Estructura y funcionamiento del núcleo celular y ciclo celular en eucariotas, Apuntes de Lenguaje y práctica musical

¡Descarga Estructura y funcionamiento del núcleo celular y ciclo celular en eucariotas y más Apuntes en PDF de Lenguaje y práctica musical solo en Docsity! Núcleo y Ciclo celular 2º Bachillerato El núcleo es el principal orgánulo de la célula eucariota animal y vegetal, pues contiene la información genética en forma de ADN, y es donde se realiza la replicación del ADN y la síntesis de todos los ARN. El núcleo tiene aspecto muy distinto según el momento del ciclo en el que se encuentre. Así, se distingue: Núcleo interfásico cuando la célula no se está dividiendo. Núcleo mitótico cuando se diferencian los cromosomas, y la célula se va a dividir. El núcleo interfásico, como veremos, tiene una doble membrana nuclear y el ADN formando parte de unas fibras de cromatina desenrolladas. Aunque al núcleo interfásico erróneamente se le ha llamado núcleo en reposo, es en este momento cuando su actividad es más elevada, ya que las fibras de  ADN (cromatina) están extendidas para permitir su transcripción a ARN, y para duplicarse antes de la división celular. Características del núcleo celular Se encuentra en todas las células eucariotas y contiene la información genética (además de la contenida en mitocondrias y cloroplastos). Normalmente sólo hay un núcleo por célula, pero excepcionalmente puede haber más. Como por ejemplo, en los casos en que se producen: • Sincitios: por desaparición de la membrana de varias células uninucleadas, quedando una única célula plurinucleada. Ejemplo: en células musculares. • Plasmodios: se producen varias divisiones nucleares sin división del citoplasma. Por ejemplo, el protozoo Opalina ranarum, parásito del tubo digestivo de las ranas, con varias decenas de núcleos. Estos agregados tienen forma de masa gelatinosa, y otro ejemplo de ellos es el protozoo de la malaria (Plasmodium). El núcleo de las células vegetales, durante la interfase, suele ser discoidal y, suele estar en posición lateral, por la presión ejercida por las vacuolas. En las células animales, el núcleo interfásico suele ser esférico y, está en posición central. La forma del núcleo depende de la actividad celular y de la forma de la célula. El tamaño del núcleo varía mucho, aunque suele ser mayor en las células más activas. Para cada tipo de células existe una relación nucleoplasmática (RNP) entre el volumen del núcleo y el volumen del citoplasma, que se mantiene constante. Si el valor es menor porque el citoplasma ha crecido mucho, el núcleo no puede controlar tanto volumen, y es el momento de comenzar la división celular. Describiremos el Núcleo interfásico y el Núcleo en división por separado… • Envoltura nuclear (o carioteca) El núcleo está delimitado por una doble membrana, que dejan entre ellas un espacio intermembranoso o perinuclear. En algunas zonas, ambas membranas se fusionan dejando un espacio o poro (complejos de poro). Presenta la siguiente estructura: • La membrana nuclear externa tiene un grosor de 70 a 80 Å. En su cara citoplasmática presenta ribosomas adheridos. El espacio perinuclear y la membrana nuclear externa tienen continuación con la membrana del retículo endoplasmático. • El espacio perinuclear o intermembranoso está comprendido entre las dos membranas nucleares, y tiene un grosor de 100 a 200 Å, aunque en algunos lugares puede presentar dilataciones de hasta 700 Å. Se comunica directamente con el lumen del retículo endoplasmático. • La membrana nuclear interna tiene asociada a ella, por la cara del nucleoplasma, una red de fibras proteicas denominada lámina nuclear o corteza nuclear. Esta red de de filamentos proteicos entrelazados, tiene como función el servir de punto de anclaje para la cromatina y regular el crecimiento de la envoltura nuclear. Los poros nucleares son complejos de proteínas que atraviesan la envoltura nuclear. Los poros se forman o desaparecen según el estado funcional de la célula. Regulan el intercambio de moléculas entre el núcleo y el citosol. A través de los poros, pasan libremente moléculas hidrosolubles, y las macromoléculas como el ARN o las proteínas, que no son hidrosolubles, intervienen en mecanismos de transporte activo. Microscopio: Envoltura nuclear. Reticulo endoplasmático 54 Heterocromatina Eucromatina Poros nucleares Ribosomas Nucléolo nuclear í Membrana nuclear interna | Envoltura | nuclear Espacio perinuciear Membrana nuclear externa • Nucléolo Es una estructura