Núcleo Celular: Estructura y Función

El núcleo celular es una estructura propia de las células eucariotas. Contiene en su interior la molécula de ADN, la cual a su vez, contiene la información genética necesaria para el correcto funcionamiento de la célula.

Nucléolo

El nucléolo está compuesto por moléculas de ARNr y proteínas. Su función principal es la síntesis de ARN ribosomal (ARNr) y el ensamblaje de los ribosomas.

Procesos en el Núcleo

• Autoduplicación del ADN: Proceso por el cual se duplica la molécula de ADN.
• Transcripción: Proceso por el cual se sintetiza ARN a partir de ADN.

Ácidos Nucleicos

• ADN (Ácido Desoxirribonucleico): Responsable de la duplicación celular.
• ARN (Ácido Ribonucleico): Participa en la replicación, síntesis de proteínas y fabricación de ribosomas.

Genes: Unidad básica de la herencia, segmentos de ADN que codifican para una proteína específica.

Cromatina

La cromatina es el conjunto de ADN asociado a proteínas globulares llamadas histonas. Se encuentra dentro del núcleo, rodeada por una doble membrana llamada carioteca. La carioteca presenta poros que permiten la salida del ARN.

• Eucromatina: Forma menos condensada de la cromatina, donde se encuentran los genes que se están expresando activamente.
• Heterocromatina: Forma más condensada de la cromatina, con grandes secuencias de ADN repetidas, generalmente no se transcribe.

Cromosoma

Un cromosoma es la forma condensada de la cromatina. Se hacen evidentes durante la división celular. Están formados por dos cromátidas hermanas unidas por un centrómero.

• Cinetocoro: Estructura proteica ubicada en el centrómero, esencial para la separación de las cromátidas durante la división celular.
• Telómero: Extremos de los cromosomas, importantes para la estabilidad cromosómica.

Tipos de Cromosomas

Según la posición del centrómero:

• Metacéntricos: Centrómero en el centro, brazos de igual longitud.
• Submetacéntricos: Centrómero ligeramente desplazado del centro.
• Acrocéntricos: Centrómero cerca de un extremo.
• Telocéntricos: Centrómero en el extremo.

Cariotipo

El cariotipo es el ordenamiento de los cromosomas de una célula según su tamaño y la posición del centrómero.

• Humano: 22 pares de cromosomas autosómicos y 1 par sexual (par 23).

Anomalías Cromosómicas

• Trisomía: Presencia de tres copias de un cromosoma.
• Monosomía: Presencia de una sola copia de un cromosoma.
• Poliploidía: Presencia de más de dos juegos completos de cromosomas.

Enfermedades Genéticas

• Síndrome de Down: Trisomía del par 21. Causa discapacidad intelectual y alteraciones en el sistema límbico (emociones).
• Síndrome de Patau: Trisomía del par 13. Se caracteriza por labio leporino, problemas cardíacos, polidactilia (más dedos de lo normal) y trastornos en la lengua.
• Síndrome de Klinefelter: Trisomía del par sexual (XXY o XXXXY). Los hombres afectados presentan características femeninas, como ginecomastia (desarrollo de glándulas mamarias).
• Síndrome de Turner: Monosomía del par sexual (XO). Las mujeres afectadas no desarrollan características sexuales secundarias.

Ciclo Celular

El ciclo celular es el conjunto de etapas por las que pasa una célula desde su formación hasta su división en dos células hijas. Se divide en dos fases principales: interfase y división celular (mitosis o meiosis).

Interfase

La interfase es la etapa más larga del ciclo celular, donde la célula crece y se prepara para la división.

• G1 ((2n/2c)): La célula crece, sintetiza compuestos y procesa energía.
• S ((2n/4c)): Se duplica el ADN (de 2c a 4c).
• G2 ((2n/4c)): La célula se prepara para la división.

Mitosis

La mitosis es un tipo de división celular que produce dos células hijas idénticas a la célula madre, con el mismo número de cromosomas.

(2n/4c) à (2n/2c)

• Profase ((2n/4c)): La cromatina se condensa, se rompe la envoltura nuclear, los centriolos se dirigen a los polos y forman el huso mitótico.
• Metafase ((2n/4c)): Los cromosomas se alinean en el ecuador de la célula, unidos al huso mitótico por el cinetocoro.
• Anafase ((2n/4c)): Las cromátidas hermanas se separan y se dirigen a los polos opuestos. La célula se vuelve tetraploide.
• Telofase ((2n/2c)): Se forma la envoltura nuclear alrededor de cada conjunto de cromosomas.
• Citocinesis ((2n/2c)): Se divide el citoplasma, dando lugar a dos células hijas diploides.

