CLASE DE CICLO CELULAR

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UNIVERSIDAD DEL ZULIA
FACULTAD DE MEDICINA
ESCUELA DE MEDICINA
CÁTEDRA: BIOLOGIA CELULAR
Prof. María Palmar
DIVISIÓN CELULAR
Prof. María Palmar
Walther Flemming, Eduard Strasburger, y Edouard Van Beneden describen la distribución cromosómica durante la división celular. 
1839
Matthias Schleiden y Theodor Schwann propusieron la Teoría Celular estableciendo que cada organismo se componía de una o más células, y que cada nueva célula sólo podía provenir de la división de alguna célula preexistente. 
Thomas Hunt Morgan demuestra que los genes residen en los cromosomas 
1953
Maurice Wilkins, James Watson y Francis Crick, y Rosalind Franklin descubren la estructura de doble hélice de la molécula de ADN.
1880
1910
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DIVISION CELULAR
Todas las células se reproducen mediante su división en dos, donde cada célula parental da lugar a dos células hijas al final de cada ciclo de división celular (Cooper, 2004)
Es la parte del ciclo celular en la que una célula inicial llamada célula madre se divide en dos para formar dos células hijas. 
Es el proceso por el cual el material celular se divide entre dos nuevas células hijas. 
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Es la forma de división celular de las células procariotas.
FISIÓN BINARIA
MITOSIS
MEIOSIS
Una célula que ha adquirido determinados parámetros o condiciones de tamaño, volumen, almacena de energía, factores medioambientales, puede replicar totalmente su dotación de ADN y dividirse en dos células hijas, normalmente iguales. 
1 célula 2n origina 2 células 2n.
Esta división celular se produce en organismos multicelulares para producir gametos haploides, que pueden fusionarse después para formar una célula diploide llamada zigoto en la fecundación. 
1 célula 2n origina 4 células n
TIPOS DE PROCESOS DE DIVISIÓN CELULAR
Es la forma más común de la división celular en las células eucariotas. (Reproducción Asexual)
Es la división de una célula diploide en cuatro células haploides (Reproducción Sexual)
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El ciclo de la división de la mayoría de las células consiste en cuatro procesos coordinados:
Crecimiento celular
Replicación del ADN
Distribución de los cromosomas duplicados a las células hijas
División de las células
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CICLO DE DIVISIÓN CELULAR O CICLO CELULAR
El ciclo de división celular es el mecanismo a través del cual todos los seres vivos se propagan, es la base para la reproducción de los organismos.
Su función no es solamente originar nuevas células sino asegurar que el proceso se realice en forma debida y con la regulación adecuada.
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El ciclo celular consiste en tres fases: 
Interfase
Mitosis 
Citocinesis
Durante la interfase la célula crece continuamente; durante la fase M (mitosis) se divide.
La replicación del ADN se produce únicamente durante la fase S de la interfase. 
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Nada obvio ocurre en el núcleo de las células que se encuentran en estas etapas. En realidad, las células se encuentran muy activas. Están creciendo y preparándose para la división celular. 
INTERFASE
Es el intervalo que transcurre entre el final de la mitosis del ciclo anterior y el comienzo de la síntesis de ADN
Fase G1
- del inglés Gap-
Es el intervalo entre el fin de la fase S (síntesis) y la mitosis.
Fase G2
S significa síntesis. Esta es la fase del ciclo celular en donde el ADN es copiado. 
Fase S
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En el caso de que la situación sea favorable, toma la decisión de atravesar el punto de Inicio, que compromete irreversiblemente el comienzo del ciclo celular. 
Fase G1
Durante G1 la célula analiza si las condiciones ambientales son adecuadas para comenzar el proceso irreversible de la división celular, siempre que cuente con el tamaño mínimo para ello. 
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Fase G1
Es el período que más variación de tiempo presenta, pudiendo durar días, meses o años. 
Las células que no se dividen nuevamente (como las nerviosas o del músculo esquelético) pasan toda su vida en este período, que en estos casos se denomina G0, ya que las células se retiran del ciclo celular. 
En esta fase tienen lugar las actividades de la célula: secreción, conducción, endocitosis. Se produce la acumulación del ATP necesario y el incremento de tamaño celular.
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En la fase G2 la célula analiza si ha completado correctamente la fase S, y decide entre permitir el paso a mitosis o esperar para que se realicen las reparaciones necesarias.
