Virus

Los virus presentan un mecanismo para reproducirse dentro de una célula hospedadora, desarrollando un ciclo vital donde obtienen la energía y las materias necesarias para sintetizar nuevos ácidos nucleicos y capsómeros. El ciclo vital se puede realizar de dos formas:

Ciclo Lítico

Este ciclo conduce a la destrucción de la célula hospedadora. Los procesos son:

1. Fijación: Por ejemplo, los bacteriófagos se fijan a través de las puntas de las fibras caudales, mediante enlaces y posteriormente, de forma mecánica, clavando espinas basales en la pared bacteriana.
2. Penetración: Se produce la penetración del material genético en el citoplasma bacteriano.
3. Fase de eclipse: El ADN vírico utiliza nucleótidos y la enzima ARN-polimerasa de la bacteria para dirigir la síntesis del ARN_m viral (transcripción). Este ARN_m viral sirve de base para la síntesis de proteínas del virus, como capsómeros, enzimas endonucleasas y enzimas endolisinas. El ADN sufre múltiples replicaciones utilizando los complejos enzimáticos de la bacteria.
4. Ensamblaje: Los capsómeros se reúnen formando cápsidas, mientras que las moléculas de ADN vírico se pliegan y penetran en las cápsidas.
5. Lisis celular: La bacteria está llena de virus, se rompe y libera los virus.

Ciclo Lisogénico

En este ciclo, el ADN viral se une al ADN bacteriano, formando un ADN híbrido. Cada vez que la célula se divide, divide su ADN bacteriano y el ADN viral. Puede durar mucho tiempo, incluso años, pero en algún momento, por radiación ultravioleta o por alguna inducción externa, el ADN viral se separa del ADN bacteriano y comienza el ciclo lítico, replicándose en cada célula.

Viroides y Priones

Los viroides son pequeñas moléculas de ARN de forma circular y monocatenaria, sin ningún tipo de cubierta, que infectan células vegetales. Provocan una disminución del crecimiento de la planta y un desarrollo anormal. Ejemplo: la enfermedad cadang-cadang, causante de la desaparición de cocoteros en Filipinas.

Los priones son proteínas que podríamos llamar «infecciosas», no llevan material genético y no son seres vivos. Provocan generalmente enfermedades neurovegetativas. Esta proteína se puede desestabilizar en la membrana celular y provocar enfermedades. Ejemplo: la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob, producida por un prión. Se caracteriza por varios meses o años de incubación, el sistema nervioso se degrada y muere al año de ser detectada. Otro ejemplo es la enfermedad de las vacas locas o la tembladera de las ovejas.

Mitosis (Célula Animal)

Fases: profase, metafase, anafase y telofase.

Profase

Es la fase más larga. La membrana nuclear va desapareciendo, el nucléolo también desaparece a la vista, la cromatina se vuelve cada vez más gruesa (se va condensando). A su vez, los dos pares de centriolos se van separando y se dirigen cada uno a un polo. Entre ellos se forman microtúbulos formados por proteínas que son la base de la formación de estos microtúbulos. Esto se denomina profase temprana. En la tardía, los centriolos se encuentran en los polos, formando poco a poco fibras del huso acromático (microtúbulos). También hay fibras de áster. La membrana nuclear no existe, pero los cromosomas se han ido condensando.

Metafase

Es la fase más corta, dura unos segundos. Los cromosomas se unen a los microtúbulos (fibras del huso acromático) en la mitad de la célula, zona = placa ecuatorial. Los cromosomas están unidos a las fibras del huso. En el centrómero están unas proteínas llamadas proteínas cinetocoro. El cromosoma está unido a las fibras del huso y en el cinetocoro de cada cromosoma salen fibras cinetocóricas (estas fibras encajan con las fibras del áster).

Anafase

Los cromosomas se rompen en dos homólogos, una cromátida se va a un polo y la otra al polo inferior. Este movimiento se va acortando debido a que sus proteínas van perdiendo elasticidad, lo que provoca el movimiento de las cromátidas a los polos. Cuando la anafase está muy tardía, empieza la citocinesis (división del citoplasma).

Telofase

Es lo contrario a la profase. Las cromátidas se descondensan. El huso va desapareciendo. Alrededor de las cromátidas se va formando la membrana nuclear. Se formaría la membrana nuclear y la cromatina va desapareciendo. El resultado final sería la aparición de dos células después de la citocinesis con su núcleo central, con células más pequeñas que la célula madre e incluso se empieza a ver en algunas el nucléolo.

El núcleo de las células vegetales en la telofase es igual, pero sin centriolos. Los microtúbulos polares salen del centro organizador de los microtúbulos, que equivale a los centriolos y la sustancia pericentriolar. Esta mitosis se llama anastral (sin centriolos y con centro de organización de los microtúbulos).

