Ecosistemas

Se define ecosistema a la unidad ecológica donde los seres vivos y el medio inanimado (sin vida) que los rodea se relacionan de manera inseparable e interactúan mutuamente.

Clasificación de los ecosistemas

a) Según su origen
Naturales: Bosque, praderas, laguna, mar, flora intestinal etc.
Artificiales: Estanques, represas, una ciudad, una pecera, etc.
b) Según su ubicación

Terrestres: Bosques, cultivo agrícola-ganadero, etc.
Acuáticos: Litoral marítimo, lagos, etc.
c) Según su tamaño
● Microecosistemas: son los ecosistemas más pequeños Ej: Gota de agua, una rama, etc.

● Mesoecosistemas: son los que generalmente interactúa el hombre. Ej: bosque, laguna, selva.

● Macroecosistemas: comprenden grandes extensiones de tierra o agua y comunidades. Ej: océano, cadenas montañosas.

Componentes de un ecosistema

· componentes bióticos

· factores abióticos

Componentes o factores bióticos

Incluye a todos los seres vivos del ecosistema.

De acuerdo a la función que cumplan en el ecosistema los seres vivos se pueden clasificar en:

A) productores

B) consumidores

C) Descomponedores

Productores: Son los organismos capaces de elaborar materia orgánica (azúcares) y a su vez pueden servir de alimento.

Los productores:

· Tienen nutrición autótrofa (auto= a sí mismo, trofos=alimento) y pueden ser:

Ø fotosintéticos (vegetales, cianobacterias, algas)

Ø quimiosintéticos (algunas bacterias de ecosistemas marinos).

· Las algas que forman el fitoplancton que cubre parte de mares y océanos son las mayores productoras de materia orgánica.

· Constituyen la base de las cadenas y redes alimenticias.

Consumidores: Son organismos heterótrofos que no pueden elaborar materia orgánica por esa razón obtienen sus nutrientes alimentándose de otros seres vivos.

· Los animales y muchos protistas son ejemplos de organismos heterótrofos.

· Se los clasifica según el tipo de alimento ingerido en:

Herbívoro: Animal que se alimenta solo de vegetales.

Carnívoro: Animal que se alimenta de otros animales.

Omnívoro: Animal que se alimenta tanto de animales como de vegetales.

Carroñero: Animal que se alimenta de cadáveres de otros animales.

Hematófago: Son aquellos animales que chupan sangre a otros animales. Representa una forma especializada de ectoparasitismo.

Descomponedores: Son organismos heterótrofos como las bacterias, hongos y otros microorganismos que obtienen energía a partir de los cuerpos muertos o productos de desecho de otros organismos. Su función es esencial pues convierten la materia orgánica muerta en sustancias inorgánicas simples

para que vuelven a ser utilizadas por las plantas y otros organismos.

Cadenas alimenticias

Cadena alimenticia = Cadena trófica

Cadena trófica (del griego trofos: alimento) es el proceso de transferencia de energía alimenticia a través de una serie de organismos, en el que cada uno se alimenta del precedente y es alimento del siguiente.

Cada cadena se inicia con un vegetal, productor u organismo autótrofo (autótrofo del griego auto =por sí mismo y trofos=alimento) o sea un organismo que "fabrica su propio alimento" sintetizando sustancias orgánicas a partir de sustancias inorgánicas que toma del aire y del suelo, y energía solar (fotosíntesis).

Los demás integrantes de la cadena se denominan consumidores. Aquel que se alimenta del productor, será el consumidor primario, el que se alimenta de este último será el consumidor secundario y así sucesivamente. Son consumidores primarios, los herbívoros. Son consumidores secundarios, terciarios, etc. los carnívoros.

Existe un último nivel en la cadena alimenticia que corresponde a los descomponedores. Estos actúan sobre los organismos muertos, degradan la materia orgánica y la transforman nuevamente en materia inorgánica devolviéndola al suelo (nitratos, nitritos, agua) y a la atmósfera (dióxido de carbono).

Cada nivel de la cadena se denomina eslabón.

En una cadena trófica, cada eslabón obtiene la energía necesaria para la vida del nivel inmediato anterior; y el productor la obtiene del sol. De modo que la energía fluye a través de la cadena.

En este flujo de energía se produce una gran pérdida de la misma en cada traspaso de un eslabón a otro, por lo cual un nivel de consumidor alto (ej: consumidor 3^ario) recibirá menos energía que uno bajo (ej: consumidor 1^ario).

Dada esta condición de flujo de energía, la longitud de una cadena no va más allá de consumidor terciario o cuaternario.

Una cadena alimenticia en sentido estricto, tiene varias desventajas en caso de desaparecer un eslabón:

a) Desaparecerán con él todos los eslabones siguientes pues se quedarán sin alimento.

b) Se superpoblará el nivel inmediato anterior, pues ya no existe su predador.

c) Se desequilibrarán los niveles más bajos como consecuencia de lo mencionado en a) y b).

d) Por tales motivos las redes alimenticias o tramas tróficas son más ventajosas que las cadenas aisladas.

Ejemplos de cadenas tróficas son:

Ejemplo de una cadena trófica que fue afectada por la intervención del hombre, es el caso de los coyotes en EE.UU. que fueron considerados plaga y se diezmaron. Si bien es verdad que estos animales vivían cerca del hombre y de cuando en cuando robaban una gallina su principal alimento lo constituía un grupo de roedores que se alimentan de tubérculos y raíces carnosas empleadas en agricultura. La desaparición casi total de los coyotes trajo aparejado una superpoblación de roedores, que como consecuencia hizo estragos en los cultivos.

Una cadena que naturalmente tiende a la extinción es el caso del oso panda, cuyo único alimento es la caña de bambú. En caso de desaparecer el bambú, el panda desaparecerían sin remedio, a menos que fuera capaz de alimentarse de otro vegetal.

ÁCIDOS NUCLEICOS

1. ACIDOS NUCLEICOS: GENERALIDADES Y COMPOSICION

2. NUCLEÓSIDOS: COMPOSICIÓN Y TIPOS

3. NUCLEÓTIDOS: COMPOSICIÓN

3.1. NUCLEÓTIDOS NUCLEICOS

3.2. NUCLEÓTIDOS NO NUCLEICOS

4. FORMACIÓN DE LOS ACIDOS NUCLEICOS Y TIPOS

5. ACIDO DESOXIRRIBONUCLEICO: GENERALIDADES.

5.1. ESTRUCTURA PRIMARIA

5.2. ESTRUCTURA SECUNDARIA. DESNATURALIZACION

6. ACIDO RIBONUCLEICO: GENERALIDADES

6.1. TIPOS DE ARN

6.1.1. ARNm

6.1.2. ARNt

6.1.3. ARNr

7. FUNCION DE LOS ACIDOS NUCLEICOS

8. DIFERENCIAS ENTRE EL ADN Y EL ARN
1. ACIDOS NUCLEICOS: GENERALIDADES Y COMPOSICION
Son compuestos que tienen carácter ácido, se encontraron por primera vez en el núcleo de las células eucariotas de ahí su nombre. Fueron descubiertos en 1869 por Miescher.
Contienen siempre en su composición C, H, O, N y P.
Los ac.nucleicos son macromoléculas o polímeros de gran complejidad y elevado peso molecular, que están formados por la unión de unas unidades o monómeros denominadas nucleótidos, por eso podemos definirlos como polinucleótidos.
Los nucleótidos, aunque son mucho más sencillas que los ác. nucleicos, tienen ya cierta complejidad y están formados por 3 tipos de compuestos: una pentosa, una base nitrogenada y un ác. ortofosfórico:
·Pentosa: Las pentosas que forman los ac.nucleicos son aldopentosas, pueden ser: D-ribosa en el ARN y D-2-desoxirribosa en el ADN. Se presenta en forma furanósica, el anómero que forma los ac.nucleicos es el ß. Por lo tanto en el ARN aparece la ß-D-ribofuranosa y en el ADN la ß-D-2-desoxirribofuranosa.
·Bases nitrogenadas: Son compuestos heterocíclicos (en el anillo hay más de una clase de átomos) que contienen átomos de nitrógeno y tienen carácter básico. Pueden ser de dos tipos:
Púricas: Derivan de la purina. Las más importantes son: adenina y guanina pueden estar presentes tanto en el ARN como en el ADN.
Pirimidínicas: Derivan de la pirimidina. Las más importantes son: citosina, timina y uracilo. La citosina puede estar en el ADN y ARN, la timina solo en el ADN y el uracilo solo en el ARN.
Para evitar confusiones a los átomos de las bases nitrogenadas se les numeran con la serie 1, 2, 3, 4,... y los de las pentosas con la serie 1', 2', 3',....
·Ac. ortofosfórico.
2. NUCLEÓSIDOS.
Son compuestos que se forman por la unión de una pentosa y una base nitrogenada. El enlace mediante el cual se unen se denomina N-glucosídico, se forma entre el C-1' de la pentosa y un nitrógeno de la base que será el N-1 si esta es pirimidínica, o el N-9 si es púrica. Al formarse este enlace se desprende una molécula de agua, que se forma con el OH del C-1' de la pentosa (OH hemiacetálico) y un hidrógeno del N de la base.
Los nucleósidos se nombran con el nombre de la base cambiando la terminación por la terminación osina si la base es púrica o idina si la base es pirimidínica. Si la pentosa es la desoxirribosa se añade el prefijo desoxi.
Según cual sea la pentosa podemos diferenciar dos tipos de nucleósidos:

1-Ribonucleósidos: La pentosa es la ribosa ( ß-D-ribofuranosa). Según la base pueden ser:
- Adenosina: Ribosa - adenina
- Guanosina: Ribosa- guanina
- Citidina: Ribosa- citosina
- Uridina: Ribosa- uracilo.

2-Desoxirribonucleósidos: La pentosa es la 2-desoxirribosa ( ß-D-2-desoxirribofuranosa). Según la base pueden ser:
- Desoxiadenosina: desoxirribosa- adenina
- Desoxiguanosina: desoxirribosa- guanina
- Desoxicitidina: desoxirribosa- citosina
- Desoxitimidina: desoxirribosa- timidita
3. NUCLEÓTIDOS
Son compuestos que se forman al unirse una molécula de ácido fosfórico con la pentosa de un nucleósido. El enlace es un enlace éster, se produce al esterificarse un OH del fosfórico con un OH libre de la pentosa, frecuentemente el del C-5', en su formación se libera una de agua. Los nucleótidos son por consiguiente ésteres fosfóricos de nucleósidos o nucleósidos fosforilados normalmente en posición 5'. Tienen carácter ácido debido al grupo fosfato.
Se pueden nombrar de varias formas:
1) Anteponiendo la palabra ácido al nombre de la base a la que se la hace terminar en ilico si la base es púrica o en idílico si es pirimidínica. Si la pentosa es la desoxirribosa se añade el prefijo desoxi al nombre de la base.
2) Nombrando el nucleósido del que derivan (se le puede eliminar la a final), a continuación el número del carbono de la pentosa con el que se produce la esterificación del fosfórico, y por último el número de moléculas de fosfórico que se unen. Y mediante la siglas de la nombre desarrollado.
Los nucleótidos los podemos dividir en dos grupos según que formen o no parte de los ácidos nucleicos:
·Nucleótidos nucleicos se unen entre sí y forman los ácidos nucleicos.
·Nucleótidos no nucleicos no forman parte de los ácidos nucleicos, pero constituyen compuestos de gran interés.
3.1 NUCLEÓTIDOS NUCLEICOS
Dentro de los nucleótidos nucleicos, según cual sea la pentosa, los podemos dividir en dos grupos:
1-Ribonucleótidos: La pentosa es la ribosa, forman parte de los ácidos ribonucleicos. Según la base que contengan pueden ser de cuatro tipos:
- Ac. adenílico o adenosina (adenosín)-5'-monofosfato o AMP
- Ac. guanílico o guanosina (guanosín)-5'-monofosfato o GMP
- Ac. citidílico o citidina (citidín) -5'-monofosfato o CMP
- Ac. uridílico o uridina (uridín)-5'-monofosfato o UMP

2-Desoxirribonucleótidos: La pentosa es la 2-desoxirribosa, forman el ADN. Según la base que contengan pueden ser de cuatro tipos:
- Ac. desoxiadenílico o desoxiadenosina (desoxiadenosín)-5'-monofosfato o dAMP.
- Ac. desoxiguanílico o desoxiguanosina (desoxiguanosín)-5'-monofosfato o dGMP.
- Ac. desoxicitidílico o desoxicitidina (desoxicitidín)-5'-monofosfato o dCMP.
- Ac. desoxitimidílico o desoxitimidina (desoxitimidín)-5'-monofosfato o dTMP.
3.2. NUCLEOTIDOS NO NUCLEICOS
Algunos nucleótidos no forman parte de los ácidos nucleicos sino que se encuentran libres en las células y constituyen compuestos de gran importancia biológica, desempeñando diferentes funciones en el metabolismo. Los más importantes son:


