Introducción a la Biología y Bioquímica

Biología

• La biología explora la complejidad y diversidad de la vida, organizándose en ramas especializadas interconectadas.
• La biología actual es dinámica, plantea preguntas constantes y genera nuevos enfoques para comprender los cambios del mundo.
• La unidad busca introducir al estudio de la biología, abarcando desde el origen de la vida hasta la organización celular en el ser humano.

Bioquímica: La Química de los Seres Vivos

• La química de los seres vivos se centra en los compuestos orgánicos, principalmente aquellos que contienen carbono.
• El carbono es fundamental por su capacidad para formar enlaces covalentes estables y diversas cadenas.
• Los elementos esenciales en los organismos vivos son C, H, O, N, P, que componen más del 95% de su estructura.
• Las principales moléculas biológicas son hidratos de carbono, proteínas, lípidos y ácidos nucleicos.

Hidratos de Carbono

• Los hidratos de carbono, también llamados azúcares o glúcidos, son la principal fuente de energía para los sistemas vivos.
• Pueden existir como monómeros simples o polímeros de cadenas largas.
• Ejemplos: glucosa y fructosa (simples), sacarosa (disacárido), almidón y glucógeno (polisacáridos).
• Pueden unirse a proteínas (glucoproteínas) o lípidos (glucolípidos), formando parte de la membrana plasmática.

Lípidos

• Los lípidos (grasas, aceites, ceras, colesterol) son moléculas orgánicas hidrófobas.
• Los fosfolípidos (fosfato + lípido) y los glucolípidos son combinaciones importantes.
• Los fosfolípidos son componentes estructurales de las membranas celulares.
• Los glucolípidos, formados por glicerol, ácidos grasos y carbohidratos, participan en el reconocimiento celular.

Proteínas

• Son grandes moléculas compuestas por cadenas de aminoácidos, conocidas como cadenas polipeptídicas.
• Adquieren una gran variedad de formas con funciones especificas en los seres vivos.
• Su secuencia de aminoácidos determina su estructura primaria y su forma final.
• La hélice alfa y la hoja plegada beta son estructuras secundarias repetidas que resultan de puentes de hidrógeno.
• Las interacciones entre los grupos R de los aminoácidos pueden dar lugar a estructuras terciarias globulares e intrincadas.
• Dos o más polipéptidos pueden interactuar recíprocamente y formar una estructura cuaternaria.

Nucleótidos

• Son moléculas complejas formadas por un grupo fosfato, un azúcar de cinco carbonos y una base nitrogenada.
• Son los bloques estructurales de los ácidos desoxirribonucleicos (ADN) y ribonucleico (ARN)
• Transmiten y traducen información genética y participan en los intercambios de energía que acompañan a las reacciones químicas dentro de los sistemas vivos.
• El ATP (adenosín trifosfato) es el principal portador de energía en la mayoría de las reacciones celulares.

ADN y ARN

• El ADN se compone de una base nitrogenada, un azúcar de desoxirribosa y un grupo fosfato.
• Contiene dos purinas (adenina y guanina) y dos pirimidinas (citosina y timina).
• Su estructura es una doble hélice entrelazada, postulada por Watson y Crick.
• Los nucleótidos en una cadena se acoplan en cualquier orden, pero las cadenas son antiparalelas.
• La adenina se aparea con la timina (dos puentes de hidrógeno) y la guanina con la citosina (tres puentes de hidrógeno).
• El ARN (mensajero, ribosómico y de transferencia) traduce la información genética del ADN. El ARNm copia la información y se utiliza para la síntesis de proteínas.
• El ARN cambia timina por uracilo.

Dos Tipos de Células: Procariontes y Eucariontes

• La teoría celular postula que todos los organismos vivos están compuestos por células, que las reacciones químicas tienen lugar dentro de las células, que las células se originan de otras células y que contienen información hereditaria.
• Existen dos tipos fundamentales de células: procariontes y eucariontes.
• Las procariontes se dividen en bacteria y archaea, mientras que las eucariontes forman organismos complejos.
• En las células procariontes, el material genético (ADN circular) se encuentra en el nucleoide sin membrana.
• Las células eucariontes tienen ADN lineal unido a proteínas, rodeado por una doble membrana (envoltura nuclear).
• El citoplasma eucarionte contiene organelas rodeadas de membranas, ausentes en las procariontes (con ribosomas).
• Las células eucariontes miden entre 10 μm y 100 μm, mientras que las procariontes son más pequeñas (1 μm a 10 μm).
• Las procariontes poseen una pared celular rígida, mientras que solo las células vegetales eucariontes tienen pared.

