Ciclo Celular

El ciclo de una célula  es análogo al de un ser vivo, “nace” mediante la división de una célula progenitora, crece y se reproduce, todo este proceso es lo que constituye un ciclo celular completo.

El ciclo celular comprende cuatro periodos denominados G1, S, G2 y mitosis.

v  El periodo G1, llamado fase de crecimiento, se inicia con una célula hija que proviene de la división de la célula madre. La célula aumenta de tamaño, se sintetiza nuevo material citoplasmático sobre la proteína y ARN.

v  El periodo S o de síntesis se relaciona con la duplicación del ARN cuando acaba este periodo, el núcleo contiene el doble de proteínas nucleares y de ADN que al principio.

v  El periodo G2 o segunda fase de crecimiento, continúa con la síntesis de ARN y proteínas. El final de este periodo queda marcado por la aparición de cambios en la estructura celular que se hacen visible con el microscopio y que indican el principio de la mitosis o división celular. El periodo de tiempo que transcurre  entre dos mitosis, que comprenden los periodos de G1 y G2 se denomina interface.

Acontecimientos  asociados al ciclo celular.

Fase o estado	Actividad
Interface	La célula se encuentra entre dos divisiones; los cromosomas no son visibles.
Fase G1	La célula está dedicada al crecimiento, metabolismo y producción de las  sustancias necesarias para la división; no hay replicación cromosómica.
Fase S	Se produce la replicación de los cromosomas
Fase G2	Lo mismo que el periodo G1
División celular	Una célula precursora  produce dos células hijas cromosómicamente idénticas.
Profase	La cromatina se acorta y se enrolla formando cromosomas visibles (cromatidas), los nucléolos y la membrana nuclear desaparecen, cada uno de los centrosomas con sus centriolos se desplazan a uno de los polos opuestos de la célula y los centrosomas forman el huso acromático.
Metafase	Los centromas de la cromatidas se emparejan formando una línea en la placa de metafase de la célula.
Anafase	Los centromas se dividen y un conjunto idéntico de cromosomas se mueve hacia cada uno de los polos opuestos de la célula.
telofase	Reaparece la membrana nuclear que rodea a los cromosomas, estos vuelven adaptar la forma de cromatina, reaparece el núcleo y desaparece el huso acromático.

Dogma central de la biología molecular

         

                         Replicación                                        Replicación

ADN

TRANSCRIPCION Inversa

TRADUCCION

PROTEINA

ARN

TRANSCRIPCION

El dogma central de la biología celular consiste en tres fases y momentos que dan como resultado la síntesis de proteínas. La información genética del ADN se transmite a las sucesivas generaciones (ADNm) en un proceso conocido como replicación, de esta manera el ADN primero no se duplica y después se divide equitativamente en dos células vivas.

Encada célula la información genética el ADN se expresa mediante el proceso de transcripción que no es más que la síntesis de ARN, lo cual implica el uso de segmentos específicos de ADN como moldes para la síntesis de ARN. Y finalmente la transducción (síntesis de proteínas en la que los aminoácidos se ensamblan  en una secuencia de nucleótidos de ARN mensajeros).

Dentro de este dogma se presenta la transcripción inversa, la cual consiste de un proceso inverso de un proceso inverso, es decir el ARN puede servir como molde para la síntesis de ADN. Este proceso es catalizado por la enzima transcriptasa inversa y un ejemplo de quienes llevan a cabo de este proceso son los virus denominados retrovirus.

Núcleo celular

Es una estructura característica de las células eucarioticas, contiene la mayor parte del material genético celular, organizado en cromosomas, basados cada uno en una hebra de ADN en acompañamiento de una gran variedad de proteínas como las histonas.

Tiene como función mantener la integridad de los genes y controlar las actividades celulares a través de la expresión genética.

Envoltura nuclear

Está compuesta por dos membranas (la membrana nuclear interna y externa) que encierran el núcleo y lo separan del citoplasma. La membrana externa de la envoltura nuclear se continúa con el retículo endoplasmatico y se asemeja a este en su estructura.

La envoltura nuclear cuenta con unos poros nucleares que no son más que una canal  cilíndrica pequeña que se extiende a través de ambas membranas de la envoltura nuclear, proporcionando continuidad entre el citosol y el nucleoplasma, el espacio interior del núcleo. Cada poro nuclear consiste en un grupo de proteínas circulares que la del poro de una proteína de cada canal en la membrana el núcleo y el citoplasma.

Nucléolo

Es una región del núcleo, densa y esférica que no posee membrana, está rodeado por una capa de cromatina condensada; están formados por ADN, polinucléotidos, fosfoproteinas y enzimas, algunos estudios actuales han comprobado su presencia constante en todas las células vegetales y animales, con sólo dos excepciones, los espermatozoides y las células embrionarias en estado de blástula.