· Nucleótidos difosfato y trifosfato.
Son nucleótidos normales a los que se unen 1 ó 2 moléculas más de fosfórico mediante enlaces éster; estos enlaces son muy ricos en energía (enlaces de alta energía) es decir se necesita mucha energía para formarse, y cuando se hidrolizan se libera también una gran cantidad de energía. Por lo tanto estos compuestos actúan como almacenadores temporales de energía, transfiriéndola desde los proceso en los que se libera (procesos exergónicos como los catabólicos) a los procesos en los que se necesita (procesos endergónicos como anabólicos, movimiento, transporte activo, etc).
Los más importantes son los adenosín-fosfatos (ADP y ATP) que están formados por: adenina, ribosa y 2 ó 3 moléculas de fosfórico.
El ATP actúa como moneda de intercambio de energía. La energía que se libera en los procesos exergónicos (catabólicos) se utiliza para formar ATP a partir de ADP y fosfórico (fosforilación), mientras que la energía que se requiere en los procesos endergónicos (anabólicos) se obtiene de la hidrólisis del ATP a ADP y fosfórico (defosforilación).
Proceso catabólico
ATP + H₂O ============= ADP + P + Energía
Proceso anabólico

·AMP cíclico (AMPc).
Es el AMP en el que el fosfórico forma un segundo enlace éster con el C-3' de la propia ribosa, por lo que se forma un compuesto cíclico.
El AMP_c actúa como mediadora de la información entre las moléculas extracelulares portadoras de información (hormonas, neurotransmisores) y el interior de la célula, provocando alteraciones químicas en el interior celular lo que produce la elaboración de respuestas (secreción de sustancias etc). Por ello se la denomina segundo mensajero.
La forma de actuar es la siguiente: La moléculas extracelulares portadoras de información (hormonas, neurotransmisores, etc) se unen a receptores específicos de la membrana plasmática provocando la activación de la enzima adenilato ciclasa que provoca la formación AMPc a partir del ATP.
Adenilato ciclasa
ATP ¾¾¾¾¾¾¾¾® AMP_c + P ¾ P
El AMP_c sintetizado activa directa o indirectamente enzimas necesarias para producir las respuesta celular.
·Nucleótidos que actúan como coenzimas.
Algunos nucleótidos actúan como coenzimas en los procesos metabólicos entre ellos destacan:

1-Piridín-nucleótidos: Son dinucleótidos, formados por la unión del ribonucleótido de la adenina y el de la nicotinamida. Contienen en su composición vitamina P-P o B₃ (nicotinamida). Se diferencian dos tipos:
·NAD o Nicotinamín - adenín - dinucleótido. Esta formado por:
Nicotinamida - ribosa - P - P - ribosa - adenina
| nucleótido | |
de nicotinamida ¾¾¾¾¾A.M.P ¾¾
·NADP o Nicotinamín - adenín - dinucleótido - fosfato. Esta formado por:
Nicotinamida - ribosa - P - P - ribosa - adenina
|
P
Actúan como coenzimas en las reacciones de oxidorreducción, el NAD en reacciones catabólicas y el NADP en reacciones anabólicas, ya que intervienen como transportadores de hidrógeno de unos sustratos a otros.
A-H₂ ¾¾¾¾¾® A
NAD NADH₂
B ¾¾¾¾¾¾® BH₂

2- Flavin-nucleótidos: Son mono o dinucleótidos. Contienen riboflavina o vitamina B₂ en su molécula. La riboflavina es un nucleósido formado por ribosa y flavina (base). Destacan dos:
·FMN o Flavín - mono - nucleótido. Esta formado por un nucleótido que tiene como base la flavina:
Riboflavina - P = Flavina - ribosa - P
·FAD o Flavín - adenín - dinucleótido. Esta formado por la unión de 2 nucleótidos: el ribonucleótido de la flavina (FMN) y el ribonucleótidos de la adenina (AMP)
Riboflavina - P - P - ribosa - adenina
Actúan como coenzimas en las reacciones de oxidorreducción, interviniendo como transportadores de hidrógenos de unos sustratos a otros.

3-Coenzima A: Esta formado por el ribonucleótido disfosfato de la adenina (ADP) unido al ácido pantoténico (vitamina B₅) y a una cadena de etilamida que lleva un grupo tiol (-SH). La formula es muy compleja, la parte activa es el grupo SH (grupo tiol) con un enlace rico en energía y por ello se representa: Co A - SH.
Interviene en la transferencia de grupos acetil de unos sustratos a otros.
4. FORMACIÓN DE LOS ACIDOS NUCLEICOS Y TIPOS DE ÁCIDOS
Los ácidos nucleicos son polinucleótidos, es decir están formados por muchos nucleótidos que se unen entre sí formando largas cadenas.
La unión se produce mediante un enlace éster que se forma, entre un OH del fosfórico de un nucleótido que esta unida al carbono 5’ de la pentosa y el OH del C-3' de la pentosa del siguiente nucleótido, por lo tanto cada molécula de fosfórico forma dos enlaces éster: uno con el C-5’ de la pentosa de un nucleótido y el otro con el C-3’ de la pentosa del siguiente nucleótido, a este enlace por eso se le denomina enlace fosfodiéster 5'-3'.
Estas cadenas que se forman tienen un eje que esta formado por la pentosa y el fosfórico que se van sucediendo de forma alternativa y de este eje a nivel de las pentosas salen las bases. En estas cadenas el extremo que posee el grupo fosfato libre unido al C-5' se llama extremo 5' y el extremo que posee el OH del C-3' libre se denomina extremo 3'.
Estas cadenas se pueden representar de varias formas:
-Mediante las fórmulas completas de los constituyentes.
-Mediante símbolos que representan a cada uno de los compuestos que los forman.
-Mediante una línea que representa el eje (pentosa-fosfórico) y de él salen las bases que se representan con la letra inicial del nombre, con frecuencia se suprime la recta y solo se representan las letras que indican las bases.
En todos los casos hay que señalar la polaridad de la cadena, es decir el extremo 3’ y el extremo 5’.
Los ácidos nucleicos se dividen en dos grupos atendiendo a cuales sean los nucleótidos que los constituyen:
·Ácido desoxirribonucleico o ADN, esta formado por desoxirribonucleótidos.
·Ácido ribonucleico o ARN, esta formado por ribonucleótidos.
5. ACIDO DESOXIRRIBONUCLEICO: GENERALIDADES
Son macromoléculas formadas por desoxirribonucleótidos-5'-monofosfatos de: adenina, guanina, citosina y timina (nunca uracilo) que se unen entre sí mediante enlaces fosfodiéster 5'-3'.
Tienen un peso molecular muy elevado (en el hombre 3,6 .10¹²). En la mayoría de los casos es bicatenario esta formada por dos cadenas de nucleótidos, aunque en algunos virus es monocatenario. En algunos casos la molécula de ADN es circular (carece de extremos) como ocurre en las células procariotas, en algunos virus etc; en las células eucariotas es lineal.
Las moléculas de ADN son muy largas, su longitud varía desde los 0,5 μm en algunos virus, hasta 13 cm en la mosca del vinagre. En el hombre es de unos 5 cm..
En las células eucariotas el ADN se encuentra asociado a proteínas básicas formando las nucleoproteínas, así se encuentra en las fibras de cromatina y en los cromosomas; en las procariotas antes se creía que no se asociaba a proteínas por eso se decía que estaba "desnudo", hoy se duda de que sea así.
En las células eucariotas la mayor parte del ADN se localiza en el núcleo (ADN nuclear) formando la cromatina y los cromosomas, pero también hay una pequeña cantidad en las mitocondrias (ADN mitocondrial) y cloroplastos (ADN plastidial), este es similar al de las células procariotas.
5.1 ESTRUCTURA
En el ADN, al igual que las proteínas se diferencian distintos niveles de complejidad estructural.
5.1.1. ESTRUCTURA PRIMARIA
Es la secuencia de nucleótidos de una cadena o hebra. Nos indica cuantos, de que clase y como están ordenados los nucleótidos en la cadena.
En las cadenas de nucleótidos se diferencian:
·El eje de la cadena que esta formado por desoxirribosa y fosfórico que se van sucediendo alternativamente y es común para todas las clases de ADN.
·Las diferentes bases (A,G,C,T) que salen del eje a nivel de la desoxirribosa. La colocación o secuencia de estas bases es lo que diferencia a las distintas clases de ADN. Esta secuencia de bases constituye el mensaje genético, en esta secuencia es donde reside la información necesaria para la síntesis de las proteínas, y por lo tanto esta información es la que determina las características biológicas del individuo.
·Todas las cadenas tienen polaridad, en ellas se diferencian dos extremos: el extremo 5’, es el que lleva el grupo fosfato libre unido al carbono 5’ de la pentosa; el extremo 3’ es el que lleva el OH del carbono 3’ de la pentosa libre.

5.1.2. ESTRUCTURA SECUNDARIA
Es la disposición espacial de las dos cadenas de polidesoxirribonucleótidos que constituyen la molécula de ADN.
Esta estructura fue determinada por Watson y Crick en 1953, que propusieron el modelo de doble hélice. La dedujeron basándose en los descubrimientos realizados con anterioridad por otros científicos, estos fueron:
1) Erwin Chargaff que en 1950, mediante análisis químicos de distintas muestras de ADN procedentes de diferentes especies, observó lo siguiente:
·Todos los ADN tienen igual número de bases púricas que pirimidínicas, es decir la relación A+G/C+T = 1.
·En todos los tipos de ADN el número de adeninas es igual que el de timinas y el de guaninas igual que el de citosinas. Es decir las relaciones: A/T = 1 y G/C = 1.
Estas observaciones constituyen el principio de equivalencia de bases de Chargaff.
2) Rosalind Franklin y Maurice Wilkins entre 1950 – 53, mediante difracción por rayos X del ADN dedujeron:
·La molécula de ADN era fibrilar (larga y delgada) con un diámetro constante de 2 nm .
·Su estructura debía de ser helicoidal.
·Que poseía dos estructuras que se repetían periódicamente: una cada 0,34 nm (se correspondería con los pares de bases complementarias), y la otra se repite cada 3,4 nm (se correspondería con una vuelta de hélice).
Basándose en estos datos Watson y Crick propusieron el modelo de doble hélice para el ADN. Según el cual:
·La molécula de ADN está formada por dos cadenas de polidesoxirribonucleótidos, que son antiparalelas, es decir están orientadas en sentido opuesto, una tiene sentido 5'® 3' y la otra 3'®5'.
·Las dos cadenas están enfrentadas por sus bases nitrogenadas. El enfrentamiento es siempre entre una base púrica (anillo más grande) y una pirimidínica (anillo más pequeño) de esta forma la molécula tiene un grosor uniforme. El enfrentamiento se da entre la A-T y G-C o viceversa, a las bases que se encuentran enfrentadas se las denomina bases complementarias.
·Las dos cadenas se unen mediante enlaces por puentes de hidrógeno que se establecen entre los grupos polares de las bases complementarias. Entre la adenina y la timina se forman 2, y entre la guanina y la citosina 3.
·Las dos cadenas no son iguales, cada una de ellas esta formada por bases complementarias (nucleótidos complementarios) de la otra, por ello se denominan cadenas complementarias.
·Estas dos cadenas están enrolladas en espiral alrededor de un eje imaginario originando una doble hélice.
·Este enrollamiento es dextrógiro (hacia la derecha visto desde arriba) y plectonémico es decir esta enrollada una sobre la otra y para separarla es necesario hacerlas girar.
·Las bases nitrogenadas se sitúan en el interior de la doble hélice, mientras que los ejes (pent.- fosfato) de las cadenas forman el esqueleto externo. Los planos de los anillos de las bases nitrogenadas que están enfrentadas son paralelos entre sí y perpendiculares al eje de la doble hélice.
·El grosor de la doble hélice es de 2 nm, la longitud de cada vuelta es de 3,4nm y cada 0,34 nm se encuentra un par de bases, por lo que en cada vuelta hay 10 pares de nucleótidos.
Por todo lo dicho la molécula de ADN se asemeja a una escalera de caracol, cuyos pasamanos se corresponderían con los esqueletos de polidesoxirribosa-fosfato y los peldaños serían los pares de bases enfrentadas entre sí.
A este modelo estructural se le denomina forma B, hoy se sabe que además de este modelo existen otros dos modelos: la forma A y la forma Z.
DESNATURALIZACION DEL ADN
La doble hélice del ADN es muy estable en condiciones normales debido a los numerosos puentes de hidrógeno que unen entre sí a las dos cadenas. Ahora bien si se calienta, o se somete a cambios de pH, etc, los puentes de hidrógeno se rompen y las dos cadenas se separan, a este proceso se le denomina desnaturalización.
Se llama temperatura de fusión a aquella Tª en la que el 50% de la doble hélice esta separada. Su valor depende de la composición de bases del ADN. Las moléculas de ADN ricas en pares C-G tienen una Tª de fusión más elevada que las que son ricas en pares de A-T debido a que hay más puentes de hidrógeno.
El proceso de desnaturalización es reversible, si el ADN se enfría unos 25ºC por debajo de la Tª de fusión las dos cadenas se vuelven a unir restableciéndose la doble hélice a este proceso se le llama renaturalización.
La renaturalización permite que se produzca la hibridación, es decir permite que se puedan unir dos hebras de distinta procedencia y formar una molécula híbrida de ADN, siempre que entre ambas hebras exista una secuencia complementaria. Cuanto más relacionados están los ADN mayor porcentaje de renaturalización se producirá. Entre individuos de la misma especie habrá más porcentaje de renaturalización cuando los individuos están emparentados. Entre individuos de distinta especie la renaturalización será mayor cuanto más relacionados evolutivamente estén.
La hibridación se utiliza con distintas finalidades: detectar enfermedades genéticas, localizar genes relacionados en distintas poblaciones, etc.

