MORFOFISIOLOGÍA HUMANA I.

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1 MORFOFISIOLOGÍA HUMANA I.
PRIMER TRIMESTRE. PRIMER AÑO. Diapositiva 2. Orientadora 8. Tercer Trimestre.

2 ACTIVIDAD ORIENTADORA 8.
TEMA 1: CÉLULA. ACTIVIDAD ORIENTADORA 8. TÍTULO: NÚCLEO CELULAR. Diapositiva 3 . Orientadora 8. Tercer Trimestre.

3 Núcleo Núcleo Diapositiva 4. Orientadora 8. Primer Trimestre.
Queridos estudiantes y profesores. Saludos para todos y sean bienvenidos. Como recordarán en la actividad orientadora anterior abordamos aspectos relacionados con la respiración celular, proceso a través del cual se obtiene la energía metabólicamente útil. Para continuar con el estudio de los componentes celulares, nos dedicaremos hoy a orientar los contenidos relacionados con el núcleo, que constituye el centro de control de la actividad de la célula y contiene la información genética, además de la maquinaria para la duplicación del ADN.

4 SUMARIO Núcleo celular. Componentes. Ciclo celular. Categorías celulares. Mecanismos morfogenéticos básicos. Genética molecular . Replicación del ADN. Organización del genoma en eucariontes. Reparación y recombinación. Transcripción del ADN. Diapositiva 5. Orientadora 8. Primer Trimestre. Objetivos: Explicar las características morfofuncionales del núcleo celular, teniendo en cuenta la organización e interrelación de sus componentes, auxiliándose de la bibliografía básica y complementaria, en función de la formación del médico integral comunitario. Explicar las características del ciclo celular, teniendo en cuenta sus etapas y particularidades en las diferentes categorías celulares, auxiliándose de la bibliografía básica y complementaria, en función de la formación del médico integral comunitario. Explicar los mecanismos morfogenéticos básicos, teniendo en cuenta sus particularidades y su contribución al desarrollo del organismo, auxiliándose de la bibliografía básica y complementaria, en función de la formación del médico integral comunitario. Explicar los aspectos moleculares de los procesos de replicación y transcripción del ADN, haciendo énfasis en su significación biológica, auxiliándose de la bibliografía básica y complementaria, en función de la formación del médico integral comunitario. Para decir: Al concluir el estudio de estos contenidos, serán capaces de explicar las características morfofuncionales del núcleo celular, teniendo en cuenta la organización e interrelación de sus componentes, así como las características de las etapas del ciclo celular y su relación y particularidades según las diferentes categorías celulares. Además, podrán explicar los mecanismos morfogenéticos básicos, teniendo en cuenta sus particularidades, su contribución al desarrollo del organismo y los aspectos moleculares de los procesos de replicación y transcripción del ADN, haciendo énfasis en su significación biológica.

5 FORMA TAMAÑO Y NÚMERO DE NÚCLEOS
Diapositiva 6. Orientadora 8. Primer Trimestre. En la imagen están observando diferentes tipos celulares, fíjense que; el número de núcleos varía en dependencia de las características de las células, de ahí que existan células con dos núcleos, como las células hepáticas y las cartilaginosas y otras que presentan un mayor número de núcleos y se denominan multinucleadas, como la fibra muscular esquelética; aunque lo más frecuente es que las células tengan un solo núcleo. La forma del núcleo es variable, generalmente esférica, también puede ser ovoide, arriñonada, fusiforme o alargada y multilobulada. La disposición del núcleo varía en los distintos tipos celulares, pero es constante para células de un mismo tejido. En algunos tipos de células móviles como los leucocitos, varían según el movimiento de la célula. Por su estructura rica en ácidos nucleicos tiene afinidad por los colorantes básicos, lo que le da la propiedad de la basofília.

6 COMPONENTES DEL NÚCLEO
Cromatina. Nucléolo. Diapositiva 7. Orientadora 8. Primer Trimestre. Desde el punto de vista estructural, el núcleo es una porción de protoplasma delimitado por membrana, en estrecha relación con los componentes del citoplasma. En la imagen pueden observar los componentes del núcleo en la etapa en que la célula no se está dividiendo, la envoltura nuclear, nucleolo, cromatina y el jugo nuclear también llamado nucleoplasma o matriz nuclear. Envoltura nuclear. Nucleoplasma o Matriz nuclear.

7 ENVOLTURA NUCLEAR Núcleo
Poros nucleares Membrana externa Membrana interna Núcleo Diapositiva 8. Orientadora 8. Primer Trimestre En la imagen están observando un esquema del núcleo donde se representa la envoltura nuclear, que distingue a la célula eucariota, formada por una doble membrana, la externa y la interna; su composición molecular es similar al resto de las membranas de la célula y en ella se destaca la presencia de poros, con un importante papel en el transporte selectivo de sustancias entre el núcleo y el citoplasma. Fíjense en la relación de la envoltura nuclear con el retículo endoplásmico rugoso, la que tiene gran importancia para la síntesis de proteínas por las células. Retículo rugoso

8 NUCLEOLO Nucleolo Nucleoplasma Diapositiva 9. Orientadora 8.
Primer Trimestre. El nucleolo es un componente del núcleo que puede ser único o múltiple, en él ocurre la síntesis de los ARN ribosomales y su ensamblaje a los ribosomas, por agregación de proteínas provenientes del citoplasma que pasan al interior del núcleo a través de los poros. En el jugo nuclear o nucleoplasma, están solubilizados los elementos para la síntesis y procesamiento de los ADN y ARN.

