Division Celular mitosis

		División celular Interfase Fases de la MItosis Citocinesis Genoma Poliploidía MITOSIS El ciclo celular (Fig. 9.6) es la serie de eventos que se suceden en una célula en división Se reconocen dos etapas: MITOSIS, división del núcleo en dos núcleos hijos y división del citoplasma. INTERFASE, durante la cual la célula crece y el ADN se duplica. Comprende tres períodos: G1, S y G2. G1 (gap 1) es un período de crecimiento activo del citoplasma, incluyendo la producción de los orgánulos. Durante el período S (síntesis) se replica el ADN.
En G2 (gap 2) se sintetiza el material citoplasmático necesario para la división celular, como por ejemplo las moléculas de tubulina, proteína que compone los microtúbulos para el huso acromático.

Fig. 9.6. Ciclo celular
En células que se dividen activamente, la mitosis ocupa un 10% y la interfase el 90% del ciclo. Los períodos G1 y G2 ocupan cada uno un 25%, y el período S el 40%. La mitosis fue descubierta por Hoffmeister, en 1848, en células de embriones vegetales. Es un mecanismo de separación física de los cromosomas que se han duplicado durante la interfase. En los organismos unicelulares es una forma de multiplicación, y en los pluricelulares, es la responsable del crecimiento del cuerpo vegetativo.

El resultado de la mitosis es la formación de 2 células hijas con el mismo número de cromosomas que la célula madre.

¿En qué parte de la planta se encuentran células que se dividen por mitosis?

En la planta las células que se dividen activamente por mitosis
se ubican en los meristemas. En determinadas ocasiones
cualquier célula viva con núcleo puede
desdiferenciarse y dividirse por mitosis (Figs. 9.7 y 9.7a).

Fases de la Mitosis

La mitosis es un proceso continuo, que convencionalmente
se divide en cuatro etapas: profase, metafase,
anafase y telofase.

Fig. 9.7. Mitosis en células de Allium cepa
	Profase (pro: primero, antes). Los cromosomas se visualizan como largos filamentos dobles que se van acortando y engrosando. Cada uno está formado por un par de cromátidas que permanecen unidas sólo a nivel del centrómero. En esta etapa los cromosomas pasan de la forma laxa de trabajo a la forma compacta de transporte. La envoltura nuclear se fracciona en una serie de cisternas que ya no se distinguen del RE, de manera que se vuelve invisible con el microscopio óptico También los nucleolos desaparecen, se dispersan en el citoplasma en forma de ribosomas.
	Metafase (meta: después, entre). Aparece el huso mitótico o acromático, formado por haces de microtúbulos; los cromosomas se unen a algunos microtúbulos a través de una estructura proteica laminar situada a cada lado del centrómero , denominada cinetocoro También hay microtúbulos polares, más largos que se solapan en la región ecuatorial de la célula. Los cromosomas muestran el máximo acortamiento y condensación, y son desplazados por los microtúbulos hasta que todos los centrómeros quedan en el plano ecuatorial. Al final de la metafase se produce la autoduplicación del ADN del centrómero, y en consecuencia su división.
	Anafase (ana: arriba, ascendente) Se separa los centrómeros hijos, y las cromátidas, que ahora se convierten en cromosomas hijos. Cada juego de cromosomas hijos migra hacia un polo de la célula. El huso mitótico es la estructura que lleva a cabo la distribución de los cromosomas hijos en los dos núcleos hijos. El movimiento se realiza gracias a la actividad de los microtúbulos cromosómicos, que se van acortando en el extremo unido al cinetocoro. Los microtúbulos polares se deslizan en sentido contrario, distanciando los dos grupos de cromosomas hijos (Strasburger et al. 1994).
Hay drogas específicas que influyen experimentalmente en la formación y descomposición de los microtúbulos. La colquicina o colchicina es un alcaloide extraído de Colchicum autumnale que inhibe la polimerización de moléculas de tubulina. Cuando se aplica a células en división, impide la formación de los microtúbulos, por lo tanto no se forma el huso mitótico, y la consecuencia es que se duplica el número de cromosomas de la célula.
	Telofase (telos: fin). Comienza cuando los cromosomas hijos llegan a los polos de la célula. Los cromosomas hijos se alargan, pierden condensación, la envoltura nuclear se forma nuevamente a partir del RE rugoso y se forma el nucleolo a partir de la región organizadora del nucleolo de los cromosomas SAT.
Preparado histológico: gentileza de Guillermo Seijo

Fig.9.7a, Representación esquemática de la mitosis

Imagen tomada de Berg (1997)

CITOCINESIS Y FORMACIÓN DE LA PARED CELULAR

Citocinesis es la división del citoplasma, ocurre luego que se ha dividido
el núcleo en dos núcleos hijos durante la mitosis. En las plantas superiores,
durante la telofase tardía, aparece en el ecuador de la célula, una estructura
llamada fragmoplasto.