6. ACIDO RIBONUCLEICO: GENERALIDADES
Son macromoléculas formadas por ribonucleótidos 5' monofosfatos de adenina, guanina, citosina y uracilo (nunca timina), que se unen mediante enlaces fosfodiéster 5'- 3'
En algunos tipos de ARN aparecen otras bases diferentes en menor proporción, que suelen derivar de las primeras, así la metilguanina, metilcitosina etc.
El ARN es unicatenario excepto en algunos virus en los que es bicatenario. Por lo tanto solo tienen estructura primaria, sin embargo en algunas tipos de ARN, en ciertas zonas la cadena se dobla sobre si misma presentando estructura secundaria de doble hélice, a estas zonas se las denomina horquillas.
Las cadenas de ARN son más cortas que las de ADN y tienen un peso molecular más pequeño; pueden localizarse tanto en el núcleo como en el citoplasma.
En disolución acuosa se hidrolizan con mayor facilidad que el ADN por lo que son menos estables que este.
Se diferencian varios tipos de ARN: ARNr, ARNt, ARNm y ARN_n
6.1.TIPOS DE ARN

6.1.1. ACIDO RIBONUCLEICO MENSAJERO (ARNm)
Esta formado por una sola cadena de ribonucleótidos, que puede llegar a tener hasta 5000. Su peso molecular oscila entre 10⁵ y 10⁶. Sólo presentan estructura primaria. Representa el 5% del total de ARN.
Su función es copiar la información genética del ADN (transcripción) y una vez copiada sale del núcleo a través de los poros de la membrana nuclear y lleva dicha información hasta los ribosomas del citoplasma para que se sinteticen las proteínas, por eso se llama mensajero. Cada ARN_m será complementario con la cadena del fragmento ADN que sirvió como molde para su síntesis.
En los eucariotas, el ARN_m se denomina monocistrónico, debido a que lleva información para sintetizar una sola proteína. Este ARNm en el extremo 5' poseen una especie de "caperuza" que esta compuesta por un residuo de metil-guanosina trifosfato, y en el extremo 3' presenta una "cola" formada por un fragmento de unos 200 nucleótidos de adenina llamada poli A. En los eucariotas los ARNm cuando se forman tienen fragmentos que llevan información para la síntesis de proteínas (codifican aminoácidos), a estos fragmentos se les llama exones e intercalados con ellos hay otros que no contienen información llamados intrones, . Por ello para hacerse funcional sufren un proceso de maduración en el cual se eliminan los intrones y se unen entre sí los exones.
En los procariotas, el ARN_m se denomina policistrónico ya que contiene información para la síntesis de varias proteínas distintas. Carece de caperuza y de cola poli-A, igualmente no presenta intrones por ello no necesita periodo de maduración.
Los ARNm tienen una vida muy corta y se degrada rápidamente por acción de unas enzimas llamadas ribonucleasas, si no fuese así el proceso de síntesis proteica continuaría indefinidamente.
6.1.2. ACIDO RIBONUCLEICO DE TRANSFERENCIA (ARNt)
Es un tipo de ARN cuyas moléculas son pequeñas, contienen de 80-100 nucleótidos, su peso molecular es de alrededor de 25000. Representan 15% de todo el ARN. Un 10% de las bases que lo forman son derivadas de las bases normales.
Esta formado por una sola cadena de ribonucleótidos que esta doblada y en algunas zonas las bases complementarias (A-U, C-G) están enfrentadas y se unen por puentes de hidrógeno presentando estructura secundaria de doble hélice.
En estas moléculas se diferencian 4 zonas en las que las bases están enfrentadas, a estas zonas se las denomina brazos y, 3 zonas llamadas bucles o asas que se sitúan en los extremos de los brazos y en los que no hay enfrentamiento entre las bases. Vista en el plano esta molécula tienen forma de hoja de trébol, pero vista en tres dimensiones tienen un plegamiento más complejo y presentan forma de L invertida o boomerang.
Partes de las moléculas de ARN_t
· Brazo aceptor. Es el brazo que no tiene bucle, en él se sitúan los dos extremos de la cadena: el extremo 5' que termina siempre en el nucleótido de la guanina que tiene el grupo fosfato libre y el extremo 3' que termina siempre en el triplete CCA sin aparear, con él es con quien se une el aminoácido que van a transportar.
·Brazo del anticodón, se sitúa en el lado opuesto al brazo aceptor, en el bucle de este brazo existe un triplete de bases denominadas anticodón, que determina el aminoácido que transportara el ARN_t. Los anticodones son complementarios de tripletes de bases del ARN_m (codones) con los que se unen de forma transitoria en la traducción de la información durante la síntesis de proteínas.
·Además existen otros dos brazos: el brazo D, que es por donde se une al enzima (aminoacil-ARN_t sintetasa) que cataliza la unión con el aminoácido que transporta. El brazo T que es por donde se fija el ARN_t al ribosoma.
Existen unos 50 tipos diferentes de ARN_t. Se sintetizan en el núcleo por la transcripción de zonas concretas del ADN, una vez formados salen al citoplasma donde realiza su función.
Su función es la de captar aminoácidos en el citoplasma y transportarlos a los ribosomas, colocándolos según indica la secuencia del ARNm para sintetizar las proteínas.
6.1.3. ACIDO RIBONUCLEICO RIBOSOMICO (ARNr)
Es el ARN más abundante de todos representan el 80% del total. Esta formado por moléculas de diferentes tamaños, que están constituidas por una sola cadena de ribonucleótidos, en algunas zonas presentan estructura secundaria en doble hélice. Se asocian con una gran cantidad de proteínas diferentes y forman los ribosomas.
6.1.4.ÁCIDO RIBONUCLEICO NUCLEOLAR (ARN_n)
Se encuentra asociado a diferentes proteínas formando parte del nucléolo. Se origina en el núcleo a partir de diferentes segmentos del ADN llamados organizadores nucleolares. Una vez formado, se fragmenta y da origen a los diferentes tipos de ARN_r
7. FUNCION DE LOS ACIDOS NUCLEICOS
El ADN es la molécula que lleva la información genética, es decir la información que determina las características del individuo. Estas características están determinadas por las proteínas, por consiguiente el ADN lleva la información que permite la síntesis de todas las proteínas del organismo. Esta información viene determinada por la secuencia de bases.
Este proceso de síntesis de proteínas se realiza en dos etapas y en él interviene también los ARN:
1)Transcripción: En esta etapa se copia la información de un fragmento de ADN, correspondiente a un gen, al ARNm.
2)Traducción: La secuencia de nucleótidos del ARNm se traduce, en los ribosomas con la ayuda de los ARNt, en una determinada secuencia de aminoácidos, es decir en una determinada proteína.
El ADN además gracias a la propiedad de autoduplicación o replicación que tiene puede transmitir esta información de una generación a otra.
La función del ARN en la mayoría de los organismos es la de extraer la información del ADN y posteriormente dirigir a partir de esta información la síntesis proteica. En algunos virus como el de la gripe o el del SIDA, el ARN también es la molécula que lleva la información genética.
9. DIFERENCIAS ENTRE ADN Y ARN
·En cuanto a la composición:
-El ADN tiene como pentosa la ß-D-desoxirribofuranosa, como base tiene timina y no tiene uracilo.
-El ARN tiene como pentosa la ß-D-ribofuranosa, como base tiene uracilo y no tiene timina.
·En cuanto a la localización:
La mayor parte del ADN se localiza en el núcleo, aunque también algo se localiza en mitocondrias y plastos.
El ARN se localiza tanto en el núcleo como en el citoplasma.
·En cuanto a la estructura:
La mayor parte de las moléculas de ADN son bicatenarias y mucho más grande complejas que las del ARN.
La mayoría de las moléculas de ARN son unicatenarios y de tamaño mucho menor.
·En cuanto a la función:
El ADN es la molécula que lleva la información y dicta las órdenes en la síntesis de proteínas.
El ARN ejecuta las órdenes dictadas por el ADN.

GENÉTICA MENDELIANA

1. CONCEPTOS BÁSICOS

2. LEYES DE MENDEL

·Primera ley de Mendel o ley de la uniformidad de los individuos de la primera generación.

·Segunda ley de Mendel o ley de la segregación

·Tercera ley de Mendel o ley de la transmisión independiente de los caracteres

3. MENDELISMO COMPLEJO

3.1.Interacción génica

3.2.Alelismo múltiple

3.3.Genes letales

4. TEORIA CROMOSOMICA

5. LIGAMIENTO Y RECOMBINACION

6. DETERMINACION DEL SEXO

6.1.Determinación no genética del sexo

6.2.Determinación génica

6.3.Determinación cariotípica

6.4.Determinación cromosómica

7. HERENCIA LIGADA AL SEXO

















1. CONCEPTOS BASICOS
·Genética. Es la ciencia que estudia la herencia biológica, es decir, la transmisión de los caracteres morfológicos y fisiológicos de un ser vivo a sus descendientes.

·Genética mendeliana o mendelismo. Es la parte de la Genética que estudia la transmisión de los caracteres hereditarios, teniendo en cuenta las proporciones matemáticas en que aparecen estos caracteres entre los descendientes.
·Genética molecular. Estudia las moléculas que contienen la información biológica y los procesos bioquímicos de su transmisión y manifestación.
·Genes. Son las unidades estructurales y funcionales de la herencia que se transmiten de padres a hijos a través de los gametos y regulan la manifestación de los caracteres. Mendel desconocía su naturaleza y su localización y los denominó factores hereditarios.
Hoy se sabe que son fragmentos de ADN (excepto en algunos virus en los que son fragmentos de ARN), que contiene la información necesaria para un carácter, ya que llevan la información precisa para la síntesis de una proteína que será la responsable de la aparición de dicho carácter. Se sitúan linealmente a lo largo del cromosoma. Los genes se suelen representar con una letra.
·Locus en plural loci. Es el lugar que ocupa un gen en el cromosoma. Cada cromosoma posee muchos loci.

·Carácter. Es cada uno de los rasgos morfológicos o fisiológicos de un individuo. Ej. color del pelo, color de ojos etc. Pueden ser:
-Carácter cualitativo: Cuando presenta unas pocas alternativas (generalmente dos) claras, fáciles de observar; están regulados por una única pareja de alelos. Ejemplo semilla lisa o rugosa
-Carácter cuantitativo: Cuando puede presentarse en diferentes grados entre dos valores extremos. Depende de varios pares de alelos. Ej. el color de la piel.
Cuando los genes que los determinan se localizan en los autosomas se denominan caracteres autonómicos. Si están en los heterocromosomas se llaman caracteres ligados al sexo.
·Haploide. Individuo en el que los cromosomas de sus células son todos diferentes. Estos seres sólo poseen un gen para cada carácter.
·Diploide. Individuo en el que en todas sus células menos en los gametos los cromosomas son iguales dos a dos, es decir están agrupados en parejas. Los gametos sólo poseen un cromosoma de cada pareja y por ello tienen la mitad de cromosomas que las demás. Estos seres poseen dos genes para cada carácter, que pueden llevar la misma o distinta información.

·Cromosomas homólogos. Son los dos cromosomas iguales, que en los seres diploides forman cada una de las parejas. Cada uno de ellos procede de un progenitor. Los cromosomas homólogos llevan genes que controlan los mismos caracteres, situados en los mismos lugares. Por ello en los seres diploides todos los caracteres están regulados por dos genes, sin embargo en los haploides solo por uno.

