trabajo colaborativo 3 genetica
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GENETICA
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD. ESCUELA DE CIENCIAS AGRARIAS PECUARIAS Y DEL MEDIO AMBIENTE MAYO 2011.
GENÉTICA TRABAJO COLABORATIVO N° 3 PRESENTADO POR: JHON JENRY RODRIGUEZ 3664249 Grupo: 201105_32 Tutor virtual: GUSTAVO ACOSTA [email protected] FRANCISCO JAVIER ZAPATA E CC15328763
Grupo: 201105_7
Tutor virtual: JULIALBA ANGEL
DANILO ARTURO RUIZ CORREA
C.C.98.682.468
Grupo: 201105_58
Tutor virtual: David Romero [email protected]
LAURA YULIETH TORRES ARANGO
CC: 1.002.147.614
Grupo: 201105_44
Tutor virtual: GUSTAVO ACOSTA
PAULA ANDREA DEVIA GARCIA
C.C 43617854
201102_39
TUTOR VIRTUAL: GUSTAVO ACOSTA
Tutora de práctica: Laura Patricia Posada Barrera
CURSO: Genética CEAD: MEDELLIN [email protected]
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INTRODUCCION
Con el desarrollo del presente trabajo se pretende exponer los conocimientos
adquiridos durante el desarrollo del componente practico (unidad 3 genética) el
cual fue realizado en la instalaciones de del CEAD Medellín, con la asesoría de
la tutora Laura Posada.
Durante el seguimiento de este trabajo se podrá encontrar con unos mapas
conceptuales los cuales describen los procesos de la condensación del DNA y
el ciclo celular, además de unos glosarios y los principales procesos químicos y
biológicos.
Para poder entender el ciclo celular es indispensable completa el estudio de la
estructura del DNA como material genético
El ciclo celular es la base para la reproducción de los organismos. Su función no es solamente originar nuevas células sino asegurar que el proceso se realice en forma debida y con la regulación adecuada.
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MAPA CONCEPTUAL 1
Realice un resumen del contenido a través de un mapa conceptual.
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REALICE UN GLOSARIO DE TÉRMINOS CON TODAS LAS PALABRAS
QUE NO SEAN DE FÁCIL DESCRIPCIÓN O ENTENDIMIENTO SUYO.
Glosario
Gametogénesis: es la formación de óvulos y espermatozoides por
medio de la meiosis a partir de células germinales. Mediante este
proceso, el número de cromosomas que existe en las células germinales
se reduce de diploide (doble) a haploide (único), es decir, a la mitad del
número de cromosomas que contiene una célula normal de la especie
de que se trate.
Ovogénesis: es el proceso de formación y diferenciación de los
gametos femeninos u óvulos en los animales, incluido el ser humano.
Diacinesis: Sustantivo femenino Fase terminal de la profase meiótica en
la que los cromosomas comienzan a disponerse en la placa ecuatorial
de la célula en división.
Diplonema: pequeño grupo de protistas flagelados en su mayoría
fagotrofos de vida libre, aunque algunos son parásitos facultativos. Son
especialmente frecuentes en los hábitats marinos donde consumen
detritus, algas y otras partículas de tamaño moderado.
Paquinema: Formación postsináptica de cromosomas tetrádicos que
tiene lugar en la fase de paquitene de la primera profase meiótica de la
gametogénesis.
Leptonema: Leptonema es un género de plantas con flores
perteneciente a la familia Phyllanthaceae. Consiste en cinco especies
Prometafase: es la transición entre profase-metafase y comienza con la
desintegración de la envoltura nuclear por fosforilación de las láminas
nucleares.
Anafase: en esta etapa, los cromosomas hijos, ya individualizados, se
mueven hacia los polos. En el movimiento de los cromosomas se
distinguen dos mecanismos denominados anafase A y anafase B.
Anafase A: se produce la división de los centrómeros, en cada
cromosoma los centrómeros hijos con sus corresponsales cromátidas,
se separan y cada cromátida emigra a un polo.
