TEMA 5 CICLO Y FISIOLOGIA CELULAR.

TEMA 5 CICLO Y FISIOLOGIA CELULAR.
El crecimiento y el desarrollo de los organismos vivientes dependen del
crecimiento y la multiplicación de sus células. En los organismos unicelulares,
la división celular implica una verdadera reproducción y por este proceso, a
partir de la célula primitiva, se originan dos o más individuos. Por el contrario,
los organismos multicelulares provienen de una sola célula, el cigoto, y la
repetida multiplicación de esta y de sus descendientes, determina el desarrollo
y el crecimiento del individuo.
Una célula crece asimilando sustancias de su ambiente y transformándolas en
nuevas moléculas estructurales y funcionales. Cuando una célula alcanza
cierto tamaño crítico y cierto estado metabólico, se divide. Las dos células hijas
comienzan entonces a crecer.
Las células eucarióticas pasan a través de una secuencia regular de
crecimiento y división llamada ciclo celular. El ciclo celular se divide en tres
fases principales: interfase, mitosis, y citocinesis. Puede requerir desde pocas
horas hasta varios días, dependiendo del tipo de célula y de factores externos
como la temperatura o los nutrimentos disponibles.
En el curso de su vida, todas las células pasan fundamentalmente por dos
períodos: uno de interfase "o de no división" durante el cual se duplica el
material genético, y otro de división, por medio del cual se producen dos
células hijas. Todo este proceso es lo que constituye un ciclo celular completo.
LA DIVISIÓN CELULAR
Por medio de la división celular el DNA de una célula se reparte entre dos
nuevas células hijas. La distribución de duplicados exactos de la información
hereditaria es relativamente simple en las células procarióticas en las que, la
mayor parte del material genético está en forma de una sola molécula larga y
circular de DNA, a la que se asocian ciertas proteínas específicas. Esta
molécula constituye el cromosoma de la célula y se duplica antes de la división
celular. Cada uno de los dos cromosomas hijos se ancla a la membrana celular
en polos opuestos de la célula.
El proceso de división del material genético en células eucarióticas, es mucho
más complejo que en las procariotas. Una célula eucariótica típica contiene
aproximadamente mil veces más DNA que una célula procariótica; este DNA es
lineal y forma un cierto número de cromosomas diferentes. Cuando estas
células se dividen, cada célula hija tiene que recibir una copia completa, y sólo
una, de cada uno de los cromosomas. Además, las células eucarióticas
contienen una variedad de organelos que también deben ser repartidos entre
las células hijas.
Para realizar este proceso de manera efectiva se realizan un conjunto de
etapas llamadas colectivamente mitosis. La mitosis es seguida de un proceso
de citocinesis que divide a la célula en dos células hijas.
SENESCENCIA Y ENVEJECIMIENTO
El número de veces que una célula se ha dividido también influye en la división
celular. Entre mas viejo sea el organismo del cual se toman las células para
hacer un cultivo, menor será el número de veces que las células se dividan en
éste, denominando este fenómeno como senescencia o envejecimiento celular.
Esta restricción en el número de divisiones se relaciona con el acortamiento
continuo de los extremos de los cromosomas es decir, los telomeros, durante
todos sus ciclos celulares. Esta no es una generalización para todos los tipos
de células, como es el caso de las células germinales o algunas células de la
sangre; donde se encuentra activa una enzima llamada telomerasa, que agrega
continuamente DNA a los extremos de los cromosomas, evitando su
acortamiento. También se puede encontrar activa en células cancerosas.
FASES DEL CICLO CELULAR:
1. INTERFASE
2. MITOSIS (FASE M)
3. CITOCINESIS
INTERFASE
Es el período de tiempo que transcurre entre dos mitosis, y que comprende los
períodos G1, S, y G2. Durante la interfase se produce la duplicación de todos
los componentes fundamentales de la célula, es decir DNA, RNA y proteínas;
síntesis de lípidos, enzimas, membranas que se requieren para la división.
El período G1, llamado primera fase de crecimiento, se inicia con una célula
hija que proviene de la división de la célula madre. La célula aumenta de
tamaño, se sintetiza nuevo material citoplásmico, sobre todo proteínas y RNA.