Los nucléolos dejan de ser visualizados al comienzo de la profase y reaparecen al final de la telofase; su función principal es la biosíntesis de ribosomas desde sus componentes de ADN para formar ARN ribosomal. Está relacionado con la síntesis de proteínas. En células con una síntesis proteica intensa hay muchos nucléolos. Además, se ha descrito al nucléolo como el responsable del tráfico de pequeños segmentos de ARN e interviene en la maduración y el transporte del ARN hasta su destino final en la célula.

Ácidos nucleicos

Son macromoléculas de información genética, constituidas por la unión de monómeros, llamados nucleótidos, los cuales son moléculas que se forman por la unión de una base nitrogenada, una pentosa y uno o más ácidos fosfóricos, formando largas cadenas que pueden alcanzar tamaños gigantes, siendo las moléculas más grandes que se conocen.

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 (ácido desoxirribonucleico) y ARN (ácido ribonucleico).

Su función está relacionada con el almacenamiento y el empleo de información, así como con su transmisión de unas células a otras, por lo que son la base molecular de la herencia.

Modelo de Watson y Crick

Watson y Crick eran investigadores teóricos que integraron todos los datos disponibles en su intento de desarrollar un modelo de la estructura del ADN. Dedujeron un modelo estructural tridimensional para el ADN el cual ha sido la base para la biología molecular actual y también la fuente de conocimientos notables de las propiedades funcionales de los ácidos nucleicos. Las características del modelo de ADN de Watson y Crick son:

1.    Hay dos cadenas helicoidales de polinucleótidos enrolladas a lo largo de un eje común.

2.    El esqueleto de azúcar fosfato se sitúan en el exterior de la molécula y, por tanto, las bases de púricas y pirimídicas están en el interior de la hélice, orientadas de tal forma que se forman enlaces de hidrógeno entre ellas.

3.    El apareamiento de las bases es muy específico: Adenina (A) siempre se aparea con Timina (T) y Guanina (G) con Citosina (C), dicho apareamiento se mantiene debido a la acción de los puentes de hidrógeno entre ambas bases.

4.    Cada hebra de ADN contiene la información necesaria para especificar la secuencia de bases de la otra hebra.

  Replicación Semiconservadora:

Es aquella donde se originan dos moléculas de ADN, cada una de ellas compuesta de una hebra del ADN original y de una hebra complementaria nueva. En otras palabras el ADN se forma de una hebra vieja y otra nueva. Es decir que las hebras existentes sirven de molde complementario a las nuevas. Los enlaces de hidrogeno entre las dos cadenas se rompen y las cadenas se separan, cada semihélice se aleja con nucleótidos complementarios para restituir al compañero faltante, el resultado sería dos dobles hélices de ADN nuevas, cada una idéntica a la original. Durante la duplicación lo más importante es la separación física de las cadenas progenitoras.

Cromosomas

Son organelos nucleares permanentes capaces de autoduplicarse y mantener sus propiedades morfológicas y fisiológicas a través de divisiones celulares, su función principal es la repartición equitativa de la información hereditaria almacenada en el código genético del ADN, entre las dos células hijas resultantes de una división celular. Los cromosomas están químicamente formados por ADN, ARN, proteínas, calcio (Ca), magnesio (Mg) y hierro (Fe).

La dotación cromosómica humana es de 23 pares, los cuales se clasifican en 22 pares de autosomas y un par de cromosomas sexuales o gonosomas (XX en la mujer y XY en el hombre).

Las alteraciones en el número o la estructura de los cromosomas producen en los individuos que las portan graves consecuencias en el fenotipo. Un ejemplo de ello es el síndrome de Down

Estructura

•   Las cromatidas: Son estructuras idénticas en morfología e información ya que contienen cada una, una molécula de ADN. Las cromatidas están unidas por el centrómero.
•  El centrómero: Es la región que se fija al huso acromático durante la mitosis. Se encuentra en un estrechamiento llamada constricción primaria, que divide a cada cromatida del cromosoma en dos brazos.
•  Los telómeros: son el extremo de cada brazo del cromosoma. El ADN de los telómeros no se transcribe y en cada proceso de división celular se acorta. Cuando los telómeros desaparecen el cromosoma sigue acortándose y la célula pierde información genética útil.
•  El organizador nucleolar (NOR): En ella se sitúan los genes que se transcriben como ARNr, con lo que se promueve la formación del nucléolo y de los ribosomas. Esta zona no se espiraliza tanto y por eso se ve más clara.
•    El satélite (SAT): Es el segmento del cromosoma entre el organizador nucleolar y el telómero correspondiente. Sólo poseen satélite aquellos cromosomas que tienen NOR.