Estructura. Características

Ciclo celular: interfase y división celular

Estructura. Características

Ciclo celular: interfase y división celular

La estructura de la célula

MEMBRANA PLASMÁTICA: una membrana que la separa del medio externo, pero que permite el intercambio de materia.

La estructura básica de una célula consta de:

CITOPLASMA: una solución acuosa en el que se llevan a cabo las reacciones metabólicas.

ADN: material genético, formado por ácidos nucleicos.

ORGÁNULOS SUBCELULARES: estructuras subcelulares que desempeñan diferentes funciones dentro de la célula.

Tipos de CélulasPodemos encontrar dos tipos de células en los seres vivos:

CÉLULA PROCARIOTA

•El material genético ADN está libre en el citoplasma.

•Sólo posee unos orgánulos llamados ribosomas.

•Es el tipo de célula que presentan las bacterias

CÉLULA EUCARIOTA

•El material genético ADN está encerrado en una membrana y forma el núcleo.

•Poseen un gran número de orgánulos.

•Es el tipo de célula que presentan el resto de seres vivos.

Los orgánulos celulares

Núcleo: contiene la instrucciones para el funcionamiento celular y la herencia en forma de ADN.

Mitocondrias: responsables de la respiración celular, con la que la célula obtiene la energía necesaria.

Retículo: red de canales donde se fabrican lípidos y proteínas que son transportados por toda la célula..

Aparato de Golgi: red de canales y vesículas que transportan sustancias al exterior de la célula.

Vacuolas: vesículas llenas de sustancias de reserva o desecho.Lisosomas: vesículas

donde se realiza la digestión celular.

Ribosomas: responsables de la fabricación de proteínas

Centriolos: intervienen en la división celular y en el movimiento de la célula.

ESTRUCTURA DEL NÚCLEO CELULAR

Está formado por la envuelta nuclear y por el nucleoplasma.

En la envoltura nuclear se encuentran los poros nucleares, puertas de entrada y de salida del núcleo.

En el nucleoplasma el ADN se dispone formando la cromatina: ADN más proteínas asociadas.

nucleolonucleolo

nucleoplasmanucleoplasma

envoltura nuclear

envoltura nuclear

cromatinacromatina

poros nucleares

poros nucleares

Nucleolo(s) Son masas densas y

esféricas, formados por dos zonas: una fibrilar y otra granular. La fibrilar es interna y contiene ADNr , la granular rodea a la anterior y contiene ARN y proteínas.

envoltura

nuclear

envoltura

nuclear

poros nucleare

s

poros nucleare

s

ribosomasribosomas

RERRER

CARACTERÍSTICAS DEL NÚCLEO

Es la parte más importante de toda célula, eucarionte o procarionte.

Sus formas son regulares ( esféricas, ovoides o aplanadas) o irregulares

Su tamaño es variable y en relación con el tamaño de la célula.

El número de núcleos es variable puede ser uno, dos o varios, además puede no estar presente

Su ubicación es fija y característico de una célula.

Formas Nucleares

Células multinucleares

OSTEOCLASTOS

FUNCIONES DEL NÚCLEO

1) Controlar todas las actividades metabólicas celulares

2) Permitir la transferencia de los genes desde las células madres a las células hijas a través de la división celular.

Importante: Si a una célula viva se le extrae el núcleo, la

célula anucleada cesa su crecimiento y termina por morir en muy poco tiempo.

Si el núcleo es restituido , la célula revive y puede continuar su vida normal.

IMPORTANCIA DEL NÚCLEO

PERIODOS DE VIDA CELULAR

DIVISIÓN

NO DIVISIÓN

ADNADN

cromosomacromosomacromosomacromosoma

cromatinacromatina

CARACTERÍSTICAS DEL NÚCLEO INTERFÁSICO

También se le conoce erradamente como" núcleo en reposo”.

En la interfase la actividad del núcleo es muy intensa y realmente controla toda la actividad celular.

La interfase celular es el periodo previo a una división celular, por tanto, es de gran actividad metabólica.

Las células que no se dividen no abandonan nunca este periodo

Componentes del núcleo en interfase En este núcleo es posible encontrar : Una envoltura nuclear o carioteca, El carioplasma o nucleoplasma : Coloide

donde se hallan suspendidas las estructuras intranucleares

La cromatina o material genético, en forma de hebras donde se encuentra el material hereditario (ADN y ARN)

El nucleolo, lugar de síntesis de ARN y de formación de los ribosomas citoplasmáticos.

Estructura que rodea al núcleo en interfase.

Presenta 2 membranas, en algunos puntos ambas membranas hacen contacto entre sí y conforman aberturas conocidas como poros nucleares.

La superficie externa de la envoltura nuclear puede presentar ribosomas adheridos tal como el RER.

Las funciones de la envoltura nuclear se relacionan con la regulación del paso de sustancias entre el núcleo y el citoplasma , mediante sus poros.

