Biología: El ciclo celular - PDF

**[TEMA 8. EL CICLO VITAL Y LA DIVISIÓN CELULAR]** **1.- [Ciclo celular]** El ciclo celular es la secuencia de los acontecimientos que ocurren a lo largo de la vida de una célula. El ciclo de las células eucariotas se divide en interfase y división. La división, llamada fase M, está constituida p...

**[TEMA 8. EL CICLO VITAL Y LA DIVISIÓN CELULAR]** **1.- [Ciclo celular]** El ciclo celular es la secuencia de los acontecimientos que ocurren a lo largo de la vida de una célula. El ciclo de las células eucariotas se divide en interfase y división. La división, llamada fase M, está constituida por la mitosis o división del núcleo, seguida de la citocinesis o división del citoplasma. La interfase es el periodo entre dos divisiones o fases M. La intefase a su vez se divide en tres fases: G1, S y G2. En ella se produce el crecimiento de la célula, la transcripción y la traducción. La célula sintetiza las proteínas necesarias para realizar su función. [ Fase G~1~]. Es la primera fase del ciclo celular, en la cual ocurre el crecimiento celular con síntesis de proteínas y de ARN. Es el período que transcurre entre el fin de una división y el inicio de la síntesis de ADN. Tiene una duración variable. Durante ésta etapa, la célula somática dobla su tamaño y masa debido a la continua síntesis de todos sus componentes como resultado de la expresión de los genes que codifican las proteínas responsables de su fenotipo particular. [Fase S]. Se produce la replicación o síntesis del ADN. Como resultado de esto cada cromosoma queda formado por dos cromátidas idénticas. Con la duplicación del ADN se produce la duplicación de proteínas nucleares y en lo adelante el núcleo celular tendrá el doble de proteínas nucleares y de ADN que la principio. [Fase G~2~.] Es la segunda fase de crecimiento del ciclo celular, en la que continúa la producción de proteínas y ARN. Al final de este período se observa al microscopio cambios en la estructura celular que indican el principio de la división celular. En esta etapa ocurre la duplicación de los centríolos. El ciclo celular es controlado por un sistema que vigila cada paso realizado. En regiones concretas del ciclo, la célula comprueba que se cumplan las condiciones para pasar a la etapa siguiente. A estos momentos donde se comprueba la fidelidad de la replicación del ADN y todas las demás condiciones reciben el nombre de puntos de chequeo o control. Si no se cumplen todas las condiciones el ciclo se detiene y la célula puede reparar el daño y continuar el ciclo, o morir. Existen cuatro transiciones principales:   Por último, en el punto de control de G1 las células pueden entrar en un periodo de reposo especializado llamado G0 (la célula permanece por tiempo indefinido realizando sus funciones). Por ejemplo, las células nerviosas permanecen en G0 durante toda la vida. Cariocinesis es la división del núcleo. Apoptosis: muerte celular programada. Su principal objetivo es eliminar células dañadas o envejecidas. Estas permanecen rodeadas de la membrana y posteriormente son eliminadas por fagocitosis. Durante la apoptosis las células reducen su volumen y hay alteraciones celulares. 1.1.- [El cáncer y el control del ciclo celula]r El cáncer está causando por una proliferación anormal de las células debida a diversos factores físicos, químicos, genéticos o biológicos capaces de originar una desregulación del ciclo biológico. El ciclo celular presenta una serie de puntos de control estrictamente regulados por un grupo de proteínas, entre las que destacan las Cdk. Además, para la puesta en marcha del ciclo se requiere la presencia de diversos factores de crecimiento, que pueden ser producidos de forma natural por el organismo y que alteran la actividad enzimática de las proteínas implicadas en el ciclo, como las de las Cdk o la de las proteínas implicadas en la inactivación de su actividad. El desarrollo del cáncer puede tener diferentes causas: \- Mutaciones en genes que codifican para proteínas de control del ciclo celular, como las Cdk, que provocan una sobreexpresión de las mismas. \- Mutaciones en genes que codifican para proteínas reguladoras del ciclo celular y que pueden ser transferidas a la descendencia \- Mutaciones de genes que codifican para proteínas que están implicadas en la reparación de daños en el ADN, en la interacción con agentes químicos que se unen al ADN o relacionadas con la actividad de la telomerasa \- Inactivación de la expresión o mutaciones en genes supresores de tumores \- Virus portadores de genes que codifican para proteínas que actúan sobre las diferentes Cdk, provocando su sobreexpresión o inhibiendo la misma (sarcófagos de Kaposi- virus Epstein- Barr; cáncer de cérvix- virus del papiloma humano) \- Virus portadores de protooncogenes Los protooncogenes son genes normales, no alterados, que controlan y regulan el ciclo celular; la división y la diferenciación celular. Se denomina oncogenes a genes derivados de estos pero que han sufrido mutaciones o alteraciones, por o que las proteínas alteradas producidas a partir de estos provocarían una regulación incorrecta del ciclo celular, de la división o de la transmisión de las señales durante la diferenciación celular. Ciertos tumores malignos pueden expandirse por el organismo e invadir otros tejidos (metástasis). El cáncer se trata de una enfermedad multifactorial. Los principales factores parecen las deficiencias nutricionales, diversos agentes mutagénicos, como las radiaciones o agentes químicos (tabaco, contaminantes, etc) y factores internos. En cada tipo de cáncer, estos factores de riesgo pueden tener más o menos peso. Parece que el 50% se podrían haber evitado con cambio de hábitos. **2.