Ciclo Celular y Reproducción Celular

Citocinesis

Durante la citocinesis, los orgánulos citoplasmáticos se distribuyen hacia los polos de la célula en división. Las mitocondrias y los cloroplastos, que se originan a partir de otros preexistentes, se reparten de manera que cada célula hija herede al menos uno de cada orgánulo para su funcionamiento. El retículo endoplasmático, por su parte, se fragmenta en vesículas durante la división, las cuales se distribuyen entre las células hijas. En las células animales, la división del citoplasma ocurre por estrangulamiento, un proceso en el que el huso mitótico define un surco de segmentación en el ecuador celular. En el interior de este surco se forma un anillo contráctil que lo estrecha, dando lugar a las células hijas.

Ciclos Biológicos

• Ciclo Haplonte: El cigoto diploide experimenta meiosis, dando lugar a un organismo adulto haploide.
• Ciclo Haplodiplonte: La meiosis se retrasa y el cigoto forma un organismo adulto diploide. Posteriormente, algunas de sus células sufren meiosis para producir un organismo adulto haploide. En este ciclo, el gametofito depende del esporofito.
• Ciclo Diplonte: La meiosis se retrasa considerablemente y ocurre justo antes de la fecundación. Las células resultantes de la meiosis actúan como gametos, dando lugar a un único adulto diploide.

Meiosis

La meiosis consta de dos divisiones nucleares sucesivas, cada una con las siguientes fases: Profase, Metafase, Anafase y Telofase.

Primera División Meiótica

En esta división, los cromosomas homólogos, compuestos por dos cromátidas hermanas, se aparean.

Profase I

1. Leptoteno: Los cromosomas se condensan, formando dos cromátidas.
2. Zigoteno: Los cromosomas homólogos se reconocen y se aparean mediante la sinapsis cromosómica, formando un par cromosómico bivalente.
3. Paquiteno: El complejo sinaptonémico da lugar a un núcleo proteico a los lados del ADN. Aquí se inicia el entrecruzamiento, controlado por los nódulos de recombinación, que rompe las cromátidas homólogas y permite la recombinación genética.
4. Diploteno: Comienza la desinapsis (separación de los cromosomas homólogos), que permanecen conectados por los quiasmas, puntos donde se produjo el entrecruzamiento.
5. Diacinesis: Los cromosomas se condensan al máximo. Las cromátidas hermanas están unidas por los centrómeros, y las no hermanas por los quiasmas. La membrana nuclear desaparece y los microtúbulos se unen a los cinetocoros.

Metafase I

Los cromosomas se alinean en la placa metafásica. Los microtúbulos se unen a las cromátidas hermanas.

Anafase I

Los quiasmas se separan y los cromosomas homólogos de cada tétrada migran hacia polos opuestos.

Telofase I

Se forman las membranas nucleares alrededor de los núcleos hijos.

Segunda División Meiótica

Similar a una mitosis, pero con la mitad del número de cromosomas.

Profase II

Los cromosomas se condensan, las membranas nucleares se rompen y se forma el huso mitótico.

Metafase II

Los cromosomas se alinean en la placa metafásica y los microtúbulos se unen a ambos lados de los cinetocoros.

Anafase II

Las cromátidas hermanas se separan y migran hacia polos opuestos.

Telofase II

Se forman nuevas envolturas nucleares y los cromosomas se descondensan.

Procesos Celulares

Transporte Celular

Transporte Pasivo

Difusión sin gasto energético, a favor del gradiente electroquímico. Puede ser:

• Difusión simple: Moléculas pequeñas y solubles en lípidos atraviesan la bicapa lipídica con facilidad.
• Difusión facilitada: Iones y moléculas polares grandes requieren proteínas transmembrana (de canal o transportadoras) para atravesar la bicapa lipídica.

Transporte Activo

Transporte con consumo de energía, en contra del gradiente electroquímico. Proteínas transportadoras se acoplan a una fuente de energía (hidrólisis de ATP) para transportar moléculas. Ejemplo: bomba de Na+/K+.

Pinocitosis

Ingestión de líquidos y moléculas disueltas mediante la formación de vesículas pinocíticas. Puede ser:

• Pinocitosis constitutiva: Proceso continuo.
• Endocitosis mediada por receptores: Captura selectiva de moléculas específicas gracias a receptores en la membrana celular.