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Telómero: son los extremos de los cromosomas. Son regiones de ADN
no codificante, altamente repetitivas, cuya función principal es la
estabilidad
IDEAS PRINCIPALES DE LA CONDENSACION DEL DNA Y DEL CICLO
CELULAR
Para por entender el ciclo celular es indispensable completa el estudio de la
estructura del DNA como material genético
El ciclo celular eucariotico consta de 4 fases G1,S,G2 Y M, AL CONJUNTO DE
FASE G1,S y G2 se le denomina interfase. La replicación del DNA tiene lugar
durante la fase S (síntesis), mientras que la segregación cromosomatica se
produce en la fase M (mitosis), la cual comprende además la citoquinesis.
Durante el ciclo celular, todos los componentes de la célula madre deben
duplicarse y repartirse entre las células hijas. El DNA ha de replicarse una
única vez en cada ciclo y de forma exacta, y las cromatidas hermanas
producidas han de segregarse a cada una de las células hijas, lo que requiere
cambios en la condensación del DNA
PROCESOS BIOLOGICOS, QUIMICOS O FISIOLOGICOS
Al estudiar la genética se adquieren conceptos generales sobre la estructura química de los ácidos nucleícos lo que permite visualizar su segregación y distribución en la descendencia. En este trabajo se trabaja la duplicación, síntesis, transmisión y posibles alteraciones que puede sufrir el material genético. PROCESOS BIOLÓGICOS, QUÍMICOS Y FISIOLÓGICOS QUE SE ENUNCIAN EN EL CONTENIDO. PROCESOS BIOLOGICOS. División Celular Comprende dos etapas: 1. División Celular (Mitosis, Meiosis): que comprende la división de la célula y la separación de las células hijas. PROCESOS QUÍMICOS Y FISIOLÓGICOS. 2. Interfase: este periodo comprende tres fases características 1. G1: En esta fase la célula realiza procesos metabólicos (respiración, síntesis de azúcares, lípidos y proteínas) y comienza su crecimiento celular; 2. S: En esta se realiza
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la replicación de material genético; 3. G2: En esta fase la célula se asegura de que todo el DNA se haya duplicado y realiza los últimos procesos necesarios para dividirse como son: finalizar la síntesis de proteínas ribosomales y aumentar de tamaño. Etapa G1: Esta etapa que le sucede a la división celular es la más variable en duración. Las células hijas recientemente originadas presentan una gran actividad metabólica produciéndose un aumento acelerado del tamaño celular. Los organoides de la célula precursora han sido repartidos de manera más o menos equitativa entre las células hijas, deben entonces aumentar de tamaño y también en número para mantener las características de su tipo celular. Se sintetizan así ribosomas y microtúbulos a partir de las proteínas y otras moléculas que la conforman. Los organoides del sistema de endomembranas, aumentan considerablemente de tamaño, ya que ambas células hijas han recibido parte de estos organoides. Sin embargo, pueden ser sintetizados de nuevo en caso de no existir precursores. Todos los procesos de síntesis de nuevos organoides o aumento de tamaño de los existentes, son regulados mediante activación de complejos enzimáticos en un momento determinado. En este período se observa, a su vez, una gran síntesis de ARNm como así también ARNt y ARNr. Estos ácidos serán utilizados para la síntesis de proteínas estructurales, para la construcción y o aumento de los organoides, como así también la producción de enzimas necesarias para dicha síntesis. Cabe destacar que durante este período también se sintetizan las enzimas que serán utilizadas en la etapa siguiente, es decir en la duplicación del ADN, como así también moléculas precursoras de los ácidos nucleicos. Cuando las células dejan de crecer (si se agotan los nutrientes o por inhibición por contacto) lo hacen en G1. Esto implica que también se sintetizan las sustancias que estimulan o inhiben distintas fases del ciclo celular. Etapa S: Replicación del material genético. Etapa G2: En esta fase, ya con el ADN duplicado, la célula ensambla las estructuras necesarias para la separación de las células hijas durante la división celular y la citocinesis (separación del citoplasma). Etapa M: Durante M, la envoltura nuclear se desintegra, la cromatina se condensa en forma creciente hasta ser visible los cromosomas al microscopio óptico. Estos cromosomas formados cada uno por dos cromátidas (cromosomas duplicados) pasaran por cada una de las fases de la división celular (mitosis o meiosis) para concluir con la formación de las células hijas, cada una con una única copia de su ADN (cromosomas sin replicar), que marcan el inicio de un nuevo ciclo.
