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El Núcleo Celular

• Definición: Compartimiento principal de la célula eucariota que contiene el material genético (ADN). Delimita el nucleoplasma del citoplasma.
• Función Principal: Almacenar, proteger y regular la expresión del material genético.
• Componentes:
• Envoltura Nuclear: Doble membrana (interna y externa) con espacio perinuclear entre ellas.
• Membrana Interna: Se apoya en la lámina nuclear (red de filamentos intermedios de laminas) que le da soporte y participa en la organización de la cromatina.
• Membrana Externa: Se continúa con el Retículo Endoplasmático y puede tener ribosomas adheridos.
• Poros Nucleares: Complejos proteicos que atraviesan ambas membranas de la envoltura. Permiten el transporte selectivo entre el núcleo y el citoplasma.
• Nucleoplasma: Matriz semifluida dentro del núcleo, análogo al citoplasma, donde se encuentran la cromatina y el nucléolo.
• Cromatina: Complejo de ADN asociado a proteínas (principalmente histonas).
• Heterocromatina: Cromatina altamente condensada y transcripcionalmente inactiva (genes "apagados"). Se encuentra en la periferia del núcleo.
• Eucromatina: Cromatina menos condensada y transcripcionalmente activa (genes que pueden ser "leídos"). Se ubica más hacia el centro del núcleo.
• Nucléolo: Estructura no membranosa dentro del nucleoplasma.
• Función: Síntesis y procesamiento de ARNr (ARN ribosómico) y ensamblaje de las subunidades ribosomales. Contiene los genes de ARNr.
• Definición: Compartimiento principal de la célula eucariota que contiene el material genético (ADN). Delimita el nucleoplasma del citoplasma.
• Función Principal: Almacenar, proteger y regular la expresión del material genético.
• Componentes:
• Envoltura Nuclear: Doble membrana (interna y externa) con espacio perinuclear entre ellas.
• Membrana Interna: Se apoya en la lámina nuclear (red de filamentos intermedios de laminas) que le da soporte y participa en la organización de la cromatina.
• Membrana Externa: Se continúa con el Retículo Endoplasmático y puede tener ribosomas adheridos.
• Poros Nucleares: Complejos proteicos que atraviesan ambas membranas de la envoltura. Permiten el transporte selectivo entre el núcleo y el citoplasma.
• Nucleoplasma: Matriz semifluida dentro del núcleo, análogo al citoplasma, donde se encuentran la cromatina y el nucléolo.
• Cromatina: Complejo de ADN asociado a proteínas (principalmente histonas).
• Heterocromatina: Cromatina altamente condensada y transcripcionalmente inactiva (genes "apagados"). Se encuentra en la periferia del núcleo.
• Eucromatina: Cromatina menos condensada y transcripcionalmente activa (genes que pueden ser "leídos"). Se ubica más hacia el centro del núcleo.
• Nucléolo: Estructura no membranosa dentro del nucleoplasma.
• Función: Síntesis y procesamiento de ARNr (ARN ribosómico) y ensamblaje de las subunidades ribosomales. Contiene los genes de ARNr.

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Transporte Núcleo-Citoplasma

• Generalidades: El intercambio de moléculas entre el núcleo y el citoplasma ocurre principalmente a través de los poros nucleares. Es un transporte bidireccional y selectivo.
• Moléculas que SALEN del Núcleo:
• ARNm, ARNt, ARNr (subunidades ribosomales ya ensambladas): Salen hacia el citoplasma para la síntesis de proteínas.
• Moléculas que ENTRAN al Núcleo:
• Proteínas nucleares: Ej., histonas, ADN polimerasas, ARN polimerasas, factores de transcripción, importinas/exportinas.
• Nucleótidos y ATP: Materias primas para la síntesis de ADN y ARN, y energía.
• Mecanismo de Transporte a través del Poro Nuclear (Ej. proteínas):
• Señal de Localización Nuclear (NLS): Secuencia de aminoácidos específica en proteínas destinadas al núcleo. Es reconocida por importinas.
• Señal de Exportación Nuclear (NES): Secuencia de aminoácidos en proteínas/ARN que deben salir del núcleo. Es reconocida por exportinas.
• Importinas/Exportinas: Proteínas de transporte que actúan como "carriers" o transportadoras, uniendo las moléculas con NLS/NES.
• Ran/GTP: Proteína G monomérica (GTPasa) que proporciona la direccionalidad y energía al transporte.
• En el núcleo, Ran está mayormente unida a GTP (gracias a Ran-GEF).
• En el citoplasma, Ran está mayormente unida a GDP (gracias a Ran-GAP).
• Ejemplo de entrada: Importina + proteína con NLS entran al núcleo. Ran-GTP se une a la importina, causando que libere la carga. La importina + Ran-GTP salen al citoplasma, donde Ran-GTP se hidroliza a Ran-GDP, liberando la importina.
• Ejemplo de salida: Exportina + Ran-GTP + carga con NES se unen y salen del núcleo. En el citoplasma, Ran-GTP se hidroliza, liberando la exportina y la carga.

