Objetivos del microscopio

Laboratorio

• El primer número en la notación del objetivo (ej. 40) indica la magnificación.
• El segundo número (ej. 0.20, 0.50, 0.70) representa la apertura numérica (NA) del objetivo.
• El tercer número (160) es la distancia del tubo en milímetros, que no afecta la selección del objetivo.
• El último número (0.16) indica el espesor del cubreobjetos en milímetros y es constante para todos los objetivos.
• El poder de resolución se calcula con la fórmula R = (0.61 * λ) / NA, donde λ es la longitud de onda de la luz utilizada.
• Utilizando luz visible con una longitud de onda promedio de 550 nm (0.55 µm), se puede calcular el poder de resolución para diferentes objetivos.
• Objetivo 40/0.20: R ≈ 1.6775 µm
• Objetivo 40/0.50: R ≈ 0.671 µm
• Objetivo 40/0.70: R ≈ 0.4793 µm
• Un menor valor de R (poder de resolución) indica una mejor capacidad para distinguir detalles finos con el microscopio.
• El objetivo 40/0.70 (160/0.16) tiene la mayor apertura numérica y el mejor poder de resolución (0.4793 µm).
• Un poder de resolución de 1.67 µm significa que el objetivo puede distinguir dos puntos separados por al menos 1.67 micrómetros.
• Un poder de resolución de 0.47 µm significa que el objetivo puede distinguir dos puntos separados por al menos 0.47 micrómetros.

Núcleo: Composición y estructura

• El núcleo es un orgánulo membranoso en células eucariotas que contiene la mayor parte del material genético en forma de ADN.
• El núcleo forma una unidad con el retículo endoplasmático rugoso.
• El espacio perinuclear tiene entre 20 a 40nm.
• Estructura compleja de aspecto poroso que recubre el núcleo y pertenece al sistema de endomembranas de la célula.
• La membrana externa del núcleo está conectada con el citoplasma y su superficie externa se llama lámina externa nuclear.
• Dicha lámina está compuesta por proteínas y puede tener apariencia continua o de panal.
• La membrana interna separa el nucleoplasma del espacio nuclear y tiene contacto con el material nuclear.
• Los poros nucleares actúan como puertas de comunicación entre el núcleo y el citoplasma. Cada poro está formado por más de 50 proteínas.

Núcleo: Componentes internos

• Complejos de proteínas están presentes en la membrana externa y sirven para sintetizar proteínas.
• Llámina nuclear tiene la función de sostén para la envoltura nuclear.
• Existe contacto directo de la lámina nuclear con la capa interna de membrana nuclear.
• El nucleoplasma contiene la fibra de cromatina y el nucléolo.
• La cromatina contiene el ADN y proteínas, y es la forma en la que el material genético se hace observable.
• El nucléolo es un área dentro del núcleo compuesta de ARN y proteínas, donde se elaboran los ribosomas.

Cromatina: Heterocromatina vs. Eucromatina

• Heterocromatina: Altamente compacta, densamente empaquetada e inactiva en términos de transcripción.
• Heterocromatina: Se localiza en regiones periféricas del núcleo y áreas específicas como centrómeros y telómeros.
• Heterocromatina: Contiene secuencias de ADN repetitivas y pocas regiones codificantes y tiene regulación génica y estabilidad del genoma.
• Eucromatina: Es menos compacta, más relajada y activa en la transcripción de genes localizada dispersa en el núcleo, más abundante en regiones internas.
• Eucromatina: Contiene secuencias de ADN ricas en genes y altamente codificante.
• Eucromatina: Tiene trascripción de genes, replicación de ADN, flexibilidad genetica.

Afirmaciones sobre el núcleo: Verdadero o Falso

• El núcleo celular está rodeado por una envoltura nuclear de dos membranas. (Verdadero)
• El nucléolo es el sitio principal de la síntesis de ribosomas. (Verdadero)
• El ADN en el núcleo celular está organizado en estructuras llamadas cromosomas. (Verdadero)
• La envoltura nuclear tiene poros que permiten el intercambio de sustancias entre el núcleo y el citoplasma. (Verdadero)
• La lámina nuclear proporciona soporte estructural al núcleo y está compuesta por proteínas llamadas laminares. (Verdadero)
• La cromatina se encuentra en el núcleo y puede estar en dos formas: eucromatina y heterocromatina. (Verdadero)
• El núcleo celular es el sitio de la replicación del ADN durante la fase S del ciclo celular. (Verdadero)
• El núcleo celular contiene la mayoría del ARN de una célula. (Falso)
• La heterocromatina es la forma activa de la cromatina donde se realiza la transcripción del ADN. (Falso)
• La señalización nuclear es irrelevante para la regulación de la expresión génica. (Falso)

Funciones del núcleo

• El núcleo alberga el material genético (ADN) organizado en cromosomas, con información necesaria para la síntesis de proteínas y la regulación de funciones celulares.
• El núcleo está envuelto por una doble membrana (envoltura nuclear) con poros para el intercambio de moléculas.
• En el núcleo ocurre la transcripción, donde el ADN se copia a ARN mensajero (ARNm).
• ARNm se transporta al citoplasma para la síntesis de proteínas en los ribosomas.
• Dentro del núcleo está el nucléolo, sitio principal de síntesis de ARN ribosómico (ARNr) y ensamblaje de ribosomas.
• El núcleo controla la actividad celular mediante la regulación de la expresión génica, activando o desactivando genes específicos.
• El nucleolo sintetiza ribosomas.
• La envoltura nuclear realiza la protección y separación del material genético del citoplasma y la regulación del transporte de moléculas.
• La Cromatina realiza el almacenamiento y organización del ADN.
• Los poros nucleares sintetizan ribosomas.