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Ciclo Celular. Comprende Interfase y División Celular Mitosis (Procesos biológicos) Es la etapa fundamental del ciclo celular de la célula eucariota. En los organismos unicelulares, la mitosis es el modo de reproducción asexual. En los organismos multicelulares, es el medio por el cual el organismo crece a partir de una sola célula y también por el que los tejidos lesionados se reponen y reparan. Tanto en animales como en vegetales la mitosis se caracteriza por presentar cinco fases: Profase temprana, profase tardía o prometafase, metafase, anafase y telofase. La profase se caracteriza por la migración de los centrosomas hacia los polos, formación del aparato mitótico, inicio de la condensación de la cromatina, el nucléolo se desintegra para formar nuevos ribosomas y el núcleo se observa de mayor tamaño. En prometafase o profase tardía ocurre la desintegración de la membrana nuclear y la unión de los cinetocoros con los microtúbulos del aparato mitótico. En metafase todos los cromosomas dobles se localizan en el plano ecuatorial debido a la tensión que producen los microtúbulos asociados a los cinetocoros. En anafase, los centrómeros se separan simultáneamente en todos los pares de cromátidas. Los cinetocoros y las cromátidas se separan y comienzan su migración hacia los polos.
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Telofase. Los cromosomas comienzan ha desenrollarse y se vuelven cada vez menos condensados, mediante un proceso que en cierta forma es inverso a la profase. A la división nuclear (cariocinesis), le suele seguir la segmentación y separación del citoplasma (citocinesis). La citocinesis, es el proceso de clivaje y separación del citoplasma. Puede producirse simultáneamente en la anafase y telofase, o en una etapa posterior. Durante la citocinesis, los distintos organoides citoplasmáticos se distribuyen equitativamente en ambas células hijas. Meiosis (Procesos químicos) Este proceso se caracteriza porque permite la producción de células haploides (n), información completa de la especie pero en una sola copia, a partir de células diploides (2n), dos copias de cada cromosoma. El proceso involucra el intercambio de material genético entre los cromosomas homólogos (difieren en el origen -Padre y Madre), lo que conlleva a la variabilidad genética generando diferencias entre una generación y otra. En los organismos eucariontes más complejos los cromosomas siempre existen en pares, hay invariablemente dos de cada clase formando parejas, cada uno de ellos se llama homólogo. Así los 46 cromosomas humanos, constituyen 23 pares. Como en las células somáticas existen dos cromosomas de cada clase se denominan diploides, a los gametos se les domina haploides. Habitualmente se designa el número haploide como “n “y al diploide como “ 2 n “. En forma general la Meiosis presenta dos etapas Meiosis I y Meiosis II, la primera es una división reduccional y la segunda es igual a una mitosis. En la meiosis I la fase más larga y compleja es la Profase I dividida en cinco sub fases, debido a los cambios que se han reconocido en los cromosomas. PROFASE I: Es el período más prolongado de la meiosis, a la vez para su mayor comprensión consideramos varias sub etapas: a. Leptonema: se caracteriza porque las cromátidas hermanas de cada cromosoma duplicado se unen por la presencia de una proteína que forma un elemento lateral que luego permitirá el reconocimiento con el cromosoma homólogo. b. Cigonema: Los cromosomas homólogos se alinean y aparean de una manera altamente específica, este proceso es llamado sinapsis. c. Paquinema: Los homólogos se aparean íntegramente (en toda su longitud). Los cromosomas se visualizan más cortos y gruesos debido al alto grado de espiralización. Cada unidad es ahora una tétrada, compuesta por dos homólogos, es decir cuatro cromátidas. Las dos cromátidas de cada cromosoma se denominan cromátidas hermanas. Durante el Paquinema es característico el intercambio de segmentos, proceso llamado entrecruzamiento o crossing-over. Este intercambio de material cromosómico es una fuente importante de variabilidad genética. d. Diplonema: se inicia la separación de los cromosomas homólogos y se hacen visibles los quiasmas (regiones en los cromosomas que evidencian el intercambio de material genético).
