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Fases del ciclo celular. Controles de la división en organismos multicelulares

Ciclo Celular

El ciclo celular (también llamado ciclo de división celular) es una secuencia de sucesos que conducen primeramente al crecimiento de la célula y posteriormente a la division en células hijas.
El ciclo celular se inicia en el instante en que aparece una nueva célula, descendiente de otra que se ha dividido, y termina en el momento en que dicha célula, por división subsiguiente, origina nuevas células hijas.





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El ciclo celular es la base para la reproducción de los organismos. Su función no es solamente originar nuevas células sino asegurar que el proceso se realice en forma debida y con la regulación adecuada (con controles internos para evitar la posible creación de células con múltiples errores).


x Si el ciclo completo durara 24 horas, la fase M duraría alrededor de media hora (30 minutos).
El final de la mitosis da cabida a un nuevo ciclo en G1 o puede que la célula entre en fase G0 que corresponde a un estado de reposo especial característico de algunas células, en el cual puede permanecer por días, meses y a veces años.
Las células que se encuentran en el ciclo celular se denominan proliferantes y las que se encuentran en fase G0 se llaman células quiescentes.




Las células frente al ciclo
Hay células que se encuentran permanentemnete en el ciclo, como las epiteliales; otras están permanentemente fuera del ciclo, como las neuronas, y otras están fuera del ciclo, pero bajo un estímulo adecuado pueden volver adividirse, como es el caso de las células hepáticas.

Cambios estructurales de los cromosomas

Cambios Estructurales de los cromosomas 







Las mutaciones cromosómicas o cromosomopatías son alteraciones  en el número de genes o en el orden de estos dentro de los cromosomas. Se deben a errores durante la gametogenesis (formación de los gametos por meiosis) o de las primeras divisiones del cigoto. En el primer caso la anomalia estará presente en todas las líneas celulares del individuo, mientras que cuando la anomalía se produce en el cigoto puede dar lugar a monosacarido, coexistiendo por tanto poblaciones de células normales con otras que presentan mutaciones cromosómicas.


Estas alteraciones pueden ser observadas durante la metafase  del ciclo celular y que tienen su origen en roturas (procesos clastogénicos) de las cadenas de ADN no reparadas o mal reparadas, entre otros factores.


Actualmente se dispone de un amplio conocimiento del cariotipo  humano y de las anomalías cromosómicas. Puesto que estas alteraciones son anomalías genéticas, pueden transmitirse a la descendencia en el caso de que afecten a las células germinales.

Mecanismo de la división celular. Mitosis, meiosis, fases, comparación



EL CICLO CELULAR
El Ciclo celular es el tiempo que transcurre desde que una célula se forma por división de una preexistente hasta que se divide y da origen a dos células hijas. Su duración es muy variable dependiendo del tipo de célula.

 El ciclo vital de una célula se divide en dos fases muy definidas:
- Interfase: La célula aumenta de masa, expresa su material genético, sintetiza proteínas y duplica su ADN. Se divide en 3 fases: G1, S y G2.
División Celular: Es el proceso por el cual una célula origina dos células hijas idénticas entre sí e idénticas a la célula madre que las originó. Consta de dos procesos secuenciales: mitosis o cariocinesis  y citocinesis.
   LA INTERFASELa interfase es el periodo comprendido entre el final de una mitosis y el inicio de la siguiente. Es la fase más larga del ciclo celular (94% del mismo)La interfase es de gran importancia para la célula. No es un momento de reposo, pues en ella tiene lugar una gran actividad metabólica. La interfase se puede subdividir para su estudio en tres periodos: G1, S y G2.