Las Características de los Seres Vivos

• Metabolismo: conjunto de reacciones químicas para la síntesis (anabolismo) y degradación (catabolismo) de moléculas.
• Homeostasis: capacidad para mantener un medio interno estable a pesar de los cambios externos.
• Adaptación: rasgos que mejoran la supervivencia en un ambiente determinado (anatómica, fisiológica o conductual).
• Irritabilidad: capacidad de responder a estímulos del entorno a través de dispositivos sensoriales.
• Reproducción: capacidad de generar nuevos seres vivos con características similares.
• Crecimiento: aumento de masa y tamaño durante el ciclo de vida.
• Movimiento: capacidad de moverse de un lugar a otro o de moverse en sí mismo.
• Excreción: eliminación de sustancias no asimiladas o perjudiciales.

La Célula Eucarionte Animal: Tamaño, Forma y Organización

• La forma celular depende de factores como la adhesión, la presión de las células vecinas y la disposición de las organelas.
• Las células eucariontes contienen múltiples estructuras internas.
• El núcleo alberga la mayor parte del ADN, mientras que el citoplasma contiene organelas.
• La célula es una entidad dinámica e integrada, no una combinación fortuita de componentes.

Los Límites de la Célula: Una Estructura Dinámica y Fluida, la Membrana

• La membrana celular regula el paso de sustancias hacia el interior y el exterior.
• Es una estructura dinámica y fluida formada por fosfolípidos y proteínas, esencial para la vida celular.
• Las membranas internas eucariontes definen compartimentos y organelas.
• Los fosfolípidos se disponen en una bicapa, con colas hidrófobas hacia el interior y cabezas hidrófilas de fosfato hacia el exterior.
• El modelo de mosaico fluido describe la membrana como selectivamente permeable gracias a sus componentes.
• Los lípidos y las proteínas pueden estar anclados o desplazarse, cambiando la estructura del fluido.
• El colesterol influye en la rigidez y permeabilidad de la bicapa.
• Las capas exterior e interior de la membrana celular difieren en su composición química.
• Las proteínas integrales de membrana están embutidas en la bicapa con orientaciones definidas.
• Las proteínas periféricas se unen a las caras de la membrana a través de interacciones con otras proteínas.
• Los carbohidratos unidos a lípidos y proteínas están implicados en la adhesión y reconocimiento celular.
• Las enzimas, receptores y proteínas de transporte son funciones importantes de las proteínas.
• Los hidratos de carbono forman glicoproteínas o glicolípidos en la membrana celular y participan en la adhesión y reconocimiento celular, formando el glucocálix.

En el Interior de la Célula: El Núcleo

• El núcleo contiene información hereditaria y juega un papel clave en la duplicación, alineación y separación de las cromátidas durante la división celular.
• Influye en las actividades celulares sintetizando las moléculas necesarias.
• Sintetiza ARN y regula la expresión genética.
• Tiene alrededor de 5 μm de diámetro y ocupa aproximadamente el 10% del volumen celular.
• El núcleo está rodeado por una envoltura nuclear con poros que permiten la circulación de materiales.
• El material genético (ADN) es lineal y está unido a histonas.
• Cada molécula de ADN forma un cromosoma, y cuando la célula no se divide, forman cromatina.
• El nucléolo contiene las subunidades de los ribosomas.

El Citoplasma

• Es un medio acuoso y viscoso que contiene gran número de estructuras y se considera todo el espacio disponible entre la membrana celular y el núcleo.
• Contiene una parte libre de organelas que se denomina citosol.