·Alelos o alelomorfos. Son las diferentes alternativas que puede presentar un gen, debido a las mutaciones. En la mayoría de los casos cada gen presenta dos alelos, aunque a veces hay más de dos, cuando ocurre esto forman una serie alélica. El alelo más extendido se denomina alelo normal, mientras que los otros, más escasos, se denominan alelos mutados.
En los seres diploides la mayoría de los caracteres están controlados por dos genes alelos, que se localizan en el mismo lugar de cada uno de los cromosomas homólogos; cada uno de ellos procede de un progenitor. Se suelen representar por la misma letra, mayúscula o minúscula según que el alelo sea dominante o recesivo. Los alelos pueden ser:
-Alelo dominante. Un alelo se dice que es dominante cuando tienen mayor fuerza de expresión y se manifiestan siempre, se representan por letras mayúsculas.
-Alelo recesivo. Un alelo se dice que es recesivo cuando tienen menor fuerza de expresión, sólo se manifiesta cuando el otro alelo es igual, quedando enmascarado por el alelo dominante. Se representan por letras minúsculas.
-Alelos codominantes. Dos alelos son codominantes cuando los dos tienen igual fuerza de expresión, son equipotentes, se manifiestan los dos.

·Homocigótico o raza pura. Un individuo es homocigótico o raza pura para un carácter, cuando los dos alelos que determinan dicho carácter son iguales. Pudiendo ser homocigótico dominante o recesivo según que los dos alelos sean dominantes o recesivos. Se representan por dos letras iguales mayúsculas o minúsculas según que sea dominante o recesivo AA o aa.

·Heterocigótico o híbrido. Un individuo es heterocigótico o híbrido para un carácter cuando los dos alelos que determinan dicho carácter son diferentes. Se suelen representar por dos letras iguales una mayúscula y otra minúscula Aa.
Si el individuo es híbrido para dos caracteres se denomina dihíbrido, si es para muchos polihíbrido.
·Herencia dominante. Un carácter presenta herencia de tipo dominante. Cuando esta determinado por dos alelos y uno de ellos domina sobre el otro, es decir uno tiene mayor fuerza de expresión que el otro, ello en los heterocigóticos se manifiesta lo que indica el alelo dominante. El alelo recesivo sólo se manifiesta cuando esta en homocigosis.
·Herencia intermedia. Un carácter presenta herencia intermedia cuando esta determinado por dos alelos codominantes. En este caso ninguno domina sobre el otro y por ello en los heterocigóticos se manifiesta lo que indican los dos alelos o algo intermedio a lo que indican los dos alelos.
·Genotipo. Es el conjunto de genes que posee un individuo.
·Fenotipo. Es el conjunto de caracteres que se observan en un individuo. Color del pelo, etc. Es la manifestación externa del genotipo. El fenotipo depende del genotipo y del ambiente en el que está (los otros genes, el citoplasma, el medio externo, etc.

·Alelos letales. Son aquellos alelos que poseen una información deficiente para un carácter tan importante que, sin él, el ser muere. Los alelos letales suelen ser recesivos, por lo que necesitan estar en homocigosis para manifestarse.



·Conceptos matemáticos aplicables en la realización de problemas de genética:
-Probabilidad de que ocurra un suceso independiente(S) es igual al número de casos favorables partidos por el número de casos posibles.
P(S) = Nº casos favorables/ Nº casos posibles. Su valor oscila entre 0 (suceso imposible) y 1 (suceso seguro) en genética a veces se expresa en tantos por ciento.
Ej. Probabilidad de que al lanzar un dado salga 3. P(3) = 1/6

2. LEYES DE MENDEL
Gregorio Mendel fue un agustino austriaco que vivió entre 1822-84, fue el primero que estudio como se transmitían los caracteres de una generación a otra. Realizó sus experimentos entre 1856-66, para ello utilizó la planta del guisante.
En su época no se conocían los cromosomas y mucho menos los genes, por ello habla de factores hereditarios.
Las razones de su éxito se debieron:
·A que concentró sus investigaciones en unos pocos caracteres (color de los guisantes, longitud del tallo, etc.), en lugar de intentar el estudio de la herencia en conjunto.
·Escogió caracteres que se podían distinguir con claridad y que presentaban dos alternativas claramente diferenciables. Es decir experimento únicamente con caracteres que presentan herencia de tipo dominante. Tuvo la suerte de escoger caracteres que estaban determinados por genes no ligados (van en cromosomas diferentes).
·Posteriormente amplio sus experiencias a otras muchas especies.
·Utilizó métodos estadísticos para estudiar los resultados.
Mendel lo primero que hizo fue seleccionar razas puras para cada uno de los caracteres. Para ello permitió que las plantas que presentaban estos caracteres se autofecundasen durante varias generaciones y escogió aquellas que mantenían constante el carácter.
Posteriormente cruzo dos de estas plantas que fuesen razas puras para un carácter pero que se diferenciasen en él, estas plantas constituyen la generación paterna P, se fijo como era los descendientes, los cuales constituyen la primera generación filial o F₁; después cruzó dos individuos de esta primera generación filial entre sí y se fijo como eran los descendientes, los cuales constituyen la segunda generación o F₂.
Posteriormente repitió los experimentos pero fijándose en dos caracteres a la vez. Todo ello le permitió enunciar las leyes que rigen la transmisión de los caracteres y que por ese motivo se denominan leyes de Mendel.
·Primera ley de Mendel o ley de la uniformidad de los individuos de la primera generación.
Esta ley dice que cuando se cruzan dos individuos de la misma especie que son razas puras (homocigóticos) para un determinado carácter pero que difieran en él, todos los individuos que se obtienen en la primera generación o F₁ son iguales e híbridos o heterocigóticos para ese carácter.
-Si la herencia de este carácter es de tipo dominante estos individuos se parecen a uno de los progenitores al que presenta el carácter dominante.
-Si la herencia es de tipo intermedia los descendientes son todos iguales pero no se parecen a ninguno de los dos progenitores.
P NN x nn
¯ ¯
gametos N n
F₁ Nn
· Segunda ley de Mendel o ley de la segregación
Dice que los factores (genes) que determinan un carácter, proceden cada uno de un progenitor, son independientes y al formarse los gametos se separan. Por ello cuando se cruzan dos individuos híbridos de la primera generación filial entre sí, los individuos que se obtienen en la segunda generación no son todos iguales, en algunos de ellos aparecen caracteres de la generación paterna que habían permanecido ocultos en la primera generación.
-Si la herencia es dominante:
proporciones genotípicas: 1/4 NN : 2/4 Nn : 1/4 nn
proporciones fenotípicas: 3/4 carácter dominante.: 1/4 carácter recesivo. 3:1
-Si la herencia es intermedia:
proporciones genotípicas: 1/4 AA : 2/4 AB : 1/4 BB
proporciones fenotípicas: 1/4 un carácter : 2/4 intermedio : 1/4 otro carácter. 1:2:1
F₁ Nn x Nn
¯ ¯
gametos N n N n
F₂ NN Nn nN nn
Retrocruzamiento o cruzamiento de prueba
Este es un tipo de cruzamiento que sirve para saber, cuando la herencia es de tipo dominante, si el individuo que presenta el carácter dominante es homocigótico o híbrido. Consiste en cruzar el individuo en cuestión con el homocigótico recesivo. Si todos los descendientes tienen el carácter dominante, el individuo en cuestión es homocigótico para el carácter dominante, si la mitad lo tienen y la otra mitad no el individuo es híbrido.
·Tercera ley de Mendel o ley de la transmisión independiente de los caracteres.
Esta ley dice que cada uno de los caracteres se transmite a la descendencia independientemente de los demás; es decir los pares de alelos que determinan cada uno de los diferentes caracteres se transmiten a la descendencia independiente de los demás y de acuerdo con la 1ª y 2ª ley y se combinan entre sí de todas las maneras posibles.
Para enunciar esta ley Mendel se fijo en dos caracteres a la vez.
Primero cruzó dos individuos que fuesen razas puras para esos dos caracteres y que se diferencien en ellos (generación paterna P).
Resultados de la F₁:
Genotipo: Todos híbridos para los dos caracteres.
Fenotipo: Si la herencia de los dos caracteres es dominante todos presentan los dos caracteres dominantes.
Después cruzó dos individuos de la F₁ entre sí
Resultados:
Genotipos: ver tabla de los esquemas
Fenotipo: 9 dom.doscaracteres: 3 dom. uno y rec.otro: 3 rec.uno dom.otro:1 rec.dos caract.
Hoy sabemos que esta ley no se cumple siempre, como veremos solo se cumple si los pares de alelos que determinan esos dos caracteres están situados en parejas de cromosomas homólogos diferentes, ya que si van en una misma pareja se transmiten conjuntamente. Los genes que van en una misma pareja se denominan genes ligados.
Nº de gametos, genotipos y fenotipos que puede originar los híbridos son:
Genes gametos genotipos fenotipos
Monohíbrido 2 3 2
Dihíbrido 2² 3² 2²
Trihíbrido 2³ 3³ 2³
.........................................
Polihíbrido 2ⁿ 3ⁿ 2ⁿ
3. MENDELISMO COMPLEJO
Existen casos en los que las leyes de Mendel parecen no cumplirse, aunque en realidad esto no es así, sino que las relaciones entre los genes o el propio efecto génico alteran aparentemente los resultados.

3.1. Interacción génica
Hay caracteres que se deben a la acción de dos o más pares de alelos diferentes que pueden cooperar o modificar mutuamente su acción. En este caso las proporciones de la F₂ no se corresponden con las esperadas por Mendel. Se diferencian dos tipos de interacciones:
-Interacción epistática. Cuando la expresión de un gen llamado hipostático depende de la acción de otro gen denominado epistático, es decir hay una jerarquía entre los genes.
Un ejemplo lo constituye el color del pelo en los ratones:
Está determinado por dos genes:
-Un gen que determina la pigmentación del pelo, tiene dos alelos: el alelo dominante (C) determina pigmentación, el alelo recesivo (c) determina no pigmentación.
-Un gen que determina el tipo de pigmentación del pelo, tiene dos alelos: el alelo dominante (A) determina color agutí, el alelo recesivo (a) determina color negro.
En este caso para que el gen que determina el tipo de pigmentación pueda actuar es necesario que este presente el alelo del gen que determina la pigmentación. En este caso el gen epistático es el gen que determina la pigmentación, mientras que el gen hipostático es el gen que determina el tipo de pigmentación.
-Interacción no epistática. Cuando el carácter se debe a la interacción de dos pares de alelos diferentes entre los que no existe ninguna jerarquía.
Un ejemplo lo constituye la cresta de las gallinas esta determinada por dos genes diferentes cada uno de los cuales con dos alelos: un dominante y otro recesivo
-El alelo dominante del primer gen (G) determina cresta en guisante, el alelo recesivo (g) ausencia de este carácter.
-El alelo dominante del segundo gen (R) determina cresta en roseta, el alelo recesivo (r) ausencia de este carácter.
-Cuando están juntos los alelos dominantes de los dos genes la cresta es en nuez.
-Cuando los dos genes se encuentran en homocigosis recesiva la cresta es aserrada.
3.2.Alelismo múltiple
La mayoría de los genes sólo suelen tener dos alelos, pero hay genes que tienen más de dos, en este caso se denominan series alelicas o alelos múltiples. El individuo únicamente llevara dos de estos alelos del gen, en este caso aparecerán mayor variedad de fenotipos. Un ejemplo lo constituye los grupos sanguíneos del sistema ABO están determinados por 3 alelos: I^A, I^B, i. Los dos primeros son codominantes entre sí y ambos son dominantes respecto a i.
3.3.Genes letales
Son aquellos genes, que originan la muerte del individuo que los posee, generalmente en el periodo embrionario. Estos genes suelen ser recesivos y producen la muerte sólo en homocigosis. La presencia de estos genes modifica las proporciones mendelianas porque los individuos que mueren no son incluidos en la descendencia.
Ej. El color del pelo del ratón esta determinado por dos alelos: A determina pelo amarillo, es dominante pero en homocigosis es letal y a determina color negro es recesivo.
4. TEORIA CROMOSOMICA
En la época de Mendel se desconocía lo que eran los genes, así como su localización, y el papel de la meiosis y de los gametos en la trasmisión hereditaria. Ni Mendel ni los redescubridores de sus leyes (De Vries, Correns y Von Tschermak) encontraron un mecanismo citológico que explicara correctamente los resultados obtenidos.
En 1902 Sutton y Boveri, propusieron que la separación de los cromosomas durante la meiosis era la base para explicar las leyes de Mendel.
En 1905 Thomas Morgan comprobó experimentalmente esta hipótesis y elaboro la teoría cromosómica de la herencia, que puede resumirse en los siguientes puntos:
·Los factores que determinan los caracteres hereditarios (Johannsen propuso cambiar factor hereditario por gene) se localizan en los cromosomas.
·Cada gen ocupa un lugar determinado en un cromosoma concreto. Este lugar se denomina locus.
·Los loci para los distintos genes se encuentran situados linealmente, uno tras otro a lo largo del cromosoma.
·Los genes que están en el mismo cromosoma, tienden a heredarse juntos, a estos genes se les denomina genes ligados.

