Capítulo 6: Divide y vencerás: la división celular

Capítulo 6: Divide y vencerás: la división celular

1. Multiplicación del ADN

   • Si una célula va a dividirse debe copiar todas sus partes antes de escindirse. La célula crece, crea más orgánulos para que cada una de las nuevas células tenga una copia de todo lo que necesita. Las células utilizan un proceso llamado multiplicación del ADN para copiar su material genético.
   • En este proceso, las cadenas de ADN originales sirven como plantilla para la construcción de las nuevas cadenas.
   • principales pasos de la multiplicación del ADN
     • las dos cadenas de ADN progenitoras se separan, de forma que los peldaños de la escalera de doble hélice se parten y queda un nucleótido en cada lado . Sin embargo, la cadena de ADN completa no se separa toda de una vez, sino que van separándose las dos cadenas progresivamente, como si fuera una cremallera. La zona parcialmente abierta/parcialmente cerrada donde se está llevando a cabo la multiplicación es lo que se llama horquilla de replicación.
     • La enzima ADN polimerasa lee el código del ADN en las cadenas progenitoras y construye nuevas cadenas complementarias de las cadenas originales. Al construir cadenas complementarias, la ADN polimerasa.
       • cumple las reglas de emparejamiento de bases de los nucleótidos del AD
         • la adenina (A) se empareja siempre con la timina (T)
         • la citosina (C) se empareja siempre con la guanina (G)
     • La helicasa separa las cadenas progenitoras originales para abrir el ADN como una cremallera
     • La primasa añade fragmentos cortos de ARN, llamados cebadores , que son complementarios al ADN progenitor. La ADN polimerasa necesita estos cebadores para empezar a copiar el ADN.
     • La ADN polimerasa I retira los cebadores de ARN y los sustituye por ADN, de manera que su función es ligeramente distinta a la que tiene la ADN polimerasa, que se encarga de sintetizar la mayor parte del nuevo ADN
     • La ADN ligasa forma enlaces covalentes en la estructura de las nuevas moléculas de ADN para sellar las pequeñas roturas originadas al comenzar y detenerse la multiplicación de nuevas cadenas.
   • Una característica de la ADN polimerasa es que se trata de una enzima unidireccional, es decir, únicamente puede formar nuevas cadenas de ADN alineando los nucleótidos de una determinada manera

2. División celular

   • es el proceso mediante el cual se forman nuevas células.
     • Las células capaces de dividirse pasan parte del tiempo que están vivas desempeñando su función y otra parte dividiéndose. Esta alternancia entre división y no división recibe el nombre de ciclo celular , y se compone de varias etapas:
       • La parte del ciclo celular en el que la célula no está dividiéndose se llama interfase .
         • las células realizan las funciones metabólicas que las hacen únicas. Por ejemplo, las células nerviosas envían señales, las células glandulares segregan hormonas y las células musculares se contraen.
         • consta de tres subfases:
           • Fase G1
             • es la más larga del ciclo celular, la célula crece y sintetiza componentes celulares. Cada cromosoma se compone de un único fragmento de ADN bicatenario
           • Fase S
             • En esta fase la célula se prepara para dividirse y pisa a fondo el acelerador para la multiplicación del ADN. Todas y cada una de las moléculas de ADN se copian de forma exacta y dan como resultado dos cromátidas hermanas que permanecen unidas entre sí en cada cromosoma duplicado.
           • Fase G2
             • e la célula hace las maletas y se prepara para la división celular fabricando las proteínas citoesqueléticas necesarias para mover los cromosomas. S
       • Las células que reciben una señal para escindirse entran en un proceso de división que puede ser la mitosis o la meiosis.
         • Las células que se reproducen por vía asexual se dividen por mitosis , un proceso que produce células idénticas a la célula madre.
           • la célula realiza los últimos preparativos para su inminente escisión. Los procesos que tienen lugar durante la mitosis garantizan un reparto equitativo del material genético, de forma que cada nueva célula hija recibe información idéntica
           • se divide en cuatro fases
             • Profase.
               • Los cromosomas se enrollan y se hacen visibles, la membrana nuclear se rompe, se forma el huso mitótico y los cromosomas se desplazan y se sitúan sobre él y los nucléolos se rompen y se hacen visibles.
             • Metafase
               • El huso mitótico arrastra los cromosomas hasta que están todos alineados en el centro de la célula.
             • Anafase
               • Los cromosomas duplicados se separan, de forma que las dos cromátidas hermanas (mitades idénticas) de cada cromosoma duplicado se dirigen a extremos opuestos. De esta manera, cuando la división celular concluye cada nueva célula tiene una copia de todas las moléculas de ADN de la célula madre.
             • Telofase
               • Se forman nuevas membranas nucleares alrededor de los dos conjuntos de cromosomas, los cromosomas se desenrollan y se diseminan por el núcleo, el huso mitótico se rompe, los nucléolos cambian de forma y vuelven a ser visibles.
           • Separación de los núcleos hijos por medio de la citocinesis
             • células animales
               • la citocinesis comienza con la formación de un surco de división en el centro de la célula. Las proteínas citoesqueléticas actúan a modo de cinturón, estrangulando la célula por la mitad
             • células vegetales
               • se forma una nueva pared celular en el centro de la célula. Al haber esta pared celular rígida, la célula no puede dividirse por estrangulamiento
         • Las células que se reproducen por vía sexual lo hacen a través de otro proceso llamado meiosis , el cual genera células especiales; los gametos (en los animales) y algunas esporas (como las de los helechos) que poseen la mitad de la información genética de la célula madre.
           • La meiosis es la división celular en la que se separan los cromosomas y da como resultado gametos, que reciben un cromosoma de cada pareja de sus progenitores.
           • se compone de dos divisiones celulares
             • meiosis I
               • los cromosomas homólogos se emparejan y luego se separan en dos células hijas. Cada célula hija recibe un cromosoma de cada par, pero esos cromosomas están duplicados
               • Profase I, Metafase I, Anafase I, Telofase I
             • meiosis II
               • las cromátidas hermanas de los cromosomas duplicados se separan para producir dos células hijas cada una
               • Profase II, Metafase II, Anafase II, Telofase II
             • En los varones, la meiosis empieza a tener lugar tras la pubertad, cuando las células diploides de los testículos se convierten en haploides
             • En las mujeres, el proceso comienza mucho antes, en la etapa fetal

