2. Envejecimiento y muerte celular
3. Reproducción: Asexual y Sexual
El Adn y el Arn
ADN y ARN son los ácidos nucleicos que conforman la base de
nuestro genoma. Estas dos biomoléculas determinan lo que somos como especie y
en buena medida, lo que somos como individuos. Sin embargo, el reconocimiento
del que hoy gozan ADN y ARN llevó décadas de investigación científica. Nadie
quería creer que unas moléculas relativamente sencillas fueran la base de la
vida, para un rol tan importante lucía mejor una proteína con sus muchos
aminoácidos.
Hoy sabemos que las proteínas dependen de la organización
básica que adopta los nucleótidos, que son las piezas que conforman el ADN y
ARN.
¿Qué es el ADN?
El ácido desoxirribonucleico (ADN) es un ácido nucleico que contiene toda la información genética hereditaria que sirve de “manual de instrucción” para desarrollarnos, vivir y reproducirnos. El ADN se encuentra en el núcleo de las células, aunque una pequeña parte también se localiza en las mitocondrias, de ahí los términos ADN mitocondrial y ADN nuclear. El ADN como ácido nucleico está compuesto por estructuras más simples, las bases nitrogenadas. Estas son 4:
- Adenina
- Guanina
- Citosina
- Timina
El orden que adoptan estas bases determinará nuestro código
genético.
¿Qué función tiene el ADN?
Además de su función más evidente, la de proveer la
información genética que nos determina, el ADN tiene otras funciones, por
ejemplo:
- Replicación: La capacidad de hacer copias de sí mismo permite que la información genética se transfiera de una célula a las células hijas y de generación en generación.
- Codificación: La codificación de las proteínas adecuadas para cada célula se realiza gracias a la información que provee el ADN.
- Metabolismo celular: Intervienen en el control del metabolismo celular mediante la ayuda del ARN y mediante la síntesis de proteínas y hormonas.
- Mutación: Nuestra evolución como especie está determinada por la función de mutación del ADN. También la diversidad biológica responde a esta capacidad.
¿Qué es el ARN?
El ARN o ácido ribonucleico es el otro tipo de ácido
nucleico que posibilita la síntesis de proteínas. Si bien el ADN contiene la
información genética, el ARN es el que permite que esta sea comprendida por las
células. Está compuesto por una cadena simple, al contrario del ADN, que tiene
una doble cadena.
¿Qué función tiene el ARN?
Las funciones del ARN pueden comprenderse mejor a través de
la descripción de los diferentes tipos que existen. Entre los más conocidos
están:
- ARNm o ARN mensajero, que transmite la información codificante del ADN sirviendo de pauta a la síntesis de proteínas.
- ARNt o ARN de transferencia, que trasporta aminoácidos para la síntesis de proteínas.
- ARNr o ARN ribosómico que, como su nombre indica, se localiza en los ribosomas y ayuda a leer los ARNm y catalizan la síntesis de proteínas.
¿En qué se diferencian el ADN y ARN?
Algunas de las diferencias entre ADN y ARN ya las hemos
mencionado, por ejemplo, que el ADN es de cadena doble y el ARN de cadena
simple. Otras diferencias:
El azúcar que lo componen es diferente. En el ADN es la
desoxirribosa y en el ARN la ribosa
En las bases nitrogenadas del ARN la Timina se sustituye por Uracilo, siendo entonces Adenina, Guanina, Citosina y el peso molecular del ARN es menor que el del ADN
Envejecimiento y muerte celular
ENVEJECIMIENTO CELULAR
Es indudable, que el paso del tiempo produce alteraciones
fisiológicas y estructurales en casi todos los órganos y sistemas. El
envejecimiento de los individuos está influido en gran medida por factores
genéticos, dieta, aspectos sociales y la aparición de enfermedades relacionadas
con la edad, como la aterosclerosis, la diabetes y la artrosis. Además, las
alteraciones inducidas por el envejecimiento en las células son un componente
importante del envejecimiento del organismo.
