EL CICLO CELULAR EUCARIOTA

Interfase:

Es el periodo del ciclo celular comprendido entre dos divisiones celulares. Se trata de la etapa más larga del ciclo celular. En ella, la célula expresa sus genes, crece, duplica su ADN y se prepara para la fase M. La interfase se divide en tres fases: G1, S y G2.

Fase G1: es la primera fase de la interfase. Se inicia tras la fase M y precede a la fase S. Es un periodo de intensa actividad metabólica. La célula expresa sus genes e incrementa su tamaño y su número de orgánulos.

Fase S: La fase S sucede a la fase G1. En ella, la célula replica su ADN, con lo que se originan dos copias idénticas del material genético. Tras la fase S, el núcleo contiene el doble de ADN que al final de la fase G1.

Fase G2: sucede a la fase S y en ella se sintetizan los productos que necesita la célula para la siguiente etapa, la fase M. En las células animales, el centrosoma se duplica.

Fase M:

Es la fase del ciclo celular en la que se produce la división de una célula en dos células hijas. Durante la fase M se suceden la mitosis y la citocinesis.

La mitosis es la etapa de la división celular durante la cual se produce el reparto equitativo del material hereditario entre los núcleos hijos. Comprende cuatro fases: profase, metafase, anafase y telofase.

La citocinesis es la última etapa de la división celular y consiste en la división del citoplasma. Se superpone con las fases finales de la mitosis.

LA MITOSIS

Profase:

La cromatina, duplicada en el periodo S, se condensa formando cromosomas con dos cromátidas. En las células animales, los centrosomas, previamente duplicados en el periodo G2, migran a polos opuestos de la célula, y entre ellos se forma el huso mitótico o acromático. En las células vegetales, que carecen de centrosoma, el huso mitótico se organiza a partir de dos regiones citoplasmáticas densas que actúan como centros organizadores de microtúbulos. Los microtúbulos del huso mitótico se unen a los centrómeros de los cromosomas. El nucleolo y la envoltura nuclear desaparecen.

Metafase:

Los cromosomas alcanzan su máximo grado de condensación y se disponen en el plano ecuatorial de la célula, formando la placa metafásica o placa ecuatorial. En la placa metafásica, las cromátidas hermanas de cada cromosoma miran hacia polos opuestos del huso.

Anafase:

Los microtúbulos del huso se acortan y tiran de las cromátidas hermanas en sentidos opuestos, con lo que el cromosoma se rompe por su centrómero.

TELOFASE:

Cada cromátida es arrastrada lentamente hacia un polo del huso. Las cromátidas separadas se convierten en cromosomas hijos individuales formados por una sola cromátida. El huso mitótico se alarga, lo que aumenta la separación entre los polos de la célula.

LA MEIOSIS

Profase 1:

La cromatina se condensa, y las parejas de cromosomas homólogos se emparejan, se entrecruzan e intercambian segmentos. El resultado de este sobrecruzamiento es la recombinación genética, gracias a la cual se producen combinaciones genéticas nuevas y se introduce variabilidad genética en la descendencia. Se forma el huso acromático y desaparecen la envoltura nuclear y el nucleolo.

Metafase 1:

Se forma la placa metafásica. La constituyen parejas de cromosomas homólogos unidos por sus centrómeros a los microtúbulos del huso y orientados hacia polos opuestos de la célula.

Anafase 1:

Los cromosomas homólogos son arrastrados a polos opuestos al acortarse los filamentos del huso.

Telofase 1:

Alrededor de cada juego haploide de cromosomas homólogos se desarrolla una envoltura nuclear transitoria. El citoplasma comienza a dividirse.

Profase II:

Se desintegra la envoltura nuclear y se forma un nuevo huso acromático en cada célula hija, resultado de la meiosis I. La cromatina se condensa y se originan cromosomas de dos cromátidas.

Metafase II:

Se forma la placa metafásica, constituida por los cromosomas unidos a los microtúbulos del huso, con sus dos cromátidas hermanas orientadas a polos opuestos de la célula.

Anafase II:

Las cromátidas hermanas se separan al ser arrastradas por los microtúbulos del huso a sus respectivos polos.

Telofase II:

Se forman las envolturas nucleares alrededor de cada juego haploide de cromosomas de una cromátida; estos se descondensan y reaparecen los nucleolos. Simultáneamente, se produce la citocinesis, con lo cual, al final de la meiosis II, se obtienen cuatro células haploides.

ÁCIDOS NUCLEICOS

REPLICACIÓN:

Es el proceso mediante el cual el ADN produce dos copias idénticas de sí mismo. En las células procariotas tiene lugar en el citoplasma y en las eucariotas en el núcleo, en las mitocondrias y en los cloroplastos.

EXPRESIÓN GÉNICA: TRANSCRIPCIÓN:

Es el proceso a través del cual la información contenida en un gen se copia en una secuencia de ARN. En las células procariotas ocurre en el citoplasma mientras que en las eucariotas se produce en el núcleo, en el estroma de los cloroplastos y en la matriz de las mitocondrias.

TRADUCCIÓN:

Es el proceso por el cual los ribosomas fabrican una proteína específica a partir de la información codificada en la secuencia de bases de un ARN mensajero.

LA REPLICACIÓN

1) Las helicasas desenrollan la doble hélice de ADN y separan progresivamente las dos cadenas complementarias. 2) Las ADN polimerasas se desplazan sobre las cadenas molde de ADN recién separadas. Al mismo tiempo, fabrican una cadena complementaria, en sentido 5’ → 3’, mediante los emparejamientos específicos de bases nitrogenadas (A con T y G con C). 3) Las ligasas unen los fragmentos de ADN obtenidos tras la acción de las ADN polimerasas. 4) Finalmente, se obtienen dos nuevas dobles hélices de ADN idénticas, cada una de ellas con una cadena antigua y una nueva. Por esta razón, se dice que la replicación es semiconservativa.

LA TRANSCRIPCIÓN

1) La ARN polimerasa se une al ADN y separa sus dos cadenas complementarias en la región correspondiente al gen que se va a transcribir. 2) La cadena que discurre en sentido 5’ → 3’ se denomina codificadora. Su complementaria, que discurre en sentido 3’ → 5’, es la cadena molde, que será usada por la ARN polimerasa para fabricar una cadena de ARN complementaria con ella gracias al emparejamiento específico de bases (A con U y G con C). El ARN sintetizado tiene la misma secuencia de bases nitrogenadas que la cadena de ADN codificadora, pero en lugar de timina incorpora uracilo.

3) Una vez fabricado el ARN, se libera y las dos cadenas de ADN vuelven a unirse.

HERRAMIENTAS DE LA INGENIERÍA GENÉTICA: POLIMERASAS, NUCLEASAS Y LIGASAS

Son enzimas que participan en los procesos de replicación, transcripción y manipulación del ADN en la ingeniería genética.