ENVOLTURA NUCLEAR

¿Cómo está conformada la cromatina como material genético? La cromatina está formada por ADN y proteínas denominadas

histonas. Las histonas tienen función estructural y participan en la

organización de la cromatina y también de los cromosomas. Otras proteínas tienen funciones enzimáticas relacionadas con

la duplicación del ADN y la síntesis de los ARN. La cromatina se observa en largas hebras constituidas por

unidades de histonas sobre las cuales se enrolla la doble hélice del ADN, dando dos vueltas a cada proteína.

Los agrupamientos ADN + histonas se denominan nucleosomas .

EMPAQUETAMIENTO DEL ADN

cromátidacromátidass

cromosomcromosomaa

centrómerocentrómero

Durante el periodo " S " de la interfase, considerado muy importante , cada fibra de cromatina se duplica y los dos filamentos idénticos permanecen unidos por una zona determinada.

Antes de comenzar la división celular, la cromatina se enrolla apretadamente alrededor de una trama de proteínas no histonas y forma cuerpos compactos denominados cromosomas.

Los cromosomas representan el material genético de las células en el periodo de división celular.

CROMOSOMAS

Los cromosomas en realidad están formados por dos cadenas de ADN repetidas que se espiralizan y se mantienen unidas, de forma que en un cromosoma se distinguen dos partes que son idénticas y reciben el nombre de CROMÁTIDAS, que se unen por un punto llamado CENTRÓMERO. El centrómero divide a las cromátidas en dos partes que se denominan BRAZOS.

CARIOTIPO HUMANO

2n = 2 a 4 pares2n = 2 a 4 pares

2n = 4 pares = 82n = 4 pares = 8 2n = 31 pares = 62 2n = 31 pares = 62

2n = 12 pares =242n = 12 pares =24

2n = 39 pares =782n = 39 pares =78 2n = 24 pares =482n = 24 pares =48

2n = 23 pares =462n = 23 pares =46 2n = 24 pares =482n = 24 pares =48

El Cariotipo será entonces el conjunto de cromosomas de una célula corporal somática y representa en número completo de cromosomas que identifica a la especie.

Cada especie de organismo presenta un número específico de cromosomas que lo diferencia del resto.

El estudio de los cariotipos permite detectar algunas anomalías de origen cromosómico como el Síndrome de Down o mongolismo, el síndrome de Turner, el síndrome de Klinefelter y otros.

CÉLULA HAPLOIDES: son aquellas que tienen todos sus cromosomas diferentes, no existe ninguno repetido y se representa por n.

CÉLULA DIPLOIDES: son aquellas que tienen cada cromosoma dos veces; uno viene de la madre y otro del padre, se denominan CROMOSOMAS HOMÓLOGOS y se representa por 2n.

Elaboración de un Cariotipo Humano

Clasificación de los cromosomas según su centrómero Metacéntricos: Si los dos

brazos de cada cromátida son iguales .

Submetacéntricos: Si uno de los brazos es menor que el otro

Acrocéntricos: si uno de los dos brazos es ostensible menor al otro / el centrómero está próximo al extremo de la cromátida).

Telocéntricos: Si el centrómero está en el extremo de la cromátida de tal forma que cada una de ellas posee solo un brazo.

GENES EN LOS CROMOSOMAS

GENES Sólo el 3% del total del genoma humano

está compuesto por genes - el resto son "deshechos".

Los genes son secuencias especiales de cientos o miles de pares de bases que constituyen la matriz para la fabricación de todas las proteínas que el cuerpo necesita producir y determinan las características hereditarias de la célula u organismo.

El número total de genes que existe en cada célula humana no se conoce con precisión, aunque se estima que oscile entre 30.000 y 120.000. Todos ellos, conjuntamente con el restante material genético de deshecho, se distribuyen en "cápsulas" llamadas cromosomas.

Cada ser humano cuenta con 23 pares de cromosomas, proviniendo un juego del padre y otro de la madre.

CARIOTIPO SÍNDROME DE DOWN

SÍNDROME DE KLINEFELTER.  

SÍNDROME DE TURNER.  

SÍNDROME DE PATAU. El síndrome de Patau,

trisomía en el par 13 o trisomía D es una enfermedad genética que resulta de la presencia de un cromosoma 13 suplementario. El cariotipo da 47 cromosomas

Síndrome de Edwards

El sindrome de Edwards, también conocido como trisomía 18, se caracteriza usualmente por la presencia de un cromosoma adicional completo en el par 18. También se puede presentar por la presencia parcial del cromosoma 18.

Es una fase de gran actividad metabólica,

ocurre:

- duplicación del ADN

- síntesis de proteínas y ARN

- aumenta el número de ribosomas, mitocondrias y

otros componentes celulares

2n

CICLO CELULAR: La teoría celular expresa que todas las

células se forman a partir de células preexistentes. En crecimiento y desarrollo de los organismos vivo depende del crecimiento y multiplicación de sus células, cuando una célula se divide la información genética contenida en su ADN debe duplicarse de manera precisa y luego las copias se transmiten a cada célula hija

El ciclo celular es una secuencia regular repetitiva de crecimiento y división celular que comprende cuatro fases sucesivas: G1, S, G2 y M.