Está constituida por dos sets de microtúbulos con polaridad opuesta que superponen sus extremos en el plano de división. Se forma a medida que el huso acromático desaparece. Entre los microtúbulos aparecen numerosos dictiosomas, que se unen formando una gran cisterna. En su interior se encuentran los polisacáridos necesarios para la formación de la laminilla media y de la fase amorfa de la pared primaria (Fig.9.8). La membrana de los dictiosomas unidos entre sí se transforma en membrana plasmática. Túbulos del retículo endoplasmático se disponen en la placa celular en formación, perpendicularmente con respecto a ella. A medida que se forma la pared primaria, quedan mangas citoplasmáticas alrededor de los túbulos del retículo endoplasmático , rodeadas por la membrana plasmática : constituyen los plasmodesmos primarios.	Fig.9.8.Formación de la pared primaria
	Imagen modificada a partir de Strasburger et al. (1986)

Los microtúbulos juegan un papel importante, al determinar
la orientación y disposición de las microfibrillas de celulosa
que constituyen la fase fibrilar de la pared primaria.
Las microfibrillas son sintetizadas por las
rosetas de celulosa-sintasas ubicadas en la membrana
plasmática. La formación del tabique progresa en forma
centrífuga hasta alcanzar la periferia, exactamente
en el lugar donde se formó la banda preprofásica (Fig. 8.12).,

GENOMA

El juego de cromosomas diferentes que incluye el
surtido completo de genes necesarios para
caracterizar una especie determinada se llama genoma y se
representa con la letra x.
El genoma puede estar representado 2 ó más veces en el
complemento cromosómico de una especie. Así en una
especie diploide, la célula somática presenta 2 genomas
, es decir que 2n=2x. Los gametos presentan un solo
genoma, son haploides, es decir que n=x. Los gametos
se forman después de la meiosis, división celular en la cua
l una célula madre origina 4 células hijas con el número
cromosómico reducido a la mitad. Además esas células
hijas son diferentes a la célula madre y también diferentes entre sí. ,

El resultado de la meiosis es la formación de 4 células hijas con la mitad de cromosomas que la célula madre

En qué partes de la plantas hay células que se dividen por meiosis?

En los sacos polínicos de las anteras, encontramos
microsporocitos y en el óvulo una célula llamada macrosporocito
, que se divide por meiosis. La meiosis siempre está asociada
a la reproducción sexual, dando por resultado la formación de
esporas o gametas.

POLIPLOIDÍA

Hay organismos o células cuyos núcleos presentan más
de dos genomas, y estas células u organismos se denominan
poliploides. El grado de ploidía puede variar, así hay
organismos triploides (3x), tetraploides (4x),
hexaploides (6x), etc. Por ejemplo: Triticum aestivum, es un
hexaploide. La causa de este fenómeno son las perturbaciones
de la división nuclear, que pueden producirse naturalmente por
altas temperaturas, radiaciones, y experimentalmente con ciertas
drogas como la colchicina. Las células poliploides son
frecuentemente mayores, y en consecuencia también lo son las
plantas, frutos, etc. Esto tiene importancia comercial y por eso se
utilizan mucho las plantas poliploides en agricultura.,

POLIPLOIDÍA SOMÁTICA O ENDOPOLIPLOIDÍA

Normalmente dos genomas en cada célula son suficientes
para producir la cantidad necesaria de ARN para dirigir la
síntesis proteica. Sin embargo, en las células vegetales muy activas
metabólicamente, dos copias parecerían insuficientes, y entonces
el núcleo replica su ADN volviéndose poliploide. Parecería que en las
plantas superiores, muchos tipos de células son poliploides. Los vasos
del xilema, las células del tapete, las células secretoras, muchos pelos,
etc. son generalmente poliploides. En un mismo individuo pueden
aparecer células con distintos niveles de ploidía: en Tropaeolum majus
se han encontrado células en el pecíolo con nivel de ploidía 32x; células
en tallo 128x y ciertas células del tegumento seminal son 1024x.
A veces se forman células polinucleadas, como por ejemplo en los tubos
laticíferos, en el endosperma y en las células del tapete.
Otras veces se produce politenia, es la multiplicación de ADN sin aumento
del número cromosómico. Cromosomas politénicos muy grandes se han
encontrado en el suspensor del embrión de Phaseolus coccineus
, Phaseolus vulgaris y Loasa sp.,

