TEMA 1.4 Enfermedades relacionadas con el ciclo celular

Cáncer

Respuesta: El cáncer es el principal desorden del ciclo celular. 

Fundamentos: En una célula normal, el ciclo celular está altamente regulado. Sin embargo, hay células que pierden el control sobre su crecimiento y progresan indefinidamente a través de ciclos celulares sucesivos. 

El cáncer es la proliferación celular incontrolada, en la que el ciclo celular ha perdido la capacidad de bloquearse por estar dañado el genoma. 
Las causas del cáncer son factores que dañan el ADN, por ejemplo: 
§ exposición a radiación de alta energía 
§ exposición a materiales radioactivos
§ exposición a reactivos tóxicos 
§ exposición a humo de tabaco 
§ ataque

Alzheimer

La enfermedad de Alzheimer y otras demencias asociadas con la proteína llamada tau, las neuronas que mueren en realidad vuelven a producir proteínas que suelen verse durante la división celular o en el cáncer. Se desconoce si tales proteínas de la división celular provocan la muerte neuronal, las protegen de su degradación o son irrelevantes. En el estudio actual los investigadores utilizaron un modelo de la enfermedad de Alzheimer en animales de investigación para examinar la relación de las proteínas de la división celular con la neurodegeneración. El poder de este modelo, que recapitula las características clave de la enfermedad humana, se encuentra en la posibilidad de utilizar herramientas genéticas para establecer una conexión causal entre un mecanismo molecular y la muerte neuronal. Los científicos descubrieron que, como en la enfermedad humana, la producción anormal de proteínas del ciclo celular acompañó a la muerte neuronal en el modelo de experimentación animal. Según los científicos, cuando el ciclo celular se bloqueó genéticamente o cuando se proporcionó a los animales fármacos anticancerígenos la pérdida de neuronas pudo prevenirse por virus oncogénicos.

TEMA 1.3 Ciclo Celular

Mitosis

Todos los organismos vivos utilizan la división celular, 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.

Fases de la mitosis:
Profase: Es el procesos en el que se desgasta la membrana nuclear, la cromatina se condensa y los centriolos de dividen.
Metafase: El huso mitótico está más formado, la membrana nuclear desaparece y la cromatina se comprime hasta formar un cromosoma.
Anafase: en este proceso el cinetocoro es atraído por los centriolos y los cromosomas se separan.
Telofase: En este proceso aparece la membrana celular y crea dos células idénticas.

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 interface. 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.

G1.- Es un estado 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.

Meiosis

MEIOSIS I

La Meiosis I consiste en la primera etapa de la llamada Meiosis completa, compuesta por dos fases. Este proceso sólo tiene lugar en las gónadas, células diploides encargadas de la reproducción de las células sexuales.

PROFASE l: La cromatina se condensa en los cromosomas, el nucléolo se disuelve, desaparece la membrana nuclear, y se forma el huso mitótico. Durante la profase I, justo después de que se condense la cromatina, los cromosomas homólogos se sobre cruzan. Esto sólo ocurre en la meiosis. Los cromosomas sobre cruzados se llaman bivalentes. Este proceso es clave en la Meiosis, ya que permite que las células nuevas que se creen sean distintas entre ellas y con la célula original. La condensación de los cromosomas permite que estos sean vistos en el microscopio.

METAFASE I: En esta fase intermedia, los cromosomas, de dos en dos (por grupo de homólogos sobre cruzados), se alinean en la placa ecuatorial (zona central dela célula), agarrados a las fibras del huso acromático por sus centrómeros. Es una fase que sucede muy rápida.

ANAFASE I: Las fibras del huso acromático se rompen, tirando de cada uno de los cromosomas de cada par de homólogos hacia un polo celular. Las fibrillas acaban contrayéndose también en los distintos polos.

TELOFASE I: En la Telofase I los cromosomas forman dos núcleos hijos.
Es la etapa final de la Meiosis I, y se caracteriza por ser inversa a la Profase I. En él desaparecen los restos del huso acromático, aparece una membrana nuclear a partir de los restos de la ya destruida en cada uno de los polos, se desespirilizan las cromátidasy se crean los nucléolos.

UNA VEZ ACABADA LA MEIOSIS I NO SE PRODUCE INTERFASE, DEBIDO A QUE LA CROMÁTIDA NO PUEDE TENER TIEMPO PARA DUPLICARSE.

MEISOSIS II

La meiosis II es esencialmente igual que una mitosis y en ella podemos apreciar cuatro fases:
Profase II: los cromosomas sobre cruzados empiezan a condensarse, aparecen las fibras del huso mitótico o acromático y la membrana nuclear se disuelve.

