Biología, la vida en la tierra con fisiología Tomo 01-páginas-49

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1 5 4 I T T T T Í T T T i T l h <i . > k ¡.i
■
I N T E R F A S E M I T O S I S
m tcfolú bulos 
d o lh u so
com ienza a 
form orso o l huso m icrotúbulos 
dol c in o to co ro
polo d e l huso
(a) In terBase tard ía
Lo s crom osom as d up licad o s 
so encuen tran en e s tad o 
extend ido y su e lto , m ien tras 
q ue io s ce n trio lo s d up licados 
p erm anecen cong lom erad os.
•>) Pro fase in icia l 
Los crom osom as se 
co n den san y aco rtan .
Em piezan a form arse 
m icro túbu los d e l huso en tre los 
p a re s sep arad o s d e cen trio lo s .
W
0 nu cléo lo s e d esensam b lo y 
d osapareco . La en vo ltu ra n u clo ar se 
d esensam b la; algunos m icro túbulos 
d e l h u so se unen a l d netoco ro 
(azu l) do c a d a crom ótlda herm ana.
A R G L R A 9-8 D iv is ió n m itó t ic a en u n a c é lu la a n im a l
P R E G U N T A ¿ lu á le s serian tas consecuencias s i un grupo de cromátldas hijas no se separaran en la anafase?
(d ) M e ta fa se
Los m icro túbu los del 
d n e to co ro a lin ean los 
crom osom as en ol 
ecuad or d e la cé lu la
v id a u n a c é lu la e n d o s p o r o p re s ió n d e la c in tu ra . E n c a m b io , 
ves ícu la s lle n as d e ca rb o h id ra to s , q u e b ro tan d e l ap ara to de 
C o lg i , se a l in e a n a lo la rg o del e cu a d o r d e la c é lu la en tre los 
d o s n ú c leo s ( F IG U R A 9-9). Las ves ícu la s se fu s io n a n y p ro d u ­
cen un a es tru c tu ra l la m a d a p la c a c e lu la r , q u e es co m o u n saco 
ap la n ad o , ro d e ad o p o r m e m b ran a y l le n o d e c a rb o h id ra to s p e ­
ga josos. C u a n d o se fu s io n an su fic ie n te s ves ícu las , las o r illa s 
d e l a p la c a c e lu la r se u n e n c o n la m e m b ran a p lasm ática e n la 
c ircu n fe re n c ia d e la cé lu la . Lo s d o s lado s d e la m e m b ran a de 
la p la ca fo rm an n u evas m em b ran as p lasm áticas e n tre las dos 
cé lu la s h ijas . Lo s c a rb o h id ra to s q u e estab an e n las vesícu las 
se q u e d a n en tre la s m em b ran as p lasm áticas co m o p a rte d e la 
pared ce lu la r .
Luego de la citocinesis, las cé lu las eucariontes e n tra n e n C , 
d e la interfase, con l o q ue com p letan el c ic lo celu lar.
E s tu d io de ca so c o n t i n u a c i ó n
Que pasen los clones
La división m itó tica e s esencial para la clonación, porque la 
m itosis produce núcleos h ijos q ue son genéticam ente idénticos 
al progenitor. Por tanto, los núcleos tom ados d e casi toda 
célu la de M lssy o Scam pcr producirán clones genéticam ente 
Idénticos a su respectivo "donador d e núcleo’ perro o caballo . 
Verem os con m ayor detalle la d on ac ió n en el apañado 
"Investigación científica: Copias al carbón: la clonación e n la 
naturaleza y en el laborato rio ', d e las páginas 156-157.
B io F l ix Mitosis (disponible en inglés)
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L a c o n t i n u i d a d d e la v id a n r p r o d u c t t ó n i e l u l a r 1 5 5
IN T E R FA SE
m fcrotúbulos 
del
los crom osom as 
so oxtlendon
se forma d e nuevo 
la envoltura d d núcleo
roaparecon 
los nucléo los
(e) A na fase
Las crom átld as herm anas se 
separan y se m ueven a los 
polos opuestos d e la cé lu la . 