3. Por qué la reproducción sexual produce variabilidad genética

   • La reproducción sexual aumenta la variabilidad genética de la descendencia, lo cual, a su vez, aumenta la variabilidad genética de la especie.
     • causas concretas de la variabilidad genética, cortesía de la meiosis y de la reproducción sexual.
       • Mutaciones
         • la ADN polimerasa comete errores al copiar la información genética de una célula durante la multiplicación del ADN
         • introducen cambios en la dotación genética
         • la exposición de las células a mutágenos (agentes ambientales, por ejemplo los rayos X y ciertos productos químicos, que provocan alteraciones en el ADN) puede incrementar el número de mutaciones que ocurren en las células.
       • Entrecruzamiento cromosómico
         • Cuando los cromosomas homólogos se unen durante la profase I de la meiosis, intercambian trozos de ADN el uno con el otro.
         • da lugar a nuevas combinaciones de genes y nuevas oportunidades de variedad.
         • es una forma de explicar por qué una persona puede ser pelirroja, igual que el padre de su madre, y tener una barbilla prominente, igual que la madre de su madre
       • Segregación independiente
         • ocurre cuando los cromosomas homólogos se separan durante la anafase I de la meiosis
         • Por lo tanto, la forma en que los pares se orientan en una célula durante la meiosis es diferente de la manera en que se orientan en otra célula
         • Cuando los pares de cromosomas homólogos se alinean en la metafase I, cada par lo hace de manera independiente del resto de los pares
       • Fecundación
         • proporciona una oportunidad más para la variabilidad genética.
         • es aleatoria, de manera que el espermatozoide que gana la carrera y fecunda el óvulo será diferente del que gane la siguiente carrera
         • produce combinaciones aleatorias de espermatozoides y óvulos genéticamente diversos, lo cual crea un número prácticamente ilimitado de posibilidades de variación
         • Por eso todos los seres humanos que han nacido y nacerán en la historia de la humanidad son únicos desde el punto de vista de la genética
       • No disyunción
         • Nada es perfecto, ni siquiera en el mundo celular, y por eso a veces la meiosis no se desarrolla del todo bien
         • los cromosomas no se separan del modo en que deberían hacerlo
         • un par de cromosomas les cuesta mucho separarse y entonces terminan los dos en el mismo gameto
       • Cromosomas rosas y cromosomas azules
         • el sexo de la persona viene determinado por los cromosomas.

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