9 Heterocromatina Eucromatina
Es transcripcionalmente inactiva. Predomina en las células con poca actividad metabólica. Es la responsable de la basofilia nuclear por la alta concentración de ADN e histonas. Es transcripcionalmente inactiva. Predomina en las células con poca actividad metabólica. Es la responsable de la basofilia nuclear por la alta concentración de ADN e histonas. Predomina en las células metabólicamente activas. Se localiza dispersa. Participa en la transcripción. Forma el organizador nucleolar. Diapositiva 10. Orientadora 8. Primer Trimestre. La cromatina es un componente del núcleo durante la etapa en que las células no se están dividiendo. Es la forma de organización del ADN durante la interfase, formando complejos supramoleculares con proteínas básicas, llamadas histonas. Observen en la imagen el núcleo de una célula vista al microscopio electrónico y los diferentes tipos de cromatina en dependencia del grado de empaquetamiento del ADN. La heterocromatina, también llamada cromatina condensada, es transcripcionalmente inactiva, ya que la célula no utiliza la información para la síntesis de nuevas macromoléculas. Es la responsable de la basofilia nuclear por la alta concentración de ADN e histonas. Por su parte la eucromatina o cromatina laxa, predomina en las células metabólicamente activas, ya que se encuentra en estado funcional, se localiza en forma dispersa y participa en la transcripción. Parte de esta eucromatina forma el organizador nucleolar donde se localizan los genes responsables de la síntesis de los precursores del ARN ribosomal. Eucromatina

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11 TIPOS DE NÚCLEOS Diapositiva 11. Orientadora 8. Primer Trimestre.
Teniendo en cuenta el tipo de cromatina que predomina en el núcleo, podemos encontrar varios tipos de núcleo, los que por su apariencia podemos identificar en la imagen vista al microscopio óptico: Los núcleo de cara abierta o cromatina laxa, son aquellos en que se pueden visualizar todos sus componentes debido a que la cromatina que predomina es la eucromatina o cromatina laxa, característica de las células en interfase. Observen en estas células el nucleolo. Otro tipo de núcleo es el de cara cerrada o cromatina condensada, donde por lo compacto de la organización de la cromatina, se dificulta la visualización de sus componentes. Además existen núcleos con características de los dos ya descritos, denominados intermedios. La cromatina durante la división celular cambia su organización dando lugar a los cromosomas.

12 CROMOSOMAS Cromátide Centrómero Cromátide
Diapositiva 12. Orientadora 8. Primer Trimestre Los cromosomas son la forma de mayor empaquetamiento del ADN, tienen aspecto de bastoncillos o cordones y se presentan durante la división celular, observándose mejor en la etapa de metafase, donde pueden separarse más fácilmente, lo que facilita su estudio. Están constituidos por dos mitades denominadas cromátides, cada una de las cuales representa una molécula de ADN. Las cromátides se unen a través de una región denominada centrómero, quinetocoro o constricción primaria. En esta región es donde las fibras del huso acromático se unen al cromosoma. El centrómero divide a las cromátides en brazos. Por este motivo cada cromosoma presenta cuatro brazos, que de acuerdo a la posición del centrómero pueden ser largos o cortos. Las características morfológicas de los cromosomas, tomando en consideración la posición del centrómero, han permitido clasificarlos en varios tipos. Ustedes deben profundizar en estos contenidos en su bibliografía siguiendo las orientaciones del CD de la asignatura. Cromátide

13 ADN NUCLEOSOMA SOLENOIDE ASAS DEL CRMOSOMA CROMOSOMA Diapositiva 13.
Orientadora 8. Primer Trimestre. La cromatina está constituida por la unión del ADN de doble cadena con proteínas básicas denominadas histonas. En la imagen se observan las diferentes formas de empaquetamiento de la misma, desde la forma menos empaquetada hasta el cromosoma, estructura donde alcanza el mayor grado de condensación y que solo se observa durante la división celular. La estructura más sencilla es el nucleosoma, que consiste en la unión del ADN de doble banda alrededor de un octámero núcleo de ocho de histonas. El solenoide, se forma producto del enrollamiento de la cadena de nucleosomas. Posteriormente el solenoide se pliega en las asas del cromosoma. Cada cromosoma tiene un número característico de genes ordenados de forma lineal a lo largo de su estructura. Se da el nombre de gen a uno o varios sectores de la molécula de ADN, que contiene en su secuencia de bases la información necesaria para la síntesis de moléculas específicas, o sea, proteínas, ARN de transferencia y ribosomal. Al conjunto de todos los genes de una célula se le denomina genoma. ASAS DEL CRMOSOMA CROMOSOMA

14 Cromosomas autosómicos Cromosoma mitocondrial
GENOMA ADN Cromosomas autosómicos Cromosomas sexuales Diapositiva 14. Orientadora 8. Primer Trimestre. El estudio del genoma humano es uno de los campos más importantes y más complejos de la biología celular contemporánea. El genoma humano esta constituido por moléculas de ADN organizadas en 22 pares de cromosomas autosómicos, el par de cromosomas sexuales XY y el mitocondrial, también llamado cromosoma M. Cromosoma mitocondrial

15 CARACTERÍSTICAS DEL GENOMA
Los genes que codifican proteínas específicas de un órgano, tejido o vía metabólica no están agrupados en el mismo cromosoma. Las subunidades de proteínas heteroméricas se codifican por genes localizados en cromosomas diferentes. Algunos genes codifican más de una cadena polipeptídica. Los genes que codifican formas diferentes de la misma enzima se encuentran separados. Presenta pseudogenes. Diapositiva 15. Orientadora 8. Primer Trimestre. A partir de numerosos estudios se han podido precisar algunas de las características más sobresalientes del genoma humano que son: Los genes que codifican proteínas específicas de un órgano o tejido no están agrupados en el mismo cromosoma, así como tampoco los relacionados con una vía metabólica. Las subunidades de proteínas heteroméricas se codifican por genes localizados en cromosomas diferentes. Algunos genes codifican más de una cadena polipeptídica. Los genes que codifican formas diferentes de la misma enzima se encuentran separados. Presenta pseudogenes,es decir, secuencias de bases similares a la de genes funcionales pero que no se expresan. La expresión de los genes en cada célula somática, regula los diferentes mecanismos morfogenéticos que abordaremos a continuación.