esférica, situada en el interior del núcleo, que carece de membrana. Suele haber uno por célula, aunque algunas células pueden tener más (los ovocitos de los anfibios, por ejemplo, contienen más de un millar de nucléolos). El nucléolo es donde se sintetizan todos los tipos de ARNr. La función principal del nucléolo es la síntesis de ribosomas, transcribiendo el ARN ribosómico para formar sus componentes. Está relacionado con la síntesis de proteínas.. Los nucléolos son más destacados en la interfase, y desaparecen cuando los cromosomas se van condensando. Desaparece en la profase y reaparece en la telofase. Respuesta: La función principal del nucléolo es la síntesis de ribosomas, al transcribir el ARN ribosómico para formar sus componentes. Además, en el nucléolo se procesa y empaquetan las subunidades ribosomales que después saldrán al citosol. Si una sustancia tóxica destruye los nucléolos, no se sintetizarán ribosomas y no se podrá realizar la síntesis de proteínas, por lo que la célula morirá. Recuerda también que las células que tienen una síntesis de proteínas muy activa tienen muchos nucléolos. •Cromatina El material genético del núcleo en interfase se llama cromatina. Cada fibra de cromatina está formada por ADN asociados a histonas y a otras proteínas no histónicas. Ya se describió la cromatina en el tema de los ácidos nucleicos. Recibe el nombre de cromatina porque se tiñe con colorantes como el carmín acético o la orceína acética. • Cromatina • Cuando la célula se divide, la cromatina se condensa y forma los cromosomas, por lo que se puede decir que cromatina y cromosomas son dos estados diferentes de una misma sustancia. Son distintos por estos motivos: • En la interfase, se produce la síntesis de proteínas y ARN, y la duplicación del ADN, por lo es necesario que la información genética sea accesible, y el material genético se encontrará extendido (cromatina). • En la división celular, se reparte equitativamente el material genético a las células hijas. El material se encontrará individualizado cromosomas. 1 - Poro nuclear. 2 - Membrana nuclear 3 - Eucromatina 4 - Heterocromatina 5 - Nucleolo 1 Nucleolus Las fibras de cromatina están tan dispersas y enmarañadas que no se pueden distinguir. Durante el ciclo celular, en la fase S se duplica el ADN, y se crea una copia idéntica de cada cromosoma, por lo que a partir de entonces, cada cromosoma está formado por dos subunidades idénticas, denominadas cromátidas. Cuando comienza la fase M, las dos cromátidas de cada cromosoma se espiralizan y acortan, las fibras de cromatina se enrollan y empaquetan alrededor de unas proteínas no histónicas para formar el cromosoma mitótico. El cromosoma mitótico es la forma de poder repartir el material genético entre las dos células hijas sin dificultad, ya que la cromatina sería muy difícil de separarla equitativamente. Número de cromosomas Todas las células de un individuo, excepto las células sexuales, y todos los individuos de una misma especie, tienen el mismo número de cromosomas. La mayoría de los organismos son diploides (2n), teniendo un juego de cromosomas de origen materno y otro paterno. Los gametos (óvulos y espermatozoides), las esporas de los helechos y musgos, ciertas algas y las hifas de algunos hongos son haploides (n), por lo que contienen un único juego de cromosomas. Los humanos poseen 46 cromosomas, de los cuales 44 son autosomas, y los otros dos son los cromosomas sexuales: XX en la mujer y XY en el hombre. Estos cromosomas se pueden distinguir en células en metafase. Los cromosomas que tienen forma idéntica y son similares genéticamente, (ya que contienen información para los mismos caracteres), se denominan cromosomas homólogos. Uno de ellos procede del padre y el otro de la madre, por lo que el ADN de los cromosomas homólogos no es igual. En cambio, sí es igual el ADN de las cromátidas hermanas, ya que una cromátida se crea por duplicación (replicación del ADN) de la otra. ¿Cuál es la función principal del núcleo en una célula eucariota? Síntesis de proteínas. Almacenamiento de nutrientes. Replicación del ADN y síntesis de ARN. Producción de energía.  ¿Cuál es la función principal del núcleo en una célula eucariota? Síntesis de proteínas. Almacenamiento de nutrientes. Replicación del ADN y síntesis de ARN. Producción de energía.  ¿Qué sucede con la cromatina al comenzar la división celular? Se desenrolla. Se condensa y forma los cromosomas. Se duplica. Desaparece. ¡0 ¿Qué sucede con la cromatina al comenzar la división celular? Se desenrolla. Se condensa y forma los cromosomas. Se duplica. Desaparece.  