Metafase II: los cromosomas, muy condensados, se sitúan en la placa ecuatorial y las fibras del huso mitótico o acromático se pegan a las caras opuestas de los centrómeros.

Anafase II: el centrómero se divide y las dos cromátidas de cada cromosoma se separan hacia los polos opuestos de la célula.

Telofase II: es idéntica a la Telofase de la mitosis, los cromosomas comienzan a descondensarse y se rodean de membrana, para formar cuatro núcleos.
 

Gametogénesis 

La gametogénesis es la formación de gametos por medio de la meiosis a partir de células germinales. En el caso de los humanos si el proceso tiene como fin producir espermatozoides se le denomina espermatogénesis y se realiza en los testículos, En caso contrario, si el resultado son ovocitos se denomina ovogénesis y se lleva a cabo en los ovarios.

TEMA 1.2 Estructuras químicas y biológicas involucradas en la reproducción celular

Ácidos nucleicos

Los ácidos nucleicos son grandes moléculas formadas por la repetición de un monómero llamado nucleótido. Estos se unen entre sí por un grupo fosfato, formando largas cadenas.

Los ácidos nucleicos almacenan la información genética de los organismos vivos y son las responsables de su transmisión hereditaria. Existen dos tipos de ácidos nucleicos, ADN y ARN, que se diferencian en:

• El azúcar (pentosa) que contienen: la desoxirribosa en el ADN y ribosa en el ARN. 

• Las bases nitrogenadas que contienen, adenina, guanina, citosina y timina, en el ADN; y adenina, guanina, citosina y uracilo en el ARN. 

• En los eucariotas la estructura del ADN es de doble cadena, mientras que la estructura del ARN es Mono catenaria aunque puede presentarse en forma lineal como el ARNm o en forma plegada cruciforme como ARNt y ARNr.

Tipos de ácidos nucleicos: 

• ácido ribonucleico = ARN 

• ácido desoxirribonucleico = ADN

ADN

ADN significa ácido desoxirribonucleico. Contiene las instrucciones genéticas usadas en el desarrollo y funcionamiento de todos los organismos vivos conocidos. La función principal de las moléculas de ADN es el almacenamiento a largo plazo de la información genética. ADN es a menudo comparado con un conjunto de planos para los seres humanos. 

En 1869 Friedrich Miescher descubre el ADN al que llamó “nucleína”, debido a que estaba en el núcleo de la célula. ADN seguía siendo un misterio hasta que los científicos descubrieron que el ADN tenía la estructura de una escalera de caracol complejo, o de doble hélice. Las barandillas de la escalera son confeccionadas del alternar los azúcares y fosfatos, y cada escalón se compone de dos bases de nitrógeno y un enlace de hidrógeno. Hay cuatro bases nitrogenadas en el ADN: adenina (A), timina (T), guanina (G) y citosina (C). En el emparejamiento de las bases, A únicamente los bonos con T y C sólo con pares de G; las dos bases juntos forman lo que se llaman pares de bases.

Para mayor información de click aquí: ADN

ARN

¿Que es el ARN? Mas información click aqui: ARN

Cromosomas

Los cromosomas son estructuras complejas ubicadas en el núcleo de las células, compuestos por cromatina. La cromatina es el conjunto de ADN (35 %), histonas (35 %), otras proteínas no histónicas (20 %) y ARN (10 %). Un cromosoma es la estructura que resulta del empaquetamiento del ADN y las proteínas previo a la división celular para su segregación posterior en las células hijas.
La función de cromosomas es controlar todas las actividades de una célula viva. Los cromosomas son esenciales para el proceso de la división celular y son responsables de la replicación, la división y la creación de células hijas, que contienen las secuencias correctas de ADN y las proteínas. incluyen genes que sostienen las unidades de la herencia. Los genes se localizan en un punto particular en un cromosoma, conocido como su locus. Cada cromosoma contiene ADN que alberga miles de genes a lo largo de la cadena. Los genes son las unidades que tienen códigos y controlan los rasgos característicos que se transmiten de padres a hijos.

Los cromosomas se clasifican según la longitud relativa de sus brazos, es decir, según la posición del centrómero, en:

- METACÉNTRICOS: cuando los dos brazos son aproximadamente iguales y el centrómero está en el centro. 

- SUBMETACÉNTRICOS: el centrómero está ligeramente desplazado hacia un lado dando dos brazos algo desiguales 

- TELOCÉNTRICOS: cuando el centrómero está más cerca de un extremo, dando dos brazos muy desiguales 

- ACROCÉNTRICOS: el centrómero está en un extremo, por lo que en realidad sólo existe un brazo.

TEMA 1.1 La reproducción

Tipos de Reproducción en los seres vivos.