El período S o de síntesis, en el que tiene lugar la duplicación del DNA. Cuando
acaba este período, el núcleo contiene el doble de proteínas nucleares y de
DNA que al principio. Hay síntesis de proteínas.
El período G2, DNA se sigue sintetizando RNA y proteínas; el final de este
período queda marcado por la aparición de cambios en la estructura celular,
que se hacen visibles con el microscopio y que nos indican el principio de la
mitosis o división celular. Se realizan reparaciones en el DNA
El tiempo de cada fase es variable entre los organismos. En cada fase hay
puntos de chequeo mediante proteínas que se fosforilizan o no.
Las interfase mitótica y meiótica son diferentes en cuanto al tiempo, la meiosis
tarda más; en cuanto a la síntesis de DNA de la Fase S es completa en mitosis
e incompleta en meiosis.
MITOSIS
Es un proceso que ocurre en el núcleo de las células eucarióticas y que
precede inmediatamente a la división celular, consistente en el reparto
equitativo del material hereditario (ADN) característico.
La mitosis cumple la función de distribuir los cromosomas duplicados de modo
tal que cada nueva célula obtenga una dotación completa de cromosomas. La
capacidad de la célula para llevar a cabo esta distribución depende del estado
condensado de los cromosomas durante la mitosis y del ensamble de
microtubulos denominado huso.
Profase: condensación del material genético, se empaqueta alrededor de las
histonas y forman la cromatina. Desaparece el nucléolo, no hay síntesis de
RNA se fosforilizan los lípidos de la membrana nuclear y se desintegra.
Duplicación de centríolos que migran a los polos, Comienza la formación del
huso mitótico. Tanto en las células animales como en las vegetales, el
entramado del huso está formado por fibras que se extienden desde los polos
al ecuador de la célula. Otras fibras están unidas a las cromátides al nivel de
los cinetocoros, estructuras proteicas asociadas con los centrómeros. La
profase finaliza con la desintegración de la envoltura nuclear y la desaparición
de los nucléolos.
Metafase: Durante la metafase, los pares de cromátides, dirigidos por las fibras
del huso, se mueven hacia el centro de la célula. Los cromosomas están
organizados y unidos a las fibras por el cinetocoro en el ecuador, formando la
llamada placa ecuatorial donde todos los centromeros quedan alineados en el
mismo plano, los cromosomas alcanzan su grado máximo de concentración
Anafase: El centrómero se divide, se separan las cromátides hermanas y así
cada cromosoma independiente viaja hacia polos opuestos.
Telofase: Aquí se forma una envoltura nuclear alrededor de los grupos de
cromosomas, al tiempo que el huso comienza a desintegrarse, los cromosomas
se descondensan y una vez más se extienden y aparecen difusos.
CITOCINESIS
Es la división del citoplasma y es muy diferente en las células vegetales y en
las animales.
La citocinesis es un proceso independiente, que se inicia simultáneamente a la
telofase. Técnicamente no es parte de la mitosis, sino un proceso aparte,
necesario para completar la división celular. En las células animales, se genera
un surco de escisión que contiene un anillo contráctil de actina en el lugar
donde estuvo la placa ecuatorial, estrangulando el citoplasma y aislando así los
dos nuevos núcleos en dos células hijas
El final de la citocinesis marca el final de la fase M.
MUERTE CELULAR O APOPTOSIS
Se puede deber a una acción lesiva, ya sea traumatismo físico o químico,
carencia d oxigeno, por acción de toxinas bacterianas o ser un eslabón
controlado y regulado por el ciclo celular.
En este proceso se liberan enzimas lisosomicas generando autolisis de la
célula
En el proceso de muerte celular, las variaciones o modificaciones más
características se ven en el núcleo.
Cariopicnosis: el núcleo se retrae hasta formar un gramo denso intensamente
basòfilo.
Cariorrexis: es cuando el núcleo se rompe en carios trozos
Cariolisis: se produce la disolución de la cromatina, luego la célula se disuelve
gradualmente y por lo general es eliminada por la acción de los fagocitos.