Ciclo celular y reproducción celular grupo 504

Fases del ciclo celular

Para dividirse, una célula debe completar varias tareas importantes: debe crecer, copiar su material genético (ADN) y dividirse físicamente en dos células hijas. Las células realizan estas tareas en una serie de pasos organizada y predecible que conforma el ciclo celular. El ciclo celular es un ciclo, y no un camino lineal, porque al final de cada ronda las dos células hijas pueden iniciar el mismo proceso exacto otra vez desde el inicio.

En las células eucariontes, o células con un núcleo, las etapas del ciclo celular se dividen en dos fases importantes: la interfase y la fase mitótica (M).

·         Durante la interfase, la célula crece y hace una copia de su ADN.

·         Durante la fase mitótica (M), la célula separa su ADN en dos grupos y divide su citoplasma para formar dos nuevas células.

Interfase

Entremos al ciclo celular justo cuando se forma una célula por división de su célula madre. ¿Qué debe hacer ahora esta célula recién nacida si desea seguir su vida y dividirse? La preparación para la división sucede en tres pasos:

·         Fase G_1. Durante la fase G_1​, también llamada fase del primer intervalo, la célula crece físicamente, copia los organelos y hace componentes moleculares que necesitará en etapas posteriores. 

·         Fase S. En la fase S, la célula sintetiza una copia completa del ADN en su núcleo. También duplica una estructura de organización de microtúbulos llamada centrosoma. Los centrosomas ayudan a separar el ADN durante la fase M.

·         Fase G_2​. Durante la fase del segundo intervalo, o fase G_2​, la célula crece más, hace proteínas y organelos, y comienza a reorganizar su contenido en preparación para la mitosis. La fase G_2​ termina cuando la mitosis comienza.

Las fases G_1​, S y G_2 se conocen en conjunto como interfase. El prefijo inter significa entre, lo cual refleja que la interfase ocurre entre una fase mitótica (M) y la siguiente.

Fase M

Durante la fase mitótica (M), la célula divide su ADN duplicado y su citoplasma para hacer dos nuevas células. La fase M implica dos procesos distintos relacionados con la división: mitosis y citocinesis.

En la mitosis, el ADN nuclear de la célula se condensa en cromosomas visibles y es separado por el huso mitótico, una estructura especializada hecha de microtúbulos. La mitosis ocurre en cuatro etapas: profase (que a veces se divide en profase temprana y prometafase), metafase, anafase y telofase. Puedes aprender más sobre estas etapas en el video sobre mitosis.

En la citocinesis, el citoplasma de la célula se divide en dos, lo que forma dos nuevas células. La citocinesis generalmente comienza apenas termina la mitosis, con una pequeña superposición. Es importante notar que la citocinesis ocurre de forma diferente en células animales y vegetales.

·         En los animales, la división celular ocurre cuando una banda de fibras citoesqueléticas llamadas anillo contráctil se contrae hacia adentro y separa la célula en dos, proceso llamado citocinesis contráctil. La hendidura producida a medida que el anillo se contrae se llama surco de división. Las células animales pueden partirse en dos porque son relativamente suaves y blandas.

·         Las células vegetales son mucho más rígidas que las células animales; están rodeadas por una pared celular rígida y tienen alta presión interna. Debido a esto, las células vegetales se dividen en dos al construir una nueva estructura en el centro de la célula. Esta estructura, conocida como placa celular, consta de membrana plasmática y componentes de la pared celular que llegan en vesículas, y divide la célula en dos.

Salida del ciclo celular y G_0

¿Qué pasa con las dos células hijas producidas en una ronda del ciclo celular? Esto depende de qué tipo de células son. Algunos tipos de células se dividen rápidamente y en esos casos las células hijas podrían sufrir inmediatamente otra ronda de división celular. Por ejemplo, muchos tipos de células en un embrión temprano se dividen rápidamente, al igual que las células en un tumor.

Otros tipos de células se dividen lentamente o simplemente no lo hacen. Estas células pueden salir de la fase de G_1​ y entran en un estado de reposo llamado fase G_0​. En G_0​, una célula no se está preparando activamente para la división, solo está llevando a cabo su trabajo. Por ejemplo, podría conducir señales como una neurona (como la del siguiente dibujo) o almacenar los carbohidratos como una célula del hígado. G_0 es un estado permanente para algunas células, mientras que otras pueden reiniciar la división si reciben las señales correctas.

¿Cuánto tiempo dura el ciclo celular?

La duración del ciclo celular varía entre las diferentes células. Una célula humana típica puede tardar unas 24 horas para dividirse, pero las células mamíferas de ciclo rápido, como las que recubren el intestino, pueden terminar un ciclo cada 9-10 horas cuando crecen en medios de cultivo$.$

Los distintos tipos de células dividen su tiempo entre las varias fases del ciclo celular de diferentes maneras. Por ejemplo, en embriones tempranos de rana, las células casi no pasan tiempo en G$_1$​ y G$_2$​, sino que circulan rápidamente entre las fases S y M, lo que resulta en la división de una célula grande, el zigoto, en muchas células pequeñas$. A continuación puedes ver un video acelerado de embriones de rana en división.$

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$$Revisa la siguiente página electrónica para que desarrolles la actividad sugerida:

https://www.hhmi.org/es/biointeractive/el-ciclo-celular-eucarionte-y-el-cancer

Descarga el siguiente archivo en formato PDF para resolver la actividad.