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e. Diacinesis: La contracción de los cromosomas llega a su máximo, los cromosomas homólogos siguen unidos por los quiasmas que ahora se ubican en los extremos (terminalización de los quiasmas). En la Telofase I, se reconstruyen las membranas nucleares al rededor de los dos núcleos hijos (n) y se produce la citocinesis. Meiosis II con las mismas características de una mitosis, excepto que no va precedida por una duplicación del ADN, dando como resultado cuatro células haploides con material genético diferente. División de Células Germinales por Meiosis La división meiótica forma parte del proceso general de formación de gametos o células sexuales haploides, a partir de células germinales primordiales (que son diploides, al igual que las células somáticas), en el proceso conocido como gametogénesis. Gametogénesis La ovogénesis y la espermatogénesis se inician a partir de células germinales primordiales, células especializadas del óvulo o testículo, mediante una serie de divisiones mitóticas que, con el consiguiente proceso de crecimiento y diferenciación celular, producen sucesivas generaciones de células llamadas oogonios y espermatogonios. A continuación éstas, también por mitosis, dan lugar a oocitos y espermatocitos primarios. Todas estas células son diploides. Finalmente, a partir de cada oocito o espermatocito primario y mediante dos divisiones sucesivas diferentes (meiosis I y meiosis II) se produce la reducción del estado diploide al haploide (Luque y Herráez, 2006). Espermatogénesis La serie de cambios que conducen a la formación de espermatozoides, empieza con la conversión de las espermatogonias en espermatocitos I, son éstos los que experimentan la primera división meiótica, originando dos espermatocitos II, estas células ya son haploides. Cada uno de los espermatocitos II experimentan la segunda división meiótica, dando origen así a cuatro espermátidas. Posteriormente estas células se diferencian en espermatozoides a través de un proceso denominado espermiogénesis. Ovogénesis Para la formación de los óvulos en los ovarios, la célula primordial es la ovogonia que se diferencia en ovocito I. Éste pasa por una división meiótica para producir un ovocito II y un cuerpo polar, que es una célula de pequeño tamaño. Esta primera división comienza en la mujer en el tercer mes de vida PROCESOS QUIMICOS. El DNA eucariótico interacciona con diversas proteínas como las enzimas involucradas en los procesos de transcripción o replicación; como proteínas reguladoras; o con las histonas, moléculas relativamente pequeñas con carga positiva, que tienen la función de estabilizar la estructura del DNA, contribuyendo a compactarla para facilitar su empaquetamiento (Luque y Herráez, 2006). La molécula de DNA se envuelve alrededor de núcleos
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formados por nueve moléculas de histonas, para formar nucleosomas, las unidades de empaquetamiento básico del DNA de los eucariotas. Las Histonas Son proteínas básicas, ricas en residuos de lisina y arginina, que se conservan evolutivamente y que interaccionan con el DNA formando los nucleosomas, subunidades que se repiten a lo largo de la cromatina. Los principales tipos de histonas que se han aislado de los núcleos interfásicos en diferentes especies eucariotas son: H1, H2A, H2B, H3 y H4. Niveles de condensación del DNA nuclear eucariótico Cada nucleosoma esta formado por 9 moléculas de histonas y un tramo de DNA. Bajo ciertas condiciones experimentales puede liberarse la histona localizada externamente (H1), quedando el nucleosoma reducido a la llamada partícula core formada por un octámero de histonas rodeado por DNA (Luque y Herráez, 2006). Los nucleosomas se empaquetan unos sobre otros formando una estructura más condensada -la fibra de 30 nanómetros- que se encuentra tanto en la cromatina en la etapa de interfase como en los cromosomas que entran en mitosis. Cromatina que se ha descondensado para mostrar los nucleosomas a modo de cuentas. Orígenes de replicación, zonas de la molécula de DNA donde comienza el proceso de replicación. Hay varios orígenes de replicación por cada cromosoma.
