Resumen Tema 3 El nucleo y el ciclo celular

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TEMA 3. EL NÚCLEO Y EL CICLO CELULAR
1. EL NÚCLEO
El núcleo celular es una estructura muy importante para la célula ya que contiene el ADN, por lo que es el
encargado de almacenar la información genética y de dirigir el funcionamiento celular. En su interior
ocurren los procesos de la duplicación y transcripción del ADN.
Su estructura se compone de la membrana nuclear, el nucleoplasma, el nucleolo y el ADN:
 La membrana nuclear es la
estructura que limita el núcleo en
las células eucariotas. Su función es
regular el intercambio de sustancias
entre el núcleo y el citoplasma. Está
formada por una doble capa, una
membrana externa y una
membrana interna que se
encuentran unidas en algunos
puntos donde se abren unos poros
que comunican el núcleo con el
citoplasma. En otros puntos la
membrana externa se comunica
con la membrana del retículo endoplasmático rugoso por lo que hay comunicación entre el 
espacio intermembrana del núcleo y los canales del retículo endoplasmático rugoso.
 El nucleoplasma es el medio en el que se encuentra el ADN.
 El nucleolo es una masa esférica y más oscura del núcleo, que además de ADN contiene
concentraciones elevadas de ARN y proteínas. Es una región donde se está haciendo la
transcripción constantemente para la fabricación de ribosomas.
 El ADN lo podemos encontrar en dos formas distintas en función del momento del ciclo en el que
se encuentra la célula. Un estado es la cromatina y el otro son los cromosomas:

La cromatina es el ADN de la célula en estado
descondensado, que es la forma en la que se encuentra
el ADN cuando el núcleo no está en periodo de división,
es decir, cuando está en reposo. Consta de ADN
asociado a unas proteínas llamadas histonas. Podemos
ditinguir dos tipos de cromatina: la eucromatina (menos
compactada pero más activa) y la heterocromatina (más
compactada pero menos activa).
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
Los cromosomas lo forman el ADN de la célula en estado
condensado, que es la forma en la que se encuentra el ADN
cuando el núcleo está en periodo de división, es decir en
mitosis o meiosis. Son estructuras predefinidas que
contienen siempre la misma información genética y tienen
forma de “X” en la que cada lado se llama cromátida
hermana porque una es la copia exacta de la otra. Las
cromátidas hermanas están unidas por el centrómero, el cual
es una constricción primaria que está recubierto por una
proteína llamada cinetocoro.
El centrómero divide al cromosoma en dos partes, un brazo superior y uno inferior. Los
extremos de los brazos se llaman telómeros y en ocasiones existen constricciones secundarias
que dan lugar a satélites.
Según la posición del centrómero existen 4 tipos de cromosomas: los metacéntricos (en el
medio), los submetacéntricos (un poco por encima del medio), acrocéntricos (un poco por
debajo de los telómeros) i telocéntricos (en los telómeros).
También podemos clasificar a los cromosomas en autosomas (cromosomas somáticos) o 
heterocromosomas (cromosomas sexuales).
Como características de los cromosomas se puede destacar que:
- La dotación cromosómica (número de cromosomas) de cada especie es constante. En el 
caso de la especie humana este número es de 46.
- El número de cromosomas en las especies diploides (2n) que tienen reproducción sexual
es siempre par y presentan dos copias iguales de cada cromosoma, cada una procedente
de un progenitor. Cada par de cromosomas iguales son llamados cromosomas homólogos.
- Los cromosomas son estructuras permanentes de la célula que se conservan 
individualmente a través de las generaciones.
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2. EL CICLO CELULAR
El ciclo celular define los diferentes estadios en la vida de la célula que culmina con su crecimiento y la
división en dos células hijas. Estos estadios están muy bien definidos por los acontecimientos que tienen
lugar en cada momento, por lo que la célula no puede pasar al siguiente estadio sin completar
correctamente todos los acontecimientos. Para ello existen puntos de regulación (check points) que
evitan el descontrol y consecuencias como el cáncer.