Células procariotas. Células eucariotas. Todas las anteriores. E E a ¿Qué es un sincitio en relación con el núcleo celular? Una célula con múltiples núcleos. Una célula sin núcleo. Un tipo de núcleo vegetal. Un núcleo en reposo. RAEE IAS A Re e ara reno DI  DEIA A E e e IIS IA (OSEA A IA ri IR PAC (ESE IIA 0 q ó Pe a II ANA (UE rt 9 ee aiii TEPIC LE ptr A PI A DEA (UA CIO sr AA lOs TAREA ¿Qué es la relación nucleoplasmática (RNP)? La relación entre el número de núcleos y el citoplasma. La relación entre el volumen del núcleo y el volumen del citoplasma. La relación entre el núcleo y la membrana celular. La relación entre el núcleo y el retículo endoplasmático.  DAA A e e OS A (OSEA A A a ii IS ISA USES 04 dd 48 > Sl III APA (Eo ii O RE ISACOR O (LIE t90 A Prat A IEA (UI si AA A A ARA ¿Cuál es la fase del ciclo celular en la que el ADN está en forma de cromatina dispersa en el núcleo? Fase de mitosis. Fase de interfase. Fase de citocinesis. Fase de telofase.  DAA A e e OS A (OSEA A A a ii IS ISA USES 04 dd 48 E II ANA (UE rt 9 ia 46óÍ ENTERA (LIE e A III IA RA UE ICI II A SAA ESEIAó R e re r nre rdl I a OI io rd ! ¿Qué componente del núdeo se encarga de sintetizar todos los tipos de ARNr? Cromatina. Membrana nuclear interna. Nucléolo. Poros nucleares.  DIA A e OS IA EEE A A ri ISR PAC (OSEA ri Pi O Sl II APA (EEE Re ads ii ENTERA (LIE e A III IA RA UE ICI II A SAA ESEIAó R e re r nre rdl I a OI io rd ¿En qué fase del ciclo celular los nucléolos son más destacados y cuándo desaparecen? En la interfase; desaparecen en la mitosis. En la mitosis; desaparecen en la interfase. En la telofase; desaparecen en la profase. En la citocinesis; desaparecen en la anafase.  ¿Qué ocurre con los filamentos de cromatina durante la mitosis? Se dispersan en el citoplasma. Se condensan para formar los cromosomas. Se duplican. Se desintegran.  EL CICLO CELULAR El ciclo celular. Interfase: caracterización de los periodos G1, S y G2. La división celular: La mitosis. Fases. La división celular: La meiosis. Descripción esquemática del proceso (sinapsis, sobrecruzamiento o crossing-over y su expresión, los quiasmas, ). Importancia biológica de mitosis y meiosis. Significado biológico. Variabilidad genética.Células en las que tienen lugar. El ciclo celular por el que una célula pasa desde que aparece hasta que se divide en otras dos células, se divide en dos etapas distintas: e Interfase. o La fase G,. Aumenta de tamaño y duplica sus orgánulos. o La fase $, de representa la “síntesis”, en la que ocurre la replicación del ADN. o La fase G,. Síntesis de las proteínas necesarias para la fase M. e Mitosis, división celular o fase M: etapa corta en la que aparecen los cromosomas. Se reparte el material genético y los orgánulos entre las células hijas. Se divide en: o Cariocinesis: división del núcleo. o Citocinesis: división del citoplasma. Todas las células tienen que nacer y morir. Los seres pluricelulares pueden vivir más que las células que los componen, por lo que las células tienen que reproducirse, por lo menos, al mismo ritmo que mueren. A lo largo del ciclo celular, desde que la célula aparece hasta que se divide en otras dos células, la célula pasa por dos etapas distintas: • INTERFASE • MITOSIS, DIVISIÓN CELULAR O FASE M INTERFASE Durante la fase G1 algunas células se bloquean, dejan de dividirse y entran en la fase G0, en la que tienen una serie de transformaciones que le llevan a la diferenciación celular. La célula se especializa y expresa los genes que le permiten desarrollar su actividad en un tejido. Las células que están en la fase G0 para toda su vida, están en un estado de reposo o quiescencia. En algunos casos, como las neuronas y los glóbulos rojos, están tan especializadas que han perdido su capacidad de división celular. Existe un punto de restricción (punto R) o punto sin retorno, al final de G1, en el que la célula que ha llegado hasta dicho punto, tiene que seguir las fases S, G2 y M. ◦ Si la célula tiene un tamaño adecuado, dispone de nutrientes y es necesaria la reproducción, pasará a la fase S. ◦ Si escasean los nutrientes o se produce inhibición por contacto, la célula no se divide y no entrará en la fase S. A veces, una célula escapa a los controles normales de división y muerte celular. Cuando esa célula comienza a proliferar, reproduciéndose de modo descontrolado, comienza la patología del cáncer. Este crecimiento desmesurado puede