ADN, GENES Y CROMOSOMAS.
El ADN o ácido desoxirribonucleico es la biomolécula que contiene la información genética para fabricar las proteínas de la célula. El ADN se encuentra en el núcleo de las células eucarióticasy forma parte de los cromosomas.
Los cromosomas están formados por la cromatina, que es la asociación de ADN y proteínas (histonas).Cada cromosoma contiene una única molécula de ADN. Antes de la división celular, el ADN se duplica y la cromatina se condensa formando cromosomas.
Cada cromosoma está formado por dos cromátidas unidas por un centrómero.
El cariotipo es el conjunto de cromosomas de un individuo ordenados por parejas, y es una característica de cada especie.
Los cromosomas de cada pareja se denominan homólogos. Los dos cromosomas de cada pareja son de la misma forma y tamaño, uno procede del padre y otro de la madre. La pareja de cromosomas que determinan el sexo son los cromosomas sexuales, el resto se denominan autosomas.
Un gen es un segmento de ADN con la información necesaria para producir una determinada proteína. El genoma es el conjunto de los genes de un organismo.
En cada par homólogo de cromosomas uno procede del padre y otro de la madre. Los dos contienen genes que determinan el mismo carácter y en la misma posición.
EL CICLO CELULAR.
La división celular es el proceso por el cual una célula se divide en dos células hijas genéticamente idénticas entre sí y a la célula de la que proceden.
En las células eucariotas la principal forma de división es la mitosis.
Gracias a la división celular se produce el crecimiento, la renovación celular y la reparación de los tejidos.
El ciclo celular tiene un periodo largo, la interfase, y otro más corto, la división celular.
La interfase ocupa la mayor parte de la vida de la célula. Es una etapa de crecimiento y de gran actividad metabólica. Se distinguen tres fases: G1 (síntesis de proteínas), S (duplicación del ADN) y G2
(producción de nuevos orgánulos).
Durante la interfase, el ADN, asociado a unas proteínas llamadas histonas, está disperso en el núcleo formando la cromatina. Al iniciarse la mitosis, la cromatina se condensa y se forman los cromosomas, con sus dos cromátidas idénticas (dos brazos) debido a la duplicación del ADN.
La división celular es una etapa corta. En ella se produce la mitosis, o división del núcleo, y la citocinesis, que consiste en la división del citoplasma y la separación de las dos células hijas.
LA DIVISIÓN CELULAR: MITOSIS Y CITOCINESIS.
La mitosis es la división del núcleo celular y la distribución de los cromosomas, de forma que las dos células hijas reciben el mismo número. En las plantas, solo ocurre en los tejidos llamados meristemos; en los animales se produce prácticamente en todos los tejidos.
El movimiento de los cromosomas durante la mitosis está controlado por dos estructuras del citoesqueleto: los centriolos y el huso mitótico. Los centriolos solo están presentes en las células animales.
Las fases en que se divide la mitosis son profase, metafase, anafase y telofase.
La citocinesis es la división del citoplasma entre las dos células hijas. Suele producirse en la telofase.
– En las células animales los microtúbulos producen un surco que termina por dividir la célula madre en dos células hijas, entre las que se reparte el citoplasma.
– En las células vegetales, debido a la rigidez de la pared celular, se forma una placa celular que separa las dos células hijas.
LA MEIOSIS.
Durante el proceso de fecundación en la reproducción sexual, se unen dos gametos y dan lugar a una nueva célula, el cigoto. Tras divisiones sucesivas (mitosis) del cigoto, se obtendrá un nuevo individuo.
Los gametos solo contienen la mitad de cromosomas que el resto de las células; así, al unirse, el cigoto contiene el número de cromosomas que corresponde a su especie.
La meiosis es un tipo especial de división que forma los gametos. Consiste en dos divisiones celulares consecutivas, meiosis I y meiosis II, entre las cuales, a diferencia de la mitosis, no se produce duplicación del ADN. El resultado son cuatro células con la mitad de cromosomas que la célula madre. En cada división se dan las mismas etapas que en la mitosis.
Durante el proceso de fecundación en la reproducción sexual, se unen dos gametos y dan lugar a una nueva célula, el cigoto. Tras divisiones sucesivas (mitosis) del cigoto, se obtendrá un nuevo individuo.
Los gametos solo contienen la mitad de cromosomas que el resto de las células; así, al unirse, el cigoto contiene el número de cromosomas que corresponde a su especie.