G0
En el ciclo celular podemos distinguir dos fases principales, la fase de
crecimiento o interfase i la fase de división o fase M. Durante la
interfase tiene lugar la duplicación del ADN y el resto de orgánulos
celulares. El proceso de división celular o fase M implica a su vez dos
procesos que están secuenciados: la mitosis (o reparto equitativo del
ADN) y la citocinesis (o reparto equitativo del citoplasma).
INTERFASE
Se pueden distinguir 3 etapas diferenciadas; la fase G1, la fase S y la fase G2.
 Fase G1: Esta es la fase más larga y en ella la célula duplica su tamaño. Sintetiza ARN y proteínas
necesarias para sus funciones vitales. Existe una variante de la fase G1 que se llama fase G0, que
la realizan las células que dejan de dividirse, aquellas células muy especializadas como por
ejemplo las neuronas.
 Fase S: En esta fase se duplica el ADN y el centrosoma, así como otros orgánulos celulares.
 Fase G2: Esta es la fase más corta en la que se sintetizan proteínas necesarias para el proceso de 
la división celular.
FASE M
La fase M o fase de división celular incluye la mitosis y la citocinesis.
 Mitosis: Es un proceso biológico que tiene lugar en el núcleo de la célula eucariota justo antes de 
que ésta se divida. Consiste en la repartición equitativa del material genético de las células hijas.
 Citocinesis: Es un proceso biológico que tiene lugar justo después de la mitosis para completar la 
división celular. Consiste en la repartición equitativa del citoplasma en las células hijas.
Mitosis Citocinesis
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MITOSIS
La mitosis es el proceso de división celular que utilizan los organismos unicelulares para reproducirse y 
los organismos pluricelulares para crecer o reparar estructuras. Se lleva a cabo en cuatro fases:
 Profase: en esta fase se condensa la cromatina y se hacen visibles los
cromosomas, cuyo número exacto es característico de cada especie.
Esto hace que desaparezca el nucleolo. Además, los centrosomas migran
cada uno hacia un polo de la célula y empiezan a sintetizar el huso
mitótico también llamado huso acromático. Por otro lado, se empieza a
deshacer la membrana nuclear.
 Metafase: en esta fase los microtúbulos del huso mitótico se unen a
los cromosomas y los mueven al centro de la célula formando la placa
metafásica o placa ecuatorial.
 Anafase: en esta fase se rompen los centrómeros, por lo que las
cromátidas hermanas de los cromosomas se separan. Los microtúbulos
que estaban unidos a las cromátidas se despolimerizan tirando de ellas
y enviándolas hacia los polos de la célula.
 Telofase: esta fase empieza cuando las cromátidas llegan a los
polos de la célula. Entonces los cromosomas se descondensan para
dar lugar de nuevo a la cromatina. Se empieza a observar de nuevo
el nucléolo y se rehace la membrana nuclear.
CITOCINESIS
Una vez repartido el material hereditario, se divide el citoplasma. Este proceso es distinto en las células 
animales y las vegetales.
En las células animales la citocinesis se da por aparición de un anillo contráctil
de actina y miosina en el ecuador de la célula. El anillo contráctil hace que
cada vez sea más estrecho y las membranas de lado y lado se acerquen entre
ellas hasta que se fusionan y dividen la célula original en dos células hijas.
En las células vegetales la citocinesis se da por la formación de un
tabique de separación llamado fragmoblasto y que procede de la
fusión de vesículas sintetizadasen el aparato de Golgi.
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3. MEIOSIS
La meiosis es otro proceso de división celular pero en este caso es característico de los organismos que
tienen reproducción sexual, ya que el proceso de división implica la formación de gametos o células
sexuales (a excepción de ciertos organismos que utilizan la meiosis para generar esporas).
El significado biológico de la meiosis incluye:
 La reducción del número cromosómico a la
mitad para mantener el número cromosómico
de la especie. Es decir, en los individuos
diploides (2n) la meiosis dará lugar a gametos o
células sexuales haploides (n) que cuando se
unan en la fecundación generaran individuos
diploides (2n), manteniendo de esta manera su
dotación cromosómica de especie.
