AFPD 3 ANOTACIONES PDF

CICLO 2 - AFPD 3 1. ¿Qué es la división celular? ¿Cuál es la función de la división celular en los organismos unicelulares (a) ? - El proceso de división celular es una parte integral del ciclo celular, es un proceso fundamental en la biología en el que una célula madre se divide para dar lug...

CICLO 2 - AFPD 3 1. ¿Qué es la división celular? ¿Cuál es la función de la división celular en los organismos unicelulares (a) ? - El proceso de división celular es una parte integral del ciclo celular, es un proceso fundamental en la biología en el que una célula madre se divide para dar lugar a dos o más células hijas. - Este proceso de división celular es esencial para la reproducción en los organismos unicelulares. En estos organismos como bacterias y levaduras cada división celular da origen a un organismo nuevo completo. Tiene como función principal el crecimiento, la renovación celular como también se daría la reproducción asexual. 2. ¿Cuál es la función de la división celular en los organismos multicelulares durante los estadios embrionarios y juveniles (b) y cuál es la función durante los estadios adultos (c)? - En cuanto a los eucariotas multicelulares, la división celular permite que cada uno de estos organismos se desarrolle a partir de una sola célula: el óvulo fertilizado. En la figura b se muestra un embrión bicelular, la primera etapa de este proceso de un embrión de dólar de arena poco después de que el óvulo fertilizado se dividiera, formando dos células. - Y la división celular continúa funcionando en la renovación y reparación en eucariotas multicelulares completamente desarrolladas, reemplazando las células que mueren por accidentes o desgaste normal. Por ejemplo, las células de la médula ósea producen continuamente nuevas células sanguíneas. 3. ¿Cuáles son los dos tipos de división celular que se producen en las células eucariotas? Mencione las diferencias principales, incluyendo: en qué células se produce; el número de células hijas al final del proceso; número de cromosomas por célula hija; y si el material genético es idéntico en las células hijas al que tenía la célula progenitora.  En las células eucariotas, hay dos tipos principales de división celular: la mitosis (renovación y crecimiento de las células) y la meiosis (formación de gametos). - Tipos de células: La mitosis ocurre en células somáticas o no sexuales. La meiosis ocurre en células germinales, es decir, células sexuales, que darán lugar a óvulos y espermatozoides en organismos multicelulares. - Número de hijas al final del proceso: La mitosis resulta de la formación de dos células a partir de una madre. La meiosis consta de dos divisiones celulares sucesivas, lo que resulta en la formación de cuatro células hijas a partir de una célula madre. - Número de cromosomas por célula hija: Las células hijas producidas por la mitosis son genéticamente idénticas a la célula progenitora y tienen el mismo número de cromosomas. Esto significa que son diploides, lo que indica que tienen un conjunto completo de cromosomas. Las células hijas producidas por la meiosis son haploides, lo que significa que tienen la mitad del número de cromosomas que la célula progenitora y se vuelve diploide con la unión de las células sexuales masculino y femenino. 1. ¿Qué es el ciclo celular? ¿Todas las células de un organismo multicelular están en ciclo celular? ¿Cuándo se dice que una célula está en G0? ¿G0 es una fase del ciclo celular? - Una célula se reproduce mediante una secuencia ordenada de eventos en los que se duplica su contenido y luego se divide en dos. Esta duplicación y división se le conoce como ciclo celular. Es el mecanismo esencial de reproducción de todos los seres vivos. - No todas las células de un organismo multicelular están en ciclo celular al mismo tiempo. - Algunas células pueden entrar en un estado de reposo llamado fase G0, donde no están activamente involucradas en la división celular, realizan sus funciones normales y pueden permanecer en ese estado durante un tiempo indefinido. Las  células en la fase G0 suelen ser células especializadas que han salido del ciclo celular y se han diferenciado para llevar a cabo funciones específicas en el organismo. Ejemplos de células en G0 incluyen las del sistema nervioso y las células musculares esqueléticas. - La fase G0 no se considera una fase del ciclo celular, ya que las células en G0 están en un estado no proliferativo y no están participando activamente en la división celular en ese momento 2. Usando la figura 18.1 del Alberts como referencia, ¿Cuáles son los dos acontecimientos del ciclo celular que deben producirse antes que una célula se divida en dos en la citocinesis y en qué momento del ciclo celular ocurren? Según la imagen, antes de que se dé la división celular: - 1ero pasa por el proceso de crecimiento celular y duplicación de cromosomas (se darán tanto en las etapas de la interfase como G1-G2 y S respectivamente). - 2do sucede la segregación de cromosomas (se da en la fase M del ciclo celular. Durante la mitosis, los cromosomas se condensan y se alinean en el centro de la célula antes de ser divididos y distribuidos de manera equitativa entre las dos células hijas). 