Tomado de art CONDENS_DNA_CICLO_CELULAR.
módulo Biología Celular Molecular (UNAD) de Patricia Hernández Rodríguez y de los documento División Celular y Ciclo Celular y Duplicación del DNA de Silvia Márquez- Sergio Daniel Ifrán- Enrique Zabala http://genomasur.com/lectu.htm .
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ACTIVIDAD 2
CONTROL DEL CICLO CELULAR
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a) Realice un glosario de términos con todas las palabras que no sean de
fácil descripción o entendimiento suyo
Glosario
Interfase: periodo del ciclo celular que abarca desde que termina la fase M
hasta que comienza la fase S.
Ciclo celular: es un conjunto ordenado de sucesos que conducen al
crecimiento de la célula y la división en dos células hijas.
Ploidía: número de juegos completos de cromosomas en una célula biológica.
En el ser humano, las células somáticas que componen el cuerpo son diploides
(con dos juegos completos de cromosomas, una serie derivada de cada uno de
los padres), pero las células sexuales (óvulo y espermatozoides) son haploides.
Actividad catalítica: Es la capacidad del catalizador de acelerar o
disminuir una reacción, interviniendo en ella pero sin llegar a formar parte de
los productos resultantes de la misma. se compone por tres partes: soporte,
fase activa, selectividad.
Quinasas: Las cinasas (también llamadas quinasas, debido al original en
inglés kinases) son un tipo de enzima que transfiere grupos fosfatos desde ATP
a un sustrato específico o diana.
Fase G1: entre el final de la mitosis y el comienzo de la fase S, suele ser la
fase más larga de todo el ciclo celular. Durante esta etapa las células crecen y
se restaura a lo normal el volumen celular, que se había reducido al dividirse la
célula a la mitad durante la mitosis.
Fase G2: Es la segunda fase de crecimiento del ciclo celular en la que continúa
la duplicación de proteínas y ARN. En esta fase la célula contiene ya duplicado
su material genético. Si se trata de una célula diploide, en este momento, en el
plano de la transcripción genética, funciona como una célula tetraploide, con la
particularidad de que las cromátidas hermanas están unidas por el centrómero.
Célula haploide: célula sexual formada por meiosis, la división reproductora de
las células, conteniendo la mitad de los cromosomas.
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IDEAS PRINCIPALES DEL CONTROL DEL CICLO CELULAR.
En un ciclo celular general, para producir dos células hijas idénticas, el ADN se
duplica, se segrega y finalmente la celular original se divide para dar a dos
células nuevas independientes, cada una con dotación genética identificada a
la de hermana.
El ciclo celular es un conjunto de procesos que van desde el momento en que
la célula toma la decisión de dividirse al que origina dos células nuevas por lo
tanto es la base de la proliferación celular.
El material genético solo replica una vez por ciclo.
El proceso del ciclo celular es de gran importancia ya que tiene como función la
formación de una nueva célula, lo cual le permite al organismo permanecer en
un constante equilibrio
El ciclo de división celular es el mecanismo a través del cual todos los seres
vivos se propagan, así como también es necesaria en el cuerpo para
reemplazar las células perdidas por desgaste, mal funcionamiento o por muerte
celular programada.
La respiración celular pertenece al catabolismo y la fotosíntesis al anabolismo.
La respiración de las células libera la energía almacenada en la glucosa. Las moléculas de glucosa se descomponen y se libera la energía almacenada en sus uniones químicas. Parte de esta energía se libera como calor. Parte es almacenada en el ATP para su uso en actividades celulares. El CO2 producido en la respiración aeróbica se recicla cuando se utiliza en la fotosíntesis para hacer más glucosa.
El proceso de la respiración se efectúa constantemente en las células. La respiración aeróbica requiere de oxígeno. La respiración anaerobia se efectúa sin oxígeno y también se llama fermentación.