Niveles de ploidía en una especie con x=5
Nivel de ploidía	Nº somático	Nº gamético
Diploide	2n= 2x= 10	n= x= 5
Triploide	2n= 3x= 15	----
Tetraploide	2n= 4x= 20	n= 2x= 10
Hexaploide	2n= 6x= 30	n= 3x= 15

Tareas para desarrollar

1. Que tipos de tejidos se encuentran en el ser humano? descríbalos brevemente y enumere las células que los componen, describa la función de estos tejidos.
2. De ejemplos de seres unicelulares.
3. Que animales unicelulares pueden causar enfermedades serias en el ser humano?
4. De ejemplos de seres pluricelulares que no poseen diferenciacion de tejidos.
5. Describa la mitosis y sus fases.
   

Seres unicelulares y pluricelulares

Entre los seres vivos hay diferentes sistemas de organización, que van desde los seres unicelulares ......que tienen las capacidades para realizar todas sus funciones vitales sin ayuda de otras células, , los seres pluricelulares simples en las que no hay diferenciación de funciones entre las diferentes capas celulares (tejidos) que los componen, y los seres pluricelulares cuyas capas celulares estan diferenciadas en funciones, cada tejido realiza y cumple una función dentro del organismo en el que se encuentra, y asi cada celula que compone un tejido tendrá una estructura celular peculiar, esa estructura celular es visible con diversas tecnicas de funcion que nos revelan al microscopio esas estructuras.

Organización de los tejidos.
basicamente pueden distinguirse dos tipos de tejidos animales
aquellos en el que existe substancia intercelular en abundancia, y aquellos en que las celulas estan tan juntas que literalmente conforman una pared.

Entre los primeros se encuentran los tejidos conjuntivos ( tejido conjuntivo oseo, sanguineo, dental y el cartilaginoso y entre los segundos se encuentran los epitelios que recubren y tapizan los organos.

membrana citoplasmatica

Celula vegetal

Celula animal

Biologia celular = Citología

Biologia

La biología es la ciencia que estudia los seres vivos y su relación con el medio que los rodea. Así que las bacterias, los mamiferos, los insectos, y todo aquello que vive no puede ser estudiado sin conocer y comprender el medio en el que viven ya que este determina los cambios que se generan en los seres vivos y estos a su vez determinan las características y cambios que se producen en el medio ambiente. Un ejemplo clásico de esta mutua dependencia e interacción es la introducción de cabras a ecosistemas que antes no las tenian, las cabras depredan "consumen" literalmente todo aquello que se les encuenta a su paso, inclusive las raíces de las plantas de los lugares "colonizados" por ellas dejando a su paso páramos libres de vegetación donde otras especies de animales no pueden desarrollarse .

En nuestras clases del Colegio Americano de Miraflores hemos enpezado por estudiar las características de los seres vivos, luego las características de las células animales y vegetales y la constitución de la membrana celular y su función dentro de la celula, asi como los diferentes organelos que componen la célula y su función dentro de ella.

La célula y su estructura

Hemos definido la célula como la unidad morfológica, fisiológica y genética de todo ser vivo, es decir que la célula como tal es la menor unidad viva que puede conservar su forma, su función y reproducirse manteniendo la información genética, "el programa" que hace que la célula sea lo que es y lo que será, y como funcionará.

La célula posee tres diferentes partes principales bien diferenciadas: el citoplasma, el núcleo y la membrana celular y en las células vegetales se distingue ademas una pared vegetal que sirve como esqueleto celular y constituye en las plantas y algas el único tejido de sósten funcional comparable al esqueleto óseo.

La membrana celular está constituída por una doble capa de lipidos y proteínas cuya función consiste en aislar, protejer y regular el crecimiento de la célula unicelular y en los seres pluricelulares dentro de un tejido.

