MITOSIS ASTRAL Y ANASTRAL

La mitosis astral es la típica, la de las c. animales, que tienen centrosoma con áster:

El huso mitótico, en este caso, se llama Huso Astral.


Por el contrario, las células vegetales  y de algunos protistas no tienen áster ni centriolos, por lo que es una  Mitosis anastral. Al comienzo de la mitosis, en el centro organizador de microtúbulos, cerca del núcleo, una zona clara, se comienzan a formar los microtúbulos. Posteriormente se forman dos centros organizadores en los polos (casquetes polares) que actúan como si fuesen verdaderos centrosomas. El huso así formado es un huso anastral:

MITOSIS

Profase (15 min.)
La cromatina comienza a condensarse, primero la fibra de100 Angstrom se enrolla sobre sí misma para dar la fibra de 300 o solenoide, que después forman las dos cromátidas (hermanas) de cada cromosoma, quedando unidas por el centrómero, por tanto, desaparece el nucleolo, se forman dos centrosomas a partir del preexistente, que emigran a los polos. El crecimiento de los microtúbulos polares se produce por adición de unidades de tubulina al extremo más distal del centrosoma. En la profase tardía entra agua en el núcleo, que se hincha y se rompe. A la altura del centrómero se forma el cinetocoro que forma los microtúbulos o fibras cinetocóricas.

 Células de ratón en profase vistas con microscopio de fluorescencia.
 Condensándose la cromatina.


Metafase (del gr. "meta", siguiente)
Debido al alargamiento de las fibras cinetocóricas, los cromosomas se disponen en la Placa ecuatorial o metafásica:

"Metaphase chromosomes" by Simon Caulton - Own work. Licensed under CC BY-SA 3.0 via Wikimedia Commons - http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Metaphase_chromosomes.jpg#mediaviewer/File:Metaphase_chromosomes.jpg

 Metafase tardía, en la que se ha formado la placa, pero uno de los cromosomas (azules) aun no ha llegado.

Anafase (del gr. "ana", arriba)
Dura unos minutos y en ella se produce la Separación de las cromátidas hermanas, formándose los cromosomas anafásicos (con 1 sola cromátida, a diferencia de los metafásicos, que tenían 2). Esto ocurre por el acortamiento de los microtúbulos cinetocóricos.




Telofase (del gr. "telos", fin)
Comienza la descondensación de los cromosomas, de modo que van perdiendo su individualidad. La envoltura nuclear se reconstruye a partir de la lámina fibrosa o lámina nuclear, formada a partir del RE y de los restos de la membrana nuclear de la c. madre. Se forman los nucléolos a partir de las regiones organizadoras de nucléolos del ADN.
 

EL CICLO CELULAR EUCARIÓTICO

Las diferentes etapas s e distinguen claramente al m.o.
1. Interfase. Se observa claramente el núcleo.
    1.1. G1 (first gap) o intervalo previo a la duplicación del ADN.
Transcripción y traducción muy activas. Un solo diplosoma. Duración variable según el tipo de célula.. Determina la duración del ciclo celular. En algunas células, antes de llegar al punto de restricción R o punto de no retorno ( a partir del cual la c. entra en división), se manifiestan algunos genes que producen la especialización o diferenciación celular. en ese estado pueden permanecer desde días hasta toda la vida (las neuronas o las fibras musculares esqueléticas quedan permanentemente en ese estado, G0. En este estado, otras c., bajo la a cción de activadores mitóticos o mitógeno, como la GH o la auxina o como los más específicos EGF (factor de crecimiento epidérmico) o la eritropoyetina, pueden retornar a la fase G1 y alcanzar el punto R.
   1.2. S (síntesis de ADN).
Se duplica el ADN para que cada cromosoma comience la mitosis con dos cromátidas.
   1.3. G2 (second gap). 
Ahora la célula tiene el doble de ADN que al comienzo del ciclo. Continúa la síntesis de ARNm y de la histona H1, que permite la formación de la fibra de 300 Angstrom o solenoide y de las tubulinas que van a formar los microtúbulos del huso mitótico. Al final de esta fase ya hay dos diplosomas inmaduros.