Lo s m lcrotúbulos ap artan los 
polos.
f ) Teló la se
l* i juego do crom o so m as Boga a 
cada extrem o y com ienza a 
extenderse; com ienzan a 
form arse envo lturas nucloaros; 
empiezan a reaparecer nucléo los, 
b s m icrotúbulos d e l huso 
com ienzan a desensam blarse , 
¿ re d e d o r d e l e cu ad or se form an 
b s an illo s d e los m icrofiiam entos.
Sí C ttoclnesis 
I a ñ ilo d e los 
mforofüamentos se con trae 
y d iv ide la cé lu la e n dos, 
ca d a cé lu la hija recibe un 
núcleo y a lrededo r d e la 
m itad d e l c itop lasm a.
fo) In terfase d e la s cé lu las 
N jas
Lo s hu so s s e desensam blan 
y desapa recen . S e form an 
envolturas nucleares 
h ta c ta s y los crom o so m as 
se extienden por com pleto .
l a p laca celu lar forma 
una pared nueva
vesículas con 
carbohidratos
O Vesículas con 
carbohidratos brotan del 
eparato d e G o lg i y pasan 
d ecuador do la célula.
0 Las vesícu las se fusionan 
y forman una nueva pared 
celular (rojo) y una nuevo 
m em brana plasm ática 
(amenBo) entre la s célu las hijas.
€> Separación 
com pleta do las 
célu las hijas.
^ F IG U R A 9-9 G t o d n e s is e n un a 
cé lu la \eg eta l
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Investigación científica
Copias al carbón: la clonación en la naturaleza y en el laboratorio
la palabra 'd onac ión ' trae a la mente Imágenes, lo mismo 
de la oveja D o lly que de la serle d e La g u e rra de t a i galax ias: el 
alague de los clones, pero, sin hacer ruido, la naturaleza ha 
producido dones durante d em o s de millones de artos. ¿Cómo 
se producen los d o n e s en la naturaleza o en e l laboratorio? ¿Por 
qué la clonación es un tema tan polémico? ¿Por q ué se Incluye la 
donación en un capitulo sobre división celular?
La c lo n a c ió n e n la n a tu ra le z a : la fu n c ió n 
d e la d iv is ió n m itó t lc a
Empecemos por la última pregunta. Como sabes, hay dos tipos 
de división celular: la mltosis y la melosls. l a reproducción sexual 
se basa e n la d ivisión mclótica. la producción d e gametos y la 
fecundación, y normalmente el resultado son descendientes 
genéticamente únicos. En contraste, la reproducción asexual (véase 
la figura 9-2) se basa en la división mitótlca. Com o la división 
mitótlca produce células hijas que son genéticamente idénticas a la 
célula madre, los descendientes creados por división asexual son 
genéticamente idénticos a sus progenitores: son clones.
C lo n a c ió n d e l a s p la n t a s : a p l ic a c ió n 
a c o s t u m b r a d a e n l a a g r i c u l t u r a 
lo s seres humanos nos hemos dedicado al negocio de la 
clonación desde mucho antes de lo q ue crees. Tomem os por 
ejemplo las naranjas California con ombligo, también conocidas 
como naranjas sin semilla, bahlanas o naveilnas. que no 
producen semillas. ¿Cóm o se reproducen sin semillas? Estos 
naranjos se propagan cortando un trozo del tallo d e un árbol 
adulto, que se injerta e n la pane superior de las ralees de un 
naranjo con semillas. Por tanto, las células d e las partes aéreas 
y frutales d e l árbol son clones del tallo del naranjo. Todas estas 
naranjas proceden de un único brote mulante de un naranjo 
descubierto en Brasil a com ienzos del siglo X IX y que desde 
entonces se ha propagado en forma asexual. Dos naranjos de 
este tipo fueron llevados de Brasil a Rlverslde. California, e n la 
década de 1870, |y todavía queda uno! Todos los naranjos que 
producen naranjas sin sem illa son clones d e esos dos árboles.
