Ciclos Biológicos

Según el momento en el que tiene lugar la meiosis, aparecen tres ciclos biológicos:

Ciclo Haplonte

Propio de especies cuyos individuos adultos son haploides. La única parte del individuo que es diploide es el cigoto. Los gametos se forman a partir del adulto mediante mitosis. Al unirse los gametos, se forma el cigoto diploide, y es este el que sufre meiosis (meiosis cigótica) y da lugar a células haploides que dan lugar a los adultos haploides. Este ciclo aparece en algunas algas y algunos hongos.

Ciclo Diplonte

Lo presentan especies cuyos individuos adultos siempre son diploides. La meiosis tiene lugar durante la gametogénesis (meiosis gametogénica). Al unirse los gametos, se forma un cigoto diploide que dará lugar al adulto, también diploide. Este ciclo lo presentan los animales, muchos protozoos, algunas algas y algunos hongos.

Ciclo Diplohaplonte

Propio de aquellas especies que presentan alternancia de generaciones. Hay dos tipos de generaciones: unas haploides, de las que surgen diploides, y viceversa. La meiosis tiene lugar durante la esporogénesis (meiosis esporogénica). Se forman esporas haploides mediante meiosis. El adulto diploide se llama esporofito. De las esporas que este genera, surge el gametofito haploide, y dentro de este gametofito están los órganos sexuales, masculino (anteridio) y femenino (arquegonio). En el anteridio se forman los anterozoides, y en el arquegonio, la oosfera. Tras la fecundación en el arquegonio, se forma el cigoto diploide, a partir del cual se forma el esporofito. Aparece en metafitas, algas y algunos hongos.

Reproducción Asexual y Sexual

En la reproducción asexual, todas las divisiones son por mitosis. En la reproducción sexual, siempre hay alguna etapa de división por meiosis. En la reproducción asexual, los descendientes son genéticamente iguales, y en la reproducción sexual, son genéticamente diferentes. Esto hace que, ante cualquier cambio ambiental, sea posible que algún individuo pueda sobrevivir. Casi todas las especies pluricelulares presentan alguna vez reproducción sexual. La variabilidad de los descendientes de la reproducción sexual es debida a una recombinación al azar de los genes; hay cromátidas parentales y recombinantes. Durante la formación de los gametos, los cromosomas se combinan al azar. Si el nuevo individuo se forma por la unión de dos gametos, también influye el azar. La desventaja que presenta la sexual es que, si el ambiente permanece invariable, lo mejor es que se generen individuos semejantes a los progenitores. La reproducción sexual plantea bastantes dificultades: de encuentro, de emparejamiento, en la fecundación y en el desarrollo embrionario. A pesar de estas dificultades, tiene más ventajas la reproducción sexual. En un principio, los individuos serían unicelulares, haploides y con reproducción asexual por mitosis. Para enfrentarse a épocas desfavorables, se pudo iniciar la formación de esporas. Posteriormente, pudo haber intercambio de material genético de diferentes individuos, y esto pudo acabar con la formación de individuos diploides al unirse con material genético. Se iniciaría la meiosis para volver a ser haploide, y estaríamos en un ciclo haplonte. Posteriormente, se alargaría la fase diploide y aparecería el ciclo diplohaplonte, y al irse alargando más, daría lugar al ciclo diplonte.

Diferencias entre Mitosis y Meiosis

• La mitosis consta de un proceso de división, mientras que la meiosis consta de dos procesos de división (1.ª d.m. y 2.ª d.m.).
• En la mitosis, se obtienen dos células hijas diploides a partir de una célula diploide, mientras que en la meiosis, a partir de una célula diploide, se obtienen cuatro células hijas haploides.
• En la mitosis, se duplica el ADN en la interfase, y en la meiosis también, pero en la intercinesis no (entre M1 y M2).
• La mitosis sirve para cualquier tipo de célula, y la meiosis es solo para obtener células reproductoras.
• En la mitosis, las dos células hijas tienen la misma información genética, y en la meiosis, las cuatro células hijas tienen distinta información.
• En la profase I de la meiosis, tiene lugar el entrecruzamiento y la recombinación genética, y en la mitosis no.
• En la metafase de la mitosis, se colocan las cromátidas, y en la metafase I de la meiosis, se colocan las parejas de cromosomas homólogos.
• En la anafase de la mitosis, se separan las cromátidas hermanas, y en la anafase I, se separan los cromosomas homólogos.