El envejecimiento celular puede representar la acumulación
progresiva con los años de lesiones subletales que pueden conducir a la muerte
celular o, al menos, a una disminución de la capacidad de la célula para
responder a la lesión. Diversas funciones celulares se deterioran
progresivamente con la edad. La fosforilación oxidativa por las mitocondrias
está reducida, como lo están también la síntesis de los ácidos nucleicos, de
las proteínas estructurales y enzimáticas, de los receptores celulares y de los
factores de transcripción. Las células envejecidas tienen una capacidad
reducida para captar nutrientes y para reparar las lesiones cromosómicas. Las
alteraciones morfológicas de las células envejecidas consisten en núcleos
anormalmente lobulados e irregulares, mitocondrias vacuoladas pleomórficas,
disminución del retículo endoplásmico y deformación del aparato de Golgi. Al
mismo tiempo, existe una progresiva acumulación del pigmento lipofuscina, un
producto de la peroxidación lipídica que constituye una prueba de la lesión
oxidativa.
Se han propuesto varios mecanismos para explicar el
envejecimiento celular, las teorías más recientes se centran en dos procesos
relacionados entre sí: la existencia de un reloj genéticamente determinado, que
controla el envejecimiento, y los efectos de la exposición continua a factores
exógenos, que dan lugar a la acumulación progresiva de lesiones celulares y
moleculares.
CARACTERÍSTICAS FÍSICAS
1.Morfológicas (poco evidentes)
2.Acumulación de pigmentos
de desgaste: Lipofuscina (en neuronas y cardiomiocitos) Ceroides (en hepatocitos)
3. Acumulación de filamentos intermedios (queratinocitos)
MUERTE CELULAR
La muerte celular es el cese de las funciones vitales de una
célula. Este puede ser el resultado del proceso natural por el cual las células
viejas mueren y son reemplazadas por otras nuevas o pueden resultar de factores
tales como la enfermedad, una lesión localizada o la muerte del organismo del
cual las células son parte. Los tipos de muerte celular incluyen la apoptosis,
la autofagia y la necrosis.
- Apoptosis
La apoptosis es un proceso de muerte celular programada que
puede ocurrir en los organismos multicelulares. Mediante una orden genética y
sintéticamente motivada se inicia una serie de eventos bioquímicos que conducen
a cambios característicos en la morfología de las células y, eventualmente, a
su muerte. Estos cambios incluyen la formación de evaginaciones, el
encogimiento celular, la fragmentación nuclear, la condensación de la cromatina
y la fragmentación del ADN cromosómico. Existe cierta variación en la sucesión
de eventos y la bioquímica que se desarrolla en cada caso en particular. Al
mismo tiempo, hay evidencia de que ciertos síntomas de la apoptosis, tales como
la activación de endonucleasas, pueden ser inducidos falsamente sin involucrar
una orden genética, sin embargo, esto no involucra la muerte celular
programada. También, es cada vez más claro que la mitosis y apoptosis están
alternadas o vinculadas de alguna manera y que el equilibrio alcanzado depende
de que las señales recibidas de los factores de crecimiento o supervivencia
sean los apropiados.
- Necrosis
La necrosis es una forma de daño celular que da lugar a la muerte prematura de las células en el tejido vivo por autólisis. Con incapacidad de mantenimiento de la integridad de la membrana plasmática, escapatoria de elementos citoplasmáticos y desnaturalización de las proteínas por acción de los lisosomas. Es provocada por un agente nocivo que causa una lesión tan grave que no se puede reparar o curar. Por ejemplo, el aporte insuficiente de sangre al tejido o isquemia, un traumatismo, la exposición a la radiación ionizante, la acción de sustancias químicas o tóxicas, una infección o el desarrollo de una enfermedad autoinmune. Una vez que se ha producido y desarrollado, la necrosis es irreversible. Mientras que la apoptosis a menudo proporciona efectos beneficiosos para el organismo, la necrosis es casi siempre perjudicial y puede ser fatal. La muerte celular debido a la necrosis no sigue la vía de transducción de la señal apoptótica; sino, más bien, diversos receptores se activan y el resultado es la pérdida de integridad de la membrana celular y una liberación no controlada de los productos en el espacio extracelular. Esto inicia en el tejido que rodea una respuesta inflamatoria que impide a los fagocitos cercanos la localización y eliminación de las células muertas por fagocitosis. Por esta razón, a menudo es necesario eliminar el tejido necrótico quirúrgicamente, un procedimiento conocido como desbridamiento. El resultado de la necrosis no tratada es una acumulación de tejido muerto y restos de células en o cerca del sitio de la muerte celular. Un ejemplo clásico es la gangrena.
