El núcleolo y la mitosis: procesos clave en la célula

NUCLEOLO

Zona de alta síntesis de RNA rib: estructura densa observada dentro del Núcleo en Interfase. Células que realizan alta síntesis de proteínas tienen Nucléolos muy desarrollados (Hepatocitos) y células con bajo nivel de síntesis tienen un Nucléolo pequeño (Células musculares). El Nucléolo se organiza a partir de zonas de DNA de diferentes cromosomas llamadas Regiones Organizadoras del Nucléolo (NOR). De cada región NOR se transcriben miles de moléculas de rRNA.

n: Número de cromosomas que llevan un tipo de información (Diploide: 2n; 1n de la madre y 1n del padre).

c: Cantidad de DNA de un mismo tipo. Gametos son Haploides (n y c). Células somáticas son 2n y 2c.

MITOSIS

El objetivo es mantener constante el tipo de información genética, por lo tanto, asegurar que de una célula Diploide se originen 2 células hijas también Diploides y que la cantidad y calidad de información genética sea idéntica a la de la célula parental, salvo que ocurra una Mutación.

PROFASE

Termina al desaparecer la carioteca.

1. Núcleo: La Cromatina en el Núcleo comienza a condensarse y se vuelve visible al microscopio óptico como Cromosomas al final. Inicialmente, los cromosomas se acortan y condensan unidos por una región telomérica a la lámina nuclear, por lo que se ve el centro del núcleo vacío. La Membrana Nuclear comienza a desaparecer al haberse desarmado previamente la Lámina Nuclear. Al parecer, ambas estructuras se desarman igual que un rompecabezas. Se unen Proteínas a los Centrómeros formándose los Cinetocoros. El Nucléolo ha ido paulatinamente desapareciendo al ir cesando la Transcripción de rRNA y desaparece al final de la Profase. Se dice que la célula en Profase Mitótica es 2n y 4c.
2. Citoplasma: Comienza la formación del Huso Mitótico a partir de zonas del Cinetocoro, zonas de los polos celulares y Microtúbulos retirados del Citoesqueleto. Las células animales tienen 1 par de Centríolos, durante la fase S se duplican de manera que en la Profase hay 2 pares. Células vegetales no tienen Centríolos. Cada par de centriolos se rodea de microtúbulos cortos, los que se denominan Fibras del Aster. El par de Centríolos + Fibras del Aster forman un Centro Celular o Centrosoma. Cada Centrosoma comienza a migrar hacia un polo de la célula y entre ambos comienza a crecer el Huso mitótico.

Huso Mitótico

Sistema de Microtúbulos involucrado en el desplazamiento y direccionalidad de los cromosomas durante la división. Se originan del Citoesqueleto de los Cinetocoros y de la zona alrededor de los Centros Celulares donde hay Proteínas involucradas en la polimerización de Microtúbulos (Proteínas MAPs). Al formarse el Huso, distribuye cada par de Centríolos hacia los polos, asegurando que cada célula hija reciba un par de Centríolos. Las células vegetales no tienen Centríolos, pero igual forman algo parecido al centro celular (sin centríolos) y tienen Huso Mitótico porque sí tienen el Centro MTOC (Proteínas que forman el Centro Organizador de Microtúbulos) en la zona pericentriolar.

METAFASE

Pero luego, al fijarse a los microtúbulos del Huso, comienzan a ordenarse en la placa ecuatorial de la célula. La célula es 2n 4c y hay dos tipos de fibras en el Huso:

1. Fibras Cromosómicas: Crecen desde el Cinetocoro hacia el Centro Celular respectivo y las que crecen desde el Centro Celular hacia el Cinetocoro de ese Polo.
2. Fibras Interpolares o Continuas: Son tomadas del Citoesqueleto y parecen ir de un polo a otro, pero no es así, ya que sólo se superponen en el centro del Huso.

ANAFASE

Lo primero que ocurre es la separación de los centrómeros de cada Cromátida Hermana. A partir de este momento, cada Cromátida pasa a ser un Cromosoma. En este momento, la célula es 4n 4c (92 cromosomas).

• Anaphase A: Los Microtúbulos del Huso se acortan y eso permite que los cromosomas se separen y se muevan hacia cada polo.