 Si la cantidad de ADN está expresada en microgramos. ¿Qué cantidad habrá en los gametos?


2. División o fase M (mitosis).
   2.1. Cariocinesis o mitosis.
   2.2. Citocinesis o división del citoplasma.

La región organizadora nucleolar (o NOR, del inglés: nucleolar organizer region) es el sitio cromosómico donde se localizan los clusters de genes ribosómicos (ADNr) que codifican para el ARN ribosómico y que está asociado a una constricción secundaria.

Representación 3D de un núcleo en interfase. Sólo son visibles las NOR dominantes, ubicadas en los cromosomas específicos que forman el nucleolo. El resto de la cromatina ha sido retirada.

Se localizan en un número de cromosomas que varía dependiendo de cada especie. La existencia de una constricción secundaria en esa región cromosómica hace que al segmento cromosómico existente entre la constricción secundaria y el extremo del cromosoma se le denomine satélite cromosómico, de ahí la denominación de cromosomas SAT a aquellos cromosomas donde se encuentran las NORs.

Barbara McClintock en 1934 observó que a la formación del nucleolo sólo contribuían, de forma activa, aquellos cromosomas que presentaban esta constricción secundaria.

En los eucariotas, las regiones NORs están implicadas en la organización de los nucleolos (formados por ARN ribosómico y proteínas). Los nucleolos están relacionados con la formación de las sub-unidades ribosomales las cuales a su vez, están implicadas en la síntesis proteica.

RITMO DE REPRODUCCIÓN CELULAR: CÉLULAS HeLa

Depende de factores internos:
- RNP (Relación Nucleo-Plasmática) = Vol. (núcleo)/Vol. (citoplasma). Si baja determinado valor, la célula se divide (si el citoplasma se hace demasiado grande en relación al núcleo).
- S/V (Relación superficie a volumen celular). Como el volumen crece con el cubo y la superficie con el cuadrado del radio, al aumentar de tamaño la célula, llega un momento en que la superficie de intercambio es demasiado pequeña para un volumen celular demasiado grande.


Y de factores externos:
- Disponibilidad de espacio. Existe un efecto inhibidor de la proliferación celular por contacto o por densidad celular. Así se evita la formación de un tumor.
- Presencia de factores de crecimiento o agentes mitógenos, como las Auxinas (plantas) y GH (animales).

Un tumor se produce cuando las células se dividen sin parar. Si se mantienen en su lugar, es un tumor benigno. Si invaden tejidos vecinos, es un tumor maligno o cáncer. Si sus células s etransportan por la sangre hasta otros órganos, se habla de Metástasis.






 Células Hela (¿Helacyton?), células humanas inmortales extraídas del tumor de cuello de útero de Henrietta Lacks, línea celular human más antigua (1951), con la que se han hecho numerosas investigaciones, de las que han salido más de 70.000 artículos científicos:

BIO13: LA VIDAY MUERTE DE LA CÉLULA

Duración de la vida de las células animales: 8h a 200 días. Las neuronas pueden vivir toda la vida del organismo. Las fibras musculares viven años. Ej. hepatocitos humanos 150 días; eritrocitos 120. En los hepatocitos las mitocondrias viven 10 días: se dividen 15 veces durante la vida del hepatocito.


La muerte de la célula puede ser por Necrosis, accidental, o por Apoptosis, programada. Ésta se lleva a cabo por autolisis celular por ruptura de los lisosomas. El proceso fue descrito por el científico australiano Kerr en 1972, pero el Nobel se lo llevaron 30 años después tres científicos que descubrieron el control genético del proceso, que se caracteriza, desde el punto de vista morfológico por:
a) Retracción celular (shrinkage).
b) Condensación de la cromatina (chromatine condensation) y fragmentación en oligonucleosomas.
c) Formación de protuberancias (blebbling).
d) Ruptura de la célula en cuerpos apópticos, fagocitados por los macrófagos:

Control genético de la apoptosis en células de mamíferos:
Intervienen proteínas  de efectos antagónicos:
Bcl-2 protege a las células de la apoptosis.
Bax estimula el proceso.
Ambas se pueden asociar formando dímeros:
-los homodímeros Bax/Bax desencadenan la apoptosis.
- los heterodímeros Bax/Bcl2 determinan la supervivencia celular. 