Dado que el proceso de síntesis consume una gran cantidad de energía la célula entra nuevamente en un proceso de crecimiento y adquisición de ATP. La energía adquirida durante la fase G2 se utiliza para el proceso de mitosis.
Fase G2
G2: es el tiempo que transcurre entre la duplicación del ADN y el inicio de la mitosis. 
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Durante la fase S (de síntesis) se duplica el material cromosómico. 
Comienza cuando la célula adquiere el tamaño suficiente y el ATP necesario.
Dado que el ADN lleva la información genética de la célula, antes de la mitosis deben generarse dos moléculas idénticas para ser repartidas entre las dos células hijas. 
Fase S
Durante la interfase el ADN asociado a las histonas constituye la cromatina, que se encuentra desenrollada en largas y delicadas hebras 
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La división del núcleo o mitosis, durante la cual el material genético del núcleo, que ha sido previamente duplicado durante la interfase, se divide dando origen a dos nuevos núcleos idénticos; 
	La división celular involucra dos procesos: 
La división del citoplasma o citocinesis, durante la cual se forma una nueva pared celular que separa en entidades celulares independientes los dos núcleos recién formados, originándose de esta manera dos nuevas células.
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CONCEPTOS BÁSICOS 
EN LA
DIVISIÓN CELULAR
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CELULA EUCARIOTA
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NÚCLEO DE LA CELULA
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 Es Ácido DesoxirriboNucleico
ADN
Está compuesto de dos cadenas polinucleotídicas que se disponen alrededor de un eje central formando una doble hélice, capaz de autorreplicarse y codificar la síntesis de ARN.
Es el lugar donde reside la información genética de un ser vivo. 
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CROMATINA
Es un complejo molecular de ADN y proteínas que se encuentra en el núcleo de las células eucariotas.
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CROMATINA
Las proteínas que predominan en la cromatina son las histonas.
Las cuatro histonas principales son: H2A, H2B, H3 y H4. 
Estas cuatro proteínas se ensamblan (dos proteínas de cada tipo) y forman una partícula llamada nucleosoma 
Son importantes en el empacamiento y en el desdoblamiento del ADN para llevar a cabo la replicación y transcripción de los genes. 
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NUCLEOSOMA
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CROMOSOMA
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CROMOSOMA
Es el conjunto de ADN, histonas y proteínas no histónicas que se encuentra en el núcleo de las células eucariotas, que contiene información genética (genes).
Estos cromosomas solo son visibles durante la división celular 
Previo a la replicación
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CROMOSOMA
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CROMOSOMA
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CENTRÓMERO
Zona de estructura compleja situada normalmente en la constricción primaria del cromosoma, a cuyo nivel vienen a unirse los brazos de éste. 
Es el último elemento que se desdobla en la división cromosómica.
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CENTRÍOLO
Los centríolos hacen posible el reparto exacto del material genético entre las células hijas. 
La función del centríolo radica en regir el movimiento de los cromosomas durante la mitosis.
Organelo citoplásmico compuesto por nueve grupos de microtúbulos, dispuestos generalmente en tripletes. La función de los centriolos es generar cilios y flagelos y servir de foco para las fibras del huso en la división celular.  
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Es una zona pequeña del citoplasma adyacente al núcleo, en cuyo interior están los centriolos, y sirve para organizar los microtúbulos. 
Tiene una importancia fundamental en elproceso de división celular.
CENTROSOMA
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HUSO MITÓTICO 
Estructura citoplasmática formada por finas fibras proteicas, que se extiende entre los dos polos de la célula durante la mitosis. Se une a los cromosomas por el cinetocoro y los arrastra a los polos antes de la división celular.
CINETOCORO
Especialización proteica de los cromosomas por las que se unen a los microtúbulos del huso mitótico. 
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MITOSIS
Proviene del griego mito, que significa hilo.
Mitosis fue acuñada por W. Flemming en 1882, 
por los filamentos que forman los microtúbulos
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MITOSIS
Es la etapa del ciclo celular donde la célula se divide en dos células hijas. 
La división produce dos células con el mismo contenido genético que la célula madre.
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La mitosis es un proceso continuo en el cual se distinguen convencionalmente cuatro etapas: 
MITOSIS
PROFASE
METAFASE 
ANAFASE 
TELOFASE
Cada una de estas fases se reconocen por el arreglo de los cromosomas en el citoplasma. 
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PROFASE
MITOSIS
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Comienza con la conversión de la CROMATINA en CROMOSOMAS por un proceso de espiralización de las cadenas.
PROFASE
Se duplican los centriolos (2).