Practica No. 8 respiración celular grupo 504

Entre los procesos metabólicos más importantes a nivel celular, podemos mencionar a la respiración, tal y como revisamos en clase, este proceso esta conformado por varias etapas.

En esta práctica correlacionaremos la glucólisis, el ciclo de krebs y la cadena respiratoria, debemos analizar los cambios que podemos observar mediante una prueba colorimétrica.

En el siguiente link, podrás descargar el formato de la práctica correspondiente.

El metabolismo en las células vegetales grupo 504

Las hojas: donde ocurre la fotosíntesis

Las plantas son los autótrofos más comunes en los ecosistemas terrestres. Todos los tejidos verdes de las plantas pueden fotosintetizar pero, en la mayoría de las plantas, la mayor parte de la fotosíntesis ocurre en las hojas. Las células de una capa intermedia de tejido foliar llamada mesófilo son el principal lugar donde ocurre la fotosíntesis.

En casi todas las plantas hay unos pequeños poros llamados estomas en la superficie de las hojas, los cuales permiten que el dióxido de carbono se difunda hacia el mesófilo y el oxígeno hacia el exterior.

Cada célula mesófila contiene organelos llamados cloroplastos, que se especializan en llevar a cabo las reacciones de la fotosíntesis. Dentro de cada cloroplasto, las estructuras similares a discos llamadas tilacoides están dispuestas en pilas que se asemejan a panqueques y se conocen como granas. Las membranas de los tilacoides contienen un pigmento de color verde llamado clorofila, que absorbe la luz. El espacio lleno de líquido alrededor de las granas se llama estroma, mientras que el espacio interior de los discos tilacoides se conoce como espacio tilacoidal. Se producen distintas reacciones químicas en las diferentes partes del cloroplasto.

Las reacciones dependientes de la luz y el ciclo de Calvin

La fotosíntesis en las hojas de las plantas implica muchos pasos, pero puede dividirse en dos etapas: las reacciones dependientes de la luz y el ciclo de Calvin.

· Las reacciones dependientes de la luz se producen en la membrana de los tilacoides y necesitan un suministro continuo de energía luminosa. La clorofila absorbe esta energía luminosa, que se convierte en energía química mediante la formación de dos compuestos: $ATP$ una molécula de almacenamiento de energía y $NADPH$, un portador de electrones reducido. En este proceso, las moléculas de agua también se convierten en oxígeno.

·El ciclo de Calvin, también llamado reacciones independientes de la luz, se lleva a cabo en el estroma y no necesita luz directamente. El ciclo de Calvin utiliza el $ATP$ y $NADPH$ de las reacciones dependientes de la luz para fijar el dióxido de carbono y producir azúcares de tres carbonos —moléculas de gliceraldehído-3-fosfato, o G3P— que se unen para formar la glucosa.

En general, las reacciones dependientes de la luz capturan energía luminosa y la almacenan de forma temporal en las formas químicas de $ATP$ y $NADPH$. Allí, el $ATP$ se descompone para liberar energía, y el $NADPH$ dona sus electrones para convertir las moléculas de dióxido de carbono en azúcares. Al final, la energía que empezó como luz acaba atrapada en los enlaces de los azúcares.

El siguiente link te permitirá descargar la presentación vista en clase.

El metabolismo celular, grupo 504

En la red metabólica de la célula, algunas reacciones químicas liberan energía y pueden suceder espontáneamente (sin aporte de energía). Sin embargo, otras necesitan que se agregue energía para poder llevarse. a cabo. De la misma forma como necesitas alimentarte continuamente para reponer lo que usa tu cuerpo, también las células necesitan una entrada continua de energía para impulsar sus reacciones químicas que requieren energía

Las vías metabólicas se pueden dividir en general en dos categorías según sus efectos. La fotosíntesis, que fabrica azúcares a partir de moléculas más pequeñas, es una vía "de construcción" o anabólica. En contraste, la respiración celular descompone el azúcar en moléculas más pequeñas y es una vía "de degradación" o catabólica.

Las vías anabólicas construyen moléculas complejas a partir de moléculas sencillas y usualmente necesitan el aporte de energía. La fabricación de glucosa a partir de dióxido de carbono es un ejemplo. Otros ejemplos incluyen la síntesis de proteínas a partir de aminoácidos, o la producción de cadenas de ADN a partir de nucleótidos, que son los componentes fundamentales de los ácidos nucleicos. Estos procesos biosintéticos son cruciales para la vida de las células, se realizan continuamente y utilizan energía contenida en el ATP y otras moléculas que almacenan energía de corto plazo.