 La contribución al éxito evolutivo al generar variabilidad genética, ya sea por la recombinación
genética entre los cromosomas homólogos, el reparto de cromosomas maternos y paternos al
azar o el encuentro al azar entre los gametos.
La meiosis es la sucesión de dos divisiones celulares consecutivas. Las dos divisiones reciben
respectivamente el nombre de Meiosis I y Meiosis II. Entre ambas se da una interfase muy breve en la
que no tiene lugar la síntesis de ADN, por este motivo se da la reducción del material genético a la
mitad, porque los cromosomas se duplican una sola vez, mientras que la célula se divide dos veces.
MEIOSIS I
En la primera división meiótica ocurre la reducción del número cromosómico a la mitad y la
recombinación genética. Las fases de la meiosis I son las siguientes:
 La Profase I es la fase más importante de la meiosis y puede dividirse en 5 etapas:
- Leptoteno: se produce una condensación parcial de los cromosomas en la que 
aún no son visibles las dos cromátidas hermanas porque están muy juntas.
- Zigoteno: los cromosomas homólogos se agrupan por parejas y se unen
mediante un proceso de sinapsis que da lugar a tétradas, es decir a dos
cromosomas unidos con 4 cromátidas que también reciben el nombre
de bivalentes.
- Paquiteno: se produce la recombinación genética entre
cromosomas homólogos que consiste en que se produce un
corte aleatorio entre las cromátidas hermanas que están unidas
e intercambian fragmentos de ADN entre ellas, dando lugar a
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cuatro cromátidas distintas. El cruzamiento que hacen las cromátidas para hacer el 
intercambio de ADN se llama quiasma.
- Diploteno: los cromosomas homólogos se empiezan a separar pero quedan
unidos por los puntos de recombinación genética, quedan unidos por los
quiasmas. La meiosis puede detenerse en este punto y quedar latente durante
años (es el caso de la formación de óvulos en humanos).
- Diacinesi: los cromosomas unidos por los quiasmas acaban de condensarse y se
hacen más visibles las cromátidas. Desaparece la membrana nuclear, los
centrosomas migran hacia polos opuestos y se forma el huso mitótico.
 En la Metafase I los microtúbulos del huso mitótico se unen a los cromosomas
homólogos que están unidos por los quiasmas y los mueven al centro de la célula
formando la placa metafásica o placa ecuatorial.
 En la Anafase I se separan los cromosomas homólogos y son arrastrados por la
despolimerización de los microtúbulos del huso mitótico hacia los polos de la
célula.
 En la Telofase I se forma la membrana nuclear, se deshace el huso mitótico y
los cromosomas se descondensan parcialmente. Seguidamente se da la
citocinesis que separa a las dos células hijas.
MEIOSIS II
Después de la primera división meiótica han quedado dos células con un único paquete de cromosomas
cada una, es decir, han quedado dos células haploides (n), pero cada uno de estos cromosomas tiene dos
cromátidas que se tienen que separar. La segunda división meiótica se encarga de esta separación,
siguiendo un proceso idéntico a la mitosis.
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 Profase II: los cromosomas se condensan de nuevo, se duplican los
centriolos y migran hacia los polos de la célula, se sintetiza el huso
mitótico y desaparece la membrana nuclear.
 Metafase II: los microtúbulos del huso mitótico se unen a los
cromosomas y los mueven al centro de la célula formando la placa
metafásica o placa ecuatorial.
 Anafase II: se rompen los centrómeros, por lo que las cromátidas
hermanas de los cromosomas se separan. Los microtúbulos que
estaban unidos a las cromátidas se despolimerizan tirando de
ellas y enviándolas hacia los polos de la célula.
 Telofase II: esta fase empieza cuando las cromátidas llegan a
los polos de la célula. Entonces los cromosomas se
descondensan para dar lugar de nuevo a la cromatina. Se
empieza a observar de nuevo el nucléolo y se rehace la
membrana nuclear.
A continuación tiene lugar la citocinesis que dará lugar a cuatro células hijas haploides (n) distintas 
genéticamente.
Esquema resumen Mitosis-Meiosis
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