Nutrición Celular: Autótrofa y Heterótrofa

Nutrición Celular

• Las células intercambian materia y energía con su entorno a través de la nutrición.
• La nutrición implica la toma de materia y energía del entorno, su transformación y la eliminación de residuos.
• Hay dos tipos principales de nutrición celular: autótrofa y heterótrofa, según el origen químico de la materia y la fuente de energía.

Nutrición Autótrofa

• Utiliza biomoléculas inorgánicas (CO2, H2O, sales minerales) como fuente de materia.
• La fuente de energía utilizada es la luz solar (fotosíntesis) u la oxidación de compuestos inorgánicos (quimiosíntesis).

Nutrición Heterótrofa

• Emplea biomoléculas orgánicas e inorgánicas como fuente de materia.
• La energía proviene de la degradación de biomoléculas orgánicas.
• El metabolismo es el conjunto de reacciones químicas que transforman los nutrientes en materia prima y energía.
• El metabolismo se divide en anabolismo (síntesis, requiere energía) y catabolismo (degradación, libera energía).

Reproducción Celular

• Una célula produce dos o más células hijas, transmitiéndoles su información genética.
• Los procesos básicos son la replicación de ADN, la separación del ADN original y la copia, y la división del citoplasma.

Reproducción en Células Procariotas

• Las células procariotas tienen un solo cromosoma y se reproducen por bipartición.

Ciclo Celular de Células Eucariotas

• Es la secuencia de etapas que atraviesa una célula eucariota con capacidad de división, consta de interfase y fase M.
• Durante la interfase, la célula crece, replica su ADN y se prepara para la división. La interfase tiene tres etapas: G1, S y G2.
• G1: La célula aumenta de tamaño, forma nuevos orgánulos y sintetiza ARN y proteínas. Las células que no se dividen entran en la etapa G0.
• S: El ADN se duplica mediante la replicación, se sintetizan proteínas histónicas y se duplican los centríolos.
• G2: Se inician la condensación de la cromatina para formar los cromosomas.

División Celular/Fase M

• Comprende la mitosis (división del núcleo) y la citocinesis (división del citoplasma).
• La mitosis asegura el reparto equitativo del ADN.
• El ADN experimenta cambios de empaquetamiento a lo largo del ciclo celular.
• En la interfase, el ADN está asociado a proteínas formando cromatina, con distintos grados de empaquetamiento (nucleosomas).
• Durante la división, la cromatina alcanza su máximo grado de empaquetamiento, formando los cromosomas.

Fases de la Mitosis

• Profase: La cromatina se condensa formando cromosomas visibles, los centrosomas se duplican y migran a polos opuestos organizando el huso mitótico, la envoltura nuclear comienza a desaparecer.
• Metafase: Los cromosomas se alinean en el ecuador de la célula formando la placa metafísica, gracias a los microtúbulos del huso mitótico.
• Anafase: Las cromátidas hermanas se separan y son arrastradas hacia polos opuestos por los filamentos del huso, convirtiéndose en cromosomas completos.
• Telofase: Se forma una nueva envoltura nuclear alrededor de cada juego completo de cromosomas en los polos de la célula, el huso mitótico desaparece y los cromosomas se descondensan.

Citocinesis

• Es la división del citoplasma. En células animales se forma un surco de escisión, mientras que en células vegetales se forma un fragmoplasto.

Meiosis

• Es un tipo de división celular sexual que reduce el número de cromosomas a la mitad.
• Permite la formación de gametos (células sexuales) haploides (n) a partir de células diploides (2n).
• Consta de dos divisiones sucesivas sin replicación del ADN entre ellas: Meiosis I y Meiosis II.

Meiosis I

• Profase I: Los cromosomas se hacen visibles, las parejas homólogas se alinean e intercambian material genético (recombinación) en los quiasmas, desaparece la envoltura nuclear y se forma el huso acromático.
• Metafase I: Las parejas homólogas se colocan en el ecuador de la célula unidas a los microtúbulos del huso.
• Anafase I: Se separan los cromosomas homólogos y se dirigen a los polos opuestos.
• Telofase I: Se forman dos núcleos, cada uno con un juego de cromosomas con dos cromátidas (no idénticas genéticamente).

Meiosis II

• Similar a la mitosis.
• Profase II: Desaparece la envoltura nuclear y se duplican los centrosomas.
• Metafase II: Los cromosomas se alinean en el ecuador de la célula.
• Anafase II: Las cromátidas hermanas se separan y se dirigen a los polos opuestos.
• Telofase II: Se forman cuatro núcleos haploides distintos entre sí.

Diferencias entre Mitosis y Meiosis

• Mitosis: Ocurre en células eucariotas haploides o diploides para reproducirse asexualmente
• Meiosis: Ocurre en células eucariotas solo diploides para reproducirse sexualmente.

Virus

• Son formas acelulares compuestas por ácido nucleico (ADN o ARN) protegido por una cubierta proteica (cápside).
• El ácido nucleico puede ser monocatenario o bicatenario, lineal o circular, y puede estar fragmentado.
• A pesar de su diversidad genómica, los virus utilizan el código genético de las células para dar instrucciones a la célula hospedadora.
• Algunos virus tienen una envoltura membranosa derivada de la célula hospedadora.
• Los virus son parásitos intracelulares obligados y están inactivos fuera de la célula.
• Los virus se clasifican según el tipo de ácido nucleico (ADN o ARN), la presencia o ausencia de envoltura, la forma de la cápside (icosaédrica, helicoidal, compleja) y las células que infectan (animales, vegetales, bacterias).

Ciclo de Multiplicación Viral

• Los virus se multiplican dentro de las células hospedadoras, utilizando su maquinaria replicativa. Existen dos tipos principales de ciclos: lítico y lisogénico.
• Ciclo Lítico: El virus replica su ácido nucleico y sintetiza proteínas víricas utilizando la maquinaria celular, ensambla nuevos virus, lisa la célula y las libera para infectar otras.
• Ciclo Lisogénico: El material genético del virus se integra en el cromosoma de la célula hospedadora y se replica junto con él (profago o provirus), puede activarse y entrar en ciclo lítico.

Etapas del Ciclo Viral

• Adsorción: Unión del virus a receptores específicos en la superficie celular.
• Penetración: Entrada del virus en la célula (inyección del ácido nucleico o endocitosis).
• Multiplicación: Replicación del ácido nucleico viral y síntesis de proteínas víricas.
• Liberación: Salida de nuevos virus de la célula (lisis celular o gemación).

Retrovirus

• Los retrovirus (como el VIH) utilizan ARN como material genético y se replican mediante la transcripción inversa.
• El VIH ataca y destruye los linfocitos T CD4, fundamentales para el sistema inmunitario, lo que causa el SIDA.
• Los medicamentos contra el VIH bloquean el ciclo del virus para evitar su replicación.
• Etapas del Ciclo de Retrovirus:
  • Reconocimiento y adhesión.
  • Entrada a la célula por fusión.
  • Decapsidación y liberación del ARN.
  • Transcripción inversa a ADN.
  • Integración en el ADN celular.
  • Activación de la transcripción y traducción.
  • Ensamblaje y salida con envoltura.