Los Ribosomas

• En los ribosomas ocurre el acoplamiento de aminoácidos en la síntesis de proteínas. Cuanto más proteína este fabricando una célula, más ribosomas tendrá.
• Los ribosomas son las organelas celulares más numerosas, no están rodeados por una membrana y están constituidos por dos subunidades, cada una formada por ARN ribosómico y proteínas.
• El modo en que los ribosomas están distribuidos en una célula eucarionte se relaciona con el modo en que se utilizan las proteínas recién sintetizadas.

Sistema de Endomembranas

• Las células eucariontes poseen estructuras internas que las dividen en compartimientos especializados; estos compartimientos están limitados por membranas cerradas que tienen una permeabilidad selectiva.
• Cada compartimiento es funcionalmente diferente, sin embargo, si bien están físicamente separados, están interconectados funcionalmente.
• El sistema de endomembranas está constituido por vacuolas y vesículas, el retículo endoplasmático, el complejo de Golgi y los lisosomas.

Vacuolas y Vesículas

• Organelas con forma de bolsas formadas por membranas.
• Se distinguen por su tamaño, composición y función.
• Sus principales funciones con el almacenamiento y transporte de materiales, tanto dentro de la célula como hacia el interior y el exterior.
• En el caso de las plantas y hongos, pueden contener un tipo particular de vesículas: las vacuolas, que son de gran tamaño y están llenas de fluido, ocupan entre un 30% y un 90% del volumen celular.

Retículo Endoplasmático

• Constituye la mayor parte del sistema de endomembranas es una red de sacos aplanados, tubos y canales interconectados, y es característico de las células eucariontes.
• La cantidad de retículo endoplasmático de una célula aumente o disminuye de acuerdo con la función y la actividad celular.
• Hay dos categorías generales de retículo endoplasmático (RE), el rugoso (RER), con ribosomas adheridos y el liso (REL), sin ribosomas, uno a continuación del otro.
• El RER está presente en todas las células eucariontes y predomina en aquellas que fabrican grandes cantidades de proteínas de exportación.
• Es continuo a la membrana externa de la envoltura nuclear, que también tiene ribosomas adheridos del lado citoplasmático.
• En el citosol existen dos tipos de ribosomas, los ribosomas libres y los adheridos al RER, que en el aspecto estructural y funcional son iguales.
• Si la proteína se utilizara en el citosol, su síntesis se completará en este en los ribosomas libres.
• Por el contrario, si la proteína se liberara fuera de la célula, se incorporará a la membrana celular o al sistema de endomembranas, su producción comenzara en el citosol, los ribosomas se irán uniendo al RER, y así la síntesis de la proteína en cuestión continuara en el RE.
• Las células especializadas en la síntesis de lípidos, como las células glandulares que producen hormonas esteroideas tienen grandes cantidades de REL.
• Esta estructura también se encuentra muy desarrollada en las células hepáticas, donde participan en varios procesos de desintoxicación.
• Por ejemplo, transforma ciertas sustancias hidrófobas haciéndolas hidrosolubles, de manera que puedan eliminarse de manera más fácil.
• En asociación con las membranas del REL también se produce la degradación (hidrolisis) del glucógeno.
• Todos los compartimentos están comunicados entre sí a través de numerosas vesículas de transporte que de manera continua emergen por invaginación de una membrana y se fusionan con otra.

Complejo de Golgi

• Con forma de bolsas membranosas aplanadas o cisternas que se encuentran apiladas laxamente unas sobre otras y rodeadas por túbulos y vesículas.
• Constituye un centro de compactación, modificación y distribución de proteínas.
• Las cisternas del complejo de Golgi poseen dos caras: una cis de entrada y una trans de salida, las cuales presentan compartimientos formados por una red de túbulos y vesículas.
• Las proteínas y los lípidos entran por la red cis del Golgi llevadas por vesículas de transporte provenientes del RE y salen por la red trans del Golgi también en vesículas hacia su destino final.
• Dentro de cada región hay enzimas que catalizan transformaciones, como por ejemplo el agregado de azucares (glucosilación) a las proteínas.
• Algunas proteínas y lípidos permanecen en el complejo de Golgi, mientras que las proteínas glucosiladas salen de él y viajan en vesículas de transporte que se dirigen hacia:
• A otros compartimientos del sistema de endomembranas (lisosomas y otras organelas),
• A la superficie de la célula donde formaran parte de la membrana plasmática,
• Al exterior de la célula (exportación).