La mayor parte de las formas vivientes dependen de la fotosíntesis, que se lleva a cabo en las plantas verdes en presencia de luz solar. Durante la fotosíntesis, el bióxido de carbono y el agua se usan para sintetizar compuestos orgánicos como la glucosa, el combustible básico para todas las células. Por lo tanto, la energía luminosa del Sol es almacenada como energía química. El ATP sirve para transferir energía en muchas reacciones de los seres vivos. Algunos autótrofos no usan la energía solar. Elaboran su propio alimento usando la energía almacenada en compuestos inorgánicos. Este proceso se llama quimiosíntesis.
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PROCESOS BIOLOGICOS, QUIMICOS O FISIOLOGICOS
La respiración celular
Esta se lleva a cabo en la Mitocondria (mito = hilo). El microscopio electrónico hace claramente visibles a organelos pequeños con forma de varilla, llamados mitocondrias. Estos son los centros de la respiración de la célula, liberan la energía de la que dependen las actividades celulares.
Las mitocondrias son especialmente numerosas en las células situadas en áreas de gran actividad, como las células de los músculos. En una célula de hígado pueden encontrarse hasta 2 500 mitocondrias.
La fotosíntesis se lleva a cabo en los cloroplastos. La reacción lumínica se efectúa en la grana y la reacción oscura en el estroma.
Los plastos son organoides encontrados en casi todas las células vegetales. Algunos plastidos actúan como fabricas químicas y otros sirven principalmente para almacenar alimentos. El plasto más conocido es el cloroplasto (cloros = verde), que contiene el pigmento verde conocido como clorofila. La clorofila esta empacada entre capas de proteína y lípidos, en cuerpos llamados grana. La función basca de los cloroplastos es atrapar la energía solar y utilizarla para formar carbohidratos. Los animales, incluyendo a los seres humanos, pueden usar esta energía cuando toman carbohidratos en su comida.
Con los procesos de fotosíntesis y respiración, nos damos cuenta que la
fotosíntesis es una reacción endergónica, y la respiración celular es una
reacción exergónica.
El ciclo vital de una célula y el proceso biológico a nivel celular por el cual se
transmiten las características de una generación a la siguiente. Asimismo, las
posibles alteraciones (mutaciones) naturales y adquiridas, así como los
factores que las ocasionan.
La interfase en un estadio de gran actividad metabólica en el cual los genes
entran en acción (transcripción y traducción) y se produce la duplicación del
ADN (replicación) y de sus proteínas asociadas.
Durante ella se observa el material genético disperso por el núcleo de la célula,
constituyendo la cromatina. Comprende las fases G1, S y G2.
La duración de la interfase es muy variable de unas células a otras.
FASE G1
Es aquella en la que comienza la interfase, después de que ha ocurrido la
división celular. Cada célula tiene dos copias de un gen para una característica.
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Se caracteriza porque:
Comienza la biosíntesis de los materiales (ARN y proteínas).
El tiempo de duración es muy diferente de unas células a otras. Hay células
que pueden mantenerse en esta fase días e incluso años.
Cuando las células se detienen en esta fase, se denomina punto R o punto de
restricción.
Esta fase es la más variable y puede desaparecer en las células de crecimiento
muy rápido como en las embrionarias o bien tener un periodo muy largo.
En algunas células, el ciclo celular se detiene en fase G0 y no en G1.
Este hecho es debido a que las células no están preparadas para la replicación
del ADN, ya que no contienen las moléculas necesarias que permiten a la
célula continuar su ciclo proliferativo.
En estos casos se dice que la célula está en estado quiescente o G0.
Tras la fase G1 comienza la fase S, en la cual:
Tiene lugar la síntesis y replicación del ADN.
Para que se inicie dicha síntesis, es necesaria la duplicación del centríolo o del
cuerpo polar del huso.
Finaliza cuando el contenido del ADN se ha duplicado y los futuros
cromosomas se han replicado. Cada cromosoma estará constituido ahora por
dos cromátidas hermanas idénticas durante la mitosis.
Para producir células hijas sanas, la división celular debe garantizar que cada
célula hija reciba una copia de toda la información genética de la célula madre.