Tipos de División Celular

• Fisión binaria
• Gemación
• Esporulación

Meiosis

La meiosis es un tipo de división celular que produce cuatro células hijas con la mitad del número de cromosomas de la célula madre. Es esencial para la reproducción sexual.

Meiosis I

(2n/4c) à (n/2c)

• Profase I ((2n/4c)):
  • Leptoteno: Los cromosomas se condensan.
  • Zigoteno: Los cromosomas homólogos se aparean (sinapsis) formando una estructura bivalente.
  • Paquiteno: Los cromosomas se siguen condensando, se hacen visibles las cuatro cromátidas (tétrada). Ocurre el entrecruzamiento (crossing-over).
  • Diploteno: Los cromosomas homólogos comienzan a separarse, pero permanecen unidos por los quiasmas (puntos de entrecruzamiento).
  • Diacinesis: Los cromosomas se condensan al máximo.
• Metafase I ((2n/4c)): Los cromosomas homólogos se alinean en el plano ecuatorial.
• Anafase I ((2n/4c)): Los cromosomas homólogos se separan y se dirigen a los polos opuestos.
• Telofase I ((n/2c)): Se desorganiza el huso mitótico, se reduce el material cromosómico, se forma la envoltura nuclear.
• Citocinesis I ((n/2c)): Se divide el citoplasma, dando lugar a dos células hijas haploides.

Meiosis II

(n/2c) à (n/c)

• Profase II ((n/2c)): Se condensan los cromosomas, los centriolos migran a los polos y se forma el huso mitótico.
• Prometafase II ((n/2c)): Los cromosomas migran al ecuador.
• Metafase II ((n/2c)): Los cromosomas se alinean en el ecuador, unidos al huso mitótico.
• Anafase II ((n/2c)): Las cromátidas hermanas se separan y migran hacia los polos.
• Telofase II ((n/c)): Se forma la envoltura nuclear alrededor de cada conjunto de cromosomas.
• Citocinesis II ((n/c)): Se divide el citoplasma, dando lugar a cuatro células hijas haploides.

Gametogénesis

La gametogénesis es el proceso de formación de gametos (células sexuales) a partir de las células germinales primordiales (CGP).

• Gameto: Célula haploide (espermatozoide u óvulo).
• Gónada: Órgano donde se producen los gametos (testículo u ovario).
• Cigoto: Célula diploide resultante de la fecundación.

Espermatogénesis

(2n-2c) à (n-c)

Proceso de formación de espermatozoides.

• Proliferación/Multiplicación ((2n-2c)): Las CGP dan origen a los espermatogonios. Comienza en la etapa embrionaria y continúa en la pubertad.
• Crecimiento ((2n-2c) à (2n-4c)): Los espermatogonios se transforman en espermatocitos I.
• Maduración ((2n-4c) à (n-2c) à (n-c)): Se realiza la meiosis I, que da origen a dos espermatocitos II (haploides). Luego, la meiosis II genera cuatro espermátidas (haploides). Comienza en la pubertad y es un proceso continuo.
• Diferenciación: Las espermátidas se transforman en espermatozoides, desarrollando una cola y un acrosoma (estructura en la cabeza que contiene enzimas para penetrar el óvulo).

Ovogénesis

(2n-2c) à (n-c)

Proceso de formación de óvulos.

• Proliferación/Multiplicación ((2n-2c)): Las CGP dan origen a los ovogonios. Ocurre en la etapa embrionaria.
• Crecimiento ((2n-2c) à (2n-4c)): Los ovogonios se transforman en ovocitos I. Ocurre en la etapa embrionaria.
• Maduración ((2n-4c) à (n-2c) à (n-c)): La primera parte ocurre en la etapa embrionaria, donde se forman los ovocitos I que se detienen en profase I. El proceso continúa en la pubertad, con cada ciclo menstrual, donde se forman los ovocitos II que se detienen en metafase II y se libera un polocito I (que se reabsorbe). La meiosis II solo finaliza si hay fecundación, formando una célula llamada ovótida, que ya es un cigoto.