Lisosomas

• Son un tipo especial de vesículas formadas en el complejo de Golgi, presentes en las celular animales.
• Estas bolsas membranosas -que son de tamaño variable- contienen enzimas hidrolíticas que son activas en un medio acido.
• Estas enzimas, así aisladas del resto de la célula, son capaces de degradar los tipos principales de macromoléculas que se encuentran en una célula viva: proteínas, polisacáridos, ácidos nucleicos y lípidos.
• Existen bombas en la membrana del lisosoma que bombean H+ a su interior para mantener el pH acido favorable para la acción de las enzimas hidrolíticas.
• Un ejemplo de la función de los lisosomas se ve en los glóbulos blancos, que capturan bacterias en el cuerpo humano.
• Cuando las bacterias son incorporadas (fagocitadas) por estas células del sistema inmunológico, quedan envueltas en una bolsita membranosa que forma una vacuola.
• Las enzimas hidrolíticas digieren rápidamente a las bacterias, y las moléculas pequeñas que se forman como producto de esta digestión atraviesan la membrana del lisosoma hacia el citosol, donde luego pueden ser reutilizadas.

Peroxisomas

• Otro tipo de vesícula relativamente grande presente en la mayoría de las células eucariontes son los peroxisomas.
• Son vesículas con una sola membrana, en las que se producen diferentes reacciones gracias a las distintas enzimas que contienen; en general se trata de enzimas oxidativas.
• Junto con las mitocondrias, constituyen los principales sitios de utilización del oxígeno dentro de la célula.
• En los peroxisomas, la degradación de ácidos grasos libera energía en forma de calor y compuestos que participan en la síntesis de otras sustancias.
• En este proceso, la enzima oxidasa hace posible la unión del hidrogeno a los átomos de oxígeno y forma peróxido de hidrogeno (H2O2), un compuesto que es en extremo toxico para las células vivas.
• Inmediatamente, otra de las enzimas presentes, la catalasa, escinde el peróxido de hidrogeno acumulado, lo que da como productos agua e hidrogeno, y evita así cualquier daño a las células.

Mitocondrias

• Las mitocondrias son las organelas en las que se degradan moléculas orgánicas y se libera la energía química contenida en sus enlaces mediante un proceso que consume oxigeno: la respiración celular.
• En este proceso la energía liberada se amacena en moléculas de ATP y luego se utiliza en otros procesos celulares.
• En general, cuanto mayores son los requerimientos energéticos de una célula eucarionte, más mitocondrias contiene.
• Una célula hepática, por ejemplo, tiene alrededor de 2500 mitocondrias, mientras que una célula del musculo cardiaco contiene varias veces más mitocondrias y de mayor tamaño.
• Están siempre rodeada por dos membranas: la más interna, plegada hacia adentro, forma crestas donde ocurren las reacciones químicas, cuanto más activa es una mitocondria, más crestas tiene.
• Se reproducen por fisión binaria, poseen ribosomas y la mayoría de las proteínas que participan en sus funciones se sintetizan en el RER.

Citoesqueleto

• Estructuras de interconexiones formadas por 'proteínas filamentosas dentro del citoplasma.
• Constituye un verdadero esqueleto celular: el citoesqueleto, que no solo mantiene la organización de la célula y sus organelas, sino que además le permite moverse, participa en las modificaciones de su morfología y dirige el transito intracelular.
• Se han identificado tres integrantes principales del citoesqueleto: los microtúbulos, los filamentos de actina -o microfilamentos- y los filamentos intermedios.

Cilios y Flagelos

• Desde la superficie de muchos tipos de células eucariontes se extienden estructuras largas y delgadas, los cilios y los flagelos.
• Ambos tienen una estructura común; la diferencia más evidente entre ellos es su longitud.
• Cuando son cortos y numerosos, se llaman cilios; cuando son más largos y escasos, se llaman flagelos.
• Las células procariontes también tienen flagelos, pero su estructura es muy diferente de los de las células eucariontes.
• Están asociados con el movimiento.