La membrana celular no es un límite inerte, sino una estructura funcional de la célula que regula el transporte de substancias desde y hacia el interior de la célula. Dos procesos funcionales de mucha importancia tienen lugar en la membrana celular el transporte activo y el transporte pasivo. La membrana celular funciona como un filtro que deja pasar substancias necesarias al interior de la célula y elimina aquellas que pueden ser nocivas a la célula, o que tienen que tomar parte en algún proceso del tejido que componen. Asi las membranas de las células del cerebro (que fabrican los transmisores nerviosos) dejan salir las substancias de transmisión en el momento adecuado en que estas se necesitan.

De acuerdo a la especialización de cada tipo de células existe una espeialización de la membrana celular. Una de las funciones mas importantes de la membrana celular se encuentra en la llamada "bomba de sodio y potasio" que regula la diferencia de potencial eléctrico de la célula y el contenido de electrolitos en el interior y en el entorno de las células, esto es un ejemplo muy importante de función de la membrana celular de transporte activo.

El Transporte pasivo a través de la membrana celular tiene lugar por procesos normales de difusión de gases a través de la membrana celular de los lugares de mayor concentración de gases a los lugares de menor concentración de ellos, sin que haya gasto de energía por parte de la célula, o por el proceso conocido como ósmosis en el que el movimiento de fluidos (líquidos) principalmente el agua se realizan también siguiendo el principio de movimiento de moléculas del fluido en función de la concentración, es deci que las moléculs de fluido se movilizan de un lugar de mayor a un lugar de meno concentración.

El núcleo es una estructura citoplasmática en el que en la célula en estado de reposo la cromatina (material genetico, ADN) se aprecia como una sustancia amorfa en la que no se distinguen los cromosomas, sin embargo se pueden distinguir zonas activas y zonas inactivas de ella, las zonas activas de la cromatina corresponden a los genes que se estan expresando para dirigir algun tipo de actividad celular mientras que las zonas inactivas estan recubiertas por unas proteínas llamadas histonas que son proteínas que se encargan de reprimir la expresión genética convirtiendo a los genes que reprimen en genes inactivos. Dentro del núcleo se encuentra el nucleolo el que se encarga de la síntesis de los ribosomas.

En el citoplasma se sitúan diferentes organelas citoplasmáticas, las mitocondrias en las que se realiza la respiración celular, el retículo endoplásmatico con sus ribosomas que es un sistema de membranas trabeculares en las que se realiza la síntesis de proteínas y de algunos lípidos, los lisosomas que son organelas encargadas de la autólisis (autodestrucción) celular y que juega un papel muy importante en las células de defensa del organismo como los macrófagos , leucocitos, neuroglia, y también en las células que regulan el crecimiento de los tejidos como los osteoclastos (celulas que hacen que el tejido oseo no crezca ilimitadamente), las vacuolas que son estructuras que se encargan de almacenar substancias de desecho asi como substancias de reserva.

Otra organela muy importante en la división celular es el centríolo que dirige la migración de los cromosomas hacia los polos celulares mediante una serie de hilos (microtubulos de actina y miosina) durante la division celular......En las células muy especializadas como las del cerebro no existen centríolos así que la división celular no es posible.

Ademas tenemos en la celula vegetal la pared celular que constituye en los vegetales el sostén esquelético de ellas y que esta constituído en los vegetales jóvenes por celulosa y en los vegetales viejos por súber (una substancia a la que comunmente le llamamos corcho), los plastidios entre los que podemos contar a los cloroplastos responsbles de la fotosíntesis (la función mas importante de nuestro planeta ya que sin ella jamas hubiera habido una atmosfera con oxígeno y la vida animal como la conocemos no hubiera sido posible), existen otro tipo de plastidios que sintetizan diferentes tipos de substancias como los leucoplastos, amiloplastos cromoplastos etc...... estas son ls principales diferencias entre una célula vegetal y una célula animal.

Una diferencia que podemos concluir de lo dicho anteriormente es que las células vegetales son autótrofas y las céluas anmales heterótrofas. Las células vegetales realizan la fotosíntesis y producen a partir de la energía del sol, el anhidrido carbónico de la atmósfera y agua, azúcares, y oxígeno en forma gaseosa, mediante el cual acumulan la energía lunminica como energía quimica en los enlaces de carbono de los azúcares.