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Profesora: María Antonia Rojas Serrano
EL CICLO CELULAREl ciclo celular es la secuencia de acontecimientos que tiene lugar a lo largo de la vida de una célula.
Se divide en dos etapas:
• Interfase: la célula se dedica a crecer y a realizar sus funciones.
• Fase M: se trata de la división celular.
Interfase
Es el periodo de tiempo que transcurre entre dos divisiones sucesivas, y ocupa la mayor parte del ciclo celular.
Durante la interfase hay una gran actividad metabólica en la que se produce un aumento del tamaño de la célula.
Dentro de la interfase se distinguen tres fases:
Fase G1 : es la etapa comprendida entre la división y la síntesis de ADN, la célula lleva a cabo procesos biosintéticos, como síntesis de proteínas.
Algunas células permanecen en estado de reposo y no se dividen, en este caso la fase se denomina G0.
Fase S: en este etapa tiene lugar la duplicación de ADN y las proteínas histonas que están unidas a él.
Fase G2: la célula se prepara para la división; el ADN, ya duplicado, empieza a condensarse formando cromosomas.
EL NÚCLEO CELULAR
El núcleo es la estructura de las células eucariotas encargada de la compartimentación del material genético, así como de la síntesis y procesamiento del ARN, antes de su salida al citoplasma, donde se producirá la síntesis proteica; también interviene en el desarrollo y la división celular, y regula todos los procesos relativos a la organización, diferenciación y especialización celular.
La mayoría de las células eucariotas presentan un único núcleo pero algunos organismos pueden presentar dos o incluso varios.
El núcleo se localiza, generalmente, en el centro de la célula; aunque puede aparecer desplazado como ocurre en las células vegetales, debido a la presencia de una vacuola de gran tamaño.
Núcleo interfásico
La estructura y composición del núcleo varía dependiendo de la etapa del ciclo celular. Distinguiéndose entre núcleo interfásico, propio de la interfase y núcleo mitótico o en división, propio de la fase M.
En el núcleo interfásico se pueden diferenciar los siguientes componentes: Envoltura nuclear Cromatina Nucléolo Nucleoplasma
Envoltura nuclearEl núcleo se encuentra rodeado por una membrana doble, la membrana nuclear externa y la membrana nuclear interna; separadas por un espacio perinuclear que oscila entre 25 y 40 nm.La membrana nuclear externa está conectada y se continúa con el retículo endoplásmico rugoso (RER).Ambas membranas se comunican por medio de poros nucleares, a través de los cuales se produce el intercambio y transporte de moléculas grandes, como el ARN y la proteínas, entre el nucleoplasma y el citoplasma. El número de poros aumenta, al aumentar la actividad celular.Cada poro está rodeado por un anillo integrado por ocho bloques proteicos dispuestos en forma octogonal. Cada bloque a su vez, consta de más de cien proteínas distintas. A esta estructura se denomina complejo del poro nuclear.
Las proteínas del anillo mantienen la morfología de los poros, sirven de anclaje a la membrana nuclear y conectan el poro con una masa densa situada dentro del mismo a través de finas fibrillas.Entre el nucleoplasma y la membrana nuclear interna se observa, una lámina nuclear o lámina fibrosa constituida por filamentos intermedios. Su función parece ser la regulación de las interacciones entre la cromatina y la envoltura nuclear, la organización de ésta, así como su desaparición y nueva formación durante la mitosis.
Cromatina
La cromatina está compuesta por ADN plegado asociado a histonas (proteínas básicas).
Esta asociación de la doble hélice de ADN con histonas forma una estructura denominada nucleosoma, que constituye la estructura básica de la cromatina.
De hecho la fibra de cromatina se observa al microscopio electrónico como un “collar de cuentas”, constituyendo las cuentas los nucleosomas (ADN-histonas), quedando ADN libre entre un nucleosoma y otro.
Las histonas podemos dividirlas en dos grupos:
Histonas nucleosómicas: forman un complejo alrededor del cual se enrolla el ADN (dos vueltas por nucleosoma). A este complejo que tiene forma de disco, se denomina octómero y está formado por dos copias de cada histona (H2A , H2B ,H3 e H4), presentando un grosor de 10 nm.
Histona 1: une los complejos nucleosómicos y es la responsable del plegamiento helicoidal de la fibra de cromatina, formando una estructura de 30 nm de grosor, denominada solenoide; en la cual hay 6 nucleosomas por vuelta unidos por las H1.
A su vez esta estructura de 30 nm de grosor seguirá plegándose, formando estructuras más compactadas hasta la formación de cromosomas, pero esto sucede en el núcleo en división.
Nucléolo
El nucléolo es una estructura esférica visible en el interior del núcleo interfásico.
Está constituido por proteínas y ácidos nucleicos, principalmente ARN.
Interviene en la síntesis del ARNr , así como en la formación de las unidades ribosomales.
Desaparece durante la mitosis.
Nucleoplasma También llamado carioplasma, constituye el medio acuoso donde se encuentran inmersos los demás componentes nucleares.
Núcleo mitóticoEn comparación con el núcleo interfásico, las características más destacadas del núcleo mitótico son la estructuración y condensación de la cromatina, así como la posibilidad de observar los cromosomas al microscopio óptico.
El tamaño de los cromosomas es variable y depende de la especie.El número también es característico; los organismos haploidessólo presentan un juego de cromososmas (n), los organismos diploides tiene dos cromosomas de cada tipo (2n) y los organismos poliploides presentan varios juegos de cromosomas.