16 MECANISMOS MORFOGENÉTICOS BÁSICOS
INDUCCIÓN. MORFOGÉNESIS DIFERENCIACIÓN. CRECIMIENTO. MIGRACIÓN. Diapositiva 16. Orientadora 1. Primer Trimestre Las transformaciones que suceden a lo largo del desarrollo son responsabilidad de los mecanismos morfogenéticos básicos o mecanismos biológicos del desarrollo. Estos mecanismos son la expresión de ciertas actividades de la célula y son, la inducción, la diferenciación, el crecimiento, la migración, y la muerte celular programada o apoptosis. La morfogénesis es un proceso de cambios celulares, controlado genéticamente, que asegura la adquisición de la forma y función característica del organismo a través de los mecanismos morfogenéticos básicos. MUERTE CELULAR.

17 GENERALIDADES DE MORFOGÉNESIS
Regulación Control genético Ocurren los procesos de transcripción, activación y transducción de señales que garantizan la síntesis de las proteínas propias de cada célula. Se inicia desde la formación del cigoto. Nivel Molecular Diapositiva 17. Orientadora 8. Primer Trimestre Para comprender la morfogénesis debemos considerar algunos aspectos relacionados con su regulación a diferentes niveles. La morfogénesis es un proceso que obedece a un estricto control genético que regula el desarrollo del plan corporal desde la formación del cigoto. El genoma aporta el programa que establece el modelo tridimensional del cuerpo, la forma y tamaño de sus órganos y es a nivel molecular donde ocurren los procesos de transcripción, activación y transducción de señales que garantizan la síntesis de las proteínas propias de cada célula.

18 GENERALIDADES DE MORFOGÉNESIS
En él se encuentran las principales estructuras vinculadas con la forma y el movimiento de las células, es donde ocurre la síntesis proteica y otras actividades metabólicas. Nivel Celular Donde ocurre esencialmente el almacenamiento de la información genética, la duplicación y la transcripción del ADN. Donde se encuentran receptores y moléculas de adhesión, que son imprescindibles en la captación de señales entre otras funciones. Por donde viajan señales de una célula a otra. Matriz extracelular Membrana celular Diapositiva 18. Orientadora 8. Primer Trimestre Los procesos morfogenéticos constituyen expresión de actividades concretas de las diferentes partes de la célula. La matriz celular, es el medio por donde viajan las señales de una célula a otra. En la membrana celular es donde se encuentran receptores y moléculas de adhesión, que son imprescindibles en la captación de señales entre otras funciones. En el citoplasma, se encuentran las principales estructuras vinculadas con la forma y el movimiento de las células, es donde ocurre la síntesis proteica y otras actividades metabólicas. En el núcleo, es donde ocurre esencialmente el almacenamiento de la información genética, la duplicación y la transcripción del ADN. A continuación orientaremos las características generales de los mecanismos morfogenéticos básicos. Citoplasma Núcleo

19 INDUCCIÓN Es el proceso por el cual un tejido embrionario actúa sobre otro y como consecuencia se produce una transformación en este último, que implica la expresión y/o represión de un grupo determinado de genes, con lo cual las células del tejido inducido cambian su patrón de proteínas, provocando la aparición de alguno de los mecanismos de la morfogénesis. Diapositiva 19. Orientadora 8. Primer Trimestre La inducción es el proceso por el cual un tejido embrionario, denominado tejido inductor, actúa sobre otro, el tejido inducido y como consecuencia lo transforma mediante la expresión y/o represión de un grupo determinado de genes, con lo cual las células del tejido inducido cambian su patrón de proteínas, provocando la aparición de otros mecanismos de la morfogénesis, es decir, el tejido podría experimentar los fenómenos de: diferenciación, crecimiento, migración celular y apoptosis.

20 CADENA DE INDUCCIÓN Inductor primario Tejido reactivo Tejido reactivo
Nueva estructura (inductor secundario) Inductor primario Tejido reactivo Nueva estructura (inductor terciario) Tejido reactivo Diapositiva 20. Orientadora 8. Primer Trimestre En ocasiones los fenómenos inductivos se producen de forma encadenada o en cascada. El desarrollo puede verse entonces como una concatenación de inducciones en la cual cada estructura es inducida por otra preexistente. Es evidente que este mecanismo garantiza al menos una secuencia precisa en los diferentes procesos del desarrollo. Para que un grupo celular responda a la acción de un inductor, tiene que ser capaz de reaccionar ante la presencia de ese estímulo o sea ser competente, para ello requiere de los receptores adecuados y además es preciso que tanto el estímulo como el tejido que debe reaccionar interactúen en el momento exacto. Tejido reactivo

21 EJEMPLO DE INDUCCIÓN Diapositiva 21. Orientadora 8. Primer Trimestre
Por ejemplo, la imagen representa la inducción de un tejido representado en negro sobre otro representado en azul, consecuentemente la porción de tejido que recibe el efecto de la inducción se va diferenciando en un nuevo tejido que se eleva hasta unirse en la línea media y formar una estructura tubular. Se han identificado algunas sustancias con capacidad inductora como son: la activina , el ácido retinoico, algunas hormonas y los factores de crecimiento.

22 DIFERENCIACIÓN CELULAR
Es la adquisición por parte de la célula de características propias que la distinguen del resto de las células y de la que le dio origen. Diapositiva 22. Orientadora 8. Primer Trimestre La diferenciación, define la adquisición por parte de la célula de características propias que la distinguen del resto de las células y de la que le dio origen. Estas características se obtienen al sintetizarse en ella un nuevo patrón de proteínas que le garantizan una estructura y función determinada. La diferenciación celular es un mecanismo complejo, que incluye y explica los demás mecanismos, por ejemplo, si algunas células de tejido embrionario de apariencia semejante, se dividen y otras no, son diferentes entre sí, del mismo modo las células que migran son diferentes de las inmóviles, aunque su única diferencia sea la movilidad.

23 DIFERENCIACIÓN CELULAR
Regulación Activación de genes para síntesis de hemoglobina. Activación de genes para síntesis de actina y miosina. Diapositiva 23 . Orientadora 8. Primer Trimestre Cualquier tipo de célula contiene la información necesaria para sintetizar la totalidad de las proteínas que produce el conjunto de células del organismo, pero obviamente no todos los genes se encuentran funcionando en una célula particular. Si eso ocurriera no existiría diferenciación. Los mecanismos que regulan la diferenciación celular alcanzan sus objetivos a través del control de la síntesis proteica, permitiendo que en cada tipo celular se expresen solo los genes responsables de la elaboración del conjunto de proteínas que lo caracterizan. Por ejemplo, las células mesodérmicas jóvenes, cuando se activan una serie de genes entre los que se encuentran los que regulan la síntesis de hemoglobina, se diferencian en glóbulos rojos. De igual modo la activación de otra serie de genes entre los que se encuentran los involucrados en la síntesis de actina y miosina, provocan la diferenciación de las células mesodérmicas en fibras musculares. Fibras musculares Síntesis proteica Glóbulos rojos.