C lo n a c ió n d e m a m í f e r o s a d u l t o s 
En la década d e 1950, Jo h n Curdon y sus colaboradores 
destruyeron núcleos de óvulos de rana e insertaron núcleos 
nuevos, tomados d e células de embriones d e ranas. A lgunas de 
las células producidas se desarrollaron como ranas completas. 
Para la década de 1990, va rio s laboratorios hablan clonado 
mamíferos con núcleos d e embriones, pero fue hasta 1996 que 
el doctor lan Wllmut, d e l Roslln Instltute (Instituto RosMn) de 
Edimburgo, Escocia, clonó el primer mamífero adulto, la famosa 
Dolly (F IG U R A E9-1).
En la agricultura e s Importante clonar adultos porque sólo 
en cBos podem os ve r los rasgos que queremos propagar (como 
la producción de leche e n las vacas o la velocidad y potencia 
de los caballos). Todos los rasgos valiosos d e l adulto que están 
determ inados genéticamente se expresarán también en todos 
los clones. La clonación de embriones no serla útil, porque las 
célu las embrionarias se habrían reproducido d e sexuaimente y 
por lo regular no se sabesi e l embrión tiene rasgos deseables.
También la clonación de adultos e s esencial para algunas 
aplicaciones médicas. Supongamos que una compartía 
farmacéutica produjo por Ingeniería genética (véase el capítulo 13) 
una vaca que segrega con la leche una molécula valiosa, 
digamos, un antibiótico. Estas técnicas son sumamente caras 
y m ientras que unas aciertan, o tras fracasan, de modo que la 
compartía producirla apenas una sola vaca redituable. Entonces, 
esta vaca serla clonada hasta tener un reharto completo de vacas 
productoras d e antibióticos. Y a hay vacas clonadas que producen 
más leche o carne y cerdos especiales para donar órganos a 
seres humanos.
la donación también serviría para rescatar especies 
en peligro critico d e extinción, muchas d e las cuales no se 
reproducen bien en los zoológicos. Como explica Richard Adams 
de la Texas AAM Unlversity (Universidad M M en Texas): 'E n 
cuestión de un par de artos se podría repoblar e l mundo [con la 
especie en peligro d e extinción!, l a donación no e s una actM d ad 
triv ia l'.
C lo n a c ió n : u n a t e c n o lo g ía im p e r f e c t a 
f t » desgracia, la donación de mamíferos no e s eficiente 
y está plagada de dificultades. U n óvulo se somete a un trauma 
grave si se extirpa o destruye el núcleo y se inserta uno nuevo 
(véase la figura E9-I). Muchas veces, el óvulo muere. Se 
pierden las m oléculas del citoplasma que no se necesitan para 
controlar el desarrollo o se desplazan a los lugares Incorrectos, 
asi que aun si el óvu lo sobrevive y se d ivide, e s posible q ue no 
se desarrolle apropiadamente. SI los óvu los se desarrollan y se 
convierten en embriones viab les, hay que implantarlos e n el 
útero de una madre sustltuta. Y s i el clon sobrevive a la 
gestación y el parto, puede tener defectos: en particular, 
deformaciones d e la cabeza, los pulmones o el corazón. Dado 
ei a lto Indice de fracasos, se necesitaron 277 pruebas para 
producir a Dolly y más de m il embriones Implantados en 123 
perras para producir a Snuppy... clonar mamíferos es una 
propuesta cara.
Es más, algunos clones 'ex itosos' tienen defectos ocultos; 
por ejemplo, D o lly tuvo artritis a los cinco artos y medio y se 
le practicó la eutanasia a los seis y medio por una enfermedad 
pulmonar grave, asi que sus problemas se presentaron en una 
edad relativamente corta (la vida promedio de una oveja es d e I I 
a I6 artos), aunque nadie sabe si d ichos problemas se debieron a 
que era un clon.