3. ¿Qué ocurre durante las 4 fases del ciclo celular? Las cuatro fases principales del ciclo celular son G1, S, G2 y M. - Fase G1: La célula entra en la fase G1 después de la división celular previa y se encuentra en un período de crecimiento activo. Durante esta fase, la célula acumula los recursos y la energía necesarios para la duplicación del ADN. La célula también verifica si las condiciones son adecuadas para continuar el ciclo celular. Como la detección de señales de daño en el ADN y la evaluación de si hay suficientes nutrientes y factores de crecimiento disponibles. La célula se prepara para la fase S, donde se duplica el ADN. Si se cumplen los requisitos, la célula avanzará a la fase S. - Fase S: La célula sintetiza una copia idéntica de su ADN. Esto implica la formación de una segunda cadena complementaria para cada hebra de ADN. Al final de la fase S, cada cromosoma tiene dos cromátidas hermanas idénticas, unidas por un centrómero. Estas cromátidas hermanas se mantienen juntas hasta la fase M. - Fase G2: La célula continúa creciendo y se prepara para la división celular. Verifica si la replicación del ADN se ha realizado correctamente y si todas las condiciones son adecuadas para la mitosis. La célula también realiza controles para detectar y corregir posibles errores en la duplicación del ADN antes de avanzar a la fase M. - Fase M: La fase M es la fase de la mitosis, donde ocurre la división real de la célula madre en dos células hijas idénticas. La mitosis se divide en varias etapas, que incluyen la profase, la metafase, la anafase y la telofase, durante las cuales los cromosomas se condensan, se alinean y se separan de manera equitativa en las dos células hijas. 1. ¿Qué es la mitosis? Esta, junto con la citocinesis, formará la fase M. Son los primeros 5 eventos de la fase M para que se de la división celular más específica la división nuclear. Estos incluyen: Profase, prometafase, metafase, anafase, telofase. Periodo en el que los cromosomas son visibles con el microscopio por lo que se han condensado. La mitosis depende de una estructura transitoria llamado huso mitótico 2. Describa lo que ocurre en la mitosis desde la profase hasta la metafase. Después de que la célula haya pasado por la interfase y pasara el aumento de tamaño, la replicación de ADN y duplicación del centrosoma. Inicia la mitosis con la profase. - Profase: Se condensan los cromosomas duplicados, se ensambla el huso mitótico entre los centrosomas. De ahí sigue la Prometafase. - Prometafase: Comienza la degradación de la envoltura nuclear. Y por ello se da la unión de los cromosomas con los microtúbulos del huso a través de cinetocoros y presentar movimiento. - Metafase: Los cromosomas se alinean en el ecuador del huso. Los microtúbulos del cinetocoro se unen. 3. Describa lo que ocurre en la mitosis desde la anafase hasta la citocinesis Después de los 3 primeros procesos de la mitosis está la anafase: - Anafase: Las cromátidas hermanas se separan y son arrastradas hacia el polo del huso del que están unidas. Los microtúbulos del cinetocoro se acortan y los polos del huso también se separan lo que permite la separación de cromosomas. Asimismo, el anillo contráctil se ensambla. - Telofase: Último proceso de la mitosis. Los dos conjuntos de cromosomas llegan a los polos del huso. Se construye una nueva envoltura nuclear en cada conjunto y finaliza la mitosis. - Citocinesis: Es la división citoplasmática y se da gracias al anillo contráctil (filamentos de actina y miosina). Se dividen y se forman dos células hijas cada una con un núcleo 4. ¿Qué es el huso mitótico? ¿De qué está conformado? ¿Cuál es su función? - El huso mitótico es una estructura fundamental en la división celular. Su función principal es garantizar que los cromosomas se dividan y se distribuyan de manera equitativa entre las células hijas durante la división celular - Algunos de los microtúbulos que crecen de un centrosoma interactúan con los microtúbulos del otro centrosoma y se estabilizan lo que impide la despolimerización y une los dos grupos de microtúbulos para formar el marco básico del huso mitótico - Está formado por la presencia de la unión de dos grupos microtúbulos, asimismo está los centrosomas. 