La membrana nuclear desaparece (3). 
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Cuando ya ha desaparecido la membrana nuclear, los centriolos migran hacia los polos (extremos) de la célula, apareciendo entre los dos pares de centriolos una serie de fibras de proteína dispuestas de polo a polo que reciben el nombre en conjunto de HUSO MITÓTICO O ACROMÁTICO. 
PROFASE
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PROFASE
Los cromosomas ya formados se mueven y se unen a una fibra del huso por su centrómero (un sólo cromosoma por fibra) (6), de manera que las cromátidas miran hacia los polos de la célula.
Cuando se han unido se van moviendo hasta situarse en el centro de la célula.
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METAFASE
MITOSIS
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METAFASE
Es una fase breve en la que todos los cromosomas se encuentran situados en el ecuador (parte media) de la célula, formando una figura muy característica llamada PLACA ECUATORIAL o METAFÁSICA. 
Tras colocarse aquí comienza la siguiente fase. 
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ANAFASE
MITOSIS
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ANAFASE
Las cromátidas se separan y se desplazan hacia los centriolos, al tiempo que van desapareciendo las fibras del huso. 
En este momento ya se ha repartido el material hereditario (las cadenas de ADN) de forma idéntica en dos partes.
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TELOFASE
MITOSIS
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TELOFASE
Es como una profase al revés, los cromosomas se desespiralizan y se transforman en cromatina (2); aparece la membrana nuclear (1), quedando una célula con dos núcleos. Aquí concluye la mitosis.
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CITOCINESIS
DIVISIÓN CITOPLASMÁTICA
Es la división del citoplasma en dos partes, con la repartición aproximada de los organelos celulares. 
En las células animales se hace por estrangulación, desde fuera hacia adentro, y en las vegetales se hace por crecimiento de la pared celular desde dentro hacia afuera. 
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El resultado final es que la célula madre se ha transformado en dos células hijas idénticas genéticamente. 
CITOCINESIS
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DIVISIÓN CELULAR - MITOSIS
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MEIOSIS
Proviene del griego meio, que significa menor. 
Meiosis significa disminución.
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Es un tipo de división celular , en el cual una célula diploide (2n), experimentará dos divisiones celulares sucesivas, con la capacidad de generar cuatro células haploides (n).
MEIOSIS
En los seres humanos ocurre en los tejidos testicular (macho) y ovárico (hembra).
Junto con la fertilización es el proceso característico de la REPRODUCCIÓN SEXUAL.
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Cromosomas se replican UNA SOLA VEZ 
(en la Fase S)
Cromátidas hermanas
Célula se divide DOS VECES
MEIOSIS
Reduce el número de cromosomas de diploide (2n) a haploide (n)
4 células haploides
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La meiosis consiste en dos divisiones nucleares sucesivas, designadas convencionalmente MEIOSIS I y MEIOSIS II. 
MEIOSIS
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MEIOSIS
Durante la INTERFASE PREVIA A LA MEIOSIS, los cromosomas se duplican, de modo que al comienzo de la meiosis cada cromosoma consiste en dos cromátidas hermanas idénticas que se mantienen unidas por el centrómero. 
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En la MEIOSIS I, los cromosomas homólogos se aparean y luego se separan. 
Un par de 
cromosomas
 homólogos
PROFASE I
METAFASE I
ANAFASE I
TELOFASE I
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En la MEIOSIS II, se separan las cromátidas de cada homólogo. 
PROFASE II
METAFASE II
ANAFASE II
TELOFASE II
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MEIOSIS I
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ES LA FASE MÁS COMPLEJA DEL PROCESO, Y A SU VEZ SE DIVIDE EN 5 SUBFASES, QUE SON: 
PROFASE I
LEPTOTENO
ZIGOTENO
PAQUITENO
DIPLOTENO
DIACINESIS
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Los cromosomas individuales comienzan a condensar en filamentos largos dentro del núcleo.
PROFASE I
LEPTOTENO
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Los cromosomas homólogos comienzan a acercarse hasta quedar apareados en toda su longitud.
PROFASE I
ZIGOTENO
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Se produce el fenómeno de entrecruzamiento (crossing-over) en el cual las cromátidas homólogas no hermanas intercambian material genético.
PROFASE I
PAQUITENO
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Se observan en los cromosomas unas estructuras llamadas quiasmas que son la manifestación citológica del entrecruzamiento. 
PROFASE I
DIPLOTENO
Quiasmas
Huso
Tétrada
Cromátidas 
hermanas
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Los cromosomas se condensan al máximo. Desaparecen el núcleo y la membrana nuclear.