5. LIGAMIENTO Y RECOMBINACION
Mendel tuvo la suerte (o la habilidad) de que los caracteres que estudio estaban determinados por genes que se localizan en parejas de cromosomas homólogos diferentes.
Debido a que los pares de alelos son mucho más numerosos que los pares de cromosomas homólogos, en cada par de cromosomas homólogos deben de existir muchos pares de alelos; por lo que es bastante frecuente que al estudiar la herencia conjunta de dos caracteres, los genes que los determinan se encuentren en la misma pareja de cromosomas homólogos.
Al formarse los gametos, mediante la meiosis los cromosomas homólogos se separan y cada uno de ellos ira a un gameto. Los genes que se encuentran en el mismo cromosoma se denominan genes ligados e irán al mismo gameto por lo que se van a transmitir juntos, en este caso los caracteres que determinan se transmiten juntos a la descendencia en lugar de hacerlo de forma independiente, a este hecho se le denomina ligamiento y a los genes que se transmiten juntos se les llama genes ligados
Según la distancia que exista entre los loci de ambos genes se pueden diferenciar dos tipos de ligamiento:
·Ligamiento absoluto: Cuando la distancia entre los loci de ambos genes es muy pequeña y no puede haber sobrecruzamiento, transmitiéndose siempre juntos. En este caso los caracteres que determinan siempre van unidos. No se cumple la tercera ley de Mendel.
·Ligamiento relativo: Cuando la distancia entre los loci es grande, puede darse sobrecruzamiento entre los cromosomas homólogos. El sobrecruzamiento tiene lugar en la meiosis, durante la profase de la primera división meiotica. Mediante este mecanismo dos cromátidas no hermanas de los cromosomas homólogos pueden intercambiarse fragmentos produciéndose una recombinación genética. Como consecuencia se formaran gametos que tendrán los genes ligados como en los cromosomas homólogos y otros que llevaran genes de uno y otro cromosoma homólogo a estos se les denomina gametos recombinados. El sobrecruzamiento y la recombinación genética permite que genes que estaban ligados en un mismo cromosoma se separen y puedan transmitirse de forma independiente a la descendencia como si estuviesen en cromosomas diferentes. La frecuencia de recombinación de dos genes será tanto mayor cuanto mayor sea la distancia que hay entre ellos en el cromosoma. En este caso se cumple la ley de Mendel aunque con proporciones diferentes.
6. DETERMINACION DEL SEXO
El sexo es un carácter complejo que se presenta en las especies que tienen reproducción sexual; existen dos tipos de sexos: masculino y femenino. Se pueden presentar en un mismo individuo (hermafrodita en animales y monoicas en plantas) o en individuos diferentes (machos y hembras). Cuando cada sexo va en un individuo diferente, estos individuos presentan externamente una serie de caracteres sexuales primarios (presencia de gónadas, órganos copuladores etc.) y secundarios (tamaño, rasgos morfológicos etc.) que los diferencian.
El sexo esta determinado de forma diferente según las especies.
6.1. Determinación no genética del sexo
En algunas especies, la dotación genética no determina totalmente el sexo, sino que son las condiciones ambientales las que realizan dicha determinación. Existen algunos ejemplos
-Bonellia es un gusano marino, en la fase larvaria nada libremente, al finalizar esta fase si no encuentra a ninguna hembra se deposita en el fondo y se convierte en hembra. Sin embargo si en esta fase encuentra a una hembra, se introduce en los conductos genitales y por acción hormonal se convierte en macho.
-Cocodrilos, las hembras depositan los huevos y estos según la Tª de incubación darán machos o hembras. Si la Tª es > 27ºC dan machos si es menor hembras.
6.2. Determinación génica
En algunas especies el sexo esta determinado por uno o varios genes. Este es el caso de la planta pepinillo del diablo (Ecbalium elaterium). El sexo esta determinado por un gen con 3 alelos:
a^D alelo dominante determina masculinidad.
a⁺ alelo intermedio determina formas monoicas (plantas con flores masculinas y femeninas).
a^d alelo recesivo determina feminidad.
6.3. Determinación cariotípica
En algunas especies como ocurre en muchos insectos sociales (abejas, avispas, hormigas) el sexo esta determinado por la dotación cromosómica: los machos son haploides y las hembras son diploides; la reina pone dos tipos de huevos:
-Huevos no fecundados, haploides, que se pueden desarrollar por partenogénesis (proceso especial de reproducción sexual en el que un óvulo sin fecundación se desarrolla y origina un nuevo individuo) y dan lugar a machos que serán haploides.
-Huevos fecundados, diploides, que se desarrollan y dan lugar a hembras que serán diploides. Éstas pueden ser fértiles (reinas) o estériles (obreras) dependiendo del tipo de alimentación en la fase larvaria.
6.4. Determinación cromosómica
En la mayoría de las especies el sexo está determinado por un par de cromosomas especiales llamados cromosomas sexuales o heterocromosomas. En este caso en las células de los individuos se diferencian dos tipos de cromosomas:
-Los autosomas que no llevan información para el sexo, son idénticos en machos y en hembras
-Los cromosomas sexuales o heterocromosomas que son los que llevan información para el sexo.
Se diferencian tres sistemas de determinación cromosómica del sexo:
· Sistema XY.
Se da en mamíferos entre ellos el hombre, peces, anuros, etc. En este caso existen dos tipos de cromosomas sexuales: el cromosoma X y el cromosoma Y.
En las hembras los 2 cromosomas sexuales son iguales y se denominan X, por ello serán XX. A este sexo se le denomina homogamético ya que todos los gametos que forman son iguales, tienen el cromosoma X.
En los machos los 2 cromosomas sexuales son diferentes, tienen un cromosoma X como el de las hembras y otro más pequeño llamado cromosoma Y. A este sexo se le denomina sexo heterogamético ya que puede dar dos tipos de gametos uno que tendrá el cromosoma X y otro que tendrá el cromosoma Y.
En el caso concreto de la especie humana tiene 23 parejas de cromosomas homólogos:
-Las mujeres: 22 A + XX -Los hombres: 22 A + XY
·Sistema ZW.
Se da en aves, reptiles, urodelos y algunos insectos (lepidópteros). Este sistema es parecido al anterior, hay dos cromosomas sexuales distintos que se denominan Z y W para no confundirlos con los anteriores. En este caso las hembras tienen los dos cromosomas distintos, serán ZW (sexo heterogamético) y los machos tienen los dos cromosomas sexuales iguales ZZ (sexo homogamético).
·Sistema XO.
Se da en algunos insectos (Ortópteros, hemípteros, etc) y otros invertebrados, las hembras tienen dos cromosomas sexuales iguales XX mientras que los machos solo tienen un cromosoma sexual como el de las hembras y carecen de cromosoma Y, son XO.
7. HERENCIA LIGADA AL SEXO
Los cromosomas sexuales además de determinar el sexo del individuo llevan genes que determinan otros caracteres.
En la mayor parte de las especies, entre ellas el hombre, el cromosoma X e Y presentan diferencias morfológicas (Y es más pequeño que el X) y distinto contenido génico. En ellos se diferencian dos zonas:
- Un pequeño segmento homólogo, que será igual en ambos cromosomas en él se localizan genes que controlan los mismos caracteres, como en los demás cromosomas.
- Un segmento diferencial característico de cada uno de ellos, que los diferencia. En estos segmentos hay genes exclusivos de cada cromosoma.
·Los caracteres cuyos genes se localizan en los segmentos homólogos, se heredan igual que otros caracteres que están determinados por genes que van en los autosomas, pero como van en los cromosomas sexuales se dice que están parcialmente ligados al sexo. Como ejemplo tenemos rinitis pigmentosa.
·Los caracteres cuyos genes se localizan en los segmentos diferenciales de los cromosomas X e Y, presentan herencia ligada al sexo puesto que se heredan de forma diferente en un sexo que en otro.
Si el carácter esta determinado por genes que van en el segmento diferencial del cromosoma X (genes ginándricos). Las hembras debido a que poseen dos X podrán ser homocigóticas o heterocigóticas para ese gen. Mientras que los machos debido a que sólo tiene un X solo podrán ser hemicigóticos.
Si el carácter esta determinado por un gen que va en el segmento diferencial del cromosoma Y (gen holándrico), sólo se manifestara en los machos puesto que las hembras no poseen cromosoma Y.
Los ejemplos más conocidos de caracteres ligados al sexo son: el daltonismo, la hemofilia y la ictiosis.
-Daltonismo: Es la incapacidad para distinguir los colores verde y rojo. Es un carácter recesivo determinado por un gen que se localiza en el segmento diferencial del cromosoma X; el alelo recesivo determina daltonismo, mientras que el alelo dominante determina normalidad.
Las hembras podrán ser: X^DX^D (normal); X^DX^d (normal portadora) X^dX^d (daltónica)
Los hombres podrán ser: X^dY (daltónico); X^DY (normal).
-Hemofilia: Es una alteración que se caracteriza por la no coagulación de la sangre. Es un carácter recesivo que esta determinado por un gen que se localiza en el segmento diferencial del cromosoma X; el alelo recesivo determina hemofilia mientras que el alelo dominante determina normalidad.
Las hembras podrán ser: X^HX^H (normales); X^HX^h (normales pero portadoras de la hemofilia); X^hX^h (hemofílicas, no suelen nacer debido a que el gen de la hemofília en homocigosis es letal).
Los hombres podrán ser: X^HY (normales); X^hY (hemofílicos).
-Ictiosis: Es una alteración que afecta a la piel. Esta determinado por un gen que va en el segmento diferencial del cromosoma Y por ello sólo lo padecen los hombres.
·Herencia influida por el sexo: Hay caracteres que están determinados por genes que van en los autosomas, que se manifiestan de forma diferente en un sexo que en otro, por ello se dice que están influidos por el sexo. Ej. la calvicie en los hombres es un carácter dominante mientras que en las mujeres es recesivo.

MÉTODOS DE ESTUDIO DE LOS MICROORGANISMOS E INTERÉS BIOLÓGICO

1.MÉTODOS Y TÉCNICAS MICROBIOLÓGICAS

Los trabajos que se realizan en microbiología tienen dos objetivos: el aislamiento de un microorganismo concreto y el cultivo del mismo en ambientes artificiales bajo condiciones de laboratorio, para poderlos estudiar.

1.1.Técnicas de cultivo.

Las técnicas de cultivo posibilitan el crecimiento controlado de determinados tipos o cepas de microorganismos en los medios adecuados.

Un cultivo puro o axénico es un medio de cultivo que contiene un único tipo de microorganismo.

Un medio de cultivo es una solución nutritiva que permite el crecimiento de los microorganismos.

Los medios de cultivo contienen:

·Macronutrientes: incluyen una fuente de carbono, nitrógeno, fósforo, azufre y oxígeno (sólo los aerobios).

·Micronutrientes: diversos iones (hierro, etc) y factores de crecimiento (vitaminas) que se necesitan en cantidades mínimas.

·Agua en grandes cantidades.

Según su estado físico, los medios de cultivo pueden ser:

·Medios líquidos: Se preparan en matraz o tubo de ensayo.

·Medios sólidos: Se preparan en placas de Petri se agrega agar, que da al medio una consistencia gelatinosa. Los medios sólidos se utilizan para el aislamiento y cultivo de microorganismo y para la obtención de clones o estirpes puras.

1.2.Cultivo de microorganismos.

Una vez preparados los medios se procede a inocular o sembrar el microorganismo.

Los recipientes y materiales que vayan a ser utilizados deben ser limpiados y esterilizados cuidadosamente.

Además, después de introducir el microorganismo deseado, debe quedar protegido de la contaminación externa. Tubos de ensayo y matraces se tapan con algodón o con tapones de goma y las placas de Petri ya presentan una forma que las preserva de contaminación.

El inóculo o material microbiano, se introduce, generalmente, con un hilo de metal o asa de siembra, que se esteriliza antes y después de su uso.

La siembra en medio sólido se puede llevar a cabo en profundidad, introduciendo el asa en el medio de cultivo y realizando estrías paralelas sobre la placa de agar. Este método es satisfactorio para aislar bacterias de pequeño tamaño y hongos; para protozoos, algas y bacterias grandes son mejores los medios líquidos.

En el caso de los virus los recipientes suelen ser tubos de ensayo o placas de Petri

1.3.Condiciones de crecimiento.

Aunque se encuentren en el medio todos los nutrientes necesarios, el crecimiento microbiano depende de otras condiciones:

·El pH. Es preciso establecer un pH óptimo para que se inicie el crecimiento y mantenerlo durante todo el proceso. En la mayoría de los microorganismos pH óptimo de crecimiento esta próximo a 7, aunque algunos como los Actinomicetes prefieren pH alcalinos y otros toleran pH ácidos como Acetobacter.

·La Temperatura. La mayoría de las bacterias del suelo y del agua son mesófilas, es decir, sus temperaturas óptimas oscilan entre 20 y 45 ºC, pero, existen algunas cuyo crecimiento óptimo está a temperaturas superiores (termófilas) o inferiores (psicrófilas).

