Nucleo celular y ciclo celular

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Núcleo celular y ciclo celular Núcleo celular y ciclo celular 
 
Núcleo celular 
Es la estructura característica de las células eucariotas, con 
la mayor parte del material genético, organizado en 
cromosomas 
Formado por los siguientes componentes: 
• Cromatina: es un complejo de ADN asociados a 
proteínas (histonas) que se encuentra dentro de los 
cromosomas. Suele está organizado como eucromatina 
(forma laxa) o heterocromatina (forma condesada). 
• Cromosoma: Son dos cromatinas unidas por un 
centrómero. Se clasifican según la posición del centrómero: 
 
• Nucléolo: es el sitio de síntesis del ARNr y contiene 
proteínas reguladoras del ciclo celular. 
• Envoltura nuclear: sistema de doble membrana que 
rodea el núcleo de la célula. Compuesta por una membrana 
interna y otra externa separadas por un espacio (cisterna 
perinuclear) y con perforaciones denominados poros 
nucleares (que permite el pasaje de ARNm hacia fuera del 
núcleo). Su membrana externa es continua con el RER. 
• Nucleoplasma es todo el contenido nuclear que no es 
cromatina ni nucléolo 
Ciclo celular 
Es la secuencia cíclica de procesos en la vida de una célula 
eucariota, que conducen el crecimiento de la vida celular y 
la división de dos células hijas. 
Se divide en interfase y división celular (mitosis o meiosis) 
 
 
 
La interfase: representa el crecimiento continuo de la 
célula, y esta subdividida en fases G1, S, y G2 
Fase G1: es el periodo de crecimiento, su punto de 
control en la transición de G1 →S (de restricción) es el más 
importante y cuando avanza es irreversible. Cuando lo 
avanza comienza la diferenciación celular sino queda en la 
fase G0 (esta fuera del ciclo, y no se multiplica) 
En el punto de control se analiza las condiciones internas y 
externas, como: Tamaño, nutrientes, factores de 
crecimiento e integridad del ADN. 
Fase S: Fase de síntesis del ADN. Su punto de control 
monitoriza la calidad de la duplicación del ADN 
Fase G2: Continua su crecimiento y prepara para división. 
Su punto de control también verifica la calidad del ADN. 
Fase M: es la cual ocurre la mitosis. Su punto de control 
se encuentra en el anafase donde se verifica el 
acoplamiento del cromosoma al huso (microtúbulos) en la 
placa metafásica. 
Replicación del ADN: ocurre en la fase S 
- Es semiconservativa: el ADN es una doble cadena 
y se separa haciendo el molde de cada cadena 
con una hebra de ADN, formando las células hijas 
- Asincrónica y con varios sitios de inicio: sus sitios 
de inicio se transforman en una burbuja de 
replicación que está compuesta por dos horquillas 
- Bidireccional y semidiscontinua - antiparalelas (que 
van de 5’→3’ y de 3’→5’) y complementares 
(A-T y C-G) 
- Formado por enzimas: como el ADN polimerasa 
que esta encargada de sintetizar el ADN nuevo. 
Como ocurre: 
1. Tiene origen en múltiples sitios; la helicasa cataliza 
la separación de los puentes de hidrogeno donde 
produce burbujas (2 horquillas) → cuando las 
hebras se separan se unen a proteínas fijadoras 
de ADN (RPA) que impide que se unan durante la 
replicación 
2. Para la formación de una nova cadena es 
necesario un cebador (primer) 
3. Viene el ADN polimerasa (primasa) que comienza 
a copiarse continuamente 
4. después de haber copiado las primeras 20 bases 
la primasa enzimática (alfa) se desprende 
5. la elongación es continuada por otra enzima hasta 
formar una cadena complementaria al ADN 
original (leyendo desde 5’ → 3’ 
6. la otra cadena (cadena retardada) no se puede 
ensamblar de manera que continua, pues la 
dirección de la cadena molde es contraria al 
progreso de la ADN polimerasa, por esta razón la 
síntesis se realiza en segmentos 
7. el cebador (10 nucleotidos) inicia → primasa → 
segmentos alrededor 200 nucleotidos (forma 
unos trozos) formados de fragmentos de Okazaki 
→ son eliminados rápidamente 
8. finalmente viene la ligasa y une las dos cadenas = 
doble hélices completas idénticas a la original 
 