24 DIFERENCIACIÓN CELULAR
Especialización Potencialidad Diapositiva 24. Orientadora 8. Primer Trimestre De lo anterior se desprende el concepto de potencialidad, condición biológica que le confiere a una célula dada la posibilidad de generar tipos celulares diferentes. La potencialidad celular es mayor, cuanto más tipos celulares se originen de esa célula. Así el huevo o cigoto posee la potencialidad evolutiva más alta; conforme avanza el desarrollo y aparecen los sucesivos tejidos embrionarios la potencialidad de las células declina. Cuando una célula alcanza su máximo grado de diferenciación, se dice entonces que alcanzó su significado evolutivo final, su especialización, que consiste en la capacidad de realizar una función determinada de forma eficiente. La diferenciación es un complejo proceso en el ámbito molecular que se expresa morfológica y funcionalmente por medio de la especialización celular. Mientras más diferenciada sea una célula su capacidad de especialización es mayor, a medida que avanza el desarrollo las células aumentan su especialización y restringen su potencialidad y capacidad de división. Algunas células mantienen la potencialidad en la vida postnatal, por ejemplo en la médula ósea existen células multipotenciales de las que derivan las células sanguíneas. Cigoto Desarrollo

25 CRECIMIENTO El crecimiento implica aumento de las dimensiones espaciales y del peso de la célula, de un tejido, órgano u organismo. Diapositiva 25 . Orientadora 8. Primer Trimestre En general las dimensiones que alcanza un organismo en desarrollo dependen de sus potencialidades de crecimiento determinadas genéticamente y por el aporte nutricional. El crecimiento es otro mecanismo morfogenético que ocurre a lo largo del desarrollo y consiste en un incremento de las dimensiones espaciales de una estructura, de un órgano o de un sistema biológico lo cual supone incremento del peso.

26 FORMAS DE CRECIMIENTO Proliferación.
Forma fundamental de crecimiento del organismo, caracterizado por el aumento del número de células. Proliferación. Característico de las neuronas, los adipocitos y en las células musculares. Aumento de tamaño celular. Acumulación de sustancias de la matriz extracelular, con características propias en cada tejido. Depósito de sustancia Intercelular. Diapositiva 26 . Orientadora 8. Primer Trimestre El crecimiento del organismo puede producirse por varias formas: Proliferación celular, aumento del tamaño de las células y depósito de sustancia intercelular. En la proliferación celular se produce un aumento en el número de células y es la forma fundamental de crecimiento del organismo. El crecimiento por aumento de tamaño de una célula, es característico de las neuronas, los adipocitos y de las células musculares y . El crecimiento por acumulación de sustancias en la matriz extracelular, es propio de cada tejido, un ejemplo es el crecimiento del cartílago hialino. El crecimiento es siempre el resultado de combinaciones de dichas formas de crecimiento y la proporción en que interviene cada uno de ellos varía de estructura a estructura y de un momento a otro. Así por ejemplo, el crecimiento del sistema nervioso en los primeros estadios del desarrollo depende principalmente de la proliferación celular y en estadios más avanzados es fundamentalmente el resultado del aumento del tamaño de las células, mientras que el incremento de las sustancias intercelulares hace un aporte pequeño al crecimiento del sistema nervioso.

27 CRECIMIENTO DIFERENCIAL
Se caracteriza por variaciones en la velocidad con que crecen las distintas partes de una misma estructura. Crecimiento diferencial Diapositiva 27 . Orientadora 8. Primer Trimestre. Para comprender el papel del crecimiento como mecanismo morfogenético debemos conocer la importancia del crecimiento diferencial como una forma peculiar de crecimiento. No todos los órganos, tejidos dentro de un órgano o zonas dentro de un mismo tejido crecen con igual velocidad. La mayoría de los cambios morfológicos que ocurren en el embrión como los plegamientos, invaginaciones, evaginaciones, estrechamientos, dilataciones, etc. son el resultado de que una zona crece más rápida o más lentamente que las zonas vecinas.

28 ESTIMULADORES DEL CRECIMIENTO
Somatomedina. Eritropoyetina. Factores de crecimiento: Ciclinas Quinasas Regulan Fibroblástico (FGF). Epidérmico (EGF). Del hepatocito (HGF). De los nervios (NGF). Del endotelio vascular (VEGF). Diapositiva 28 . Orientadora 8. Primer Trimestre. En las células de cada sector del cuerpo existen mecanismos que regulan la división celular a nivel de su ciclo de vida a fin de que proliferen a una velocidad diferente según su localización, el destino y tamaño de las estructuras que originan. Se han identificado varias proteínas vinculadas con dicha regulación, llamadas ciclinas y quinasas dependientes de ciclinas. Además se han descubierto numerosas moléculas inductoras que estimulan el crecimiento durante la embriogénesis y la vida postnatal, por ejemplo: La somatomedina, que estimula la proliferación de células cartilaginosas y la eritropoyetina que estimula la formación de glóbulos rojos en la médula ósea. Y los factores de crecimiento fibroblástico, epidérmico, del hepatocito, de los nervios, del endotelio vascular, El aumento del número de células ocurre durante la mitosis, una de las fases del ciclo celular, por lo que a continuación orientaremos los contenidos relacionados con dicho ciclo .

29 CICLO CELULAR Es la secuencia de eventos de división e interfase, que ocurren en una célula, donde el final de uno es el inicio del otro. Diapositiva29 . Orientadora 8. Primer Trimestre. El ciclo celular es la secuencia de eventos de división e interfase, donde el final de uno es el inicio del otro.