TELOFASE

El término del desplazamiento de los cromosomas es el inicio. Los cromosomas comienzan a decondensarse, comienza a desaparecer el Huso Mitótico y reaparecen la Carioteca y el Nucléolo. Comienza a aparecer el Surco de Segmentación (siempre aparece en la zona medial del Huso) en la zona medial del Huso Mitótico. La célula es 4n 4c, tiene dos núcleos y 4 Centríolos.

MITOSIS

Mecanismo para la constancia. El Núcleo Parental produce Dos Núcleos Hijos, idénticos entre ellos y con la Célula parental.

MEIOSIS

Mecanismo para la diversidad. El Núcleo Parental produce Cuatro Núcleos Hijos, diferentes entre ellos y diferentes a la Célula parental.

MEIOSIS

Está constituida por Dos Divisiones Consecutivas:

1. Primera División Meiótica (Meiosis I)
2. Segunda División Meiótica (Meiosis II)

El DNA se replica una sola vez antes de la Meiosis I, luego el Núcleo se divide dos veces. La Meiosis I se caracteriza porque los pares de Cromosomas homólogos están apareados a lo largo de su longitud en un proceso llamado Sinápsis, lo que no ocurre en la Mitosis. La Sinápsis dura desde la Profase I hasta el final de la Metafase I.

1. LEPTOTENE: Se comienzan a condensar los cromosomas.
2. ZYGOTENE: Se aparean los cromosomas homólogos.
3. PACHYTENE: Ocurre el crossing over.
4. DIPLOTENE: Se pueden ver los quiasmas (profase I).
5. DIAKINESIS: Se separan las parejas de homólogos (anafase I).

Metafase I

Cada par de cromosomas homólogos se alinea al azar en el ecuador de la célula y se produce el fenómeno de permutación cromosómica como un segundo mecanismo de variabilidad.

Griffith

Había algo resistente al calor que pasó de las bacterias muertas virulentas a las vivas no virulentas y las transformó en virulentas.

Avery

Separó los componentes químicos de las bacterias muertas virulentas y puso proteínas, carbohidratos y DNA por separado en contacto con las bacterias vivas no virulentas y sólo el DNA fue capaz de originar el cambio.

Herschey y Chase

Pusieron bacteriófagos (virus que infectan bacterias) en contacto con bacterias susceptibles. A un grupo de fagos se les hizo crecer en un medio con Fósforo 32 de manera de marcar su DNA con ese isótopo. A otro grupo de fagos se les hizo crecer en un medio con Azufre 35, lo que permite marcar proteínas de la cápside que tienen Cisteína-S. Con ambos grupos se infectaron bacterias y se vio que sólo en el caso de la marcación con Fósforo 32, éste aparecía en el interior de las bacterias y en la progenie viral. Esto demostraba que lo que entraba a las bacterias y permitía la replicación viral era el DNA y no las proteínas.

WATSON

Esta consistía en un modelo helicoidal con tres cadenas. Iones de Magnesio sostenían unidos los fosfatos y hacia la periferia las pentosas y las bases nitrogenadas. Los fosfatos y los azúcares, por lo tanto, el “esqueleto” de la molécula tenían que estar en el exterior de la misma y las bases en el interior. Doble hélice porque las bases son moléculas no polares, por lo tanto hidrofóbicas, y el azúcar y el grupo fosfato son polares, por lo tanto hidrofílicos. La molécula es estabilizada por uniones covalentes dentro de cada cadena (enlace 3’-5’ Fosfodiéster entre nucleótidos). Entre cadenas, las uniones son débiles, puntos de hidrógeno entre las bases de cada cadena. Las cadenas son complementarias en relación a pares A-T y C-G por el número de puentes de hidrógeno entre ellas. Ambas cadenas son antiparalelas (5’-3’ y la otra en sentido 3’-5’).

REPLICACION

Al comenzar a separarse las hebras del DNA, se empieza a formar una estructura llamada “Burbuja de Replicación” con dos Horquillas o extremos. En el punto de inicio, se colocan dos proteínas llamadas Helicasas (DNA B) que comienzan a avanzar en sentido opuesto y van abriendo la burbuja, dejando expuesto DNA de banda simple. En ambas horquillas, se incorporan Proteínas Separadoras o SSB que interaccionan específicamente con el DNA de banda simple y mantienen las dos hebras separadas.