DIFERENCIA ENTRE APOPTOSIS Y NECROSIS
Reproducción: Asexual y Sexual
¿Qué es reproducción?
La reproducción es la acción y resultado de reproducir una
cosa que ya existe o ha existido, significa “volver a producir” o “producir de
nuevo”. Por ejemplo; en nuestra vida diaria se puede reproducir un sonido,
canción, video, película, imagen, texto, presentaciones, así como también, una
obra de arte, objeto arquitectónico, vestimenta, entre otros.
En términos biológicos, la reproducción es una de las
características de la materia viva. Mediante ella los seres vivos se
multiplican sus estructuras y dan lugar a otros seres idénticos o muy
semejantes a ellos. Se puede hallar este fenómeno en distintos niveles del mundo
biológico, desde el molecular, con la duplicación del ADN, al celular y al
propio individuo.
Dada la limitada duración de la vida, en todos los seres
vivos la reproducción es una función básica que asegura que la especie
permanezca o perdure a través del tiempo.
- Reproducción Asexual
También llamada reproducción vegetativa, consiste en que de
un organismo se desprende una sola célula o trozos del cuerpo de un individuo
ya desarrollado que, por procesos mitóticos, son capaces de formar un individuo
completo genéticamente idéntico a él. Se lleva a cabo con un solo progenitor y
sin la intervención de los núcleos de las células sexuales o gametos.
Características
Los organismos celulares más simples se reproducen por un
proceso conocido como fisión o escisión, en el que la célula madre se fragmenta
en dos o más células hijas, perdiendo su identidad original. La división
celular que da lugar a la proliferación de las células que constituyen los tejidos, órganos y sistemas de
los organismos pluricelulares no se considera una reproducción, aunque es casi
idéntica al proceso de escisión binaria. En ciertos animales pluricelulares,
tales como celentéreos, esponjas y tunicados, la división celular se realiza
por yemas. Estas se originan en el cuerpo del organismo madre y después se
separan para desarrollarse como nuevos organismos idénticos al primero. Este
proceso, conocido como gemación, es análogo al proceso de reproducción
vegetativa de las plantas. Procesos reproductores como los citados, en los que
un único organismo origina su descendencia, se denominan científicamente
reproducción asexual. En este caso, la descendencia obtenida es idéntica al
organismo que la ha originado.
Tipos de reproducción asexual
- Regeneración y fragmentación (escisión): La regeneración es
la capacidad de un organismo de regenerar las partes de su cuerpo que faltan
para que vuelvan a crecer. Cuando el organismo es más complejo, es más difícil
que regenere una parte de su cuerpo. Este tipo de reproducción ocurre en
estrellas de mar, hydra, gusanos planos, algas.
- Bipartición (fisión binaria o división binaria): Fisión
Binaria significa división a la mitad. Es cuando un padre se divide en dos
mitades iguales después de que el núcleo se replica. Ningún padre permanece
porque hay 2 células hijas que crecen hasta un tamaño normal. Esto ocurre en
bacterias, protozoos, y algas unicelulares (ameba, anemonia viridis,
paramecios, balantidium coli, trypanosoma cruzi).
- Gemación: En gemación, un padre se divide en dos mitades
desiguales. Las células hijas se forman a partir de un brote del padre. El
brote eventualmente se rompe pero no hasta que esté maduro. La yema también
puede permanecer unida y formar una colonia. Esto ocurre en hidras, levadura de
cerveza, coral cerebro, esponja de mar, hydra oligactis.
- División múltiple (esquizogonia): Este proceso es frecuente
en seres unicelulares. El núcleo se divide varias veces por mitosis, el
citoplasma se divide después de las divisiones nucleares, por último termina
con una simple división de los territorios que encierran un núcleo hijo.
Ejemplos: parásito de la malaria, cystoisospora belli, gregarinasina,
foraminíferos, toxoplasma gondii, coccidios.
- Esporulación: La esporulación es la producción de muchas
esporas en una estructura especial productora de esporas llamada esporangio.