Al observar el núcleo de una célula en interfase, da la impresión de que se encuentra en reposo. Lejos de ello, se está produciendo una gran cantidad de eventos fundamentales para la división celular. Se trata de un estado de preparación en cuanto al crecimiento, generación de energía y replicación del material genético.

Fase G1: En esta fase tiene lugar una intensa actividad

biosintética, ya que los genes se transcriben y traducen para sintetizar las proteínas necesarias para el crecimiento celular.

Comienza a partir de la citocinesis de la división anterior, la célula hija resulta pequeña y posee un bajo contenido en ATP resultante del gasto experimentado del ciclo anterior, por lo que en este periodo se produce la acumulación de ATP necesario y el incremento del tamaño celular.

En un ciclo celular típico esta fase tiene una duración de 6 a 12 horas en esta etapa la célula decide seguir con el ciclo o detenerse en G0

FASE Go

FASE G1

Fase S: Fase de síntesis o de replicación del ADN. Comienza

cuando la célula adquiere el tamaño suficiente y ATP necesario.

Una vez que ambas acciones se hayan llevado a cabo se inicia la síntesis de ADN y la replicación de los cromosomas con el fin de que cada una de las células hijas contenga una copia idéntica del genoma

El ADN es una doble hélice que se abre y cada cadena es usada como molde para la producción de una nueva cadena, que queda unida a la original usada como molde

Los Los nuevos “ADNs” quedan unidos por el nuevos “ADNs” quedan unidos por el centrómero hasta la mitosis, recibiendo el centrómero hasta la mitosis, recibiendo el nombre de cromátidasnombre de cromátidas hermanas, la fase S tiene hermanas, la fase S tiene una duración de 6 a 8 horasuna duración de 6 a 8 horas

Fase G2 Con una duración de aproximadamente 4 horas

se dan los últimos preparativos para la división celular; es el tiempo que transcurre entre la duplicación del ADN y el inicio de la mitosis

Es la segunda fase de crecimiento en la que se transcriben y traducen ciertos genes para sintetizar determinadas proteínas necesarias para la división de la célula

Los cromosomas ya duplicados, dispersos en el núcleo en forma de filamentos de cromatina empiezan a condensarse en estructuras más compactas.

MITOSIS

Profase, Metafase, Anafase y telofase

MitosisCompletado el proceso de interfase, la célula se

encuentra preparada para dividirse por mitosis y repartir su material genético duplicado en dos células hijas a través de la separación de las cromátidas hermanas. Para su mejor comprensión, en el siguiente esquema este proceso dinámico fue segmentado en cuatro etapas o fases, cada una caracterizada por el comportamiento de los cromosomas

Profase

Los cromosomas se condensan y comienzan a hacerse visibles con sus dos cromátidas unidas por el centrómero

Los microtúbulos del citoesqueleto se reorganizan y se forma el huso mitótico, que servirá para arrastrar las cromátidas de cada cromosoma hacia los polos opuestos

Finalmente, la lámina fibrosa se disgrega y empieza a desaparecer la envoltura nuclear.

MetafaseDesaparece la membrana nuclear y el huso mitótico

se extiende de un polo a otro. En él se diferencian tres tipos de microtúbulos: Cinetocóricospolares astrales

Los microtúbulos polares del huso se alargan en dirección a los cromosomas y cuando se encuentra con el cinetoro de uno de estos, lo captura. Estos microtúbulos unidos a sus cinetocoros son denomidados, microtubulos cinetocóricos

Estos microtúbulos sitúan a los cromosomas en el plano ecuatorial del huso, cuyas cromátidas miran a un polo distinto de la célula. Los cromosomas alineados en el plano ecuatorial forman la placa ecuatorial, que es la estructura que caracteriza la metafase.

Anafase

Los cromosomas se rompen por el centrómero y las cromátidas se transforma en un cromosoma individual. Los microtúbulos polares y cinetocóricos son los responsables del movimiento de las cromátidas hacia polos apuestos.

Se alarga el huso por medio de los microtúbulos polares y astrales y se separan los polos celulares

Telofase

Los microtúbulos polares se alargan, separando al máximo los dos polos de la célula, mientras que los cinetocóricos se acortan hasta desaparecer, de manera que las cromátidas llegan a los polos de la célula.

Alrededor de cada grupo de cromátidas, libres ya de microtúbulos, comienzan a formarse de nuevo la lámina fibrosa y la doble membrana nuclear. Reaparece el nucleolo.

Los nuevos cromosomas inician el proceso de desenrollamiento

Los microtúbulos del huso se sueldan y forman un eje en el centro de la célula, que se rompe, a la vez que se inicia la citocinesis. Los microtúbulos se reorganizan y vuelve a aparecer el citoesqueleto

Citocinesis

Es un proceso distinto al de la mitosis, aunque están sincronizados. Consiste en la fragmentación del citoplasma, que se reparte entre las dos células hijas, mediante una serie de procesos distintos, según se trate de células animales o vegetales