E l f u t u r o d e l a c lo n a c ió n
Actualmente la moderna tecnología de clonación ha tenido éxito 
al clonar perros, vacas, gatos, ovejas, caballos y otros animales. 
A medida q ue la clonación se hace más com ún, también suscita 
preguntas éticas. Casi nadie objeta a la clonación d e las naranjas 
California y pocos rechazarían antibióticos u o tros productos 
medicinales de ganado clonado, pero algunos piensan que donar 
mascotas es un lujo frivolo, especialmente si se piensa que, 
sólo e n Estados Unidos, cada arto se sacrifican casi 10 millones 
de perros y gatos. Al final del capitulo, en el apartado 'Estud io de 
a s o otro vistazo: Que pasen los dones*, reflexionaremos 
brevemente acerca de la clonación de seres humanos.
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La continuidad de la vida: reproducción celular
® B óvulo s in núcleo y la célu la d e ubre 
sin d ivid irse s e pusieron juntas e n un a ca ja 
do cultivos. U n pulso eléctrico los estimuló 
pora quo so fusionaran y com enzaran la 
tfv is ión mitótica.
© M ientras tanto, se extrajo el núcleo d e un 
óvulo s in focundar do un a oveja oscocosa do 
c a ra n e g ra B óvu lo suministró el citop lasm a 
pero no los cromosomas.
O ve ja Finn Dorset
O S e pusieron en un cultivo célu las d e la ubre 
da un a oveja Finn Dorset con pocos 
nutrimentos. Las célu las s in nutrimentos 
dejaron d e d ivid irsa
O L a célu la se d ivid ió y formó un 
artorión com puesto por un a esfera de 
células.
® L a esfera d o células so Implantó 
e n el útero d e otra ove ja d e ca ra 
n eg ra
L a oveja do ca ra nogra parló
a Do*y, un a hem bra d e cordero 
R n n Dorset, una gem ela genética 
do la o ve ja Finn D orset
A F IG U R A E9-1 L a c re a c ió n d e D o l ly
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1 5 8 H e i t r k i .1
9.6 ¿C Ó M O S E C O N T R O LA 
E L C IC LO C EL U LA R ?
A lgunas cé lu las , co m o las d e l revestim ien to d e l estó m ag o , se 
d iv id e n d u ran te to d a la v id a d e l o rg an ism o . O tras se d iv id e n 
en re a c d ó n a c ie rto s e s tím u lo s , co m o e l d añ o a u n te jid o o un a 
in fe c c ió n . O tra s m ás (co m o ca s i to d as la s cé lu la s d e l cerebro , 
co razó n y m ú scu los e sq ue lé tico s ) n u n c a se d iv id e n e n u n a d u l­
to . La d iv is ió n c e lu la r está regulada p o r u n n ú m e ro in c re íb le 
d e m o lécu las , q ue to d a v ía n o h a n s id o id e n tifica d as n i e s tu d ia ­
das p o r co m p le to . N o o bstan te , a lg u n o s p r in c ip io s genéticos 
se a p lic a n a los c ic lo s ce lu la res d e la m ayo r parte d e la s cé lu la s 
eucariontes.
Las actividades de enzim as específicas 
im pulsan e l d c lo celular
E l d c lo celu lar es tá co n tro lad o por u n a fa m ilia d e p rote ínas l la ­
m adas d nasas depend ientes de d e lin a s o , para abreviar, C D K . El 
n o m b re d e estas proteínas se debe a d o s características: e n prim er 
lugar, un a d n a sa es un a e n z im a q u e fosforita (agrega u n grupo 
fosfa to ) a o tras p rote ínas, lo cu a l estim u la o in h ib e la actividad 
d e la p roteína b lanco . En segundo lugar, so n 'd epen d ien tes de 
d d in a s * p o rq u e se activan só lo cu a n d o se unen a un a tercera 
p rote ína lla m ad a d e lin a . E l nom bre 'd e l in a ' d ice m u ch o d e esta 
p rote ína : su con cen trac ión cam b ia con e l r id o ce lu la r y, d e h e ­
cho , regula d ic h o d d o .