dar lugar a la formación de una masa de células llamada tumor. Si se logra que una célula cancerígena se quede en fase G0, sin que se divida posteriormente, se habrá logrado un gran triunfo contra el cáncer. Fase S (S de síntesis de ADN) Después de que la célula haya aumentando su tamaño en G1, la célula tiene que seguir preparándose para la división celular. En esta fase, duplica su material genético, para que cada célula hija tenga una copia idéntica de los cromosomas de la célula (cromátidas hermanas unidas por un centrómero). Además de la replicación de ADN, también se produce la síntesis de proteínas histonas y de otras proteínas cromosómicas, que se unen al ADN recién formado. En la fase S también se duplican los dos centriolos. Cuando termine la interfase, comenzará la etapa M, donde las células se dividirán y repartirán su material genético (mitosis) y citoplasmático (citocinesis) entre las dos células hijas. Después comenzaría nuevamente la fase G1. Durante las fases G0, G1, S y G2, el núcleo celular se denomina núcleo interfásico, pero durante la fase M el núcleo se desintegra, y se hacen visibles los cromosomas. El número de divisiones de una célula es limitado, ya que es necesario para el correcto funcionamiento del organismo. A esto se le llama apoptosis o muerte celular programada. Cuando lleva alrededor de 50 divisiones, la célula entra en la fase G0, en un estado de senescencia, (abarca el envejecimiento de las células hasta que dejan de dividirse, pero no mueren) Posteriormente, llegará la muerte celular programada o apoptosis. La senescencia y apoptosis son necesarias para que el organismo funcione correctamente. E E SIA Consulta la página www.mendoza-sierra.org INACIO A MTRS AN > ASES de de CDK Ciclinas Síntesis de ADN Y CAS aL el Duplicación de ANOS O OS O O ES QQ Célula con cromosomas duplicados Ciclo celular en células eucar ióticas Al principio de la fase M, los cromosomas duplicados en la interfase se condensan haciéndose visibles al microscopio óptico. Cada cromosoma presenta dos cromátidas hermanas idénticas. La envoltura nuclear se desintegra, y después, se produce la separación de las cromátidas hermanas. Más tarde, se forman las dos envolturas nucleares y se divide el citoplasma para formar las dos células hijas, cada una con un núcleo. Así termina la fase M y comenzará nuevamente la interfase del siguiente ciclo celular. Las células hijas tienen la misma información genética que la célula progenitora. En la fase M no se sintetiza ARN ni proteínas División celular La división celular se puede realizar de dos formas: • Mitosis. Las células somáticas se dividen por mitosis para dar lugar a células con material genético idéntico. ◦ En organismos unicelulares, la mitosis es un mecanismo de reproducción asexual. ◦ En organismos pluricelulares, la mitosis es un mecanismo de multiplicación celular, para renovar células o tejidos dañados. • Meiosis. Las células germinales se dividen por meiosis para formar células haploides que, tras la fecundación, den lugar a células diploides. MITOSIS Aunque la mitosis es un proceso continuo, para facilitar su estudio, se divide en las cuatro fases siguientes: • Profase. • Metafase. • Anafase. • Telofase. Prometaphase Anaphase Cytokinesis Prophase | Metaphase | Telophase Interphase Interfase y mitosis • Profase En la interfase, antes de la profase, en la célula ya se han duplicado los centriolos y el material genético. En la fase G2 también se ha reorganizado el citoesqueleto. En la profase se producen los siguientes procesos: Centriolo | mm. Huso mitótico Cromátidas Citoplasma hermanas Cromosoma En la profase, los cromosomas están formados por dos cromátidas hermanas iguales, ya que proceden de la replicación, en la fase S de la interfase de una molécula de ADN. Sólo podrían ser distintas si se hubiera producido algún error en la replicación del ADN. INTERPHASE Prophase *Nucleolus disapears *Chromatin condenses into chromosomes "Separation of entrosomes "Formation of the miotic spindle  r ásica metaf Centrómero 2 O L + = 0 O Microtúbulo unido al tocoro cine  *Chromosome align in the metaphase plate •Anafase Durante la anafase se produce la separación de las cromátidas, yendo cada una a un extremo de la célula, arrastradas por las fibras cinetocóricas del huso, que se acortan. En la anafase, las dos cromátidas de cada cromosoma se separan, pasando a ser cromosomas independientes (como los de la fase G1) que migran hacia los polos opuestos para formar las estrellas hijas.