EL NÚCLEO

1.– En la imagen inferior se muestra una microfotografía y un esquema de la misma zona de una célula. 

a) ¿Qué dos orgánulos puedes distinguir? núcleo y R.E.R.

b) Identifica las partes numeradas. 1. Nucléolo/ 2. Poros nucleares/ 3. R.E.R/ 4. Envoltura nuclear.

c) ¿Se establece alguna relación entre ambos orgánulos? Sí, la envoltura nuclear suele estar unida al R.E.

d) ¿Tienen envoltura doble o simple? Doble envoltura. 

2.-

En relación con la figura, contesta. 

a) ¿Qué representa el conjunto de las figuras? El proceso de espiralización y empaquetamiento de la cromatina. 

b) ¿Qué representan las figuras indicadas con las letras A, B y F? A: Doble hélice de ADN/ B: Cromatina en collar de cuentas/ F: Cromosoma metafásico. 

c) ¿Cuál o cuáles de esas estructuras se pueden observar al microscopio óptico, y cuándo se observan? ¿Cuál es la finalidad de que la estructura representada en A acabe dando lugar a la estructura representada en F? Con el microscopio óptico es posible observar la estructura F durante la mitosis. La finalidad es el empaquetamiento del ADN para facilitar su reparto a las células hijas. 

3.-

Describe el cromosoma metafásico: estructura, forma, número y tamaño.

 El cromosoma metafásico está constituido por dos cromátidas iguales unidas por un centrómero. En la estructura de un cromosoma metafásico se puede distinguir: -Las cromátidas quedan separadas por el centrómero en dos prolongaciones, que pueden ser de igual longitud o no, denominadas brazos. /-Los cromosomas pueden tener constricciones secundarias (estrechamiento); y si esa construcción secundaria se encuentra en la zona de los telómeros se denominan satélites./-Los extremos se denominan telómeros./-El cinetocoro: es un estructura proteica a partir de las cuales se polimerizan los ligamentos del huso están a ambos lados del centriolo. 

Los cromosoma en cuanto a la forma van a depender de la longitud relativa de sus brazos, se clasifican en: -Metacéntricos: cuando los dos brazos son aproximadamente iguales y el centrómero está en el centro./Telocéntricos: cuando el centrómero está más cerca de un extremo, dando dos brazos muy desiguales./-Acrocéntricos: el centrómero está en un extremo, por lo que en realidad sólo existe un brazo.

En cuanto al número de cromosomas, es característico de cada especie, cada célula de una determinada especie se caracteriza por tener un número definido de cromosomas. Dentro de un organismo puede haber células diploides (2n) y haploides (n).

El tamaño de los cromosomas es variable para una misma estirpe celular, ya que depende del momento del ciclo celular en el que se encuentre la célula. 

4.-

El cariotipo es característico de cada especie, como se representa en la imagen adjunta, y se realiza para identificar ciertas anomalías. 

a) ¿Qué estructuras celulares están representadas en la figura? Cromosomas metafásicos. 

b) ¿A qué especie puede pertenecer? A los seres humanos, ya que se representan 23 pares de cromosomas homólogos.

c) ¿El cariotipo de la figura corresponde a una especie haploide o diploide? Es una especie diploide porque tiene cromosomas homólogos, concretamente 23 pares. 

d) ¿Cuántas moléculas de ADN hay en este momento del ciclo celular? Cada cromátida es una molécula de ADN; como hay 46 cromosomas, habrá 92 moléculas de ADN.

5.-

El genoma de una célula eucariótica es una molécula lineal que tiene una longitud miles de veces mayor que el diámetro de su núcleo. 

¿Los datos expresados en la siguiente tabla son compatibles con el tamaño del núcleo celular? 

Razona la respuesta.

Sí es compatible porque el ADN se compacta y se empaqueta para ocupar un espacio lo menor posible, y facilitar así, también, su reparto. 

DIVISIÓN CELULAR:

6.- En un cultivo de células humanas que se encuentran en período de división celular, se analiza la cantidad de ADN en las muestras de esas células tomadas a distintos tiempos. El resultado se expresa en la gráfica. ¿Cuál es la razón de la variación observada en la cantidad de ADN por célula? Razona la respuesta refiriéndote a cada una de las fases del ciclo. 

La gráfica representa los cambios ocurridos en el ADN a lo largo del tiempo que dura el ciclo celular, que se divide en 2 etapas distintas: la interfase y la fase M (mitosis y citocinesis). La interfase es una etapa de gran actividad metabólica en la que la célula se prepara para la división celular y está dividida en las siguientes fases: fase G1, fase S y fase G2. Las fases en las que se divide el ciclo celular están representadas en la gráfica de la siguiente manera: •Etapa n.º 1 representa la fase G1, durante la cual se sintetizan los compuestos necesarios (proteínas, lípidos, glúcidos, etc.) para que la célula aumente de tamaño y, al mismo tiempo, incrementa el número de sus orgánulos citoplasmáticos, como ribosomas, mitocondrias, etc. /•Etapa n.º 2 representa la fase S, durante la que se produce la replicación del ADN y se sintetizan las nuevas histonas. Es por esta razón por la que la etapa comienza con un contenido 2x de ADN y termina con uno de 4x, es decir, el doble. /

•Etapa n.º 3 representa la fase G2, que con una duración más corta que las anteriores se caracteriza porque la célula aumenta ligeramente de tamaño, se transcriben y traducen genes que codifican las proteínas necesarias para que la célula se divida y se duplican los centriolos. /•Etapa n.º 4, durante la que se reduce a la mitad la cantidad de ADN, representa la mitosis, etapa del ciclo celular caracterizada por una reducción a la mitad en la cantidad de ADN, consecuencia de la formación de las dos células hijas. La cantidad de ADN pasa de 4x a 2x.