La meiosis es un tipo especial de división que forma los gametos. Consiste en dos divisiones celulares consecutivas, meiosis I y meiosis II, entre las cuales, a diferencia de la mitosis, no se produce duplicación del ADN. El resultado son cuatro células con la mitad de cromosomas que la célula madre. En cada división se dan las mismas etapas que en la mitosis.
IMPORTANCIA BIOLÓGICA DE LA MITOSIS Y LA MEIOSIS.
La mitosis produce células con el mismo número de cromosomas que la célula madre y que son genéticamente idénticas. La meiosis produce gametos con la mitad de cromosomas que la célula madre y nuevas combinaciones de genes.
En la especie humana la formación de gametos, espermatozoides y óvulos se denomina espermatogénesis y ovogénesis, respectivamente. Se realiza mediante meiosis en los órganos reproductores: testículos y ovarios.
Las nuevas combinaciones de genes pueden proporcionar al individuo mayor capacidad de supervivencia o adaptación al medio. Este a su vez puede transmitirlas a su descendencia, lo que constituye la base de la evolución biológica.
El aumento de diversidad genética depende de tres mecanismos: la distribución independiente de los cromosomas, la recombinación genética y la fecundación al azar de los gametos.
DIFERENCIAS ENTRE MITOSIS Y MEIOSIS.
Clonación, procedimiento que permite obtener copias genéticamente idénticas de un gen, una célula o un individuo (clon).
Puede ser:
•Clonación de plantas. Es un procedimiento clásico, que corresponde a la propagación vegetativa por medio de esquejes o injertos. Las nuevas técnicas permiten llevarla a cabo por micropropagación mediante el cultivo de tejidos.
•Clonación de animales. La clonación reproductiva de animales se puede llevar a cabo a partir de células embrionarias o de células adultas:
En el caso de las células embrionarias, estas se separan de un embrión antes de que se inicie su diferenciación y se dejan en cultivo para que formen un embrión completo.
La clonación a partir de células adultas se realiza mediante transferencia nuclear. Ese es el procedimiento que se utilizó para obtener a Dolly, el primer mamífero procedente de clonación.
La técnica consiste en la transferencia del núcleo de una célula diferenciada de la oveja que se va a clonar, al óvulo de otra oveja al que se le ha extraído el núcleo. Tras un ligero choque eléctrico se produce la fusión de ambos y por sucesivas divisiones se origina un embrión que se implanta en una tercera oveja, de la que nacerá el cordero clónico.
La oveja Dolly fue el primer mamífero que fue clonado a partir de otro animal adulto. Dolly logró reproducirse con éxito y murió en 2003, con 6 años y signos de envejecimiento prematuro, artritis y una enfermedad pulmonar.
FALTA DE CONTROL EN LA DIVISIÓN CELULAR: TUMORES
En un individuo sano, las células controlan la duración de su ciclo celular y su frecuencia de división. Para ello se dispone de genes y sistemas de control que regulan cuándo debe dividirse cada célula. En ocasiones, estos sistemas de control de la división celular fallan y las células pueden empezar a dividirse incontroladamente, dando lugar a masas celulares que se denominan tumores.
Los científicos han identificado algunos genes que pueden estar implicados en el control del ciclo celular y que están alterados en las células tumorales. Determinados agentes químicos, denominados carcinógenos, como los que están presentes en el tabaco, pueden entrar en el núcleo de las células y originar mutaciones. Si afectan a los genes que controlan la división celular, con el tiempo, podrán originar tumores.
Los tumores benignos son aquellos en los que las células se dividen en un área limitada, suelen estar rodeados por una membrana y no invaden otros tejidos; aunque pueden ser peligroso si presiona órganos importantes. Se suelen eliminar por cirugía.
Los tumores malignos, conocidos como cáncer son aquellos en los que el control de la división celular está seriamente alterado, por lo que crecen incontroladamente y destrozan los órganos en los que se localizan. Las células tumorales pueden pasar a la sangre y formar tumores, denominados metástasis, en otros órganos.
CÓMO SE TRATA EL CÁNCER
Las principales tratamientos contra el cáncer se basan en agentes físicos (radioterapia) o químicos (quimioterapia) que bloquean la división celular y por tanto destruyen a las células que se dividen mas activamente, que son las células tumorales, aunque pueden ocasionar malestar o lesiones en las células normales. Estos tratamientos se acompañan con intervenciones quirúrgicas para eliminar la mayor parte del tumor.