Otras proteínas extracelulares, como las neurotrofinas o factores neurotróficos favorecen la superrvivencia de las neuronas, mientras que las Fas-L (ligando de la proteína Fas) inducen la apoptosis. La GH inhibe el proceso.

La apoptosis es importante en la renovación tisular y su ausencia es propia de células cancerosas, como las inmortales células HeLa:

ANABOLISMO HETERÓTROFO

Proceso metabólico de formación de moléculas orgánicas complejas a partir de otras más sencillas. Se realiza tanto en c. autótrofas como heterótrofas. Es un proceso de reducción, con gasto energético (ATP).

ANABOLISMO DE GLÚCIDOS
Pir------------------------Glucosa por la Gluconeogénesis (c. hepáticas y renales). Noes exactam. el proceso inverso a la glucólisis:

Glucogenogénesis:
Glucosa-6-P-----------------------Glucógeno (c. hepáticas y fibras musculares)


ANABOLISMO DE LÍPIDOS
a) Síntesis de A.G.: en el citosol


b) Síntesis de glicerol-3-P (para unirse a los A.G.): la DHA-3-P se reduce con el NADH por la Glicerol-3-P-Dhasa

c) Síntesis de triacilglicéridos:


ANABOLISMO DE AMINOÁCIDOS
Los 10 aa que nosotros no podemos sintetizar son los aa esenciales. La biosíntesis de aa generalmente se realiza a partir de ácidos orgánicos al que se le añade un grupo amonio:
Pir + amonio-----------------Ala
3-P-glicerato + amonio------Ser
alfa-k-glutarato (Krebs) + amonio + NADPH-----------------Glu
Muchos aa se forman por transaminación a partir de otros

FASE OSCURA: CICLO DE CALVIN

Calvin (PN Química 1961) y otros científicos determinaron el ciclo del fijación del carbono durante la fase oscura de la fotosíntesis mediante marcaje con isótopos radiactivos del C.
1ª fase. Carboxilación o fijación del dióxido de carbono mediante la RuBisCO (Ribulosa-Bifosfato-Carboxilasa-Oxigenasa).
Se une 1 molécula de dióxido de carbono (C1) a una de Ru1,5-Bifosfato (C5):

El 2º proceso es la fotorrespiración y se produce en el mesófilo foliar cuando la concentración de oxígeno es alta.
Siguiendo a la carboxilación, el 3-fosfoglicerato se fosforila con gasto de ATP y da lugar al 1,3-difosfoglicerato.
2ª fase: reducción del difosfoglicerato mediante la NADPH, originando el gliceraldehído-3-P.
éste puede seguir diferentes vías metabólicas:
a) en el estroma del cloroplasto, mediante el anabolismo puede producir almidón, A.G. o aa.
b) se puede exportar al citosol, donde por otra vía anabólica (gluconeogénesis) puede dar luagar a la glucosa.
c) se queda en el estroma para regenerar la Rubifosfato.

3ª fase: regeneración de la Rubifosfato.
El Gal-3-P origina la Ru-5-P, que por una fosforilación, con gasto de ATP, regenera la Ru-1,5-BiP

La incorporación de Ny S se realiza en el cloroplasto mediante la reducción del nitrato, que pasa a nitrito y éste a amonio.
El amonio reacciona con el alga-ceto-glutarato y forma Glu, reduciéndose con el NADPH.
  


El sulfato, por su parte, se reduce a sulfito y éste a sulfuro, la cual reacciona con la acetil-Ser, dando acetato y Cys. Este proceso, como en el caso de la reducción de compuestos de N, también requiere NADPH y ATP.

El ciclo en Proyecto Biosfera