En consecuencia, en una etapa temprana de la división celular, la célula
parental debe sintetizar dos copias exactas de su ADN, proceso que se conoce
como replicación de ADN. La iniciación de la replicación de ADN compromete
irreversiblemente a la célula a dividirse.
El ADN de una célula está contenido en las estructuras llamadas cromosomas
durante la mitosis. En la interfase forma la cromatina. Cada cromosoma
contiene una sola doble hélice de ADN. La replicación del ADN produce dos
dobles hélices de ADN idénticas, cada una de las cuales será transmitida,
dentro de su cromosoma, a una de las nuevas células hijas.
La síntesis de ADN sin embargo es semiconservativa, es decir, cada célula hija
recibe una hebra de ADN de la célula parental y otra que se produce nueva.
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La síntesis de ADN requiere además, de varias moléculas, como la enzima
ADN polimerasa.
Es la fase premitótica y sucede cuando finaliza la fase S de síntesis.
Se caracteriza por:
Existir biosíntesis de moléculas diversas.
Preparar a las células para la mitosis, debido a la existencia de factores que no
aparecen en las otras fases intermedias.
Al final de la misma se origina la desintegración de la envoltura nuclear.
MITOSIS
Es el proceso por el cual las células eucariontes distribuyen equitativamente
entre las células hijas los cromosomas y los orgánulos citoplasmáticos,
asegurando que cualquier tipo de célula con su genoma, alterado o no, se
transmita y perpetúe en una población celular.
El comienzo de la mitosis se caracteriza por la visualización de los
cromosomas, es decir, por la condensación de la cromatina en la interfase,
constituyendo los cromosomas.
Durante este proceso ha de existir una división del núcleo (cariocinesis) y del
citoplasma (citocinesis).
Las fases de la división nuclear son cinco:
Profase
Prometafase
Metafase
Anafase
Telofase
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Profase.
La cromatina en el núcleo comienza a condensarse y se vuelve visible en el
microscopio óptico como cromosomas. El nucléolo se desintegra. Los
centriolos comienzan a moverse a polos opuestos de la célula y fibras se
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extienden desde los centrómeros. Algunas fibras cruzan la célula para formar el
huso mitótico. Se detiene la actividad de los genes.
Prometafase.
La membrana nuclear se disuelve, marcando el comienzo de la prometafase.
Las proteínas de adhieren a los centrómeros creando los cinetocoros. Los
microtubulos se adhieren a los cinetocoros y los cromosomas comienzan a
moverse pero no están en el ecuador.
Metafase
Fibras del huso alinean los cromosomas a lo largo del sitio en donde se
encontraba el núcleo celular. Esta línea es referida como, el plato de la
metafase. Esta organización ayuda a asegurar que en la próxima fase, cuando
los cromosomas se separan, cada nuevo núcleo recibirá una copia de cada
cromosoma.
Anafase
Los pares de cromosomas se separan en los cinetocoros y se mueven a lados
opuestos de la célula. El movimiento es el resultado de una combinación del
movimiento del cinetocoro a lo largo de los microtubulos del huso y la
interacción física de los microtubulos polares.
Telofase
Los cromáticos llegan a los polos opuestos de la célula, y nuevas membranas
se forman alrededor de los núcleos hijos. Los cromosomas se dispersan y ya
no son visibles bajo el microscopio óptico. Las fibras del huso se dispersan, y
la citocinesis o la partición de la célula puede comenzar también durante esta
etapa. Comienza de nuevo la actividad de los genes.
Citocinesis
En células animales, la citocinesis ocurre cuando un anillo fibroso compuesto
de una proteína llamada actina, alrededor del centro de la célula se contrae
pellizcando la célula en dos células hijas, cada una con su núcleo. En células
vegetales, la pared rígida requiere que un placa celular sea sintetizada entre
las dos células hijas.
Los genes que regulan el ciclo celular se dividen en tres grandes grupos:
1. Genes que codifican proteínas para el ciclo: enzimas y precursores de la síntesis de ADN, enzimas para la síntesis y ensamblaje de tubulina, etc.