Centriolo

• Muchos tipos de células eucariontes contienen en su citoplasma centriolos, cuya estructura es idéntica a la de los cuerpos basales.
• Los centriolos se encuentran solo en aquellos grupos e organismos que también tienen cilios o flagelos (y por lo tanto también cuerpos basales).
• Habitalmente se hallan en pares, con sus ejes longitudinales formando ángulos rectos entre sí.
• Se encuentran en la región del citoplasma próxima a la envoltura nuclear, el centrosoma, una zona más clara desde donde se disponen en forma radial los microtúbulos del citoesqueleto, es el principal centro organizador de microtúbulos y es importante en la formación del huso mitótico, estructura que aparece durante la división celular y que está relacionada con el movimiento de los cromosomas.

División Celular: La Reproducción de la Célula

• Cumple un papel fundamental en el mantenimiento de un ser vivo.
• Por medio de este proceso los animales y las plantas crecen a partir de una única célula, los tejidos dañados se reparan y los organismos unicelulares se multiplican.
• Como vimos anteriormente, el material genético está organizado en cromosomas, y su distribución equitativa entre las células hijas es indispensable.

La división celular en los eucariontes

• En las células eucariontes, la distribución equitativa del material genético es mucho más compleja que en las procariontes.
• Esto se debe a que contienen cerca de mil veces más ADN que una célula procarionte y a que su ADN, que es lineal, está repartido en varios cromosomas.
• La distribución del material genético entre las dos células que resultan de una división comprende una serie de pasos, llamados colectivamente mitosis, proceso en el que un conjunto completo de cromosomas se asigna a cada uno de los dos núcleos hijos.
• Durante la mitosis, se forma una estructura de microtúbulos "el huso" mitótico a la que se unen, en forma independiente, cada uno de los cromosomas presentes en la célula.
• Por medio de esta unión los cromosomas se separan unos de otros en forma organizada.
• Las organelas de las células eucariontes también se reparten entre las células hijas.
• La mitosis habitualmente es seguida de la citocinesis, o división del citoplasma, que separa a la célula progenitora en dos nuevas células.
• Cada célula hija tendrá en su núcleo una dotación de cromosomas completa, además de alrededor de la mitad del citoplasma de la célula materna con sus organelas y macromoléculas.
• La mitosis también llamada división del núcleo o cariocinesis y la citocinesis representan solo dos etapas del extenso ciclo celular.
• En los organismos unicelulares, la división celular está asociada con la reproducción.
• Por medio de este proceso, un organismo se convierte en dos y así se transmiten réplicas exactas de los cromosomas de los progenitores a su descendencia.
• Este tipo de reproducción llamada asexual, consiste en la formación de copias exactas de cromosomas que se transmiten de progenitores a hijos mediante la división celular.
• Todos los organismos multicelulares producen nuevas celular, y así crecen, mediante mitosis y citocinesis.

El ciclo celular

• La mayoría de las células eucariontes transitan la rueda interminable de crecimiento y división que es el ciclo celular al pasar por cada una de sus tres fases principales: la interfase, la mitosis y la citocinesis.

La Interfase

• La división en partes iguales es posible porque previamente se duplica el ADN, se sintetizan histonas y otras proteínas asociadas con el ADN en los cromosomas y se produce una reserva adecuada de organelas para las dos células hijas.
• Estos procesos preparatorios ocurren durante la interfase que, a su vez. Se puede dividir en tres etapas: las fases G1, S y G2.
• La fase G1 es un periodo de crecimiento general y duplicación de las organelas citoplasmáticas.
• En las células que contienen centriolos, estas estructuras comienzan a separarse y duplicarse.
• El proceso clave de la replicación del ADN ocurre en la fase S (de Síntesis), periodo en el cual también son sintetizadas muchas de las histonas y otras proteínas asociadas con el ADN.
• Durante la fase G2, comienzan a ensamblarse las estructuras directamente asociadas con la mitosis y la citocinesis.
• Los cromosomas recién duplicados, dispersos en el núcleo en forma de filamentos cromatina relajada, comienzan a enrollarse lentamente y a condensarse en forma compacta.
• La duplicación del par de centriolos se completa y los dos pares de centriolos maduros, ubicados justo por fuera de la envoltura nuclear, se disponen uno perpendicular al otro.