PROFASE I
DIACINESIS
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Se espiralizan las cadenas de ADN, apareciendo los cromosomas
Desaparece la membrana nuclear
Se duplican los centriolos 
Centríolos migran a los polos 
Se forma el huso acromático 
Cada par de cromosomas se une a una fibra del huso
1
2
3
6
4
5
PROFASE I
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Las diferencias con la profase normal de la mitosis se dan en el comportamiento de los cromosomas.
Antes de unirse a las fibras del huso, los cromosomas se van moviendo y se agrupan por parejas de manera que los cromosomas que son iguales (CROMOSOMAS HOMÓLOGOS) quedan formando pares unidos cromátida contra cromátida.
PROFASE I
Esta unión va a permitir que se lleve a cabo el proceso más importante de la reproducción sexual, ya que es el que permite que las generaciones filiales sean diferentes a las parentales, es la RECOMBINACIÓN GENÉTICA. 
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RECOMBINACIÓN GENÉTICA
Consiste en que las cromátidas de los cromosomas homólogos que quedan juntas, se intercambian trozos de sus cadenas de ADN, apareciendo cromátidas nuevas que antes no existían.
Aparecen individuos adultos nuevos
CROMÁTIDAS RECOMBINADAS
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Los cromosomas homólogos se alinean en el plano de ecuatorial. 
La orientación es al azar, con cada homologo paterno en un lado. Esto quiere decir que hay un 50% de posibilidad de que las células hijas reciban el homólogo del padre o de la madre por cada cromosoma. 
METAFASE I
Se colocan dos cromosomas por cada fibra del huso acromático, en lugar de un cromosoma por fibra como sucedía en la mitosis. 
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Los quiasmas se separan. 
Los microtúbulos del huso se acortan en la región del cinetocoro, con lo que se consigue remolcar los cromosomas homólogos a lados o polos opuestos de la célula.
ANAFASE I
Puede ocurrir que un polo tenga 2 cromosomas maternos y el otro los 2 paternos; o bien, que cada polo tenga uno materno y otro paterno.
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Al final de la Anafase I existen dos juegos de cromosomas separados en los polos opuestos de la célula, uno de cada par, por lo que es en esta fase cuando se reduce a la mitad el número de cromosomas.
ANAFASE I
Se produce la separación y migración de los cromosomas homólogos, por lo que a diferencia de lo que sucedía en la mitosis, los que se desplazan son cromosomasenteros en lugar de cromátidas.
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Cada célula hija tiene ahora la mitad del número de cromosomas, pero cada cromosoma consiste en un par de cromátidas.
El huso mitótico desaparece y se forma una nueva membrana nuclear alrededor de cada sistema haploide.
Ocurre la CITOCINESIS.
TELOFASE I
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Comportamiento de los cromosomas durante la MEIOSIS
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MEIOSIS I
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MEIOSIS II
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GAMETOS
GAMETOS
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DIVISIÓN CELULAR - MEIOSIS
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MUERTE CELULAR
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CAUSAS 
DE LA 
MUERTE CELULAR
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La muerte de las células puede producirse por múltiples causas:
Daño mecánico, 
Infección por virus u otros microorganismos, 
Acción de agentes químicos tóxicos, 
Acumulación de sustancias de desecho.
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TIPOS
DE 
MUERTE CELULAR
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Es la muerte celular programada, es decir, la célula se "suicida" ya que activa una serie de proteínas (caspasas sobretodo) que la autodestruyen.
Se debe diferenciar entre dos 
tipos de muerte celular: 
Necrosis
Apoptosis
La necrosis es la muerte celular resultado de una inflamación (por falta de oxígeno, por agentes externos como el calor, frío).
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NECROSIS
MUERTE CELULAR CAUSADA POR AGRESIÓN
(Afecta a un tejido)
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Las células se hinchan y sufren un deterioro de su estructura y organización, así como el progresivo cese de sus funciones (síntesis de proteínas y ácidos nucléicos, respiración...), que acaba por impedir su viabilidad y conduce a la rotura de la membrana externa y la lisis. 
Ello ocasiona la liberación de material celular al medio, que suele provocar a su vez reacciones inflamatorias. 
NECROSIS
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Cuando una célula muere por daño o envenenamiento, normalmente se hincha y explota, derramando su contenido en el entorno. 
Como consecuencia, se produce una inflamación que recluta leucocitos, y que puede lesionar el tejido normal que la circunda. 
