LA RANA DE UÑAS AFRICANA, PRIMER VERTEBRADO CLONADO (1962)

LUCHA CONTRA EL CÁNCER EN EL CNIO CON LA RANA NOBEL

 La bioquímica Ana Losada, con un ejemplar de Xenopus laevis
Su equipo estudia cómo se duplica el ADN antes de que una célula se divida, un proceso que, si sale mal, puede provocar un cáncer u otras enfermedades. Para entenderlo, cogen huevos de las ranas, preparan un puré con ellos y lo condimentan con esperma de macho. En ese potaje, los paquetes de ADN, los cromosomas, se pueden estudiar a placer. Losada y sus colegas pasan los días eliminando diferentes tipos de proteínas para observar los efectos de su ausencia en la duplicación del ADN. “Si entendemos cómo funcionan estas proteínas, podremos intentar encontrar su talón de Aquiles en las células cancerígenas”, aventura Losada, que despuntó en el Laboratorio Cold Spring Harbor de Nueva York (EE UU) antes de regresar a España.
En "materia, elpais.com".

FASES DE LA MEIOSIS: PROFASE I

PROFASE I
Los dos cromosomas homólogos se aparean formando un Par bivalente o tétrada (4 cromátidas), entre los que se produce un intercambio de fragmentos de ADN (trozos cromosómicos). Puede durar de meses a años. En la ovogénesis humana, la meiosis comienza en estado fetal, pero permanece en profase I hasta la pubertad, cuando por efecto de la FSH, cada 28 días, un ovocito primario continúa con el proceso meiótico. Acabando el desarrollo del feto femenino, las células madre de óvulos, los ovocitos primarios entran en meiosis, pero esta sólo transcurre hasta Diploteno, entrando en una fase llamada Dictioteno o de reposo, sin entrar en Diacinesis, hasta la pubertad. Por lo tanto, en la mujer, la profase I tiene una duración aproximada de entre 12 y 50 años (desde poco antes de nacer hasta la pubertad donde se reinicia el proceso y hasta la menopausia).

Leptoteno (del gr. hilos delgados)
 Los filamentos de ADN se condensan y forman los cromosomas.

Zigoteno (del gr. hilos apareados o emparejados)
 
Se forma el complejo sinaptonémico:

Fuente: De Images and legend courtesy of Daniel G. Peterson, Mississippi Genome Exploration Laboratory, Mississippi State University, Mississippi State, Mississippi, United States (http://www.msstate.edu/research/mgel/index.htm). - Hey J: What's So Hot about Recombination Hotspots? PLoS Biol 2/6/2004: e190. doi:10.1371/journal.pbio.0020190, CC BY 2.5, $3

El complejo sinaptonémico es una estructura proteica formada por dos elementos laterales y uno central que se van cerrando a modo de cremallera y que garantiza el perfecto apareamiento entre cromosomas homólogos durante la fase de zigoteno de la primera división meiótica. Mantiene a los cromosomas homólogos unidos y alineados el uno con el otro para la formación de los quiasmas en la recombinación que se realiza durante la posterior fase llamada paquiteno. La recombinación genética está mediada por la aparición entre los dos homólogos de una estructura proteica de 90 nm de diámetro llamada nódulo de recombinación. En él se encuentran las enzimas que medían en el proceso de recombinación.


Paquiteno (del gr. hilos gruesos)
 El entrecruzamiento consiste en la ruptura de las dobles hélices y su posterior unión alternada, produciéndose así la recombinación genética.
El quiasma (del gr. χίασμα, -ατος, disposición cruzada, como la de la letra χ) es el entrecruzamiento entre cromátidas no hermanas en el proceso de recombinación meiótica.