30 G2 S División G1 Ciclo celular Diapositiva 30 . Orientadora 8.
I n t e r f a s e G2 S Ciclo celular División Diapositiva 30 . Orientadora 8. Primer Trimestre. El ciclo celular comprende dos fases la interfase y la división, cada una de ellas con características particulares. La primera fase se denomina interfase y consta de tres etapas, G1, S y G2. La etapa G1 se caracteriza porque la célula desarrolla la actividad metabólica propia de su tipo, es decir, si es una célula secretora, durante la etapa G1 elabora y secreta las sustancias propias de este tipo celular, la célula va adaptando su estructura para procesos más complejos. Además en esta etapa son sintetizadas las proteínas del huso mitótico y de los centriolos. En la etapa de síntesis conocida como etapa S ocurre la duplicación del ADN, y se sintetizan proteínas del tipo de las histonas y otras, las cuales son necesarias durante la mitosis Una vez terminada esta etapa, la célula comienza la etapa G2, en la cual continúan procesos celulares necesarios para la división. G1

31 DIVISIÓN CELULAR AMITOSIS MITOSIS MEIOSIS
Cariocinesis sin citocinesis, no hay condensación de los cromosomas. No formación del huso. Células de procesos inflamatorios y malignos. Células somáticas. Células hijas con la misma dotación genética, el mismo número de cromosomas. MEIOSIS Diapositiva 31 . Orientadora 8. Primer Trimestre. La división celular es un proceso determinante en la renovación de las poblaciones de células, como ya vimos durante toda la interfase las células, además de cumplir con sus funciones garantizan la duplicación del ADN, proceso que se desencadena desde el inicio de la etapa G1 para garantizar la realización de la división celular. Existen varios tipos de división: La mitosis, característica de las células somáticas, tiene como resultado la obtención de dos células hijas con la misma dotación genética que la madre y el mismo número de cromosomas, es decir se obtienen células diploides. La meiosis, característica de las células sexuales, donde las células hijas tienen la mitad del número de cromosomas, es decir se obtienen células haploides. Mientras que la amitosis es un tipo especial de división, donde se divide el núcleo solamente, proceso denominado cariocinesis, en ella no tiene lugar la condensación de los cromosomas y no se forma el huso mitótico, mientras que la división del citoplasma o citocinesis, está ausente, este fenómeno origina células binucleadas. Este tipo de división ocurre con frecuencia en células durante procesos patológicos como inflamaciones y crecimiento maligno. A continuación abordaremos aspectos relacionados con la mitosis. Células sexuales Células hijas tienen la mitad del número de cromosomas.

32 Factores que intervienen en la división
MITOSIS Factores que intervienen en la división Síntesis de ácidos nucleicos. Síntesis de proteínas. Volumen de las células. Relación núcleo‑citoplasma. Diapositiva 32. Orientadora 8. Primer Trimestre. La mitosis es un proceso continuo en el que intervienen muchos factores, entre los que se destacan la síntesis de ácidos nucleicos y la síntesis de proteínas, esta última se relaciona estrechamente con la duplicación del centriolo y la formación del huso acromático, otros factores son el volumen de las células y la relación núcleo‑citoplasma. Este tipo de división se caracteriza porque en la célula se producen cambios estructurales, que por motivos didácticos se subdividen en cuatro fases, las que orientaremos a continuación.

33 ETAPAS DE LA MITOSIS Profase
Condensación gradual de la cromatina y visualización de los cromosomas. Formación del huso mitótico. Duplicación de los centriolos. Diapositiva 33 Orientadora 8. Primer Trimestre La profase es la primera etapa de la mitosis, se caracteriza por una condensación gradual de la cromatina, visualizándose los cromosomas, formación del huso mitótico y duplicación de los centriolos. Profase

34 Metafase Desaparece la envoltura nuclear y el nucleolo.
Los cromosomas se disponen en el plano ecuatorial de la célula. Se completa la formación del huso mitótico. Diapositiva 34. Orientadora 8. Primer Trimestre La segunda etapa se corresponde con la metafase, donde desaparece la envoltura nuclear y el nucleolo, los cromosomas se disponen en el plano ecuatorial de la célula y se completa la formación del huso mitótico. Metafase

35 Anafase Separación de los cromosomas a nivel del centrómero.
Migración hacia los polos opuestos de la célula. Formación de un anillo citoplasmático. Diapositiva 35. Orientadora 8. Primer Trimestre La anafase se caracteriza por la separación de los cromosomas a nivel del centrómero y su migración hacia los polos opuestos de la célula, en esta etapa se destaca también la formación de un anillo citoplasmático que posteriormente provocará la separación de la célula en las dos células hijas. Anafase

36 Telofase Reorganización de los componentes del núcleo.
Desaparición del huso mitótico. Progresión de la constricción del citoplasma por el anillo. Diapositiva 36. Orientadora 8. Primer Trimestre La última fase de la mitosis se denomina telofase, que se caracteriza por una reorganización de los componentes del núcleo, desaparición del huso mitótico y una progresión de la constricción del citoplasma por el anillo, hasta dividir a la célula en dos células hijas con una distribución uniforme de sus organitos. Telofase

37 Células hijas Constricción
Cromosomas Células hijas Cromosomas Cromosomas Diapositiva 37. Orientadora 8. Primer Trimestre Observen una secuencia del proceso de división celular en una representación de un cultivo de células. Fíjense que en la profase se visualizan los cromosomas. En la metafase observen el huso mitótico y los cromosomas dispuestos en el ecuador. En la anafase como han migrado los cromosomas a polos opuestos y comienza a aparecer la banda de constricción en el citoplasma y por último en la telofase temprana, se aprecia la pronunciación de la constricción citoplasmática para dar lugar a la separación de las dos células hijas. Huso mitótico Constricción Constricción