 Etapas


 Fase G1
Tiene una duración entre 6 y 12 horas. Corresponde al intervalo entre el final de la mitosis y el comienzo de la duplicación del ADN. La célula es metabólicamente activa y está creciendo, pero no duplica su ADN.
En cierto momento de la fase G1 se alcanza el llamado punto R o de no retorno, pasado el cual la célula ya está obligada a completar la totalidad del ciclo celular. Si la célula no sobrepasa el punto R, puede permanecer indefinidamente en un estado de reposo, llamado fase G0, en el que no se sintetizan proteínas cromosómicas ni el ARNm de las mismas.
Las células que no se dividen nunca (neuronas) permanecen de por vida en esta fase G0 y se denominan quiescentes. Cuando una célula de este tipo sale de este estado a destiempo y de forma descontrolada se produce cáncer.
Cerca del final de la fase G1 se sintetizan las histonas de la cromatina, los desoxirribonucleótidos y los enzimas necesarios para la duplicación del ADN.
Fase S
Duración entre 6 y 8 horas. Es el periodo en el que se produce la duplicación del ADN y la duplicación de los centriolos.
Fase G2
Duración entre 3 y 5 horas. Esta etapa prosigue el crecimiento de la célula y se sintetizan proteínas en preparación para la mitosis, acaba cuando los cromosomas empiezan a condensarse al inicio de la mitosis.



la mitosis

 







 

La mitosis, en sus aspectos básicos, es similar para células vegetales y animales, pudiéndose distinguir en ella cuatro fases: Profase, Metafase, Anafase y Telofase que tienen como función realizar los movimientos necesarios para repartir equitativamente el material genético.

Estas fases se suelen establecer con fines puramente didácticos, ya que en realidad se trata de un proceso continuo en el que es difícil establecer los límites entre cada una ellas.

PROFASE
• La cromatina se condensa y se visualizan los cromosomas como 2 filamentos gruesos (2 cromátidas).

• Las cromátidas están unidas por el centrómero.

• Los centriolos (2 pares) van desplazándose hacia los polos opuestos de la célula, y se forma el huso acromático (en las células vegetales, que carecen de centriolos, se forma un huso mitótico con aspecto de tonel a partir de los casquetes polares). Los cromosomas están desordenados, pero unidos a las fibras del huso.

• El nucleolo desaparece y la membrana nuclear se desintegra.




METAFASE

• Los cromosomas se disponen en el plano ecuatorial

unidos por el centrómero a los filamentos del huso, formandola placa ecuatorial.

• El citoplasma está totalmente invadido por fibras del huso, hay 3 tipos de microtúbulos:

    • Astrales: irradian desde el centrosoma hacia la periferia celular.

    • Cinetocóricos (fibras cromosómicas): unen los cromosomas a los polos.

    • Polares (fibras continuas): se dirigen hacia el ecuador de la célula, en donde interactúan con otras fibras polares del centríolo opuesto.




ANAFASE

• Separación simultanea de los centrómeros de todos los cromosomas.

•Las cromátidas hermanas de cada cromosoma se dirigen a hacia polos opuestos de la célula. El centrómero precede al resto del cromosoma hijo en la migración hacia los polos.

• Los microtúbulos de las fibras cromosómicas del huso se acortan (tracción hacia los polos) y los microtúbulos de las fibras continuas se alargan.


TELOFASE

• Las cromátidas hermanas (cromosomas hijos) ya en los polos opuestos de la célula se desenrollan y la cromatina se observa dispersa.
• Van desapareciendo las fibras del huso acromático.

• La membrana nuclear se reconstruye.

• Reaparece el nucleolo.

• A la vez ocurre la citocinesis, la célula se divide en dos.


CITOCINESIS
La citocinesis consiste en el reparto del contenido del citoplasma y de los orgánulos celulares en dos partes iguales entre las dos células hijas, y se inicia hacia el final de la telofase.