NÚCLEO INTERFASE MITOSIS
Estructura del material genético Cromatina difusa Cromosomas
Grado de empaquetamiento Menor Mayor
Los cromosomas presentan una individualidad, que se conserva en el núcleo interfásico, aunque durante la interfase no se puedan visualizar.
Los cromosomas son estructuras cilíndricas que representan el grado más elevado de empaquetamiento del ADN (y por tanto de la cromatina).
El mayor grado de compactación, lo presentan durante la metafase, en donde se diferencian dos brazos iguales, cromátidas, unidas por el centrómero.
Los centrómeros reciben también el nombre de constricciones primarias e incluyen los cinetocoros, placas de naturaleza proteica a las que están conectados los microtúbulos cromosómicos del huso mitótico.
Según la posición del centrómero, los cromosomas se clasifican en: metacéntricos, submetacéntricos, acrocéntricos y telocéntricos.
Los extremos de las cromátidas se denominan telómeros y en ellos se encuentran secuencias repetidas de ADN que tienen como función evitar la pérdida de información genética en la replicación, así como el mantenimiento de la individualidad de los cromosomas.
Los satélites son zonas de forma aproximadamente esférica, separadas del cromosoma por constricciones secundarias.
Los cromosomas presentan bandas, que son segmentos de cromatina que se colorean con diferente intensidad y que permiten una identificación inequívoca de los cromosomas.
El cariotipo o idiotipo es el conjunto de rasgos característicos de los cromosomas de cada especie (tamaño, forma, etc). Cada cromosoma o pareja de cromosomas se designa con un número, excepto los cromosomas sexuales, que se denominan con las letras X e Y.
La representación gráfica de los cromosomas homólogos, ordenados de mayor a menor tamaño, se denomina cariograma o idiograma.
DIVISIÓN CELULAR: MITOSIS Y CITOCINESIS
Tras la interfase se produce la fase M o división celular, que consta de dos procesos:
• La mitosis propiamente dicha, en la que se produce la división del núcleo.
• Y la citocinesis, que consiste en la división del citoplasma.
El objeto de la división celular es producir dos células hijas con idéntico material genético.
Mitosis La mitosis, también llamada cariocinesis, tiene por objeto repartir de manera equitativa el material hereditario entre las dos células hijas.
Se divide en las siguientes etapas:
PROFASE
Se produce una condensación de la cromatina, con lo que los cromosomas comienzan a hacerse visibles. Como ya se ha producido la replicación durante la fase S, cada uno está formado por dos cromátidas unidas por el centrómero.
Los centriolos, que se duplicaron en la fase G2, comienzan a separarse hasta que se sitúan en polos opuestos de la célula.
A medida que se separan los centriolos, se forman entre ellos los microtúbulos polares, que constituyen el huso acromático o huso mitótico.
La membrana nuclear y el nucléolo desaparecen, y los cromosomas se dispersan por el citoplasma.
En los cinetocoros situados en los centrómeros de cada cromosoma se forman los microtúbulos cinetocóricos.
METAFASE
Los cromosomas alcanzan el grado máximo de condensación
El huso acromático está formado y se extiende entre los dos polos de la célula.
Los microtúbulos cinetocóricos empujan a los cromosomas de manera lenta y progresiva hasta situarlos en el plano medio del huso acromático, donde forman la placa ecuatorial o metafásica.
Los centrómeros se colocan perpendiculares al eje formado por los dos centriolos, de manera que cada una de las cromátidas que forman el cromosoma metafásico queda orientada hacia un polo.
ANAFASE
Las dos cromátidas de cada cromosoma inician de forma simultánea un movimiento de separación hacia los polos opuestos.
La anafase concluye cuando los cromosomas llegan a los polos.
TELOFASE
Los núcleos reaparecen y los cromosomas comienzan a descondensarse, con lo que dejan de ser visibles.
La membrana nuclear reaparece alrededor de cada grupo de cromosomas, delimitándose así dos zonas nucleares, una en cada polo de la célula. Las membranas se forman a partir del retículo endoplasmático.
Citocinesis
La división celular no termina con la mitosis; con ella se ha repartido la dotación genética de la célula, pero aún es necesario que el citoplasma se divida entre las dos células hijas y que los orgánulos citoplasmáticos se repartan.
Este proceso es distinto en las células animales y vegetales.
CITOCINESIS EN CÉLULAS ANIMALES
En las células animales se produce un estrangulamiento que divide en dos a la célula madre.
A la altura de la placa ecuatorial aparece un anillo contráctil formado por filamentos de actina y miosina. Este anillo se va estrechando, y origina un surco de segmentación que cada vez se hace más estrecho hasta que se produce el estrangulamiento total y la separación de las dos células hijas.
CITOCINESIS EN CÉLULAS VEGETALES
En las células vegetales, a la altura de la placa ecuatorial se forma un tabique de separación entre las dos células hijas denominado fragmoplasto.
Se forma por fusión de las vesículas del aparato de Golgi, que contienen los componentes que originan la pared celular, y los restos de los microtúbulos que formaban el huso acromático.
El fragmoplasto no se cierra completamente, sino que se halla perforado por finos puentes citoplasmáticos o plasmodesmos que aseguran la comunicación entre las dos células hijas.
CITOCINESIS EN CÉLULAS ANIMALES
CITOCINESIS EN CÉLULAS VEGETALES