38 POBLACIONES CELULARES Estáticas, permanentes o no renovables.
Estables o potencialmente renovables. Estáticas, permanentes o no renovables. Lábiles o constantemente renovables. Diapositiva 38. Orientadora 8. Primer Trimestre De acuerdo al grado de actividad mitótica que muestren las células, en el organismo existen diferentes poblaciones celulares que garantizan el funcionamiento y renovación de los tejidos. Entre estos grupos celulares tenemos: Las poblaciones celulares estáticas, permanentes o no renovables, a este grupo pertenecen las células que no tienen capacidad de división, ejemplo de ellas son las neuronas, las que una vez que se originan, se diferencian y especializan permaneciendo en una fase G1 prolongada o G0, también llamada etapa de quiescencia, en la cual cumple su función. Las poblaciones lábiles o constantemente renovables son aquellas constituidas por células donde se expresa la capacidad de diferenciación, especialización y división celular, ejemplo de ello son las células epiteliales que una vez que se dividen, una de ellas se diferencia y especializa y la otra permanece en el ciclo para volver a dividirse. Y por último las poblaciones estables o potencialmente renovables, a las que pertenecen células donde se expresa la capacidad de diferenciación, especialización y en casos específicos la capacidad de división celular, ejemplo de ellas lo constituyen las fibras musculares lisas y los hepatocitos. Deben profundizar en el estudio de estos contenidos siguiendo las orientaciones del CD de la asignatura. Hasta aquí hemos analizado los mecanismos de inducción, diferenciación y crecimiento, así como el ciclo celular y sus particularidades, seguidamente abordaremos los restantes mecanismos morfogenéticos básicos.

39 MIGRACIÓN CELULAR La mayoría de los tejidos se forman a partir de células que se originan en distintos puntos del embrión, por lo que estas para poder unirse deben antes migrar. La motilidad es la responsable de la distribución, el ordenamiento y la orientación espacial de las estructuras del cuerpo. Diapositiva 39 . Orientadora 8. Primer Trimestre La migración celular es otro de los mecanismos morfogenéticos básicos, pues la mayoría de los tejidos se forman a partir de células que se originan en distintos puntos del embrión, y se hace necesario que estas, se desplacen para poder unirse. La migración es la responsable de la distribución, el ordenamiento y la orientación espacial de las estructuras del cuerpo .

40 MIGRACIÓN CELULAR Diapositiva 40. Orientadora 8. Primer Trimestre.
En la imagen se observa la migración celular, proceso decisivo no solo para la formación de tejidos y órganos, sino también para la ubicación de estos en el cuerpo. Este mecanismo es un fenómeno común durante el desarrollo embrionario. Observen que las migraciones celulares se producen en grupos y en ellas juega un importante papel la matriz extracelular. En la vida posnatal la migración, desempeña funciones vinculadas con la defensa del organismo y la reparación de tejidos.

41 MIGRACIÓN CELULAR Diapositiva 41. Orientadora 8. Primer Trimestre
Durante la migración las células perciben señales producidas por diferentes sustancias, como por ejemplo las fibronectinas que van estableciendo la ruta de desplazamiento y en respuesta a esta señal las células se unen a fibras de colágeno, lo que les permite traccionar el cuerpo celular hacia los puntos de fijación en la fibra, reiterándose el episodio y permitiendo su desplazamiento. Cuando la célula migratoria percibe señales y alcanza su lugar de destino, comienza un proceso de reconocimiento celular y al identificar una célula idéntica se adhiere a ella y detiene su movimiento. En resumen las células se desplazan hasta sus puntos de destino siguiendo itinerarios predeterminados en busca del mismo, donde se pone en contacto con las células que serán sus compañeras en el nuevo tejido, donde desarrollarán las funciones para las que fueron programadas hasta que envejezcan y mueran, siendo sustituidas.

42 APOPTOSIS O MUERTE CELULAR
PROGRAMADA Necrosis Diapositiva 42. Orientadora 8. Primer Trimestre En la apoptosis o muerte celular programada la propia célula pone en marcha un mecanismo autodestructivo, por lo que se trata de un suicidio celular ante determinadas señales procedentes del exterior o de ellas mismas. Durante el proceso, la célula experimenta cambios morfológicos característicos que suceden de la siguiente forma. Contracción de la célula y condensación picnótica del núcleo, La cromatina se compacta y el ADN se fragmenta con arrugamiento de la membrana celular, la fragmentación de ADN lleva a la ruptura del núcleo, cuyas fracciones se distribuyen en el citoplasma como pequeñas piezas esféricas de cromatina compacta y las células adquieren aspecto vesicular. Estas vesículas se disgregan del resto de la célula constituyendo los cuerpos apoptóticos que serán fagocitados por macrófagos. La muerte celular es un fenómeno común durante el desarrollo embrionario necesario para formar conductos, generar orificios y eliminar tejidos transitorios entre otros. La apoptosis es un fenómeno habitual de importancia fisiológica pues la homeostasia en todos los organismos se mantiene gracias a un equilibrio entre proliferación y muerte. Además de esta forma de muerte, existe otra que no es genéticamente programada, sino causada por agentes externos, que se denomina necrosis. Hasta aquí hemos orientado el estudio de mecanismos regulados genéticamente. Esta información genética está contenida en la molécula de ADN, lo que hace necesario el estudio detallado de los mecanismos que garantizan la conservación y expresión de dicha información.

43 REPLICACIÓN Es el proceso mediante el cual se duplica la molécula de ADN, quedando como resultado dos moléculas hijas que contienen en su secuencia de bases la misma información que la molécula de ADN que les dio origen. Diapositiva43 . Orientadora 8. Primer Trimestre. La replicación es el proceso mediante el cual se duplica la molécula de ADN, quedando como resultado 2 moléculas hijas que contienen en su secuencia de bases la misma información que la molécula de ADN que les dio origen. La transferencia de la información genética de padres a hijos constituye el fenómeno más importante de la materia viva, no solo garantiza la vida, sino además, constituye el mecanismo básico de conservación de las especies. Este proceso tiene varias características generales que estudiaremos a continuación.

44 CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LA REPLICACIÓN
Ocurre por complementariedad de bases. En forma unidireccional. Antiparalela. Carácter semiconservativo. Acoplada a la hidrólisis del pirofosfato. Diapositiva44 . Orientadora 8. Primer Trimestre. La replicación se caracteriza por ser un proceso que ocurre por: complementariedad de bases, añadidas una a una en forma unidireccional y antiparalela, tiene carácter semiconservativo y está acoplada a la hidrólisis del pirofosfato.