La Mitosis

• Una vez que la célula supera el punto de restricción y atraviesa la activa etapa de síntesis S, está lista para dividirse y para distribuir los cromosomas adecuadamente en cada una de las dos células hijas.
• Allí comienza lo que se ha llamado la “danza de los cromosomas”.
• Como resultado de la acción del factor promotor de la mitosis (FPM), ya al comienzo de la mitosis los cromosomas están totalmente condensados y se pueden ver con claridad bajo el microscopio óptico.
• Más aun, se puede observar que cada cromosoma consiste en dos copias, las cromátidas hermanas, que se unen al huso mitótico por una zona llamada centrómero.
• El huso mitótico, que se ensambla durante esta fase, se presenta como una estructura fusiforme, angosta en ambos extremos y ensanchada en la parte media.
• Está compuesta por microtúbulos que forman dos tipos de fibras polares, que se extienden desde cada polo del huso hasta una región central, y fibras cinetocóricas, que se extienden desde cada polo hasta insertarse en ciertos complejos proteicos los cinetocoros- de los cromosomas duplicados.
• Estos dos grupos de fibras separan las cromátidas hermanas durante la mitosis. En cada polo del huso también se encuentran un centro celular o centrosoma que, según el tipo de célula, puede contener o no un par de centriolos recién duplicados.
• Desde cada centrosoma irradia un tercer giros de fibras más cortas conocidas como áster.
• Los centrosomas organizas los microtúbulos en la formación del huso mitótico.
• La mitosis es un proceso continuo en el que pueden reconocerse cuatro fases características: profase, metafase, anafase y telofase.
• La profase es habitualmente la fase más larga.

Fases de La Mitosis:

• La cromatina se condensa y los cromosomas son visibles al microscopio óptico. Los microtúbulos del citoesqueleto que formarán el huso se desarticulan.
• Los pares de centriolos migran hacia los polos. Comienza la formación del huso. Desaparecen los nucléolos. La envoltura nuclear se dispersa en fragmentos membranosos.
• Los centrosomas alcanzan los polos de la célula.
• Metafase temprana: los pares de cromátidas se ubican en el ecuador de la célula, conducidos por las fibras cinetocóricas.
• Metafase tardía: los pares de cromátidas se disponen en el plano ecuatorial de la célula.
• Anafase: los centrómeros se separan, separándose también las dos cromátidas de cada par, cada una atraída hacia polos opuestos, y cada cromátida constituye un cromosoma individual.
• Los dos conjuntos idénticos de cromosomas recién separados se mueven hacia los polos opuestos del huso.
• Telofase: los cromosomas se encuentran en polos opuestos; el huso comienza a dispersarse. Se forman nuevas envolturas nucleares alrededor de los dos conjuntos de cromosomas que se vuelven difusos por descondensación de la cromatina. En cada núcleo reaparecen los nucléolos. Citocinesis.

La Citocinesis

• Este proceso, que habitualmente sigue a la mitosis, ocurre durante la telofase temprana y por lo general divide a la célula en dos partes casi iguales.
• La membrana celular, comienza a constreñirse alrededor de la circunferencia de la célula, en el plano ecuatorial del huso.
• Una hendidura se va profundizando hasta que la conexión entre las células hijas se reduce a una hebra delgada, que pronto se parte.

Reproduccion Sexual: La Meiosis

• La inmensa mayoría de los organismos eucariontes se reproducen sexualmente, es decir, producen descendencia que tiene características genéticas de los dos progenitores.
• La reproducción sexual requiere, en general, dos progenitores y siempre involucra dos procesos: la meiosis y la fecundación.
• Por medio de la fecundación, las dotaciones genéticas de ambos progenitores se reúnen y forman una nueva identidad genética, la de la progenie.