7.- En los dibujos siguientes se muestran esquemas de un proceso celular. 

a) ¿Qué proceso celular se representa en la figura A? mitosis

b) ¿En qué fase se encuentra la célula de la figura B? célula en metafase mitótica

c) Sustituye los números de la figura B por los nombres correspondientes. B1. Centriolos; B2. Cromosomas metafásicos; B3. Fibras del huso acromático

d) Explica si se trata de una célula animal o vegetal. Se trata de una célula animal, ya que tiene centriolos (no lo tienen las células vegetales). También se puede deducir que este proceso ocurre en una célula animal por la forma en la que se realiza la citocinesis. En este dibujo se observa que se realiza mediante la formación de un anillo contráctil, por estrangulación, característico de células animales.

8.- El esquema corresponde a una horquilla para la síntesis de un tipo de ácido nucleico. 

a) ¿Qué tipo de ácido nucleico es? Es una molécula de ADN, ya que está formada por dos cadenas de nucleótidos unidas mediante enlaces de hidrógeno.

b) Identifica cada número con los siguientes elementos: helicasa, fragmentos de Okazaki, ADN polimerasa, proteína SSB (proteína de unión a cadena sencilla). -Helicasa: 4/-Fragmentos de Okazaki: 1/-ADN polimerasa III: 2/- Proteína SSB: 3.

c) ¿Cuál es la función de los elementos marcados como 2, 3 y 4? La función de la ADN polimerasa III (2) es recorrer la hebra que se va a duplicar en sentido 3’→5’; además, va uniendo los nuevos nucleótidos en el extremo 3’ hasta formar la hebra replicada. /Las proteínas SSB (3) son proteínas de unión a la cadena sencilla que impiden que la hebra de ADN se vuelva a enrollar, y dejan libre la parte de la hebra que lleva las bases, de manera que estas sean accesibles para otras moléculas. /La helicasa (4) rompe los enlaces de hidrógeno entre las bases nitrogenadas de las dos cadenas complementarias, provocando que se abra como una cremallera.

d) Explica cuál es la razón por la que la síntesis es continua en una de las cadenas y discontinua en la otra. Síntesis continua de la cadena en dirección 5’→3′. La síntesis de esta cadena no plantea ningún problema. Así, una vez separadas ambas cadenas, la ADN pol. III (una de las enzimas que unen los nucleótidos) va elongar la cadena en dirección 5→3′.

Síntesis discontinua. La cadena complementaria no se va a replicar en sentido 3’→5’ sino que se replica discontinuamente en dirección 5’→3’. Los diferentes fragmentos sintetizados, llamados fragmentos de Okazaki, son posteriormente unidos entre sí. En 1er lugar se sintetiza un pequeño fragmento de ARN, fragmento denominado 1er: Partiendo de este 1er se sintetiza un fragmento de ADN en dirección 5→3′. Al llegar al 1er del fragmento anteriormente sintetizado, éste es degradado y se rellena el hueco con ADN.

8.- Explique brevemente, basándote en el siguiente esquema:

a) ¿Qué representa el esquema? Las diferentes fases y etapas de la primera división meiótica

b) ¿Qué ha ocurrido en las etapas 4 y 5? En la etapa 4 (fase de paquiteno de la profase I) cada cromosoma permanece unido a su homólogo, formando un bivalente o tétrada. Se produce el sobrecruzamiento o intercambio de material genético (recombinación génica) entre las cromátidas de los cromosomas homólogos./ La etapa 5 corresponde a la metafase I. en la placa ecuatorial se disponen las tétradas o bivalentes, unidas por los quiasmas.

c) ¿Qué significado biológico y repercusiones tienen los sucesos de las etapas 4 y 5? Gracias al proceso de recombinación génica se asegura la variabilidad genética de la descendencia. También se producen nuevas combinaciones como resultado del proceso de segregación independiente, ya que los cromosomas maternos y paternos se combinan de forma aleatoria en cada gameto.

d) Compara la dotación cromosómica de la célula inicial con la de las células que se generan después del proceso. La meiosis es un tipo de división celular reduccional, mediante el cual a partir de una célula madre diploide (2n) se originan cuatro células haploides (n), es decir, con la mitad del contenido de ADN que en la célula progenitora. Además, debido al proceso de recombinación génica, las cuatro células poseen un contenido genético muy diferente entre sí y distinto al de la célula progenitora.

9.- El esquema representa un cromosoma eucariótico en metafase mitótica. 

a) ¿Qué denominación reciben los elementos indicados por los números 1 a 4? ¿Qué se entiende por cariotipo? ¿Qué se entiende por cromosomas homólogos? 1. Centrómero o constricción primaria/ 2. Brazos cromosómicos / 3. Cromátidas/ 4. Telómeros.

El cariotipo es el conjunto de cromosomas presentes en una célula. Los cromosomas homólogos son una pareja de cromosomas que llevan la misma información genética para los mismos caracteres; uno es heredado del padre y el otro lo es de la madre. 

b) Dibuja un esquema de la estructura básica de la cromatina, indicando los elementos que la componen.  

Estructura de la cromatina:

9.- Explica qué son los nucleosomas y cuál es el papel que desempeñan. 

Los nucleosomas son estructuras localizadas en el núcleo, tienen forma de cuentas de collar, y están formadas por una doble hebra de ADN enrollada alrededor de un núcleo o platisoma, formado por un octámero de histonas. Los nucleosomas representan el primer nivel de organización de la cromatina, y hacen que esta forme una estructura empaquetada y compacta.