Diploteno (del gr. dos hilos)
Tras esta fase los ovocitos primarios entran en dictioteno (reposo) hasta la pubertad, en la que comienza la

Diacinesis (del gr. moverse a través de)
 
Los cromosomas se condensan más, observándose los quiasmas (puntos de unión).

así es la meiosis (UAM: Embriología Básica)

MEIOSIS (del gr. "meios", menos)

Su objetivo es producir haploides con diferente información genética entre sí y diferente de la c. madre. Sin meiosis no hay reproducción sexual.
Consta de dos divisiones consecutivas:
I: Reduccional. 1 (2n)-----------2 (n)
II. Ecuacional. 2 (n)-------------4 (n)

*Elabora una tabla con diferencias y similitudes entre mitosis y meiosis.
El proceso fue descrito por el biólogo alemán Weismann en 1890, pero fue el genetista norteamericano T.H. Morgan quien descubrió en la mosca del vinagre, Drosophila melanogaster el entrecruzamiento (crossover) que produce la recombinación entre cromosomas homólogos, mecanismo que aumenta la variabilidad genética de los núcleos resultantes. Por sus descubrimientos sobre el papel de los cromosomas en la herencia, recibió el Nobel de Medicina en 1933.
  

variación dela cantidad de ADN en la meiosis.
a) Indica a qué etapa corresponde cada letra.
b) ¿Cuántos pg de ADN tiene un núcleo haploide de esa c. en la telofase II?
c) ¿Y en la telofase I?
d) ¿Y al comienzo de la meiosis?
e) ¿Por qué si las células pasan de diploides a haploides la cantidad de ADN no se hace la mitad sino la cuarta parte?

FOTOSÍNTESIS Y BIOCOMBUSTIBLES.

El experto en biocombustibles, Daniel Nocera,ha descubierto un nuevo método para producir isopropanol

REPRODUCCIÓN SEXUAL PARTENOGENÉTICA (del gr. "parthenos", virgen)

A partir de un óvulo no fecundado (haploide) se origina un nuevo individuo. Eso ocurre con los zánganos de las abejas, que son machos partenogenéticos.  La partenogénesis podría haber surgido en la evolución por la infección de las abejas por una bacteria parásita intracelular, heredable con los óvulos: Wolbachia (una ricketssia, bacteria parásita intracelular que se cree puede haber originado las mitocondrias).También en hormigas.
 Célula de insecto infectada por Wolbachia, una ricketssia. Las hembras infectadas son capaces de reproducirse asexualmente a partir de óvulos no fecundados, produciendo hijas como descendencia.


En los pulgones coexiste una reproducción asexual partenogenética, que permite que en las condiciones favorables de la primavera y verano se multipliquen rápidamente, y una reproducción sexual partenogenética de producción de machos haploides, que producen espermatozoides que fecundan a los óvulos, originando huevos diploides.


En la Artemia salina, pequeño crustáceo utilizado en acuicultura, hay una partenogénesis que origina hembras.

CITOCINESIS O DIVISIÓN DEL CITOPLASMA

BIPARTICIÓN  se divide en dos partes más o menos iguales.
Por estrangulación.
La c. adopta una forma de reloj de arena (Dibujo superior). Se lleva a cabo mediante un anillo contráctil formado por fibras de actina.
 

Por septación o tabicación:
Se forma un septo o tabique a parir de vesículas del Glogi cargadas de pectina. Ocurre en las plantas y algas.

Longitudinal en protozoos flagelados como el tripanosoma, que produce la enfermedad del sueño, transmitido pos la mosca tsé-tsé o la de Chagas. Como se reproduce muy rápido, quedan unidos por el extremo formando una roseta de individuos.

Agente causante de la enfermedad de Chagas (una enfermedad olvidada), transmitido por la vinchuca:
 Triatoma infestans, insecto heteróptero redúvido.

PLURIPARTICIÓN, DIVISIÓN MÚLTIPLE O ESQUIZOGONIA (del gr. "skizos", dividir, y "gon", órganos sexuales).
Por sucesivas mitosis no seguidas de citocinesis, la c. se ha convertido en plurinucleada. Entonces, divide el citoplasma, originando tantas c. como núcleos. Es lo que ocurre en la esporulación de los esporozoos, como el Plasmodium, agente causante de la malaria.



GEMACIÓN
Se produce un bulto, la yema, en la que el núcleo, que ha sufrido una endomitosis, se alarga, proyectándose hacia ella introduciendo medio núcleo:

MITOSIS INTRANUCLEAR Y AMITOSIS

PLEUROMITOSIS (del gr. "pleura", costado)
Se ha observado en protistas flagelados, como los dinoflagelados (del gr, "dinos", rotatorio). En ellos el dinocarión (núcleo grande y haploide) no se rompe. Los cromosomas quedan prácticamente condensados toda la interfase, sin histonas y sin centrómeros. No tienen centriolos.
La mayor parte de dinoflagelados son fotosintéticos, formando parte del fitoplancton (se consideran algas). Otros son heterótrofos, formando parte del zooplancton (se consideran protozoos).