45 CARÁCTER ANTIPARALELO
3´ A T G C 5´ T A C G Diapositiva45 . Orientadora 8. Primer Trimestre. En la imagen se observa el carácter antiparalelo, una hebra de ADN sirve de molde para la formación de su cadena complementaria, que se sintetiza en sentido 5 prima 3 prima, siendo contraria al sentido de la cadena molde. A continuación observaremos el carácter semiconservativo. 5´ 3´

46 + CARÁCTER SEMICONSERVATIVO Diapositiva46 . Orientadora 8.
Primer Trimestre. Observen que la molécula en doble hélice del ADN se separa en sus dos cadenas, y cada una de ellas sirve de molde para la síntesis de la cadena complementaria, de modo que cada molécula nueva está formada por una paterna, representada en verde, y una neoformada representada en rojo, todas ellas son iguales entre sí. Para que ocurra la replicación se necesitan una serie de requerimientos que estudiaremos a continuación.

47 REQUERIMIENTOS DE LA REPLICACIÓN
Nucleósidos trifosfatados. Iones divalentes. Proteínas. Enzimas: Polimerasas. Topoisomerasas. Helicasas. Ligasas. Diapositiva 47 . Orientadora 8. Primer Trimestre. Para que la replicación ocurra, hace falta un número considerable de moléculas, entre las que se encuentran nucleósidos difosfatados e iones divalentes, sobre todo magnesio . Participan además, proteínas destacándose entre ellas las estabilizadoras del ADN de hebra simple y un grupo que participa en el reconocimiento de señales genéticas. Formando parte de los requerimientos enzimáticos se encuentran las polimerasas, que catalizan la unión de los nucleótidos en la cadena de ADN, las topoisomerasas, enzimas que producen superenrollamientos negativos necesarios en la primera etapa de la replicación. Las helicasas que desenrollan la doble hélice del ADN y las ligasas que unen fragmentos de ADN que se encuentren contiguos.

48 ETAPAS DE LA REPLICACIÓN
Preiniciación. Iniciación. Elongación. Terminación. Posterminación. Diapositiva44 . Orientadora 8. Primer Trimestre. La replicación se caracteriza por ser un proceso que ocurre por: complementariedad de bases, añadidas una a una en forma unidireccional y antiparalela, tiene carácter semiconservativo y está acoplada a la hidrólisis del pirofosfato.

49 MECANISMOS DE FIDELIDAD
Elevada especificidad del apareamiento de bases y de las enzimas polimerasas. Utilización del ARN iniciador. Actividad exonucleasa de la ADN polimerasa. Diapositiva 49. Orientadora 8. Primer Trimestre. Estos mecanismos son: Elevada especificidad del apareamiento de bases Adenina – Timina y Citosina – Guanina Especificidad de las enzimas polimerasas, que solo unen desoxinucleótidos que forman pares complementarios al ADN que se está copiando. Utilización de ARN iniciador, ya que como éste es eliminado y reemplazado por el segmento de ADN correspondiente, estas zonas son rectificadas siempre. Existe además un mecanismo de rectificación dado por la actividad exonucleasa de la enzima ADN polimerasa que elimina nucleótidos mal apareados. A continuación orientaremos otro proceso importante donde participa el ADN.

50 Significado biológico
RECOMBINACIÓN Proceso donde se produce el intercambio de segmentos de ADN entre dos moléculas. Significado biológico Mecanismo de intercambio de información genética. Explica la gran diversidad de organismos que componen una especie. Es un mecanismo de protección. Diapositiva 50. Orientadora 8. Primer Trimestre. La recombinación es el proceso donde se produce el intercambio de grandes segmentos de ADN entre dos moléculas. Es fundamental en los seres vivos pues constituye uno de los principales mecanismos de intercambio de información genética, explica la gran diversidad de organismos que componen una especie, de ahí su valor en el proceso evolutivo. Además puede significar un mecanismo de protección, pues permite la separación de las mutaciones dañinas de las beneficiosas.

51 TIPOS DE RECOMBINACIÓN
General u homóloga: Transformación. Transducción. Conjugación. Heteróloga: Transposición. Diapositiva 51. Orientadora 8. Primer Trimestre. Existen diferentes tipos de recombinación en dependencia de las características de la molécula donante y la aceptora. La recombinación general u homóloga incluye la transformación, transducción y conjugación del ADN. La recombinación por sitios específicos que incluye la transposición de un segmento de ADN. Estos contenidos deberán profundizarlos por su libro de texto siguiendo las orientaciones del CD de la asignatura.

52 REPARACIÓN DEL ADN ADN ADN DAÑADO Luz ultravioleta Enzima
Diapositiva 51. Orientadora 8. Primer Trimestre. La integridad estructural de la molécula de ADN tiene un significado vital para la célula. Sin embargo, el ADN puede sufrir daños de diferentes tipos. Para reparar estos existen dos tipos fundamentales de mecanismos de reparación que son: Los que dependen de la luz o foto reactivación y Los que no dependen de ésta o reparación oscura. En la imagen están observando la reparación por foto reactivación de un daño causado por la luz ultravioleta, ésta es realizada por una enzima que se activa por una fuerte irradiación con luz visible. Algunas enfermedades de los seres humanos se deben a trastornos en los mecanismos de reparación como el síndrome de Fanconi, últimamente se ha planteado también relación con el envejecimiento. Deben profundizar en estos contenidos siguiendo las orientaciones del CD de la asignatura. Enzima