Células Haploides, Diploides y Poliploides: Distinto Número de Dotaciones Cromosómicas

• Para entender la meiosis, debemos centrar nuevamente nuestra atención en los cromosomas, cada organismo tiene un número de cromosomas característico de su especie.
• Por ejemplo, un mosquito tiene 6 cromosomas en cada célula somática (del cuerpo); un gato, 38; un ser humano, 46; una rata vizcacha colorada, 102.
• Sin embargo, en estos organismos y en la mayoría conocidos, las células sexuales o gametos tienen exactamente la mitad del número de cromosomas que las células somáticas del organismo.
• El número de cromosomas de los gametos se conoce como numero haploide “dotación simple” de cromosomas y el de las células somáticas, como numero diploide ("dotación doble”).
• Las células que tienen más de dos dotaciones se denominan células poliploides ("muchas dotaciones”).
• El numero haploide se designa n y el numero diploide 2n. Así, en los seres humanos, n=23 y 2n=46.
• Cuando un gameto masculino fecunda un gameto femenino, los dos núcleos haploides se fusionan, n+n=2n, y el numero diploide se restablece.
• La célula diploide producida por la fusión de dos gametos se conoce como célula huevo o cigoto.
• En toda célula diploide, cada cromosoma tiene su par.
• Los pares de cromosomas se conocen como pares de homólogos y los miembros de cada par se asemejan en tamaño y forma y también en el tipo de información hereditaria que contienen.
• Uno de los cromosomas homólogos proviene del gameto de uno de los progenitores y su par, del gameto del gameto del otro progenitor.
• En la meiosis, la dotación cromosómica diploide, que contiene los dos homólogos de cada par, se redice a una dotación haploide, que contiene solo un homólogo de cada par. Así, la meiosis compensa el efecto multiplicador de la fecundación.
• Además de mantener un número constante de cromosomas de generación en generación, la meiosis es una fuente de nuevas combinaciones de material genético dentro de los mismos cromosomas.

La reducción en el número de cromosomas

• La meiosis consiste en dos divisiones nucleares sucesivas que dan por resultado final un total de cuatro células hijas.
• Cada núcleo hijo contiene la mitad del número de cromosomas presente en el núcleo progenitor y además recibe solo un miembro de cada par de cromosomas homólogos.
• Durante la interfase anterior a la meiosis, los cromosomas se replican de la misma manera que en la interfase que precede a la mitosis, y cada cromosoma pasa a tener dos cromátidas hermanas idénticas unidas por el centrómero.
• Al comienzo de la profase de la primera división meiótica ocurre un hecho clave para la meiosis: los cromosomas homólogos se acercan y se aparean en el proceso de sinapsis.
• Mientras los cromosomas homólogos están apareados se produce el entrecruzamiento o crossin over.
• En los puntos donde hay entrecruzamiento, un fragmento de cromátida de un homologo se rompe y se intercambia por un fragmento de cromátida del otro homologo.
• Las zonas de ruptura se separan y, como resultado, las cromátidas hermanas de cada cromosoma homologo dejan de ser genéticamente idénticas.
• El entrecruzamiento es un mecanismo crucial que permite la recombinación del material genético de los dos progenitores.

Las ocho fases de la meiosis

• La meiosis consiste en dos divisiones nucleares sucesivas, la meiosis I y la meiosis II.
• En la meiosis I se aparean y luego se separan los cromosomas homólogos; en la meiosis II, se separan las cromátidas de cada homologo.
• Como vimos, durante la interfase, los cromosomas de duplican de manera que, al comienzo de la meiosis cada cromosoma consiste en dos cromátidas hermanas idénticas.
• La primera de las dos divisiones nucleares se desarrolla a través de la profase I, la metafase I, la anafase I y la telofase I.
• La meiosis II es muy similar a la mitosis, excepto en que no está precedida por la duplicación del material cromosómico.
• Luego de recorrida esta secuencia de fases puede producirse una interfase de corta duración, durante la cual los cromosomas se desenrollan parcialmente, pero en muchas especies, la meiosis pasa de la telofase I directamente a la profase II, luego, continúan la metafase II, la anafase II y la telofase II.
• De esta manera, a partir de una única célula se obtienen cuatro células, cada una con un miembro del par de homólogos presentes en la célula progenitora y, en consecuencia, con la mitad del número de cromosomas que tenía la progenitora.
• En este proceso, el número de cromosomas se reduce de diploide a haploide.
• Además del entrecruzamiento, durante la meiosis se produce otro hecho que también deriva en la recombinación del material genético de los dos progenitores: los cromosomas homólogos se distribuyen al azar entre las cuatro células hijas haploides.