Transcripción: es la obtención del ARN mensajero a partir 
de un gen que esta en el ADN 
Copia solamente 1 hebra molde, por eso se dice que es 
asimétrica 
1. necesitan proteínas llamadas factores basales o 
generales de transcripción que se unen al ADN y 
la polimerasa, ubican en el promotor y colaboran 
en la separación de 2 hebras (Caja TATA – 
Timina y Adenina) → Iniciación de transcripción 
2. Caja TATA alinea la ARN polimerasa para la 
síntesis empezar en el sitio correcto 
3. La polimerasa junto con otros factores forma el 
complejo de iniciación de transcripción → 
uniendo las bases nitrogenadas del ADN al ARN 
4. En el extremo 5’ forma un capuchón que va a 
servir para reconocimiento (protección) del 
ARNm para inicio de traducción 
5. Inserción de la cola poli A → es la adicción en el 
extremo 3’ (unos 100-200) nucleótidos de adenina 
(para dar la estabilidad del ARN) 
6. Splicing (Maduración): ocurre la eliminación de 
trozos internos (no codificados) y empalme de los 
extremos seccionados, quedando los exones 
(ARN maduro) y sacando los intrones (inmaturo) 
7. Los exones se unen a ligasa → listo para salir del 
núcleo 
El ARNm contiene “la clave” para ordenamiento de aa para 
traducción 
Traducción: proceso por el cual a partir de una molécula 
de ARNm sintetiza una secuencia de aminoácidos para 
formar una proteína 
Ocurre en la ribosa, que contiene una subunidad mayor y 
otra menor 
 
➢ La hebra ingresa en el sentido 5’ → 3’ por el sitio 
aminoacil 
➢ Submayor trae el ARNt 
➢ Siempre empieza con la metionina 
➢ Ocurre por la interacción del codón (son tripletes 
de nucleótidos) y anticodón (sitio del ARNt 
complementario al codón) 
Comprende de 4 fases: - activación de aa 
- Iniciación 
- Elongación 
- Terminación de la cadena polipeptídica 
1. Es cuando el aminoácido se une al ARNt → 
haciendo un complejo aminoacil-AMP-enzim. → 
obteniendo el ARNt “cargado” con aa 
2. Se inicia con AUG en el ribosoma y para leer 
necesita del ARNt con su hebra anticodon 
haciendo su complementariedad 
3. Tripletes son conducidos al sitio A y se parea con 
el anticodón (haciendo la lectura) 
4. La metionina unida al ARNt en el sitio P forma un 
enlace peptídico con la del aminoácido unido al 
ARNt del sitio A → formando un dipéptido 
5. El ARNt del sitio P descargado su metionina es 
liberada → haciendo su translocación – indica el 
desplazamiento del péptido del sitio A al P → 
acoplando un aa al otro 
6. Completada la adición de todos los aminoácidos 
→ señal de finalización es la presencia de 
codones de terminación (UAA -- UAG – UGA) 
7. La cadena terminada es separada del ARNt y 
expulsada del ribosoma 
Mitosis 
La mitosis es el proceso de replicación celular, siendo 
proceso de segregación cromosómica y división nuclear, 
seguido por división celular. 
Produce dos células hijas con la misma cantidad de 
cromosomas y el mismo contenido de ADN que la célula 
progenitora. 
Antes que entre en mitosis, ocurre la replicación del ADN 
en la fase S de la interfase. 
Se divide en 4 fases: Profase, metafase, anafase y telofase. 
Antes de la célula entrar en mitosis pasa por el punto de 
control G2, donde la cromatina se encuentra 
descondensada (eucromatina), hay un aumento del tamaño 
celular y sus organelas y duplica su centrosoma 
Profase: comienza cuando los cromosomas replicados se 
condensan y se tornan visibles, cada cromosoma es 
formado por dos cromátides. 
Desaparición del nucleolo 
Comienza la formación del huso mitótico (es una estructura 
hecha de microtúbulos, organiza los cromosomas y mueve 
durante la mitosis), crece a medida que se separan los 
centrosomas. 
Los microtúbulos forman como rayos del sol, que van a 
ser de 3 tipos: - Algunos se van a unir al cinetocoro 
(complejo proteico) 
-Otras pueden irse hasta el polo opuesto, lo que estabiliza 
el huso 
-Otro irradia hacia el borde de la célula formando el aster 
 