Las vías catabólicas involucran la degradación de moléculas complejas en moléculas más sencillas y usualmente liberan energía. La energía almacenada en los enlaces de las moléculas complejas, tales como la glucosa y los lípidos, se libera en las vías catabólicas. Luego se extrae en formas que impulsan el trabajo de la célula, por ejemplo, a través de la síntesis de ATP.

Una nota final pero importante: las reacciones químicas en las vías metabólicas no suceden automáticamente, sin alguna dirección. Por el contrario, cada reacción en una vía es facilitada o catalizada por una proteína llamada enzima. 

En el siguiente enlace podrás descargar la presentación del tema.

Dune, ¿una epopeya ecológica?

La ciencia ficción como una rama de la literatura, se apoya constantemente en la revisión de conceptos, ideas y teorías científicas, para lograr un acercamiento a un gran público.

Entre las novelas más premiadas dentro de este ámbito tenemos a Dune, en la cual se plantean una serie de situaciones que nos adentran en la compleja interacción de los ecosistemas de un planeta, sus recursos y los organismos que lo habitan y luchan por su control.

En el siguienteLink podrás descargar la novela en formato PDF, las preguntas sobre la trama se te darán a conocer en las próximas semanas.

Práctica No. 7 observación de microorganismos II Biología IV grupo 517

La clasificación actual se basa en los conceptos propuestos por H. Whittaker, C. Woose, I. Asimov entre otros investigadores.

Hoy en día los organismos se clasifican en tres dominios y cinco Reinos.

En esta práctica, podremos observar a algunos representantes del reino Protista, el cual tiene una gran importancia ecológica, médica y económica a nivel mundial.

Puedes descargar el formato de la práctica en el siguiente link.

Práctica No. 6 observación de microorganismos Biología IV grupo 517

Hay organismos formados por una única célula (unicelulares), como las bacterias, las levaduras y las amebas. Hay otros más complejos,  formados por muchas células (pluricelulares), como las plantas y animales, por ejemplo. En estos organismos, las células se ordenan en tejidos, los que su vez forman los órganos. Aunque pueden tener formas, tamaños y funciones diferentes, todas las células comparten características muy importantes:   

Están rodeadas de una membrana celular o plasmática que las separa del exterior pero a la vez permite el intercambio con el medio externo. Algunas células, como las bacterias y las células de hongos y plantas, presentan una pared celular por fuera de la membrana plasmática. 

La membrana plasmática rodea al citoplasma, una solución acuosa viscosa donde están inmersas las organelas, y donde ocurren importantes procesos metabólicos. 

El material genético o hereditario de todas las células es el ADN, o ácido desoxirribonucleico.  

Metabolismo: Las células se alimentan por sí mismas, toman los nutrientes del medio, los transforman en otras moléculas, producen energía y excretan los desechos de estos procesos. 

Reproducción: las células se originan por división de otras células. 

Diferenciación: durante el desarrollo de los organismos pluricelulares muchas células pueden cambiar de forma y función, diferenciándose del resto. La diferenciación celular hace que una célula comience a fabricar algo que antes no fabricaba y esto está asociado a una función particular. Una neurona, por ejemplo, es una célula especializada en la transmisión del impulso nervioso. 

Señalización química. Las células responden a estímulos químicos y físicos y suelen interactuar y comunicarse entre sí, como ocurre en los organismos pluricelulares complejos a través de las hormonas, los neurotransmisores y los factores de crecimiento.

Si bien todas las células comparten las características mencionadas más arriba, presentan una serie de diferencias que permiten agruparlas en dos grandes categorías: procariontes y  eucariontes.Las células procariontes no tienen núcleo ni organelas (estructuras celulares rodeadas de membrana, como las mitocondrias, los cloroplastos, los lisosomas, etc.), y su organización interna es simple. 

Su material genético se encuentra formando un único cromosoma circular. Las células procariontes son pequeñas, de 0,1 a 3 micrones (un micrón es la milésima parte de un milímetro), y forman parte de organismos unicelulares que viven solitarios o en colonias. A estos seres se los llaman organismos procariontes, y son las bacterias y las cianobacterias (algas verdeazules). Se reproducen por un mecanismo simple, conocido como fisión binaria, en el que el material genético se duplica y luego la célula se divide en dos células hijas iguales. 

Las células eucariontes, en cambio, tienen núcleo y organelas, y su organización interna es más compleja. Son más grandes que las procariontes, tienen entre 2 y 100 micrones. Su material genético se encuentra distribuido en varios cromosomas lineales. Se dividen por un mecanismo especial y coordinado llamado mitosis, que asegura la correcta distribución del material genético entre las células hijas y el mantenimiento del número de cromosomas de la especie. Las células eucariontes forman parte de organismos unicelulares o pluricelulares. Estos seres son los hongos, protozoarios, plantas y animales.

Puedes descargar el formato de la práctica del siguiente enlace.