Los microtúbulos del huso pasan a través del núcleo mediante unos canales citoplasmáticos.

"ENDOMITOSIS".
Realmente no es un tipo de división celular sino sólo una duplicación o varias duplicaciones del ADN sin reparto del mismo entre núcleos hijos.
Puede generar poliploidía: 2n-------4n---------------8n...............
Esto ocurre en algunas c. humanas, como los megacariocitos o los hepatocitos. Tb en algunas c. tumorales.
 Dos megacariocitos en una muestra de médula ósea.
Tb puede generar cromosomas gigantes o politénicos, por sucesivas duplicaciones, sin separación de cromátidas. Esto ocurre. p. ej., en las c. de´las glándulas salivares de los dípteros, que tienen que producir una gran cantidad de enzimas.
Si ocurren 10 duplicaciones se pueden formar 1.024 cromátidas en cada cromososma:
1.....2......4.........8........16.......32.....64..........128..........256..........512......1.024

Las células de las glándulas salivares de los insectos del orden de los Dípteros presentan núcleos que se hallan en una interfase permanente. Durante el crecimiento y desarrollo de las larvas de estos insectos, la división celular se detiene en algunos tejidos pero las células continúan su crecimiento por incremento de volumen. Este proceso ocurre, por ejemplo, en los tubos de Malpighi, en las células nutricias de los ovarios, en el epitelio intestinal y en las células de las glándulas salivares. En las células de tejidos mencionados, los cromosomas sufren rondas repetidas de duplicaciones pero sin separarse, proceso conocido como endomitosis. Esto lleva a la producción de cromosomas constituidos por varios cientos o aún miles de hebras. Durante este proceso de politenización o politenia, los cromosomas incrementan tanto su longitud como su diámetro. De hecho, la longitud de los cromosomas de Drosophila en una metafase es del orden de 7,5μ mientras que el largo total de los cromosomas en un núcleo de las glándulas salivares es de alrededor de 2.000μ (2mm).^1 2

Además del cambio en el tamaño, los cromosomas politénicos presentan otras dos características. En primer lugar, los cromosomas homólogos están asociados entre sí en toda su extensión. Esta condición, denominada apareamiento somático es propia de la mitosis de la mayoría de los Dípteros.³ La otra característica peculiar es que los cromosomas muestran un patrón particular de bandeo transversal que consiste en zonas más oscuras, llamadas bandas, que alternan con zonas claras, llamadasinterbandas. Cuando se observan al microscopio óptico se identifican como bandas oscuras y claras transversales alternantes.⁴ Aunque la mayoría de las bandas son continuas a través del cromosoma, otras aparecen como una serie de puntos. Éste bandeo es reproducible de núcleo a núcleo, formando un patrón constante de tal manera que los cromosomas pueden ser identificados y mapeados en toda su longitud. Hay aproximadamente 5000 bandas y 5000 interbandas en total en el genoma de Drosophila melanogaster. Debido a que el patrón de bandeo que presentan los cromosomas politénicos es un reflejo constante de las secuencias de ADN, las bandas sirven como marcadores para localizar varias características genéticas (lugar de los genes, o cambios en el genoma debido a reordenamientos cromosómicos, por ejemplo deleciones, duplicaciones de bandas y translocaciones)^5 6 y se han utilizado en diversos estudios genéticos y evolutivos.

«Drosophila polytene chromosomes 2» de J. Albert Vallunen (User:albval) - Trabajo propio. Disponible bajo la licencia CC BY-SA 2.5 vía Wikimedia Commons - http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Drosophila_polytene_chromosomes_2.jpg#mediaviewer/File:Drosophila_polytene_chromosomes_2.jpg

AMITOSIS

es una división del núcleo por estrangulación sin reparto 100% equitativo de los cromosomas. La probabilidad de que cada núcleo hijo reciba cromosomas de cada tipo es muy alta, porque previamente se han producido muchas copias por endomitosis. Sin embargo, dado que no es un proceso perfecto, al cabo de unas 100 generaciones, el Macronúcleo del paramecio está envejecido y se regenera a partir del micronúcleo mediante un complicado proceso que pone en juego la reproducción sexual mediante conjugación: