación es el proceso donde se produce el intercambio de grandes
segmentos de ADN entre dos moléculas.
Es
fundamental en los seres vivos pues constituye uno de los principales
mecanismos de intercambio de información genética, explica la gran diversidad
de organismos que componen una especie, de ahí su valor en el proceso
evolutivo. Además puede significar un mecanismo de protección, pues permite la
separación de las mutaciones dañinas de las beneficiosas.
Existen
diferentes tipos de recombinación en dependencia de las características de la
molécula donante y la aceptora.
La
recombinación general u homóloga incluye la transformación, transducción y
conjugación del ADN.
La
recombinación por sitios específicos que incluye la transposición de un
segmento de ADN.
La
integridad estructural de la molécula de ADN tiene un significado vital para la
célula.
Sin embargo,
el ADN puede sufrir daños de diferentes tipos. Para reparar estos existen dos
tipos fundamentales de mecanismos de reparación que son:
•
Los que dependen de la luz o foto reactivación
y
•
Los que no dependen de ésta o reparación
oscura.
En la imagen
están observando la reparación por foto reactivación de un daño causado por la
luz ultravioleta, ésta es realizada por una enzima que se activa por una fuerte
irradiación con luz visible.
Algunas
enfermedades de los seres humanos se deben a trastornos en los mecanismos de
reparación como el síndrome de Fanconi,
últimamente se ha planteado también relación con el envejecimiento.
- Se hace resumen parcial y preguntas de
comprobación.
·
Se orienta el estudio independiente y las
tareas docentes para el logro de los objetivos
propuestos, estimular el aprendizaje y ofrecer potencialidades educativas para
la búsqueda y adquisición de conocimientos y el desarrollo de habilidades de
los estudiantes durante la consolidación,
práctica docente y la evaluación, para
lo cual deberán ante todo revisar el CD y la guía didáctica con las
orientaciones del tema para cada una de las actividades que tendrán en la
semana.
CONCLUSIONES
o
El núcleo es el componente celular que
controla y dirige las funciones de las células; su número, forma, tamaño y
otras características dependen de la estructura y función celular.
o
El ADN se une a proteínas básicas llamadas
histonas constituyendo la cromatina, que en correspondencia con su grado de
empaquetamiento da lugar al nucleosoma, solenoide y cromosoma.
o
El ciclo celular consta de dos etapas, la
interfase y la división celular, las que se encuentran estrechamente
relacionadas con los procesos de diferenciación y especialización y es
específico para cada tipo de población celular.
o
Los procesos morfogenéticos son diversos y
ocurren a través de mecanismos básicos como la inducción, la diferenciación, el
crecimiento, la migración y la apoptosis, los que constituyen actividades
celulares concretas.
o
Los procesos de replicación, reparación y
recombinación del ADN ocurren en el núcleo y tienen gran importancia biológica,
ya que permiten la conservación de la información genética contenida en la
secuencia de bases del ADN y con ello la perpetuación de la especie.
Nucleo celular
Reviewed by RabwinparaCristo
on
septiembre 14, 2017
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