·La presión osmótica. Sólo las bacterias marinas y las halófilas dependen para su existencia de determinadas condiciones salinas y se lisan cuando se las cambia del medio salino a agua destilada.

·El oxígeno. Todas las bacterias aeróbicas obligadas necesitan oxígeno. En microorganismos anaerobios estrictos, hay que excluir totalmente el oxígeno atmosférico.

·El dióxido de carbono. Este gas es la principal fuente de carbono de organismos fotoautótrofos y quimioautótrofos, pero además cumple numerosas funciones catalíticas en los heterótrofos.

·La luz. Para el cultivo de microorganismos fotosintéticos la luz es esencial y se debe tener en cuenta no sólo su cantidad sino también su calidad.

1.4.Crecimiento microbiano.

En un medio favorable las poblaciones de microorganismos experimentan un incremento en su número, es decir crecen. Se denomina velocidad de crecimiento de la población al aumento o disminución en el número de individuos por unidad de tiempo.

Para determinar el crecimiento microbiano se utilizan dos parámetros: tiempo de generación, que es el tiempo que tarda una población en duplicarse y tasa de crecimiento que es el número de generaciones por hora.

En los laboratorios los microorganismos se cultivan en sistemas cerrados, es decir, no se les suministran más nutrientes ni se les eliminan los productos tóxicos, de aquí que pase por distintas fases:

¨Fase de latencia. Es el periodo comprendido entre la inoculación del microorganismo en el medio de cultivo y el comienzo del crecimiento, que puede ser más o menos largo. En este tiempo el germen adapta su metabolismo a las condiciones de cultivo

¨Fase exponencial. En esta etapa las poblaciones crecen exponencialmente, es decir se duplican cada cierto tiempo (tiempo de generación que se mantiene constante). Este tiempo es típico para cada especie y depende en parte del medio de cultivo.

¨Fase estacionaria. En un cultivo cerrado, la población no puede crecer indefinidamente de manera exponencial, ya que se consumen los nutrientes y se acumulan productos tóxicos del metabolismo, por ello en esta fase cesa el crecimiento de la población.

¨Fase de muerte. En esta etapa el número de individuos disminuye debido a que mueren al agotarse los nutrientes y acumularse los desechos metabólicos.

1.5.Observación de microorganismos.

Los microorganismos debido a su tamaño sólo se pueden observar mediante técnicas microscópicas. Las muestras se pueden preparar de dos maneras:

¨Preparación en fresco. A su vez comprende dos técnicas:

-Preparación en fresco simple. Se pone una gota de la muestra en el portaobjetos y se tapa con el cubre. Resulta útil para protistas y hongos.

-Preparación en gota pendiente. Se pone una gota de la muestra en el centro de un anillo de vaselina que se ha dispuesto en el cubre. Sobre él se coloca un porta excavado y al conjunto se le da la vuelta. Se utiliza para observa la movilidad de los microorganismos.

¨Tinciones. Existen distintas técnicas de tinción.

-Tinción simple. Se utiliza un único colorante (azul de metileno, etc). Esta tinción se utilizan para aumentar el contraste.

-Tinción específica. Se utilizan colorantes específicos. Incrementa el contraste y revela estructuras específicas (cápsulas).

-Tinción diferencial. Se usan al menos dos colorantes: un colorante principal y un colorante de contraste. La más utilizada es la tinción de Gram que utiliza como colorante principal el cristal violeta y como colorante de contraste la safranina. El proceso se realiza de la siguiente manera:

-A una preparación de bacterias se las trata con cristal violeta (colorante principal) y se tiñen de color violeta. Posteriormente durante un minuto se las trata con una solución de yodo, con el fin de reforzar el color violeta de las bacterias.

-Después se trata a la preparación con un disolvente orgánico (alcohol) y se lava con agua. Esto da lugar a que algunas bacterias se decoloren y pierdan el color violeta, otras por el contrario siguen manteniendo el color violeta.

-Por último se trata la preparación durante un minuto con una solución de safranina (colorante rojo de contraste), con ello las bacterias no decoloradas siguen manteniendo el color violeta y las bacterias decoloradas se tiñen de rojo.

Esta tinción permite diferenciar dos grupos de bacterias: las gram positivas, son las que permanecen teñidas de color violeta cuando se las trata con un disolvente orgánico; y las gram negativas, que pierden el color violeta cuando se las trata con un disolvente orgánico y se tiñen de rojo con el colorante de contraste.

1.6.TÉCNICAS DE ESTERILIZACIÓN

Es un proceso mediante el cual se eliminan todos los microorganismos de los medios de cultivo, del material y de los utensilios del laboratorio (tubos, placas, pipetas, matraces, etc). Los métodos pueden ser: físicos y químicos.

·Métodos físicos.

¨El calor. El calor es uno de los métodos más usados, debido a que las temperaturas elevadas tienen efecto letal sobre los microorganismos. El calor utilizado puede ser:

-Seco. Se usa para esterilizar utensilios de metal y cristal calentándolos en hornos a 170 ºC durante 90 minutos.

-Húmedo. Posee mayor poder de penetración. Se usa para esterilizar los materiales y los medios empleados, generalmente mediante autoclaves (aparatos herméticos que alcanzan presiones y temperaturas elevadas en un ambiente húmedo).

¨Las radiaciones electromagnéticas se utilizan para esterilizar materiales de laboratorio que no pueden ser sometidos a altas temperaturas. Se utilizan diferentes tipos de radiaciones: radiaciones ultravioleta, radiaciones ionizantes ( rayos X, rayos g).

¨Los filtros se emplean en la esterilización de líquidos y gases sensibles al calor. Los filtros presentan poros muy pequeños para que no pasen los microorganismos, pero sí permiten el paso de los líquidos y gases.

·Métodos químicos.

Consiste en la utilización de diversos productos químicos naturales o sintéticos que pueden controlar el crecimiento microbiano. Pueden actuar de dos formas:

¨Agentes microbicidas, actúan matando los microorganismos y según el tipo sobre el que actúen se habla de agentes bactericidas, fungicidas o viricidas.

¨Agentes estáticos, actúan inhibiendo el crecimiento de los microorganismos y se habla de agentes bacteriostáticos, fungistáticos y viristáticos.

Pasteurización.

La pasteurización es un proceso utilizado en la industria alimentaria y que consiste en reducir la población microbiana presente en los alimentos. El término se debe a Pasteur que utilizó el calor para controlar el deterioro del vino. La pasteurización no es un tipo de esterilización, ya que no se destruyen todos los microorganismos.

Actualmente se utiliza para prolongar el periodo de almacenamiento de la leche y sus derivados. Se consigue elevando la temperatura a 71 ºC durante un tiempo muy corto, 15 segundos, por lo que se denominó pasteurización en flash.

2.LOS MICROORGANISMOS EN LOS ECOSISTEMAS: Ciclos biogeoquímicos.

Los microorganismos forman parte de los ecosistemas. Han colonizado todos los ambientes: marinos, terrestres, fuentes termales, etc.

Los microorganismos están representados en todos los niveles tróficos:

-Microorganismos productores. Son organismos autótrofos. Según su forma de captar la energía pueden ser fotolitótrofos o quimiolitótrofos. Entre los productores fotosintéticos hay que destacar las cianobacterias y las algas. Entre los quimiolitótrofos los microorganismos nitrificantes.

-Microorganismos descomponedores. Son organismos heterótrofos y quimioorganótrofos que se alimentan de detritos orgánicos. Son fundamentalmente hongos y bacterias.

-Microorganismos simbióticos. Destacan los presentes en el rumen que degradan la celulosa en el estómago de los rumiantes; Rhizobium que vive en los nódulos de las plantas leguminosas y los líquenes (simbiosis entre alga y hongo).

En los ecosistemas la energía entra como energía luminosa o química y fluye de un nivel trófico a otro, hasta disiparse en forma de calor.

Por el contrario la materia se mantiene prácticamente constante en la Tierra y los bioelementos circulan cíclicamente dentro de la biosfera: de los seres vivos a la materia mineral y viceversa, constituyendo los ciclos biogeoquímicos:

Los microorganismos desempeñan un papel destacado en los ciclos biogeoquímicos.

Ciclo del carbono.

-Los organismos productores autótrofos convierten el CO₂ en materia orgánica. En condiciones aerobias, el CO₂ es fijado por la fotosíntesis oxigénica (plantas, algas, cianobacterias), en ausencia de oxígeno por la fotosíntesis anoxigénica (bacterias sulfuradas verdes). Las bacterias quimiosintéticas lo hacen mediante la quimiosíntesis.

-Los compuestos orgánicos son utilizados por los consumidores (animales, protistas, bacterias) como fuente de carbono y energía produciéndose CO₂ que vuelve a la atmósfera.

-Los descomponendores (bacterias y hongos) mediante respiración anaerobia y fermentación descomponen la materia orgánica y se forma CO₂ que vuelve a la atmósfera.

-Las bacterias metanógenas (arqueobacterias anaerobias) sintetizan metano a partir de diversos sustratos (CO_2, metanol, etc). Las bacterias metanotrofas en presencia de oxígeno oxidan el metano al CO₂ que es devuelto a la atmósfera.

Ciclo del nitrógeno.

El nitrógeno es un elemento esencial para los seres vivos forma parte de proteínas y ácidos nucleicos.

En el ciclo del nitrógeno intervienen los siguientes microorganismos:

-Bacterias descomponedoras mediante putrefacciones descomponen los compuestos orgánicos nitrogenados (proteínas) y producen amoniaco, a este proceso se le llama amonificación.

-Bacterias nitrificantes del suelo, son bacterias quimiosintéticas realizan el proceso de nitrificación mediante el cual oxidan el amoniaco a nitratos para obtener energía. Este proceso ocurre en dos etapas:

¨En una primera etapa se oxida el amoniaco a nitritos, lo realizan bacterias del género Nitrosomas.

¨En una segunda etapa se oxidan los nitritos a nitratos, lo realizan bacterias del género Nitrobacter.

-Bacterias desnitrificantes como las del género Pseudomonas, transforman los nitratos a nitrógeno gaseoso que liberan a la atmósfera, a este proceso se le llama desnitrificación. Esto es debido a que realizan la respiración anaerobia y utilizan como aceptor final de los electrones los nitratos.

-Bacterias fijadoras del nitrógeno atmosférico. Algunas bacterias (Rhizobium, Azotobacter, etc) son capaces de reducir el nitrógeno atmosférico a amoniaco.

3.MICROORGANISMOS BENEFICIOSOS Y PERJUDICIALES PARA LA SALUD

Muchos de los microorganismos con los que estamos en contacto son inocuos e incluso algunos son beneficiosos para la salud, otros por el contrario causan enfermedades.

Se denomina biota normal, al conjunto de microorganismos que se establecen y crecen sobre las superficies corporales sin producir efectos negativos. Se localiza en la piel, cavidad bucal, tracto respiratorio, digestivo, etc. Estos gérmenes evitan la proliferación de otros gérmenes patógenos.

Los microorganismos que ocasionan enfermedades se denominan patógenos. La patogenicidad o virulencia es la capacidad potencial de un microorganismo de producir una enfermedad. Hay microorganismos que normalmente no causan enfermedades, pero en ciertas condiciones (disminución de las defensas) se vuelven patógenos a estos se les denomina patógenos oportunistas.

Se denomina enfermedad infecciosa a la enfermedad producida por un microorganismo.

Se denomina epidemia cuando la enfermedad infecciosa afecta a muchos individuos de un área geográfica pequeña; si afecta a una zona muy amplia se denomina pandemia; si afecta de forma constante a una determinada zona se denomina enfermedad endémica

·En la producción de una enfermedad por los gérmenes patógenos se diferencian 4 etapas:

-Entrada en el hospedador. Los patógenos pueden entrar en el organismos por diversas vías: a través de las superficies corporales (piel, mucosas), heridas, inhalación respiratoria, con la ingestión de alimentos, con ayuda de otros organismos vectores (insectos, pulgas, etc), etc.

-Adhesión a los tejidos del hospedador. La colonización se ve facilitada si tienen capacidad de adhesión a las células de los tejidos, en muchos casos esta adhesión es selectiva. En la adhesión intervienen estructuras de la superficie (cápsula, fimbrias, etc).

-Invasión de las células del organismo. Algunos producen los efectos nocivos cuando están fijos a las superficies de los tejidos, otros penetran dentro de las células por distintos mecanismos.

-Desarrollo de la infección. Una vez alcanzado su objetivo el patógeno debe eludir los mecanismos defensivos del hospedador para crecer y colonizar el tejido infectado.

Si el patógeno alcanza la sangre o la linfa se pueden diseminar por todo el cuerpo y alcanzar los diferentes órganos produciendo una infección generalizada o septicemia.

Las lesiones en el tejido y, por consiguiente el desarrollo de la enfermedad se produce por varias causas:

¨Lesión directa de las células debido a la actividad y multiplicación del germen.