Citocinesis

Es la división del citoplasma, pero no es igual en vegetales que en animales. La célula animal tiene citocinesis por estrangulación, en la parte media se estrangula, lo que termina en la separación de las dos partes. Proviene del interior, hay un conjunto de proteínas que van incorporando otras proteínas en el centro. Este proceso se solapa con la telofase y la anafase. En vegetales es por tabicamiento, donde hay una bipartición donde se forman «paredes» o tabiques que van generalmente de dentro a fuera y finalmente está la pared celular y la membrana que se fusiona con vacuolas y llega a tabicar. Las dos células van fabricando la lámina media hasta que son dos células independientes.

Meiosis

Es el proceso generador de células con la mitad de cromosomas que la célula madre. Comprende dos divisiones sucesivas:

Primera División Meiótica

Es la división reduccional en la que las células hijas tienen la mitad de cromosomas que la célula madre.

Segunda División Meiótica

Es una división ecuacional, puesto que las células hijas tienen el mismo número de cromosomas que la célula madre. En la meiosis, antes de hacerse la primera división meiótica, hay un periodo de interfase, donde se duplica el ADN, y en la interfase previa a la segunda división meiótica no se produce la duplicación del ADN. Por tanto, tras una sola duplicación del ADN siguen dos divisiones. Cada una presenta una división del núcleo o cariocinesis y una división del citoplasma o citocinesis. Otra característica de la meiosis es la recombinación genética o intercambio de material hereditario entre las cromátidas de los cromosomas homólogos.

Citocinesis: Es la división del citoplasma, pero no es igual en vegetales que en animales. La célula animal tiene citocinesis por estrangulación, en la parte media se estrangula, lo que termina en la separación de las dos partes. Proviene del interior, hay un conjunto de proteínas que van incorporando otras proteínas en el centro. Este proceso se solapa con la telofase y la anafase. En vegetales es por tabicamiento, donde hay una bipartición donde se forman «paredes» o tabiques que van generalmente de dentro a fuera y finalmente está la pared celular y la membrana que se fusiona con vacuolas y llega a tabicar. Las dos células van fabricando la lámina media hasta que son dos células independientes.

Meiosis: Es el proceso generador de células con la mitad de cromosomas que la célula madre. Comprende dos divisiones sucesivas: Primera división meiótica: Es la división reduccional en la que las células hijas tienen la mitad de cromosomas que la célula madre. Segunda división meiótica: Es una división ecuacional puesto que las células hijas tienen el mismo número de cromosomas que la célula madre. En la meiosis antes de hacerse la 1ª división meiótica hay un periodo de interfase, donde se duplica el ADN, y en la interfase previa a la 2ª división meiótica no se produce la duplicación del ADN. Por tanto, tras una sola duplicación del ADN siguen 2 divisiones, cada una presenta una división del núcleo o cariocinesis y una división del citoplasma o citocinesis. Otra característica de la meiosis es la recombinación genética o intercambio de material hereditario entre las cromátidas de los cromosomas homólogos.

Diferencias entre Mitosis y Meiosis

Mitosis: Es una cariocinesis = son 2 y 2 citocinesis; da lugar a 2 células con el mismo número de cromosomas que la célula madre; en la profase no hay sinapsis ni entrecruzamientos; en anafase las cromátidas hermanas se separan; si no hay mutación, los cromosomas de las células hijas son idénticos a la célula madre.

Meiosis: Da lugar a 4 células con la mitad de cromosomas que la célula madre; hay sinapsis y entrecruzamientos; en anafase, las cromátidas hermanas no se separan, sino que migran juntas hacia uno de los polos; la mitad de los cromosomas de las células hijas son el producto de la recombinación genética entre las cromátidas de los cromosomas homólogos.

Ventajas e Inconvenientes de la Reproducción Sexual

Los organismos que tienen reproducción asexual solo tienen división celular por mitosis, mientras que en la reproducción sexual, en alguna etapa de la vida, realizan división celular por meiosis. En la reproducción sexual, los progenitores aportan caracteres a la descendencia. Las nuevas combinaciones de caracteres aumentan la variabilidad de la descendencia, lo que favorece la adaptación a cambios ambientales y facilita la evolución de la especie. La variabilidad en la descendencia en la reproducción sexual se debe a:

• Mezcla al azar de genes de ambos progenitores: En los seres diploides, los dos cromosomas homólogos se heredan de los progenitores, un cromosoma de un progenitor y el segundo del otro. Esto produce combinaciones aleatorias de caracteres de ambos progenitores.
• Combinaciones de cromosomas: Durante la formación de gametos, cada célula tan solo recibe un ejemplar al azar de cada tipo de cromosoma, el de un progenitor o el del otro. Por eso los gametos son diferentes entre sí.
• Recombinación de genes: Se produce en la meiosis entre una de las dos cromátidas de un cromosoma y otra del cromosoma homólogo de modo fortuito. Las cromátidas recombinantes resultantes son diferentes entre sí y diferentes a las originales.

Inconvenientes: En un ambiente que no presenta cambios, la mayor variabilidad de los descendientes disminuye su capacidad de supervivencia. Los procesos necesarios para que tenga lugar la reproducción sexual, como la formación de gametos, el encuentro de individuos de sexos diferentes, la fusión de ambos gametos y el posterior desarrollo del cigoto, presentan una mayor dificultad y un mayor gasto energético que la reproducción asexual.