NECROSIS
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La necrosis puede ser por autolisi (cuando son los lisosomas intracelulares los que provocan la destrucción celular), o heterolisi (cuando son otras células como los macrófagos o los polimorfonucleados los encargados de la destrucción celular). 
NECROSIS
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La necrosis provoca la aparición de los siguientes cambios intracelulares: 
PICNOSIS (condensación celular en la que el protoplasma se hace más denso ), 
CARIOLISIS (proceso de degeneración nuclear que consiste en la disolución de la cromatina del núcleo en el jugo nuclear) 
CROMATOLISIS (disolución de los cromosomas), 
CARRIOREXIS (fragmentación de la cromatina). 
Estos cambios van apareciendo a lo largo del tiempo, y nos permiten diferenciar las células que van a morirse (o ya están muertas) de las que todavía están sanas. 
CAMBIOS INTRACELULARES EN LA NECROSIS
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CAMBIOS INTRACELULARES EN LA NECROSIS
En el infarto agudo de miocardio se pueden observar los siguientes cambios temporales: 
A los 5-15 segundos después se puede detectar por el electrocardiograma, 
De 5-15 minutos en el microscopio electrónico (cambios en mitocondrias y miofibrillas), 
A las 6-8 horas por histoquímica, 
De 12-24 horas por microscopia óptica,
De 24-48 horas macroscópicamente ya se observan los cambios.
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APOPTOSIS
MUERTE CELULAR PROGRAMADA
(Afecta a una célula)
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Cuando una célula normal completa su función fisiológica o percibe un daño genético o celular pone en funcionamiento un proceso fisiológico denominado apoptosis que induce su propia muerte. 
En este proceso parece intervenir (entre otros) un (Apoptosis Inducing Factor) factor inductor de la apoptosis, que se encuentra en las mitocondrias y que al desencadenarse el proceso migra hacia el núcleo provocando la destrucción del ADN.
APOPTOSIS
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La apoptosis, a diferencia de la necrosis, es un tipo de muerte activa, que requiere gasto de energía por parte de la célula y es un proceso ordenado en el que no se desarrolla un proceso inflamatorio.
APOPTOSIS
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Implica la activación de mecanismos específicos que conducen a la muerte de las células, siendo un fenómeno mucho más común de lo que puede pensarse. 
Se produce de modo natural durante el desarrollo embrionario y postnatal temprano en múltiples tejidos.
APOPTOSIS
Su función puede ser la eliminación de células superfluas en un lugar determinado. 
Durante el ciclo celular, se produce apoptosis mediada por el gen supresor p53 u otros mecanismos cuando el DNA que va a ser o está siendo replicado presenta alteraciones, evitándose así la generación de células anormales. 
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CAMBIOS INTRACELULARES EN LA NECROSIS
Las células que entran en apoptosis se encogen y se separan de sus vecinas; 
Las membranas celulares se ondulan y se forman burbujas en su superficie; 
La cromatina se condensa y los cromosomas se fragmentan; 
Las células se dividen en numerosas vesículas, llamadas cuerpos apoptóticos, que serán engullidas por células vecinas.
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A. Célula normal con orgánelos en su citoplasma y un núcleo con su cromatina heterogénea
B. Comienzo de la compactación de la cromatina
C. Gran condensación de la cromatina, protuberancias en la superficie celular.
D. Desaparece la membrana nuclear y se observan formas esféricas u ovoides de cromatina condensada. 
E. La célula comienza a fraccionarse en los denominados cuerpos apoptóticos (componentes citoplasmáticos y nucleares rodeados por membrana plasmática). Célula fragmentada en cuerpos apoptóticos, estos cuerpos son eliminados por las células fagocitarias (que en realidad comienza en una etapa mas temprana.
CAMBIOS INTRACELULARES EN LA NECROSIS
Prof. María Palmar
La mayor parte de los agentes empleados en quimioterapia anticancerosa basan su acción en la producción de roturas y/o alteraciones en el DNA de las células. De este modo, inducen el fenómeno de apoptosis y la muerte de las células tumorales. 
Desafortunadamente, una de las causas de fallo de los tratamientos quimioterápicos es la aparición de resistencias a la muerte apoptótica de las células tumorales como consecuencia de la mutación de genes como p53.
Un importante regulador del ciclo celular lo constituye una proteína denominado p53, la cual por un lado ejerce un control de tipo negativo frenando la división a nivel de G1.
Prof. María Palmar
GRACIAS