¨Producción de factores de virulencia. Algunas gérmenes producen enzimas extracelulares (hialuronidasas, proteasas, etc) que son capaces de degradar los tejidos del hospedador.

¨Producción de toxinas. Algunos patógenos, principalmente bacterias producen sustancias que tienen efectos tóxicos para los tejidos del hospedador, a estas sustancias se las llama toxinas. Las toxinas pueden ser de dos tipos:

·Exotoxinas. Son de naturaleza proteica, termolábil es, son liberadas al exterior por el germen y tienen efectos muy tóxicos. Suelen ser muy específicas en cuanto al tejido que atacan así puede haber: neurotoxinas, enterotoxinas, etc.

·Endotoxinas. Son componentes estructurales de las bacterias, suelen ser lipopolisacáridos, solo se liberan cuando esta se lisa, tienen menos capacidad toxica que las exotoxinas.

4.VÍAS DE TRANSMISIÓN DE LAS ENFERMEDADES INFECCIOSAS.

Las enfermedades infecciosas pueden ser transmitidas por diferentes vías:

·Vía respiratoria. El agente patógeno entra en el huésped por los conductos respiratorios:

difteria, tuberculosis, neumonía. meningitis meningocócica.

·Vía digestiva. Se trata de infecciones transmitidas por el agua y los alimentos, el microorganismo infecta al huésped por vía digestiva. Salmonelosis, cólera, hepatitis A.

·Contacto directo. Aquí se incluyen las enfermedades de transmisión sexual (ETS); las infecciones provocadas por heridas como el tétanos, y las enfermedades que se transmiten por insectos portadores, como la peste o el tifus exantemático (que lo transmiten los piojos).

Sífilis, SIDA, tétanos.

5.LA QUIMIOTERAPIA.

Los agentes antimicrobianos son productos químicos que matan o inhiben el crecimiento de los microorganismos. Según el tipo de microorganismo contra el que actúen pueden ser: antibacterianos, antivíricos, antifúngicos, etc.

Los desinfectantes son agentes antimicrobianos que se utilizan para eliminar los microorganismos de los objetos, mientras que los antisépticos (agua oxigenada, solución de yodo) se utilizan con el mismo fin sobre los tejidos de los seres vivos.

Los agentes químicos que se utilizan en el tratamiento de enfermedades producidas por microorganismos se llaman agentes quimioterapéuticos, al tratamiento quimiterapia. Estos agentes deben tener toxicidad selectiva, es decir deben atacar a los agentes que causan la enfermedad y ser inocuos o tener baja toxicidad para las células de los tejidos.

Los agentes quimioterapéuticos son de dos tipos: las sulfamidas y los antibióticos.

·Las sulfamidas. Son un conjunto de sustancias de origen sintético, que interfieren en algunas reacciones importantes de los gérmenes patógenos e inhiben su crecimiento. Hoy día se utilizan muy poco en infecciones bacterianas debido a los efectos secundarios.

·Los antibióticos. Son sustancias químicas producidas de forma natural por la actividad de otros microorganismos, principalmente hongos y algunas bacterias del grupo de las actinomicetales. Químicamente son compuestos muy variados. Tienen efecto principalmente antibacteriano y algunos también antifúngico. Algunos tienen un amplio espectro es decir actúan sobre una gran variedad de gérmenes, otros por el contrario tienen un espectro reducido.

El mecanismo de actuación de los antibióticos es variado, algunos inhiben la síntesis de las paredes celulares bacterianas como la penicilina; otros inhiben la síntesis de proteínas como la tetraciclina; otros inhiben la síntesis de ácidos nucleicos, etc.

El primer antibiótico, la penicilina fue descubierto por Fleming en 1928 en unos cultivos de estafilococos que se habían contaminado con Penicillium notatum.

El ciclo celular

 

El ciclo celular: concepto y etapas.

Interfase.

División celular o fase m.

Mitosis.

Citocinesis.

Meiosis

Concepto

Etapas de la meiosis.

Importancia de la meiosis.

Ciclos biológicos.

Control del ciclo celular

1.EL CICLO CELULAR: CONCEPTO Y ETAPAS.

Todas las células, según estableció Virchow en 1.858, se forman por división de otra ya existente. Esta afirmación constituye uno de los postulados de la teoría celular.

Todas las células, desde que surgen por división de otra hasta que se dividen y dan lugar a dos células hijas pasan por una serie de etapas que constituyen el ciclo celular. Su duración varía de unas células a otras

En las células eucariotas en el ciclo celular se diferencian dos etapas: la interfase y la división celular o fase M.

-La interfase. Es el periodo comprendido entre dos divisiones consecutivas, es la etapa más larga, en ella se diferencian de subetapas: fase G₁, fase S y fase G₂.

En esta etapa el núcleo esta bien diferenciado (núcleo interfásico). En esta etapa hay una intensa actividad metabólica, la célula crece y sintetiza diversas sustancias incluido el ADN, se produce la duplicación del ADN

-La división celular o fase M. Es la etapa en la cual la célula se divide, mediante este proceso a partir de una célula, llamada célula madre, se forman dos células hijas idénticas a la célula madre. Para lo cual las células hijas tienen que recibir la información genética completa de la célula madre. Este proceso dura muy poco tiempo entre 1 ó 2 horas.

En esta etapa el núcleo se desintegra y aparecen los cromosomas a partir de la cromatina, en esta etapa la actividad celular se limita a repartir equitativamente el ADN entre las dos células hijas.

En la división celular se distinguen dos procesos, que ocurren uno a continuación del otro:

-La división del núcleo, mitosis o cariocinesis.

-La división del citoplasma o citocinesis

A veces se producen varias mitosis sucesivas sin citocinesis, esto da lugar a células plurinucleadas.

En los organismos unicelulares eucariotas (protozoos), la división celular supone la formación de nuevos organismos, por lo que es un proceso de reproducción. En los organismos pluricelulares, la división celular se utiliza para el crecimiento y desarrollo del organismo (en el caso de las plantas superiores de forma indefinida) y para reponer las células que mueren y se pierden.

2. INTERFASE

Es el período comprendido entre dos divisiones sucesivas. Es la etapa más larga del ciclo celular, es mucho más largo que el periodo de división, representa el 95 % de la duración de todo el ciclo. Durante este periodo los cromosomas no son visibles, se encuentran en forma de cromatina. En esta etapa se producen una intensa actividad metabólica, mediante la cual la célula aumenta de tamaño y se prepara para dividirse. Este período se divide en tres etapas:

·Fase G₁ o postmitótica.

Va desde que finaliza la división hasta que se duplica el ADN. Es un período de crecimiento general y de formación de orgánulos citoplasmáticos. En esta etapa se sintetizan numerosas proteínas necesarias para el crecimiento. Su duración es muy variable, depende del tipo celular.

En esta etapa se localiza el punto R o punto de no retorno, una vez que la célula lo alcanza no puede dar marcha atrás y tiene que continuar el proceso.

Algunas células durante la fase G₁ entran en un estado de reposo especial, llamado fase G₀, en él pueden permanecer días, semanas o años, algunas células muy especializadas (neuronas, fibras musculares) permanecen en esta fase de forma indefinida, a estas células se las denomina quiescentes.

·Fase S.

En este período se duplica el ADN e igualmente se sintetizan las proteínas histonas con las que el ADN se asocia. Por lo tanto cada cromosoma (fibra de cromatina) se duplica formándose las dos cromátidas que se mantendrán unidas por el centrómero. Dura unas 9 horas.

-Fase G2.

Es el período premitotico, va desde el final de la replicación hasta que comienza la nueva división. Durante esta fase la célula se prepara para la división, en esta fase se transcriben y traducen ciertos genes que codifican proteínas necesarias para la división, se duplican los centriolos. Dura unas 4 horas.

3. DIVISIÓN CELULAR o FASE M

Es la etapa más corta del ciclo celular, comprende a su vez dos etapas: la división del núcleo, cariocinesis o mitosis y la citocinesis o división del citoplasma

3.1. Mitosis o cariocinesis

Es el proceso mediante el cual se divide el núcleo de la célula madre, originándose dos núcleos hijos que tendrán el mismo número y clase de cromosomas que el núcleo materno.

La finalidad de la mitosis es repartir el material genético (ADN) equitativamente entre los núcleos hijos que se forman. Para que estos reciban la información genética completa, es necesario que previamente a la mitosis se duplique este material genético (ADN), esto ha ocurrido en la fase S de la interfase.

La mitosis es un proceso continuo, aunque para facilitar su estudio la dividimos en 4 etapas, estas ocurren de forma continua sin que exista separación clara entre ellas; estas etapas son: profase, metafase, anafase y telofase.

Profase:

·Los cromosomas se hacen visibles: Las fibras de cromatina que estaban dispersas y entrelazadas formando un red por todo el núcleo, se condensan y espiralizan y comienzan hacerse visibles como filamentos individuales: los cromosomas. Esta fibras, durante la interfase se han duplicado, por ello se observa que cada cromosoma esta formado por dos filamentos idénticos, las cromátidas, que se mantienen unidas por un punto, el centrómero.

·La membrana nuclear se fragmenta en pequeñas vesículas y desaparece como consecuencia los cromosomas se pueden mover por todo el citoplasma.

·El nucléolo se va desintegrando y desaparece, su contenido se empaqueta en los cromosomas nucleolares.

·Formación del huso mitótico o huso acromático: En las células animales los dos diplosomas que se formaron por duplicación de los centriolos durante la fase G₂ comienzan a separarse dirigiéndose a polos opuestos de la célula. Entre ellos y alrededor de cada uno de ellos se organizan una serie de microtúbulos que forman el huso mitótico y los ásteres (mitosis astral).

En las células vegetales, carentes de centríolos, los microtúbulos del huso se organizan a partir de dos zonas más densas del citoplasma, que se localizan en los polos de la célula y que se denominan "casquetes polares" (mitosis anastral).

En los centrómeros de cada cromosoma se forman los cinetocoros, a partir de los cuales crecen unos microtúbulos, perpendiculares al eje del cromosoma y en sentidos opuestos que convergen en cada polo con los centriolos, se denominan microtúbulos cinetocóricos y se superponen con los del microtúbulos del huso.

Metafase:

·El huso mitótico esta totalmente formado.

·Los cromosomas alcanzan el máximo grado de condensación, cada uno de ellos esta formado por las dos cromátidas unidas por el centrómero.

·Los microtúbulos cinetocóricos empujan lentamente a los cromosomas hacia el ecuador del huso mitótico y se disponen perpendiculares a él, todos en un mismo plano, formando la placa ecuatorial o placa metafásica.

Anafase:

·Se duplican los centrómeros de cada cromosoma y las dos cromátidas hermanas que formaban cada cromosoma se separan; cada una de ellas forma un cromosoma hijo e ira a un polo diferente de la célula.

·La separación de las cromátidas comienza por el centrómero y se realiza de forma sincronizada en todos los cromosomas a la vez.

·Las cromátidas se separan al ser arrastradas hacia polos opuestos por los microtúbulos cinetocóricos que se van acortando a medida que van despolimerizándose.

Telofase:

·Termina la migración de los cromosomas hijos a su polo correspondiente, una vez allí se desespiralizan y dejan de ser visibles volviéndose a formar la cromatina.

·Se vuelve a formar el nucléolo a partir de los organizadores nucleolares.

·Se forma de nuevo la membrana nuclear a partir del retículo endoplasmático.

·Los microtúbulos del huso desaparecen.

Aquí finaliza la división del núcleo, como resultado se habrán formado dos núcleos hijos que tendrán cada uno de ellos el mismo número y tipo de cromosomas que el núcleo materno; ahora comienza la división del citoplasma o citocinesis.

3.2. Citocinesis

Es el proceso mediante el cual se divide el citoplasma. Este proceso se inicia al final de la anafase y se realiza de forma diferente en las células animales y en las vegetales.

ØCélulas animales.

En las células animales la citocinesis se produce por estrangulación. Comienza con la formación del anillo contráctil formado por filamentos de actina y de miosina, que se localiza debajo de la membrana de la célula y a nivel del ecuador. Este anillo se contrae y forma un surco de segmentación, a medida que el anillo se va estrechando el surco va profundizando hasta que terminada estrangulándose y dividiendo el citoplasma en dos.

ØCélulas vegetales.

En las células vegetales debido a la existencia de una pared rígida no se puede formar el surco de segmentación, la citocinesis se produce por tabicación.

En el ecuador de la célula y en el centro se acumulan vesículas que se desprenden del aparato de Golgi, estas vesículas se fusionan y dan lugar a un tabique llamado placa celular o fragmoplasto. Este tabique crece del centro hacia la periferia hasta contactar con la membrana de la célula madre dividiendo a la célula en dos. Las membranas de este tabique darán lugar a las membranas plasmáticas de las nuevas células, mientras que en el interior se acumula pectina y hemicelulosa que dará lugar a la lámina media. Al formarse la placa quedan algunos poros que originan los plasmodesmos.