Fagocitosis

Proceso regulado por receptores para la ingestión de partículas grandes mediante la formación de fagosomas. Importante para la nutrición en protozoos y para la defensa en organismos pluricelulares (macrófagos y neutrófilos).

Modalidades de Fosforilación

• Fosforilación a nivel de sustrato: La energía liberada de la hidrólisis de un grupo fosfato de una molécula se utiliza para fosforilar ADP y formar ATP.
• Fosforilación por quimiosmosis: Un complejo proteico transmembrana (ATP sintasa) utiliza la energía del gradiente electroquímico de protones generado por la cadena transportadora de electrones para sintetizar ATP.
• Fosforilación oxidativa: Ocurre en la membrana plasmática de procariotas y en la membrana interna de las mitocondrias. La cadena transportadora de electrones genera un gradiente de protones que impulsa la síntesis de ATP por la ATP sintasa. El aceptor final de electrones es el oxígeno.
• Fosforilación no oxidativa: Se da en los cloroplastos durante la fase luminosa de la fotosíntesis. La energía de la luz impulsa el transporte de electrones, generando un gradiente de protones que la ATP sintasa utiliza para sintetizar ATP.

Quimiosíntesis

Síntesis de ATP a partir de la energía liberada por la oxidación de materia inorgánica. Realizada por organismos quimioautótrofos. Cierra ciclos biogeoquímicos y transforma restos orgánicos en sales minerales. Se lleva a cabo en dos etapas:

1. Oxidación de compuestos inorgánicos para generar un gradiente de protones que impulsa la síntesis de ATP. Parte del ATP se utiliza para generar NADH.
2. Fijación de carbono a través del ciclo de Calvin y reducción de nitratos, similar a la fase oscura de la fotosíntesis.

Estructura y Función de Proteínas y Ácidos Nucleicos

Proteínas

Estructura Terciaria

Determina la forma tridimensional de la proteína, que puede ser filamentosa o globular. Se establece mediante enlaces débiles entre aminoácidos. La estructura terciaria define la función biológica de la proteína.

Estructura Cuaternaria

Unión de dos o más cadenas polipeptídicas mediante enlaces no covalentes, formando un oligómero. Ejemplo: hemoglobina.

Desnaturalización

Pérdida de las estructuras superiores al nivel primario, resultando en la pérdida de la función biológica. Puede ser reversible o irreversible.

Funciones de las Proteínas

• Transporte: Transporte de iones y moléculas pequeñas.
• Hormonal: Insulina, glucagón, etc.
• Crecimiento y diferenciación: Factores de crecimiento.

Ácidos Nucleicos

Polímeros de nucleótidos, fundamentales para la replicación y expresión de la información genética.

Tipos de ARN

• ARNm (mensajero): Transporta la información genética del ADN al ribosoma para la síntesis de proteínas.
• ARNr (ribosomal): Forma parte de los ribosomas y participa en la síntesis de proteínas.
• ARNt (de transferencia): Transporta los aminoácidos al ribosoma durante la síntesis de proteínas.
• ARNn (nucleolar): Participa en la formación de los ribosomas.

ADN

Modelo de Doble Hélice

• Dos hebras enrolladas helicoidalmente en forma de doble hélice dextrógira.
• Las bases nitrogenadas se proyectan hacia el interior y se unen mediante puentes de hidrógeno con sus bases complementarias (A-T, C-G).
• Presenta un surco mayor y un surco menor.
• Diámetro de la doble hélice: 2 nm.
• Longitud de una vuelta completa: 3.4 nm.

Ultraestructura del ADN

En el núcleo, el ADN se asocia a proteínas (histonas y no histonas) para formar la cromatina. La unidad básica de la cromatina es el nucleosoma, compuesto por un segmento de ADN enrollado alrededor de un núcleo de histonas. Durante la división celular, la cromatina se condensa para formar los cromosomas.

Metabolismo Celular

Fermentación

Oxidación incompleta de moléculas orgánicas en ausencia de oxígeno. El aceptor final de electrones es un compuesto orgánico. La producción de ATP se realiza por fosforilación a nivel de sustrato.

Respiración Celular

: se produce una oxidación completa por lo k el aceptor final de electrones es un compuesto inorgánico. Aquí se da la fosforilación a partir de sustrato y la oxidativa. Según la utz del ultimo acptor de electrones está: resp aeróbica y resp anaerobia