Ciclo Celular

• Definición: Secuencia ordenada de eventos por los que una célula duplica su contenido y se divide en dos células hijas.
• Fases Principales:
• Interfase (mayor parte del ciclo): Período de crecimiento celular y replicación del ADN.
• G1 (Gap 1): Crecimiento celular, síntesis de proteínas y ARN. La célula decide si se divide o entra en G0.
• S (Síntesis): Replicación del ADN. Cada cromosoma se duplica y consta de dos cromátides hermanas.
• G2 (Gap 2): Crecimiento celular, preparación para la mitosis, síntesis de proteínas necesarias para la división. Se revisa si la replicación del ADN fue correcta.
• Fase M (Mitosis/Meiosis y Citocinesis): División nuclear y división del citoplasma.
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Regulación del Ciclo Celular

• Controladores Clave:
• Ciclinas: Proteínas cuya concentración varía cíclicamente. Actúan como subunidades reguladoras.
• CDK (Quinasas Dependientes de Ciclina): Enzimas cuya actividad depende de su unión a ciclinas. Son quinasas, es decir, fosforilan proteínas diana para promover la progresión del ciclo.
• Complejos Ciclina-CDK: La unión de una ciclina a su CDK correspondiente activa la CDK, permitiendo la progresión a la siguiente fase del ciclo.
• Puntos de Control (Checkpoints): Momentos críticos donde la célula verifica si las condiciones son adecuadas para avanzar. Si hay errores, el ciclo se detiene hasta que se corrijan.
• Punto de Control G1: "¿Es el ambiente favorable? ¿Hay daños en el ADN?" Si no hay daño y el ambiente es favorable, la célula entra en fase S. Es el punto más importante para la decisión de dividirse.
• Punto de Control G2: "¿Se replicó el ADN completamente y sin errores? ¿La célula es lo suficientemente grande?" Si no hay errores, entra en mitosis.
• Punto de Control M (metafase/anafase): "¿Están todos los cromosomas correctamente anclados al huso mitótico?" Fundamental para asegurar que cada célula hija reciba un juego completo de cromosomas.
• Reguladores Negativos (Ejemplos):
• p53 (Guardían del genoma): Si detecta daño en el ADN, detiene el ciclo en G1 (mediante p21) o induce apoptosis si el daño es irreparable.
• p21: Proteína que inhibe la actividad de los complejos Ciclina-CDK, deteniendo el ciclo en G1 o G2.
• Rb (Retinoblastoma protein): En su forma activa (no fosforilada), Rb bloquea la transcripción de genes necesarios para la fase S. Las CDK activas fosforilan Rb, inactivándolo y permitiendo la progresión a S.
• Degradación de Ciclinas: Para que la célula salga de una fase y entre en la siguiente, las ciclinas correspondientes a la fase anterior deben ser degradadas. Esto se logra mediante ubiquitinación (marcado para degradación) y proteasomas.
• Ejemplo: El APC/C (Anaphase Promoting Complex/Cyclosome) es una ligasa de ubiquitina que degrada ciclinas mitóticas, permitiendo la salida de la mitosis.

Mitosis

• Definición: Tipo de división celular que da lugar a dos células hijas genéticamente idénticas a la célula madre y entre sí (diploides, 2n).
• Propósito: Crecimiento, reparación de tejidos, reemplazo celular, reproducción asexual.
• Fases:
• Profase: Cromatina se condensa en cromosomas visibles (cada uno con dos cromátides hermanas). Formación del huso mitótico.
• Metafase: Cromosomas se alinean en el plano ecuatorial de la célula (placa metafásica).
• Anafase: Cromátides hermanas se separan y migran hacia polos opuestos de la célula, arrastradas por el acortamiento de los microtúbulos del huso.
• Telofase: Cromosomas descondensan en los polos. Re-formación de la envoltura nuclear alrededor de cada juego cromosómico. Citoquinesis (división del citoplasma) comienza.
• Citocinesis: División del citoplasma. En células animales, por un anillo contráctil de actina y miosina. En células vegetales, por la formación de una placa celular.
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Meiosis