Las esporas son células microscópicas especializadas que contienen un núcleo y
citoplasma dentro de una cubierta rígida. Esto ocurre en mohos, hongos y
helechos (moho del pan, helecho real, champiñón común).
- Reproducción Sexual
La reproducción sexual implica la singamia o fecundación o
sea la fusión de gametos masculinos y femeninos para producir un cigoto, que al
desarrollarse formará en las embriófitas un embrión y éste a su vez una nueva
planta. Su importancia se debe a que en el cigoto se combinan caracteres
paternos y maternos, resultando diferente genéticamente a cada uno de los
padres.
Para que a partir de las células somáticas se originen
gametos tiene que ocurrir en algún momento del ciclo vital una división
reduccional llamada meiosis que produce a partir de cada célula madre cuatro
células hijas con el número cromosómico reducido a la mitad (número gamético).
Si esto no sucediera, y los gametos tuvieran el mismo número de cromosomas que
las células somáticas o vegetativas, el número de cromosomas se iría duplicando
con cada fecundación.
En la reproducción sexual se llevan a cabo tres procesos
diferentes:
ü
Gametogénesis: Proceso de formación de gametos;
a partir de una célula madre se forman 4 gametos.
ü
Fecundación: Dos gametos de distintos individuos
se fusionan (se unen sus citoplasmas y sus núcleos) originando una nueva célula
denominada zigoto
.
ü
Desarrollo embrionario: Procesos por los cuales
un zigoto se transforma para dar un adulto.
Anomalias cromosomicas que afectan a la fertilidad
Los estudios confirman que uno de cada 250 parejas se ven afectados por anomalías cromosomicas que afectan a su fertilidad
- Reproducción Sexual
La reproducción sexual implica la singamia o fecundación o
sea la fusión de gametos masculinos y femeninos para producir un cigoto, que al
desarrollarse formará en las embriófitas un embrión y éste a su vez una nueva
planta. Su importancia se debe a que en el cigoto se combinan caracteres
paternos y maternos, resultando diferente genéticamente a cada uno de los
padres.
Para que a partir de las células somáticas se originen
gametos tiene que ocurrir en algún momento del ciclo vital una división
reduccional llamada meiosis que produce a partir de cada célula madre cuatro
células hijas con el número cromosómico reducido a la mitad (número gamético).
Si esto no sucediera, y los gametos tuvieran el mismo número de cromosomas que
las células somáticas o vegetativas, el número de cromosomas se iría duplicando
con cada fecundación.
En la reproducción sexual se llevan a cabo tres procesos
diferentes:
ü
Gametogénesis: Proceso de formación de gametos;
a partir de una célula madre se forman 4 gametos.
ü
Fecundación: Dos gametos de distintos individuos
se fusionan (se unen sus citoplasmas y sus núcleos) originando una nueva célula
denominada zigoto
.
ü
Desarrollo embrionario: Procesos por los cuales
un zigoto se transforma para dar un adulto.
La reproducción sexual implica la singamia o fecundación o
sea la fusión de gametos masculinos y femeninos para producir un cigoto, que al
desarrollarse formará en las embriófitas un embrión y éste a su vez una nueva
planta. Su importancia se debe a que en el cigoto se combinan caracteres
paternos y maternos, resultando diferente genéticamente a cada uno de los
padres.
Para que a partir de las células somáticas se originen
gametos tiene que ocurrir en algún momento del ciclo vital una división
reduccional llamada meiosis que produce a partir de cada célula madre cuatro
células hijas con el número cromosómico reducido a la mitad (número gamético).
Si esto no sucediera, y los gametos tuvieran el mismo número de cromosomas que
las células somáticas o vegetativas, el número de cromosomas se iría duplicando
con cada fecundación.
En la reproducción sexual se llevan a cabo tres procesos
diferentes:
ü
Gametogénesis: Proceso de formación de gametos;
a partir de una célula madre se forman 4 gametos.
ü Fecundación: Dos gametos de distintos individuos se fusionan (se unen sus citoplasmas y sus núcleos) originando una nueva célula denominada zigoto
.
ü
Desarrollo embrionario: Procesos por los cuales
un zigoto se transforma para dar un adulto.