1. ¿Cómo se produce la citocinesis en las células animales? La citocinesis en las células animales depende de una estructura transitoria basada en filamentos de actina y de miosina: el anillo contráctil. Por lo general comienza en la anafase. El primer signo visible de citocinesis en las células animales es la aparición de un pliegue y surco en la membrana plasmática durante la anafase y siempre se formará de manera perpendicular con el huso mitótico. Para la formación de las células hijas aparece el anillo contráctil que es dinámica y transitoria, se ensambla para la citocinesis se da la constricción del anillo y finalmente la división del citoplasma. 2. ¿Cómo se produce la citocinesis en las células vegetales y cómo contribuye el Aparato de Golgi en este proceso? En las células vegetales, la citocinesis difiere de las células animales debido a la presencia de la pared celular. En lugar de utilizar un anillo contráctil, se forma una placa celular con la ayuda del Aparato de Golgi. Esta placa conduce a la creación de una nueva pared celular, dividiendo así la célula madre en dos células hijas. El fragmoplasto, compuesto de microtúbulos, guía este proceso. Las vesículas del Aparato de Golgi, cargadas con polisacáridos y glicoproteínas, son cruciales para la  formación de la placa celular cumpliendo un rol importante. Finalmente, se añaden microfibrillas de celulosa para completar la formación de la pared celular. 3. ¿Cómo se distribuyen las diferentes organelas entre las dos células hijas durante la citocinesis? 1. Mitocondrias: Por lo general, las mitocondrias se duplican y se distribuyen de manera equitativa entre las células hijas. Esto se logra mediante la duplicación de mitocondrias existentes y la formación de nuevas mitocondrias a partir de proteínas y lípidos en la célula. En última instancia, cada célula hija hereda una cantidad adecuada de mitocondrias. 2. RE: El RE se encuentra en la interfase con la membrana nuclear y es organizado por microtúbulos del citoesqueleto. Durante la fase M, el RE se reorganiza y se divide en dos. En la mayoría de las células, los fragmentos de RE liberados durante la mitosis se distribuyen de manera equitativa durante la citocinesis. 3. Aparato de Golgi: Durante la mitosis, el Aparato de Golgi se fragmenta en fragmentos más pequeños. Estos fragmentos se asocian con los microtúbulos del huso mitótico a través de proteínas motoras y se distribuyen en dirección a las células hijas a medida que el huso se elonga en la anafase. Esto asegura que ambas células hijas tengan un conjunto funcional de Aparato de Golgi. 4. Los ribosomas y proteínas solubles, así como otros orgánulos delimitados por membrana, pueden distribuirse de manera más aleatoria durante la citocinesis. 1. Explique en qué consiste un cromosoma no duplicado (no replicado) y un cromosoma duplicado (replicado) (Figura A) - Cromosoma no duplicado (no replicado): También conocido como un cromosoma simple es una estructura que consta de una sola cadena de ADN. En este estado, el cromosoma representa una sola copia de cada fragmento de ADN, y se encuentra en esta forma durante la fase G1 del ciclo celular, antes de que comience la replicación  del ADN y cada cromosoma no duplicado contiene un único conjunto de información genética. - Durante la replicación del ADN, que ocurre en la fase S del ciclo celular, el cromosoma no duplicado se divide en dos hebras y se sintetiza una segunda hebra complementaria, creando un cromosoma duplicado. Este consta de dos hebras de ADN idénticas y paralelas que están unidas por un punto de constricción llamado centrómero. La duplicación del cromosoma ocurre durante la fase S del ciclo celular, cuando las dos hebras de ADN complementarias se replican para formar dos cromátidas hermanas. Cada cromátida hermana es una copia exacta de la otra y contiene la misma información genética. 