Sea cual sea el proceso de citocinesis, al final de la división se obtienen dos células hijas que tendrán el mismo número y la misma clase de cromosomas que la célula madre.

4.MEIOSIS

4.1. Concepto

·La meiosis es un tipo especial de división celular cuya finalidad es reducir el número de cromosomas de las células hijas a la mitad.

·Esta división se puede dar en las células diploides y mediante ella, las células hijas que se forman serán haploides, tendrán la mitad de cromosomas que la célula madre, pero no una mitad cualquiera, sino que cada célula hija tendrá un representante de cada una de las parejas de cromosomas homólogos.

·La meiosis es necesario que se produzca en algún momento del ciclo biológico de todas aquellas especies que se reproducen sexualmente, para mantener constante el numero de cromosomas y evitar que se duplique en cada generación, ya que en la reproducción sexual hay una etapa, la fecundación en la que se fusionan dos células, los gametos y por consiguiente la célula resultante (cigoto) duplica su dotación cromosómica.

·En la meiosis se producen dos divisiones celulares sucesivas sin que entre ambas haya duplicación del material genético, en cada una de ellas se produce una división del núcleo seguida de la división del citoplasma. Estas divisiones se denominan: primera división meiótica o división reduccional y segunda división meiótica.

·En la interfase previa a la primera división meiótica se duplica el ADN, por lo que cada cromosoma estará formado por dos cromátidas

·En la primera división meiótica se produce la separación de las parejas de cromosomas homólogos y por lo tanto se reduce el número de cromosomas a la mitad, pero cada uno de ellos estará formado por dos cromátidas. La segunda división meiótica es similar a una mitosis en ella se separan las cromátidas hermanas de cada cromosoma.

·En cada división meiótica se diferencian 4 etapas que se denominan igual que en la mitosis: profase, metafase, anafase y telofase, para diferenciar a unas de otras se las denominara I o II según se trate de la primera o segunda división.

4.2. Etapas de la meiosis.

Primera división meiótica

Se la denomina también división reduccional, su duración representa el 90 % de toda la meiosis. En ella los cromosomas homólogos se aparean e intercambian material genético entre ellos y posteriormente se separan reduciéndose el número de cromosomas a la mitad de ahí el nombre. Se diferencian 4 etapas: profase I, metafase I, anafase I y telofaseI

Profase I

Es la etapa más larga, más compleja y más importante, en ella se diferencian 5 subetapas: leptoteno, zigoteno, paquiteno, diploteno y diacinesis.

·Leptoteno. Los cromosomas se condensan y se empiezan hacer visibles. Cada uno de ellos esta formado por dos cromátidas estrechamente unidas, que no se distinguen hasta el final de la profase I. Cada cromosoma se une por sus extremos a la envoltura nuclear.

·Zigoteno. Los dos cromosomas homólogos de cada pareja se aparean longitudinalmente gen a gen, a este proceso se le denomina sinapsis y se realiza mediante una estructura proteica denominada complejo sinaptonémico. A cada pareja de cromosomas homólogos apareados se les denomina bivalentes o tetradas (contiene 4 cromátidas).

·Paquiteno. En este período se produce el sobrecruzamiento o entrecruzamiento entre cromátidas homólogas, es decir cromátidas no hermanas pertenecientes a la misma pareja de cromosomas homólogos. Mediante este proceso dos cromátidas homólogas se entrecruzan y posteriormente se rompen intercambiándose fragmentos entre ellas, como consecuencia se produce un intercambio de genes o recombinación genética, con ello aumenta la variabilidad.

·Diploteno. Los cromosomas homólogos comienzan a separarse, aunque permanecen unidos por unos puntos, llamados quiasmas, que se corresponden con los lugares donde se produjo el sobrecruzamiento.

·Diacinesis. En esta etapa se observan por primera vez las dos cromátidas que forman cada cromosoma que están unidas por el centrómero. Los pares de cromosomas homólogos permanecen unidos por los quiasmas que se establecen entre cromátidas homólogas.

Al final de este periodo desaparece la membrana nuclear y el nucleolo, y se empieza a formar el huso acromático. Los dos cinetocoros de cada cromosoma homologo están fusionados y se sitúan en el mismo lado, a partir de ellos crecen los microtúbulos cinetocóricos.

Metafase I.

El huso esta totalmente formado. Las parejas de cromosomas homólogos (bivalentes) unidas por los quiasmas se sitúan en el ecuador del huso formando la placa metafásica.

Anafase I

Los quiasmas se rompen y los cromosomas homólogos de cada pareja comienzan a separarse, al ser arrastrados por las fibras del huso que se acortan. Cada uno de estos cromosomas homólogos esta formado por dos cromátidas y se dirige hacia un polo de la célula, por consiguiente la mitad de los cromosomas irán a un polo y la otra mitad al otro.

Telofase I.

Termina la migración de los cromosomas homólogos al polo correspondiente y una vez allí sufren un cierta descondensación, se forma la membrana nuclear y el nucléolo, y desaparece el huso. Como resultado se habrán formado dos núcleos hijos que tendrán la mitad de cromosomas que el núcleo materno.

Inmediatamente se produce la citocinesis obteniéndose dos células hijas que tendrán la mitad de cromosomas que tenía la célula madre, cada uno de estos cromosomas tendrá dos cromátidas

Una vez finalizada la primera división meiótica las células pasan por una breve interfase denominada intercinesis en la que no hay duplicación del ADN e inmediatamente tiene lugar la segunda división meiótica.

Segunda división meiótica

Esta división se produce simultáneamente en las dos células hijas resultantes de la división anterior. Esta división es similar a una mitosis, en ella al igual que en la mitosis se separan las dos cromátidas hermanas de cada cromosoma. En esta división se diferencian cuatro etapas:

Profase II

Es muy breve, los cromosomas se condensan, desaparece la membrana nuclear, nucléolo y se forma el huso.

Metafase II

Los cromosomas tienen cada uno dos cromátidas unidas por el centrómero, se sitúan en el ecuador del huso formando la placa metafásica.

Anafase II

Se duplican los centrómeros y las dos cromátidas que forman cada cromosoma se separan yendo cada una hacia un polo, cada una de ellas constituye un cromosoma hijo.

Telofase II

Termina la migración de los cromosomas, se descondensan, desaparece el huso y se forman la membrana originándose dos núcleos.

A continuación se divide el citoplasma. Como resultado se habrán formado 4 células hijas haploides a partir de una célula diploide. Estas cuatro células haploides serán genéticamente distintas entre sí ya que algunos de sus cromosomas están recombinados.

4.3. Importancia de la meiosis.

La importancia de la meiosis se debe principalmente a dos razones:

1) Impide que en las especies que se reproducen sexualmente se duplique el número de cromosomas en cada generación, ya que mediante la meiosis se reduce a la mitad el nº de cromosomas compensándose la duplicación que sufre este número tras la fecundación. En muchos seres vivos, entre ellos el hombre ocurre en el proceso de gametogénesis, por eso cada gameto tiene la mitad de cromosomas que las demás células 2) Aumenta la variabilidad genética de los individuos por dos razones fundamentalmente:

·Porque durante la anafase I las parejas de cromosomas homólogos se separan y se combinan al azar para formar los gametos, cada uno de los cuales tendrá un solo representante de cada pareja. El número de combinaciones posibles que se pueden formar con un representante de cada pareja de homólogo es muy grande y aumenta con el número de parejas de homólogos.

Nº de combinaciones = 2ⁿ donde n = al nº de parejas de homólogos.

·El entrecruzamiento que se produce entre las cromátidas homólogas de las parejas de cromosomas homólogos aumenta aun más esta variabilidad genética haciendo que el número de gametos distintos sea casi infinito.

5 CICLOS BIOLÓGICOS

El ciclo biológico de un organismo es el conjunto de etapas por las que pasa dicho organismo desde que nace, hasta que alcanza el estado adulto y se reproduce formando nuevos individuos.

En todas las especies que presentan reproducción sexual en algún momento de su ciclo vital se produce la meiosis. Según el momento en el que se produzca se diferencian tres tipos de ciclos biológicos:

·Ciclo diplonte.

Es propio de aquellas especies en las que los adultos son diploides como los animales, entre ellos el hombre. La meiosis tiene lugar en el proceso de formación de los gametos o gametogénesis (meiosis gametogénica), como consecuencia los gametos serán haploides, y al producirse la fecundación darán un cigoto diploide que al desarrollarse originara un individuo adulto diploide. En este ciclo el individuo adulto es diploide y solo los gametos son haploides.

·Ciclo haplonte

Es propio de especies en las que el adulto es haploide como algunas algas y algunos hongos. La meiosis la sufre el zigoto que es diploide (meiosis zigótica). En este caso en los adultos haploides por mitosis se formaran los gametos que serán haploides, tras la fecundación se originara el zigoto que será diploide, este cigoto se dividirá por meiosis y dará células haploides que se desarrollaran y darán lugar a adultos haploides

Ciclo haplodiplonde

Es propio de especies que presentan dos tipos de adultos que se suceden alternativamente: uno diploide (esporofito) y otro haploide (gametofito). Se da en los vegetales superiores. La meiosis tiene lugar al formarse las esporas (meiosis esporogénica).

Se parte de una planta adulta diploide denominada esporofito, en ciertas estructuras de ella llamadas esporangios, a partir de células diploides por meiosis se forman esporas haploides. Estas esporas germinan y dan lugar a un adulto haploide, llamado gametofito, en él mediante mitosis se forman gametos haploides. Tras la fecundación se forma un zigoto diploide que dará lugar de nuevo al esporofito diploide.

6. CONTROL DEL CICLO CELULAR.

El ciclo celular esta controlado por dos tipos de proteínas: proteínas quinasas dependientes de ciclinas (Cdk) y proteínas activadoras llamadas ciclinas.

Estas proteínas actúan en unos puntos de control localizados en determinados momentos del ciclo celular, activando o desactivando la progresión del ciclo, dependiendo de ciertas señales activadoras o inhibidoras. Los puntos de control son tres: uno al final de la fase G₁, otro al final de la fase G₂ y el tercero menos importante en la metafase.

El sistema de control del ciclo celular actúa como respuesta a ciertas señales internas (replicación correcta del ADN, tamaño de la célula, etc) y externas (temperatura, disponibilidad de alimento, etc).

En los organismos pluricelulares, las células deben controlar su proliferación de modo que una célula sólo se divide cuando el organismo requiere una nueva célula, bien para aumentar de tamaño o para reemplazar a otra.

Generalmente una célula recibe señales de supervivencia o de diferenciación de otras células para responder a distintas situaciones (mantenerse, proliferar o diferenciarse). Si faltan estas señales, la célula desarrolla un conjunto de reacciones programadas que provocan la muerte celular, a este proceso se le denomina apoptosis o muerte celular programada.

La apoptosis es una muerte celular natural, en la que la célula se autodestruye. Ocurre cuando la célula ha completado su vida fisiológica normal o bien cuando ha sufrido algún daño irreversible que pone en peligro al tejido en el que se sitúa.

Cuando la célula entra en apoptosis sufre los siguientes cambios:

·Se produce una compactación progresiva de la cromatina que acaba fragmentándose.

·La célula se retrae y emite protuberancias superficiales debido a que se desorganiza el citoesqueleto. Al final termina rompiéndose en vacuolas llamadas cuerpos apoptóticos, que contienen orgánulos y/o cromatina. Estos cuerpos finalmente son fagocitados por los macrófagos y otras células fagocíticas.

La apoptosis es necesario en numerosos procesos naturales tales como: la renovación tisular, el desarrollo embrionario, etc

La apoptosis es diferente a la necrosis celular o muerte accidental que se produce cuando la célula sufre algún daño grave como la falta de oxígeno, etc. En este caso suele ir acompañada de ruptura de la membrana y procesos inflamatorios.

El ciclo celular normal depende del equilibrio entre dos tipos de genes: los genes de proliferación (protooncogen) que estimulan la proliferación celular y los genes de antiproliferación (antioncogenes). Si un gen de proliferación sufre una mutación que lo convierte en hiperactivo, recibe el nombre de oncogén, desencadena la multiplicación celular descontrolada dando lugar al cáncer. Si un gen de antiproliferación sufre una mutación que lo inactiva, la célula también aumenta su proliferación y se transforma en cancerosa.

El cáncer es una enfermedad que se caracteriza por lo siguiente:

·Las células afectadas no mueren ni son controladas por los procesos normales, sino que escapan a todo control de multiplicación.

·Estas células crecen en masa en el lugar donde se han originado (tumor primario) y dañan y destruyen las estructuras normales de la zona. El daño se agrava porque estas células pueden atravesar los vasos sanguíneos y viajan por la sangre y la linfa a otras partes del organismo en los que forman nuevas tumores, denominados metástasis que destruyen las distintas partes del organismo y son los causantes en muchos casos de la muerte.