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2. Genes que codifican proteínas que regulan positivamente el ciclo: también llamados protooncogenes.8 Las proteínas que codifican activan la proliferación celular, para que células quiescentes pasen a la fase S y entren en división. Algunos de estos genes codifican las proteínas del sistema de ciclinas y quinasas dependientes de ciclina. Pueden ser:
Genes de respuesta temprana, inducidos a los 15 minutos del tratamiento con factores de crecimiento, sin necesidad de síntesis proteica;
Genes de respuesta tardía, inducidos más de una hora después del tratamiento con factores de crecimiento, su inducción parece estar causada por las proteínas producidas por los genes de respuesta temprana.
3. Genes que codifican proteínas que regulan negativamente el ciclo: También llamados genes supresores tumorales. Los genes supresores de tumores regulan negativamente el ciclo. Se encargan de que la mitosis no continúe si se ha producido una alteración del proceso normal. Entre estos genes, también llamados 'de verificación', se encuentran los que codifican:
productos que evitan mutaciones de genes reguladores del ciclo
proteínas que inactivan las CDK por fosforilación/desfosforilación (ej. quinasa WEE1, fosfatasa CDC25)
proteínas CKI inhibidoras del ciclo (por ejemplo, p53,10 p21, p16)
proteína Rb (proteína del retinoblastoma), cuya alteración génica recesiva causa el cáncer de retina con ese nombre.
proteínas que inducen la salida del ciclo hacia un estado celular diferenciado o hacia apoptosis (ej. Bad, Bax, Bak, receptor de ligando de Fas)
La verificación se lleva a cabo en los puntos de control y asegura la fidelidad de la replicación y segregación del genoma. Algunos componentes, además de detectar fallos, pueden poner en marcha la reparación.
GENETICA
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD. ESCUELA DE CIENCIAS AGRARIAS PECUARIAS Y DEL MEDIO AMBIENTE MAYO 2011.
CONCLUSIONES
Mediante un ciclo celular se obtienen células nuevas, sobre todo, en los procesos de crecimiento. Pero también sirve para sustituir células dañadas o desgastadas. En los embriones las tasas de división son altas. Las células que se han especializado mucho se regeneran muy lentamente (la neuronas, incluso, no se regeneran).
Puesto que las células somáticas (las del cuerpo) provienen del cigoto, tienen un número diploide (2n) de cromosomas (un juego doble). Nuestro número diploide es 23 pares: 46 cromosomas. Las células hijas resultantes de una mitosis son idénticas entre sí y con la madre.
La división celular (mitosis) es la fase final y microscópicamente visible de un proceso a nivel molecular. Se puede entender como la separación final de las moléculas duplicadas.
En general, los procesos G2 y S, y la mitosis tienden a ser estables. El G1 es mucho más variable.
El proceso más importante es la duplicación del ADN, que ocurre en el periodo S.
El ciclo celular es un proceso altamente complejo que le permite en lo posible a la célula mantener el equilibrio del organismo, previniendo errores que pueden llevar a problemas en la salud. Existen diversos mecanismos de control encargados de proteger a la célula de posibles alteraciones, entre estos los puntos de control que son muy eficientes como reguladores y se encuentran ubicados en el paso entre una etapa y otra del ciclo. Infortunadamente no son infalibles, por lo que se debe tener en cuenta que se pueden ver afectados por una gran cantidad de factores físicos y/o químicos que en determinadas situaciones pueden ocasionar o predisponer a diferentes lesiones en las estructuras celulares.
GENETICA
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD. ESCUELA DE CIENCIAS AGRARIAS PECUARIAS Y DEL MEDIO AMBIENTE MAYO 2011.
BIBIOGRAFIA
GUSTAVO FORERO ACOSTA, modulo de genética UNAD
LUIS FELIPE JIMENEZ, biología molecular y celular. Editorial prentice hall
– 2000.
MONOGRAFIA, duplicación cromosómica y heterocromatina a nivel
molecular y citológico. Editorial Eva, Washington- 1980.
Aguirre A. Guía práctica del ciclo celular y mitosis. Norma, Cali, 9 ed,
2003.
McGraw-Hill, 5 ed. Factores de transcripción y control de la expresión
génica. 2006.