2. Con la ayuda de la figura B), describa las transformaciones del cromosoma durante el ciclo celular a partir de un cromosoma no duplicado (no replicado) en G1. - Fase G1: La célula ha completado la división anterior, el cromosoma se presenta como un cromosoma no duplicado, que consta de una sola hebra de ADN y un conjunto único de información genética. Durante la fase G1, la célula lleva a cabo sus funciones normales y se prepara para la replicación del ADN. - Fase S: Se produce la duplicación del ADN. La hebra de ADN original se separa y se sintetiza una segunda hebra complementaria a lo largo de la hebra original. Esto da como resultado la formación de un cromosoma duplicado. Ahora, el cromosoma consta de dos cromátidas hermanas idénticas que están unidas por un centrómero. - Fase G2: Y en la imagen ya se puede ver a estas cromátidas hermanas idénticas unidas al centrómero. Las cromátidas hermanas permanecen unidas en el cromosoma duplicado. - Fase M: ➔ Profase:El cromosoma duplicado se condensa y se enrolla en una estructura compacta y visible bajo el microscopio. Las dos cromátidas hermanas permanecen unidas en el centrómero. El huso mitótico se forma en la célula. ➔ Metafase: Los cromosomas se alinean en el plano ecuatorial de la célula. Las cromátidas hermanas siguen unidas por el centrómero y están alineadas de manera simétrica, lo que garantiza una distribución equitativa. ➔ Anafase:El centrómero de cada cromosoma duplicado se divide, separando las cromátidas hermanas. Se mueven hacia polos opuestos de la célula debido a la tracción ejercida por los microtúbulos del huso mitótico. ➔ Telofase: Las cromátidas hermanas han llegado a los polos opuestos de la célula y comienzan a desenrollarse y descondensarse. Esta etapa finaliza con la citocinesis para la formación de dos células hijas independientes. 3. ¿En qué fases encontramos cromosomas duplicados (replicados) ?¿En qué momentos no ocurriría transcripción? ¿Hay alguna relación con el grado de compactación de la cromatina? - Los cromosomas duplicados se encuentran en las fases S, G2 y M del ciclo celular. Todos estos, ya que se dan después de la replicación del ADN (fase S) y formación ahí de los cromosomas duplicados. - La transcripción se enfoca en la copia de genes específicos a ARN mensajero (ARNm) que luego se utilizará en la síntesis de proteínas. La compactación de la cromatina puede influir en la transcripción. En general, la cromatina densamente compactada tiende a estar asociada con una menor actividad de transcripción, ya que los genes se vuelven menos accesibles para la maquinaria de transcripción. Por el contrario, la cromatina menos compacta permite un acceso más fácil a los genes y, por lo tanto, promueve una mayor actividad de transcripción. Durante la replicación del ADN en la fase S, la cromatina se desenrolla y se descondensa para permitir la exposición de las secuencias de ADN y la replicación precisa. 1. ¿En qué consiste el sistema de control del ciclo celular y cuáles son los tres puntos de control en el ciclo? ¿Cuáles son los aspectos que deben ser revisados en los puntos de control antes de continuar con el ciclo? ¿Cuál es el rol de las quinasas (cinasas) dependientes de ciclinas (Cdk) en los puntos de control ? ¿y de las ciclinas? - El sistema de control del ciclo celular ayuda para asegurar de replicar todo el ADN y los orgánulos en forma ordenada. Garantiza que los eventos del ciclo celular tengan lugar en una secuencia establecida y que cada proceso se haya completado antes de que comience el siguiente. Los tres puntos de control principales en el ciclo celular son el punto de control en la fase G1, el punto de control en la fase G2 y el punto de control en la metafase-anafase en la mitosis. - En el primer punto, el sistema de control confirma que el entorno sea favorable para la proliferación antes de la replicación del ADN. En el segundo, el sistema de control confirma que el ADN no esté dañado y que se haya replicado por completo. En el  tercer punto, se corrobora que los cromosomas duplicados estén correctamente unidos al huso mitótico antes de que se separen. - El rol de las ciclinas es actuar como cofactores que se unen y activan específicamente a las quinasas dependientes de ciclinas (Cdk) en los diferentes puntos de control. Las ciclinas controlan la actividad de las Cdk, lo que asegura que la célula avance en el ciclo celular solo cuando se cumplan los requisitos adecuados en cada punto de control 2. Explique cómo actúa el complejo MPF (Cdk-M) en el punto de control de G2 para la entrada a la fase M (G2/M). - El aumento de la concentración de la ciclina M ayuda a dirigir la formación del complejo ciclina Cdk activo que impulsa el ingreso a la fase M. Pero para que se active se necesita de la eliminación de fosfatos inhibidores. En cuanto se forma el complejo ciclina-Cdk, este es fosforilado en dos sitios adyacentes por una proteína cinasa inhibidora denominada Wee1. Esta modificación mantiene al M-Cdk en un estado inactivo hasta que estos fosfatos son eliminados por una proteína fosfatasa activadora denominada Cdc25 pasando a su estado activo. 