 
Prometafase:cromosomas van finalizando la condensación 
Desaparece la envoltura nuclear y los cromosomas se 
liberan 
El huso mitótico crece más y algunos de los microtúbulos 
empiezan a “capturar” cromosomas 
 
Metafase: cromosomas alcanzan la máxima condensación 
y se alinean en la placa metafásica 
Los dos cinetocoros de cada cromosoma se unen a los 
microtúbulos de los polos opuestos del huso 
Se da el punto de control M 
 
Anafase: separación de las cromatinas hermanas debido a 
degradación de la proteína que las unen y son jaladas hacia 
los polos opuestos de la célula 
Los cromosomas de cada par son jalados hacia extremos 
opuestos de la célula 
Lo microtúbulos no unidos a los cromosomas se elongan 
y empujan para separar los polos y hacer más larga a la 
célula 
Comienza la división citoplasmática (citocinesis – división del 
contenido celular) 
 
Telofase: Comienzan a restablecerse las estructuras 
normales mientras ocurre la citocinesis 
Huso mitótico se descompone en sus componentes 
básicos 
Se forman dos nuevos núcleos, uno para cada conjunto 
de cromosomas. Las membranas nucleares y los nucleolos 
reaparecen 
Los cromosomas comienzan a descondensarse 
 
Citocinesis: es la división del citoplasma para formar nuevas 
células, se superpone con las etapas finales de la mitosis. 
Es contráctil, se forma un “cordon” de filamentos de actina 
y el pliegue del cordon se conoce como surco de división 
Las células hijas contienen 2d de ADN y una cantidad de 
cromosomas de 2n 
 
 
 