Las fases de la Meiosis
Tanto la Meiosis I como la II tienen cuatro fases: profase, metafase, anafase y telofase
Profase I
La envoltura nuclear se fragmenta, el nucleolo se desorganiza, los centrosomas migran en sentidos opuestos uno respecto del otro y las fibras del huso se organizan y ensamblan
Los cromosomas homólogos se unen formando bivalentes en la sinapsis, ocurre el entrecruzamiento e intercambio de cromátidas lo que posteriormente traerá como consecuencia que las cromátidas dejen de ser genéticamente idénticas
La cromatina se condensa y los cromosomas llegan a ser estructuras visibles en el microscopio
Metafase I
Los bivalentes se mantienen unidos en los quiasmas, los cromosomas son movilizados por las fibras del huso hacia la placa metafísica en el ecuador de la célula
En la metafase I las fibras del huso están plenamente constituidas y organizadas, alineando los bivalentes en la palca metafísica
Los cinetocoros, constituidos por un conjunto de proteínas que se ubican externamente sobre los centrómeros se mantienen unidos a las fibras del huso
Los bivalentes se alinean independientemente unos de otros en la placa metafásica
Los homólogos de origen paterno o materno de cada bivalente migran de forma independiente hacia uno u otro polo de la célula por acción de la fibras del huso
Anafase I
Los homólogos de cada bivalente se separan y se dirigen hacia los polos
Cada cromosoma posee aun dos cromátidas
Telofase I
En los animales, esta fase ocurre hacia el final de la meiosis I
Cuando esto sucede la envoltura nuclear se reorganiza y el nucleolo reaparece
Esta fase se puede producir o no la citocinesis
Intercinesis
Este periodo entre la meiosis I y II es similar a la interfase entre las divisiones mitóticas, sin embargo, no ocurre replicación de DNA ya que los cromosomas fueron duplicados previamente




Biología del desarrollo. Diferenciación y crecimiento celular. Cáncer.

Las células de los tejidos

Las células de los tejidos.
Las células de los tejidos necesitan un constante suministro de oxígeno para funcionar bien. Normalmente, la hemoglobina en los glóbulos rojos transporta el oxígeno de los pulmones a todos los tejidos del cuerpo. Los glóbulos rojos que contienen hemoglobina normal tienen forma de disco (se ven como rosquillas o “donas” sin el agujero en el centro). Esta forma les permite ser flexibles de manera que se puedan mover a través de los vasos sanguíneos grandes y pequeños para llevar el oxígeno. La hemoglobina falciforme no es como la hemoglobina normal. Puede formar barras rígidas dentro del glóbulo rojo, cambiando su forma a una medialuna u hoz de hoja curva (es decir, tienen una forma similar a la letra “C”). Las células de los tejidos necesitan un constante suministro de oxígeno para funcionar bien. Normalmente, la hemoglobina en los glóbulos rojos transporta el oxígeno de los pulmones a todos los tejidos del cuerpo. Los glóbulos rojos que contienen hemoglobina normal tienen forma de disco (se ven como rosquillas o “donas” sin el agujero en el centro). Esta forma les permite ser flexibles de manera que se puedan mover a través de los vasos sanguíneos grandes y pequeños para llevar el oxígeno. La hemoglobina falciforme no es como la hemoglobina normal. Puede formar barras rígidas dentro del glóbulo rojo, cambiando su forma a una medialuna u hoz de hoja curva (es decir, tienen una forma similar a la letra “C”).

Aplicado a fisioterapia:
Un gran número de consultas al fisioterapeuta son debidas a lesiones en estructuras formadas principalmente por tejido conjuntivo. Ello ha motivado que los autores holandeses Van den Berg y Van Wingerden hayan dedicado sus investigaciones hacia este tipo de estructura tisular, intentando influenciarlo desde el punto de vista fisioterapéutico. Algunas de las conclusiones de estos autores al respecto han provocado un cambio paradigmático en el procedimiento fisioterapéutico. La fisioterapia de las lesiones de estructuras caracterizadas por este tipo de tejido se orientan alrededor del desarrollo cronológico del proceso de curación tisular conjuntiva. El dolor, el edema o la movilidad articular disminuida no son ya el objetivo primordial de la terapia, sino que son interpretadas dentro de un contexto natural: el de la curación o reparación tisular. Dentro de este contexto de proceso reparador preestablecido genéticamente, la misión del fisioterapeuta no es la de intentar acelerarlo, algo que parece bastante improbable para estos autores, sino el de dirigir las actuaciones terapéuticas que no lleguen a perjudicarlo. 

Calle Fuentes, P., Muñoz-Cruzado y Barba, M., Catalán Matamoros, D. and Fuentes Hervías, M. (2007). Tratamiento fisioterapéutico sistemático del tejido conjuntivo en el aparato musculoesquelético. Fisioterapia, 29(3), pp.145-152.

Genética y Biología del desarrollo