3. ¿Qué son los mitógenos? ? ¿En qué punto de control actúan? - Las células de mamíferos se multiplicarán sólo si son estimuladas para hacerlo por señales extracelulares, denominadas mitógenos, producidas por otras células. Si no existen estas señales, el ciclo celular se detiene en G1; si la célula permanece privada de mitógenos durante un periodo suficientemente prolongado, se retirará del ciclo celular e ingresará en un estado no proliferativo. El escape de la detención del ciclo celular o de ciertos estados no proliferativos requiere la acumulación de ciclinas. Los mitógenos actúan activando vías de señalización celular que estimulan la síntesis de ciclinas G1. - Los mitógenos actúan en el punto de control G1. En este punto de control, la célula evalúa si tiene condiciones adecuadas para entrar en la fase de síntesis (S) y comenzar la replicación del ADN 1. En el tercer punto de control del ciclo celular en M ¿De qué manera el complejo promotor de la anafase (APC) permite que la célula pase de metafase a anafase al permitir la separación de las cromátides hermanas cuando están alineados todos los cromosomas en el huso mitótico? La anafase comienza con la rotura de los enlaces de cohesinas que mantienen unidas a las cromátidas hermanas. La unión de estas cohesinas es destruida por la separasa. Antes del inicio de la anafase, esta es mantenida en un estado inactivo por la proteína securina. El APC permite la transición de la metafase a la anafase al degradar la securina, lo que libera la separasa y permite la separación de las cromátides hermanas cuando se ha detectado la correcta alineación de los cromosomas en el huso mitótico. 2. ¿Cómo es que los cinetocoros unidos incorrectamente a los microtúbulos inhiben la actividad del Complejo promotor de la anafase (APC)? Los cinetocoros unidos incorrectamente a los microtúbulos emiten una señal de "detención" que inhibe la actividad del APC y prolonga la mitosis, lo que permite la corrección de la alineación de los cromosomas antes de la separación de las cromátides hermanas. Esto es fundamental para asegurar la precisión de la división celular 3. ¿Cómo interviene Mad2 en la inhibición del APC? Mad2 puede existir en dos conformaciones diferentes, una inactiva (cerrada) y otra activa (abierta). Durante la entrada mitótica, Mad2 inactiva se recluta a los cinetocoros de los cromosomas a través de su interacción con Mad1. Cuando Mad2 se une a Mad1 en el cinetocoro, cambia a su conformación activa. Mientras Mad2 se encuentra en su conformación activa, puede unirse a la proteína Cdc20, que es un componente importante del APC. Esta unión de Mad2 a Cdc20 inhibe la capacidad de Cdc20 para activar el APC. Cuando Mad2 está unida a Cdc20, el APC no puede activarse correctamente. Y la activación del APC es esencial para la degradación de la securina y la separación de las cromátidas hermanas. La inhibición de Cdc20 por Mad2 evita que este proceso avance.  1. ¿De qué forma el daño en el ADN detiene el ciclo celular en G1? El daño en el ADN detiene el ciclo celular en la fase G1 activando el regulador p53, que a su vez activa la proteína p21. P21 inhibe la actividad de las CDK, lo que previene la progresión del ciclo celular y da tiempo a la célula para reparar el daño en el ADN. Si el daño es irreparable, p53 también puede inducir a la célula a someterse a apoptosis para evitar la proliferación de células dañadas y si no hay la presencia de p53 la replicación sin restricciones del ADN dañado puede llevar a una alta tasa de mutación y a la producción de células que tienen mayor probabilidad de volverse cancerosas 2. ¿Cuál es el rol de p53? Cuando se detecta daño en el ADN en la fase G1, se produce un aumento en la concentración y actividad de la proteína p53, que es un regulador de la transcripción. P53 activa un gen que codifica una proteína llamada p21, la cual se une a las quinasas dependientes de ciclina (Cdk) en la transición G1/S y S-Cdk, impidiendo que impulsen la célula hacia la fase S. 3. ¿En los organismos pluricelulares, qué sucede si el daño es tan grave que no se puede reparar? Estos mecanismos incluyen la inducción de la apoptosis y, en algunos casos, la supresión del crecimiento y la división celular en las células afectadas En casos extremos de daño genético, si las células dañadas evitan la apoptosis y continúan dividiéndose sin control, esto puede dar lugar a la formación de tumores y, eventualmente, al desarrollo de cáncer