• Definición: Tipo de división celular que produce cuatro células hijas genéticamente diferentes a la célula madre y entre sí, con la mitad del número de cromosomas (haploides, n).
• Propósito: Formación de gametos (óvulos y espermatozoides) para la reproducción sexual. Asegura la variabilidad genética.
• Dos Divisiones Consecutivas:
• Meiosis I (División reduccional): Separa cromosomas homólogos.
• Profase I: La más larga y compleja. Ocurre apareamiento de cromosomas homólogos (sinapsis) y entrecruzamiento (crossing-over), intercambio de material genético entre cromátides no hermanas, lo que genera variabilidad.
• Metafase I: Pares de cromosomas homólogos se alinean en la placa metafásica.
• Anafase I: Cromosomas homólogos se separan y migran a polos opuestos. Las cromátides hermanas permanecen unidas.
• Telofase I y Citocinesis I: Se forman dos células hijas haploides, cada una con cromosomas compuestos por dos cromátides.
• Meiosis II (División ecuacional): Separa cromátides hermanas. Similar a la mitosis.
• Profase II, Metafase II, Anafase II, Telofase II y Citocinesis II: Las dos células de Meiosis I se dividen, resultando en un total de cuatro células haploides, cada una con cromosomas de una sola cromátide.
• Importancia:
• Reducción del número cromosómico: De diploide (2n) a haploide (n).
• Variabilidad Genética: Por entrecruzamiento y segregación independiente de los cromosomas homólogos en Metafase I.

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Diferenciación Celular

• Diferenciación Celular: Proceso por el cual una célula se vuelve más especializada en su estructura y función. Implica la expresión génica diferencial (activación o inactivación de sets específicos de genes).
• Determinación Celular: Proceso que precede a la diferenciación, donde una célula ya ha "decidido" su destino, aunque aún no muestre los caracteres morfológicos de esa diferenciación.
• Célula Huevo (Cigoto): Célula totipotencial, resultado de la fecundación.
• Etapas Tempranas del Desarrollo Embrionario:
• Segmentación: Divisiones mitóticas rápidas del cigoto sin aumento de tamaño global, produciendo blastómeros.
• Mórula: Estadio temprano, masa sólida de blastómeros con forma de mora. Las células internas se unen por uniones comunicantes, las periféricas por uniones oclusivas.
• Blastocisto: Esfera hueca.
• Masa Celular Interna (MCI) / Embrioblasto: Grupo de células internas que dará origen al embrión. Es pluripotencial.
• Trofoblasto: Capa externa de células que formará parte de la placenta y membranas extraembrionarias.
• Gastrulación: Formación de las tres capas germinales embrionarias a partir del macizo celular interno (aproximadamente 2 semanas después):
• Ectodermo: Origen de epidermis, sistema nervioso, órganos de los sentidos.
• Mesodermo: Origen de músculos, huesos, sistema circulatorio, riñones, etc.
• Endodermo: Origen del revestimiento del tubo digestivo y respiratorio, hígado, páncreas.
• Determinantes Citoplasmáticos: Moléculas (ej., ARNm, proteínas reguladoras) distribuidas asimétricamente en el citoplasma del óvulo/cigoto. Se reparten desigualmente entre las primeras células del embrión, influyendo en la expresión génica y la diferenciación inicial. Actúan como factores de transcripción.
• Inducción Celular: Proceso por el cual un grupo de células (inductoras) influye en el destino de otras células (inducidas) a través de señales (moléculas inductoras). Las células a diferenciar deben tener los receptores específicos para estas moléculas.
• Potencialidad Celular:
• Totipotencial: Célula capaz de originar un organismo completo y todos sus tejidos (ej., cigoto, blastómeros muy tempranos).
• Pluripotencial: Célula capaz de dar origen a todos los tipos celulares del cuerpo, pero no a un organismo completo (ej., células de la masa celular interna del blastocisto, células madre embrionarias).
• Multipotencial: Célula capaz de diferenciarse en varios tipos celulares relacionados dentro de un linaje (ej., células madre hematopoyéticas que originan diferentes tipos de células sanguíneas).

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