Función de Relación: Estímulos y Sistemas de Comunicación de Células Vivas

Todos los individuos se mueven en un medio en el que se producen cambios (estímulos), y de la respuesta a esos cambios depende la supervivencia de los individuos. En el caso de los organismos unicelulares, una única célula tiene que captar todos los estímulos y elaborar las respuestas más adecuadas. En los organismos pluricelulares, hay células especializadas en captar los distintos estímulos (como los órganos sensoriales), otras especializadas en transmitir las señales (como las células nerviosas y las células endocrinas) y otras capaces de llevar a cabo las respuestas (como son las células musculares y glandulares). Para que todo esto esté coordinado, debe haber comunicación entre las células, que se lleva a cabo por agentes químicos.

Modalidades de Comunicación entre Células

En las células vegetales, la comunicación entre células está condicionada por la presencia de la pared celular, pero a través de la savia se transportan hormonas vegetales que transmiten mensajes a otros lugares de la planta. Sin embargo, la comunicación se realiza sobre todo a través de los plasmodesmos, que comunican los citoplasmas de células contiguas:

1. Unión directa o de tipo GAP: se da entre células contiguas, pues entre ambas hay canales a través de los cuales pasan iones y pequeñas moléculas. Este tipo de comunicación es muy importante durante el desarrollo embrionario.
2. Señalización por moléculas unidas a la membrana: hay una célula señal que tiene una molécula señal y una célula diana con un receptor que capta a la molécula señal. Interviene en la respuesta inmune.
3. Comunicación a distancia mediante moléculas segregadas: una célula señal envía moléculas señal, y la célula diana, que tiene un receptor, las capta. Dentro de este tipo, hay tres modalidades:
   1. Señalización paracrina: las moléculas señal actúan sobre células diana próximas.
   2. Señalización endocrina: las glándulas endocrinas segregan moléculas señal, que son hormonas, y se distribuyen por el organismo a través de la sangre.
   3. Señalización sináptica: las células nerviosas captan estímulos que desencadenan impulsos nerviosos que se transmiten por la célula a gran velocidad y que se transmiten de célula a célula mediante la sinapsis.

Sinapsis

La neurona presináptica libera neurotransmisores a la hendidura sináptica, y estos provocan cambios en la neurona postsináptica, que continúa transmitiendo el impulso nervioso.

Receptores de Estímulos y Paso de Señales (Transducción)

Entre las moléculas señal y los receptores, se establece un acoplamiento específico. Esto hace que cambie la estructura del receptor, y la célula inicia la respuesta. Existen dos tipos de receptores:

Receptores Intracelulares

Las moléculas señal son pequeñas, solubles en lípidos e insolubles en agua. Estas moléculas pueden atravesar membranas. Son transportadas por la sangre mediante proteínas transportadoras. Cuando llegan a la célula diana, se separan de la proteína y atraviesan la membrana, donde se unen a un receptor intracelular. Se forma un complejo hormona-receptor que entra en el núcleo e induce la síntesis de proteínas, con el consiguiente cambio fisiológico de la célula.

Receptores de Membrana

Las moléculas son grandes, solubles en agua e insolubles en lípidos; por lo tanto, no pueden atravesar la membrana. En este caso, los receptores están en la membrana. Estos actúan como transductores de señal. Se conocen tres tipos de receptores de membrana:

• Receptores asociados a canales iónicos: se localizan en células nerviosas. Los neurotransmisores inducen la apertura o cierre de algunos canales iónicos. Esto influye en la transmisión sináptica y en la contracción muscular.
• Receptores asociados a enzimas: actúan como si fuesen enzimas. Los mejor estudiados son las proteínas quinasas, que atraviesan toda la membrana. En la parte externa, actúan como receptores, y en la interna, como catalizador. Receptores de la insulina.
• Receptores asociados a proteínas G: se trata de receptores que, cuando se unen a la molécula señal, cambian su conformación y pueden unirse a la proteína G, cambiando su conformación, y esta, a su vez, activa un segundo mensajero que actúa sobre otras proteínas; por lo tanto, desencadena una cascada de reacciones. Segundos mensajeros serían el AMPc y los iones calcio.