Ciclo celular: Generalidades

• El ciclo celular son los eventos o etapas sucesivas que tienen lugar en una célula durante crecimiento y la división.
• Una célula pasa la mayor parte de su tiempo en la interfase, crece, duplica sus cromosomas y se prepara para dividirse.
• Una vez terminada la interfase, la célula entra en la mitosis y completa su división.
• Las células resultantes (células hijas) empiezan una nueva interfase y serie de ciclos celulares.
• El ciclo celular es el proceso mediante el cual las células se duplican y dan lugar a dos nuevas células.
• Durante el ciclo celular, la célula distribuye las dos copias de su material genético entre las dos células hijas.
• En la fase G2, el material genético se condensa y organiza para la mitosis.
• En la interfase existen las fases G1 que prepara la célula para la división.
• En la fase S se sintetiza una copia de todo su ADN.

Interfase: Preparación para la división celular

• Durante la interfase, una célula crece y hace una copia de su ADN.
• Fase G1 (primer intervalo): La célula crece físicamente, copia los orgánulos y crea componentes moleculares necesarios para las etapas posteriores.
• Fase S: La célula sintetiza una copia completa del ADN en su núcleo y duplica una estructura de organización de microtúbulos llamada centrosoma.
• Los centrosomas ayudan a separar el ADN durante la fase M.
• Fase G2 (segundo intervalo): La célula crece más, hace proteínas y orgánulos y comienza a reorganizar su contenido para la mitosis.
• La fase G2 termina cuando la mitosis comienza.

Mitosis y citocinesis: División celular

• En la mitosis, el ADN nuclear se condensa en cromosomas visibles.
• ADN se separa por el huso mitótico, una estructura de microtúbulos.
• En la citocinesis, el citoplasma se divide en dos, formando dos nuevas células.
• Los cromosomas se condensan, la envoltura nuclear se desintegra.
• El huso mitótico se forma y los cromosomas se alinean en el centro de la célula.
• Las cromátidas hermanas se separan hacia los polos opuestos de la célula.
• Se forman dos nuevas envolturas nucleares alrededor de los cromosomas en los polos.
• Cromosomas se descondensan y la citocinesis ocurre de forma diferente en células animales (mediante un surco de división y anillo contráctil).
• La citocinesis ocurre de forma distinta en células vegetales (mediante la placa celular y vesículas de Golgi).

Orden de los procesos para la división celular

• Duplicación del ADN
• Condensación de la cromatina en cromosomas visibles
• Separación de los cromosomas hacia polos opuestos de la célula
• Formación de la envoltura nuclear

Preguntas de selección múltiple sobre el núcleo

• En células animales, el núcleo contiene cromatina organizada en cromosomas.
• El tamaño aproximado del núcleo en una célula eucariota típica es de 5-10 micrómetros.
• El núcleo de las células vegetales puede tener más de un nucleolo, las células animales típicamente tienen uno.

Dogma central de la Biología Molecular

• Estructuras organizadas de ADN y proteínas que contienen la información genética de un organismo.
• Un cromosoma se organiza con una región que une las cromátidas y contienen dos copias idénticas (Cromátidas Hermanas).
• Extremos repetitivos de los cromosomas también llamados telómeros.
• Un gen es un segmento de ADN con instrucciones para síntesis de proteínas o ARN funcional.
• Cada nucleótido consta de un grupo fosfato, un azúcar desoxirribosa y una base nitrogenada.
• Los humanos tienen 46 cromosomas organizados en 23 pares.
• Un alelo con dominio en el fenotipo se expresa incluso si solo está presente en una copia.
• Posición específica de un gen o secuencia de ADN en un cromosoma.
• Los alelos son diferentes formas o variantes de un mismo gen en la misma posición (locus) en cromosomas homólogos.

Relación entre ADN, Transcripción y Traducción

• ADN (Almacenamiento de Información, Replicación, Expresión Génica).
• Alelo (Contribuyen a la diversidad genética).
• Cromosomas (Transmisión Genética).
• Genes (Codificación de Proteínas).
• Cromatina (Compactación del ADN).
• Locus (Localización precisa de genes).
• ADN se divide funcionalmente en genes, proporcionando instrucciones para formar un producto, o sea, una molécula (generalmente una proteína).
• No todos los genes codifican proteínas. Al contrario, algunos proporcionan instrucciones para producir moléculas funcionale de ARN.
• El ribosoma es aproximadamente un tercio proteína y dos tercios ARN ribosomal (ARNr).
• Un ejemplo es que el gen del color de las flores tiene las instrucciones para hacer una proteína que ayuda a producir moléculas coloridas (pigmentos) en los pétalos de las flores.
• Durante la expresión de un gen codificante de proteína, la información fluye de ADN → ARN → proteína.
• En este flujo de información se conoce como él Dogma central de la biología molecular.
• En 1958, Francis Crick postuló que la hipótesis llamada “Dogma Central de la Biología Molecular".
• Crick, en su autobiografia, aclara que había utilizado la palabra Dogma ya que deseaba que esta conjetura era más central y poderosa que la palabra hipótesis.