E l co n tro l n o rm a l d e l d d o ce lu la r p rocede co m o s igue : la 
m ayo ría d e las cé lu la s d e tu cu e rp o se e n cu e n tran e n la fase G , 
d e l d d o ce lu la r , l in a cé lu la se d iv id e só lo s i re rib e la s señ a les de 
dertas m o lécu las p a re a d a s a h o rm o n as llamadas/«actores d e ere- 
am iento . Ito r e jem p lo , si te cortas la p ie l, se a cu m u la n p laq ue tas
(fragm en tos cd u la res d e la sangre q u e p a r t ia p a n e n la coagula- 
a ó n ) e n la h e rid a y d esp ren d en factores d e c red m ie n to , in c lu i­
dos e l factor d e r iva d o d e p laq ue tas y e l fac tor d e c re d m ie n to 
e p id érm ico . Estos factores d e c re d m ie n to se u n e n a receptores 
en la s ip e r f ir ie d e cé lu las q u e están e n las capas p ro fu nd as d e la 
p ie l (F IG U R A 9-10 0 ) . O ta n d o se e s t im u la u n a c é lu L i e n C , p o r 
b s factores d e c red m ie n to , s intetiza p ro te ínas d d in a s (F IG U R A
9-10 0 ) q ue se u n e n a C D K específicas (F IG U R A 9-10 © ) . A 
co n tin u a r ió n , el co m p le jo C D K - r id in a s es tim u la la s ín tesis y la 
a c tiv id ad d e p rote ínas q u e se req u ie ren para in d ta r la s ín tesis 
d e A D N (F1 G U R A 9 - 1 0 © ). Asf, la c é lu la c n t r a e n fa s e S y te p lic a s u 
A D N . A l te rm in a r la re p lic a r ió n d e l A D N , o tras C D K se activan 
e n G , para q u e la cé lu la pase a la s igu ien te fase, la m itos is , en 
la cu a l lo s crom o so m as se co n d en san , se d esen sam b la la e n vo l­
tura n u d e a r, se fo rm a el h u so y se u n e n lo s crom osom as a los 
m icro tú b u lo s d e l hu so . P o r ú ltim o , o tras C D K estim u lan p roce ­
sos e n los q u e las crom átid as h ijas se separan e n crom o so m as 
in d iv id u a le s y se m u eve n a los p o lo s opuestos d e la cé lu la e n la 
anafase.
/ I ¿Te has preguntado...
por qué los perros se lamen las heridas?
Los perros, como casi todos los mamíferos (incluyendo a los 
« re s humanos), producen grandes cantidades del factor de 
crecimiento de la epiderm is (FCE) en la saliva. Cuando un perro 
se lame una herida, no sólo limpia la suciedad que pudiera 
haber entrado e n la cortada, sino que también deja FCE. Éste 
acelera la síntesis d e d d in as , lo que estim ula la d ivisión de las 
células que regeneran la piel. Esto ayuda a sanar la herida más 
rápidamente.
► F IG U R A 9-10 Los facto res de 
cred m ien to estim ulan la d ivisión 
ce lu la r B progreso del ciclo celu lar está 
bajo el control general d e las cicllnas y las 
dnasas dependientes de dc lln as (CDK).
En casi todos los casos, tos factores de 
crecimiento estimulan la síntesis de las 
proteínas d d in as , lo que activa las CDK 
y estim ula una cascada d e eventos que 
desembocan e n la replicación del ADN y en 
la división de la célula.
O B facto r de 
credm iento se une 
a su receptor
(Burdo
extracetutar)
m em brana
p lasm ática
Citoplasma)
O L a defin a activa 
la CD K. L a C D K 
a c tiva estim ula la 
rep ficad ón del AD N
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