Meiosis 
Es un tipo de división celular cuyo objetivo es hacer células 
hijas con exactamente la mitad de los cromosomas que la 
célula inicial 
En los seres humanos, las células haploides producidas por 
meiosis son los espermatozoides y los óvulos. 
Cuando un espermatozoide y un ovulo se unen en la 
fecundación, sus dos juegos haploides de cromosomas se 
combinan para formar un conjunto diploide completo: un 
genoma nuevo 
Ocurre dentro de la gametogénesis, que produce gametos 
con 23 cromosomas y una sexual 
Profase 1: los cromosomas comienzan a condensarse y 
forman pares. Cada cromosoma se alinea con su pareja 
homologa. 
Se produce el entrecruzamiento (crosingover) 
Luego el huso comienza a capturar los cromosomas y 
moverlos hacia el centro de la célula (placa metafásica) 
Entrecruzamiento: proceso por el cual el ADN se rompe 
en el mismo lugar en cada homologo y se reconecta en 
un patrón entrecruzado de modo que los homólogos 
intercambian parte de su ADN 
Es ayudado por una estructura de proteínas llamada 
complejo sinaptonémico que mantiene junto a los 
homólogos. 
El intercambio material genético tiene como finalidad 
aumentar la variabilidad genética 
Se pueden visualizar al MO los entrecruzamientos como 
quiasmas, estructuras en forma de cruz donde los 
homólogos están ligados 
Metafase 1: los pares homólogos se alinean en la placa 
metafásica con una orientación de cada par es al azar. Esto 
permite la formación de gametos con diferentes grupos 
de homólogos 
Anafase 1: los homólogos son separados y se mueven en 
los extremos opuestos de la célula. Las cromátidas 
hermanas de cada cromosoma, sin embargo, permanecen 
unidas una con la otra y no se separan 
Telofase 1: los cromosomas llegan a polos opuestos de la 
célula. 
La citocinesis por lo general se produce al mismo tiempo 
que la telofase 1 y forma dos células hijas haploides. 
Profase 11: contiene 2 células haploides 
Metafase 11: alinea a la placa metafásica 
Anafase 11: rompe los complejos de cohesionas entre las 
cromátides hermana, separando las cromátides y se 
mueven a polos opuestos de la célula. 
Estas etapas son esencialmente iguales a las de la mitosis, 
excepto que comprenden un juego haploide de 
cromosomas (1n) y producen células hijas que tienen 
contenido de ADN haploide (1d). 
Muerte celular 
La muerte celular puede ocurrir como resultado de una 
lesión celular aguda o de un programa de suicidio codificado 
internamente. 
Los dos principales mecanismos de muerte celular son la 
necrosis y la apoptosis 
La necrosis 
O la muerte celular accidental, es un proceso patológico. 
Esto ocurre cuando las células se exponen a un entorno 
físico o químico desfavorable (p.ej., hipotermia, hipoxia, 
radiación, bajo pH, traumatismo celular) que causa una 
lesión celular aguda y un daño a la membrana plasmática. 
En trastornos fisiológicos, puede iniciarse por un virus o 
por las proteínas denominadas perforinas. 
Dos características típicas de este proceso son la 
tumefacción celular rápida y la lisis celular. 
Comienza con la pérdida de la capacidad de las células para 
mantener la homeostasis. Ocurre la lesión celular que causa 
el daño a la membrana celular conduciendo al ingreso de 
agua y de iones extracelulares 
Como consecuencia de la descomposición final de la 
membrana plasmática, el contenido citoplasmático, incluidas 
las enzimas lisosómicas, queda libre en el espacio 
extracelular. 
Por lo tanto, la muerte celular necrótica suele asociarse con 
un daño extenso del tejido circundante y una respuesta 
inflamatoria intensa. 
Apoptosis 
Es una vía de muerte celular inducida mediante un 
programa de suicidio regulado de forma muy estrecha en 
el que las células destinadas a morir activan una serie de 
enzimas responsables de degradar el ADN y las proteínas 
nucleares y citoplasmáticas proprias. 
Está regulado por varios genes altamente 
conservados que codifican las enzimas caspasas → 
degradan proteínas de regulación y estructurales en 
el núcleo y el citoplasma. 
La activación de caspasas se induce cuando ciertas 
citocinas, como el factor de necrosis tumoral (TNF), 
liberado por células de señalamiento, se unen al 
receptor de TNF de la célula blanco. 
Estos receptores, son proteínas transmembranales 
cuya superficie citoplásmica se une a moléculas 
adaptadoras, a las cuales se unen las caspasas. 
Una vez que se une el TNF a la molécula extracelular 
de su receptor, se transduce la señal y se activa la 
caspasa → Se libera la caspasa activada → 
desencadena una cascada de caspasas que tienen 
como resultado → degradación de cromosomas, 
láminas nucleares y proteínas citosqueléticas. 
Por último, se fragmenta la totalidad de la célula. 
Entonces, los fragmentos celulares se fagocitan por 
macrófagos, que no liberan citocinas que iniciarían una 
reacción inflamatoria. 
Características bioquímicas de la apoptosis: 
 Muestran una serie de alteraciones bioquímicas: 
1. Activación de las caspasas 
2. Degradación de ADN y proteínas 
3. Alteraciones de la membrana por los fagocitos