53 “Transcripción”: permanece el lenguaje genético
Cadena de ADN (3´) -A-T-G-C-C-T-T-A-C-C-C-G-T-A-A- (5´) (5´) -T-A-C-G-G-A-A-T-G-G-G-C-A-T-T- (3´) “Transcripción”: permanece el lenguaje genético Cadena de ARNm (5´) -A-U-G-C-C-U-U-A-C-C-C-G- U-A-A- (3´). Diapositiva 53 . Orientadora 8. Primer Trimestre. En la imagen se observa la molécula de ADN donde radica la información que determina las características estructurales y funcionales de las células que lo contienen, en las mismas existen mecanismos que permiten que se exprese esa información genética, lo que ocurre en dos etapas fundamentales: En la primera, la secuencia de bases del ADN se copia en una molécula específica de ARN mensajero, esta etapa es la transcripción. La segunda consiste en utilizar la secuencia de bases del ARN mensajero, para a partir de ella sintetizar la proteína, esta etapa es la traducción. A continuación orientaremos las características generales del proceso de transcripción. “Traducción”: cambio de lenguaje C- terminal N-terminal Met Pro Tyr Pro Terminal Cadena polipeptídica

54 PROCESO DE SÍNTESIS DE ARN.
TRANSCRIPCIÓN PROCESO DE SÍNTESIS DE ARN. CARACTERÍSTICAS GENERALES: Precursores: ATP, GTP, UTP y CTP. Los nucleótidos se añaden uno a uno por la ARN polimerasa. Se produce por complementariedad de bases. Es antiparalela. No requiere de iniciador. Está acoplada a la hidrólisis del pirofosfato. Diapositiva54 . Orientadora 8. Primer Trimestre. La transcripción es el proceso de síntesis de ARN a partir de una molécula de ADN que le sirve de molde. Este proceso tiene varias características generales que son: Tiene como precursores 4 nucleótidos trifosfatados que son ATP, GTP, UTP y CTP. Los nucleótidos son añadidos uno a uno al extremo de una hebra en crecimiento por enzimas denominadas ARN polimerasas dependientes de ADN o ARN polimerasas. La secuencia de bases del ARN es complementaria a la hebra de ADN que se está copiando. La hebra de ARN crece en sentido 5 prima 3 prima, mientras que va copiando la hebra de ADN que está en dirección 3 prima 5 prima, por lo que es antiparalela. No tiene necesidad de un iniciador y Está acoplada a la hidrólisis del pirofosfato .

55 ETAPAS DE LA TRANSCRIPCIÓN
Preiniciación: Formación del promotor abierto. Iniciación: Colocación de los primeros nucleótidos. Elongación: Alargamiento de la cadena. Terminación: Culminación de la síntesis. Posterminación: Modificación del transcripto primario hasta que sea funcional. Diapositiva 55 . Orientadora 8. Primer Trimestre. Este proceso, al igual que la replicación consta de 5 etapas que son : Preiniciación, iniciación, elongación, terminación y posterminación. Los eventos de la preiniciación consisten en la localización, por parte de la ARN polimerasa, de un sitio específico del ADN y la separación de las dos cadenas, de forma que la secuencia de bases sea accesible a la acción de la enzima ARN polimerasa, este segmento de ADN se denomina promotor. En la iniciación se colocan los primeros nucleótidos, la elongación consiste en el alargamiento de la cadena y la terminación es la culminación de la síntesis. Además está la posterminación en la que ocurre la modificación del transcripto primario hasta que sea funcional. Este contenido deben profundizarlo en su libro de texto, siguiendo las orientaciones del CD de la asignatura.

56 CONCLUSIONES El núcleo es el componente celular que controla y dirige las funciones de las células; su número, forma, tamaño y otras características dependen de la estructura y función celular. Diapositiva 56 . Orientadora 8. Primer Trimestre Una vez abordados estos contenidos arribamos a las siguientes conclusiones. El núcleo es el componente celular que controla y dirige las funciones de las células; su número, forma, tamaño y otras características dependen de la estructura y función celular.

57 El ADN se une a proteínas básicas llamadas histonas constituyendo la cromatina, que en correspondencia con su grado de empaquetamiento da lugar al nucleosoma, solenoide y cromosoma. Diapositiva 57. Orientadora 8. Primer Trimestre El ADN se une a proteínas básicas llamadas histonas constituyendo la cromatina, que en correspondencia con su grado de empaquetamiento da lugar al nucleosoma, solenoide y cromosoma.

58 El ciclo celular consta de dos etapas, la interfase y la división celular, las que se encuentran estrechamente relacionadas con los procesos de diferenciación y especialización y es específico para cada tipo de población celular. Diapositiva 58. Orientadora 8. Primer Trimestre El ciclo celular consta de dos etapas, la interfase y la división celular, las que se encuentran estrechamente relacionadas con los procesos de diferenciación y especialización y es específico para cada tipo de población celular.

59 Los procesos morfogenéticos son diversos y ocurren a través de mecanismos básicos como la inducción, la diferenciación, el crecimiento, la migración y la apoptosis, los que constituyen actividades celulares concretas. Diapositiva 59. Orientadora 8. Primer Trimestre Los procesos morfogenéticos son diversos y ocurren a través de mecanismos básicos como la inducción, la diferenciación, el crecimiento, la migración y la apoptosis, los que constituyen actividades celulares concretas.

60 Los procesos de replicación y transcripción ocurren en el núcleo y tienen una gran importancia biológica, ya que permiten la conservación y expresión de la información genética contenida en la secuencia de bases del ADN, y con ello la conservación de la especie. Diapositiva 60 . Orientadora 8. Primer Trimestre. Los procesos de replicación y transcripción ocurren en el núcleo y tienen una gran importancia biológica, ya que permiten la conservación y expresión de la información genética, contenida en la secuencia de bases nitrogenadas del ADN, y con ello la conservación de la especie.

61 MORFOGÉNESIS Diapositiva 61 . Orientadora 8. Primer Trimestre.
En el día de hoy orientamos el estudio de las características morfofuncionales del núcleo celular, la relación cromatina- cromosomas y los mecanismos morfogenéticos básicos, así como los mecanismos que garantizan la conservación y expresión de la información genética, contenida en la secuencia de ADN para la conservación de la especie humana. En la próxima actividad estudiaremos cómo se expresa la información genética y los mecanismos por los cuales se regula.

62 República Bolivariana de Venezuela.
Ministerio de Educación Superior. Programa Nacional de Formación de Medicina Integral Comunitaria. Primer Trimestre. Orientadora 8. Diapositiva 48. Grupo Asesor de Diseño. 2006.