Los Tejidos

• La presencia de organismo con un gran número de celular abrió camino a la especialización de sus funciones.
• La especialización celular surge del proceso de diferenciación que involucra cambios en la forma y la fisiología que capacitan a estructuras a cumplir con determinadas funciones.
• Estas células especializadas se asocian en tejidos.
• Existen alrededor de 200 tipos diferentes de células en el cuerpo humano, que se agrupan en solo cuatro tipos de tejido: epitelial, conjuntivo, muscular y nervioso.

Un tejido de revestimiento

• El tejido epitelial reviste el cuerpo y sus cavidades, así como el interior o el exterior de órganos, formando una lámina continua.
• Tiene una gran densidad de células embebidas en una escasa matriz extracelular.
• La forma de las células -cuboides, cilíndricas o aplanadas- y la cantidad de capas en que se agrupan determinan el tipo de tejido epitelial resultante.
• La forma de cada epitelio está en estrecha relación con su función.
• Algunos epitelios constituyen barreras casi impermeables, como es el caso de la epidermis de la piel. Otros, como la mucosa que tapiza la cavidad bucal, producen una solución pegajosa, el moco, con acción humectante y aglutinante.
• Las células del estómago también tienen función secretora, pero en este caso las sustancias que secretan son enzimas digestivas, mientras que las células epiteliales del intestino tienen una doble función, de secreción y de absorción.
• Otras, como las células epiteliales bronquiales, tiene cilios que movilizan partículas y mocos.
• Los tejidos epiteliales pueden clasificarse entre epitelio simple, como el que reviste al intestino delgado, que tienen una sola capa de células; epitelio estratificado, como la epidermis, donde se distinguen tres capas; y epitelio seudoestratificado, como el que reviste el epidídimo, está formado por una sola capa, pero, debido a la diferente altura de sus células, da la impresión de tener varias, de ahí su nombre.

Un grupo diverso

• Los tejidos conjuntivos o conectivos reúnen, dan apoyo y protegen a los otros tres tipos de tejidos.
• Se diferencian por tener una matriz extracelular abundante.
• Esta matriz puede ser liquida, como la de la sangre y la linfa, o sólida, con distinto grado de dureza, como en los tejidos conjuntivos: cartilaginoso, óseo y adiposo.
• El tejido sanguíneo, circula por el corazón y los vasos sanguíneos, contiene glóbulos rojos, blancos, plaquetas y plasma.
• Transporta nutrientes, oxigeno, desechos y otras sustancias.
• El tejido adiposo blanco forma una capa aislante por debajo de la piel (hipodermis).
• Contiene adipocitos (células almacenadoras de lípidos) en íntima relación con un rico lecho vascular.
• Almacena energía, aísla y protege a los órganos vitales.
• El tejido cartilaginoso, en animales de esqueletos óseos está restringido a articulaciones, anillos traqueales, estructuras de sostén (oído y nariz) y discos entre las vértebras.
• Forma los primeros huesos del feto humano.
• Contiene condrocitos, células que secretan una matriz extracelular sólida, firme y elástica, con colágeno que la refuerza y sustancia fundamentalmente.
• Es importante para el crecimiento de los huesos.
• El tejido óseo, presente en huesos, es resistente y liviano.
• Existen tres tipos de células asociadas con el tejido óseo: osteoblastos, osteocitos, osteoclastos.
• La matriz extracelular esta mineralizada.
• La sustancia fundamental tiene proteína y proteoglicanos.
• Almacena calcio y fosfato que pueden pasar a la sangre, regulando la homeostasis de los niveles de calcio.

Movimiento por contracción

• El tejido muscular contiene células especializadas en la contracción.
• Actividades como correr saltar, sonreír y respirar, y hasta impulsar la sangre a través del cuerpo, se llevan a cabo por la contracción de las células musculares o fibras musculares.
• Hay dos tipos de tejido muscular: el músculo estriado que bajo el microscopio muestra bandas transversales y el músculo liso, sin bandas.
• El musculo liso forma parte de la pared de órganos internos como el útero, la vejiga, los órganos digestivos y los vasos sanguíneos. Está formado