- [Mitosis]** Es la división del núcleo de la célula en la que las dos células hijas tendrán la misma dotación cromosómica que la madre. A partir de una célula diploide (2n) se obtienen 2 células hijas diploides (2n). El objetivo de la mitosis es el crecimiento y la regeneración tisular (de tejidos), manteniendo el número de cromosomas, en los seres pluricelulares. En lo seres unicelulares es la reproducción. Durante la mitosis, por lo general, desaparece la membrana nuclear (mitosis abierta) si bien permanece en algunos chromistas, protozoos y hongos (mitosis cerrada) En la especie humana la mitosis de una célula somática 2n=46 cromosomas origina dos células 2n=46 cromátidas, que tas el periodo S de interfase tendrán una dotación genética de 2n=46 cromosomas. Es un proceso continuo que se divide en cuatro fases para su estudio: **Profase** - - - - - - Resultado de imagen de profase mitosis \| Mitosis, Pincode **Metafase** - - - - -  **Anafase** - - Anafase, del griego ανα (arriba) y φασις (fase), es una fase de la mitosis y meiosis en una célula eucariota, en la... \| Mitosis y meiosis, Celula eucariota, Mitosis **Telofase** - - - - -  **3.- [Citocinesis]** Es la división del citoplasma y la separación en dos células hijas. Comienza en la telofase y ocurre de forma diferente en células animales o vegetales. En células animales la actina y la miosina forman un anillo contráctil en el ecuador de la célula provocando un surco de división y el estrangulamiento en dos células hijas. En las células vegetales se forma un tabique de separación que se llama fragmoplasto que se forma por la condensación de vesículas procedentes del aparato de Golgi que contienen precursores de la lámina media y pared celular. El tabique crece en el ecuador de la célula desde el centro hacia la periferia, queda delimitado por la membrana de las propias vesículas. Las mitocondrias y los cloroplastos se duplican y reparten entre las células. Los sistemas membranosos se fragmentan y reparten entre las células hijas. Al finalizar la mitosis y la citocinesis se obtienen dos células hijas con la misma información genética que la célula progenitora. Estas células druante el periodo S de la interfase duplicará su ADN. Cada cromátida, formada por una molécula de ADN, se duplica originando dos cromátidas idénticas que quedan unidas por el centrómero. Finalmente la dotación cromosómica de cada célula, será igual que la de su progenitora. **Diferencias entre la mitosis de células animales y vegetales** - - **4.- [La meiosis]** Es un tipo especial de divisón celular que ocurre en las células de la línea germinal de especies con reproducción sexual y por tanto diploides (2n) A partir de una célula diploide se obtienen cuatro células haploides (n), los gametos. Durante la meiosis se producen dos divisiones celulares sucesivas entre las cuales no hay duplicación del material hereditario ni un periodo significativo de interfase. Cada división tiene cuatro fases. En la primera división meiótica, meiosis I o división reduccional, ocurren dos procesos importantes: - - En la segunda división meiótica o meiosis II se segregan cromátidas hermanas a las células hijas. **[Primera división meiótica o meiosis I]** **Profase I** La profase de la primera división meiótica: - - - - - - - - - - - - - - - Resultado de imagen de Fases profase I **Metafase I** - - - -  **Anafase I** - - - Proyecto Biosfera **Telofase I** - -  Al final de esta división meiótica se obtienen dos células hijas haploides. Las cromátidas hermanas no son idénticas ya que han sufrido recombinación **[Segunda división meiótica o meiosis II]** **Profase II** - - - **Metafase II** - - **Anafase II** - - **Telofase II** - - La meiosis de una célula 2n ha originado cuatro células n. Posteriormente, durante la fase S de la interfase, cada molécula de ADN que construye una cromátida, se duplica originando dos cromátidas idénticas unidas por el centrómero. Ovulación:la primera división se interrumpe en el desarrollo embrionario y finaliza cada mes a partir de la pubertad, con la liberación de un ovocito secundario. La segunda división se termina después de la fecundación. **[Objetivos de la meiosis]** Son: - - **5.- [Diferencias entre mitosis y meiosis]** +-----------------------+-----------------------+-----------------------+ | **Diferencias** | **Mitosis** | **Meiosis** | +=======================+=======================+=======================+ | **Células** | Somáticas | Germinales | | | | | | | Unicelulares | | +-----------------------+-----------------------+-----------------------+ | **Fase** | 4 (Profase, metafase, | 8 (Profase | | | anafase y telofase) | IyII,metafase I y II, | | | | anafase I y II, | | | | Telofase I y II) | +-----------------------+-----------------------+-----------------------+ | **Resultado** | 2 células diplodes | 4 células haploides | +-----------------------+-----------------------+-----------------------+