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Resumen biología:
Señalización Celular- tema 21 y 22
La comunicación celular es esencial para la coordinación de funciones en organismos multicelulares y se lleva a cabo mediante señales químicas.
1. Tipos de Comunicación Celular
- Autocrina : La célula produce una señal que actúa sobre sí misma.
- Paracrina : La señal viaja distancias cortas y actúa sobre células vecinas.
- Endocrina : Las hormonas viajan a través del torrente sanguíneo y afectan células en distintos órganos.
- Yuxtacrina : La señalización ocurre mediante contacto directo entre células.
2. Tipos de Moléculas Señalizadoras
Las moléculas señalizadoras pueden ser: Hidrofóbicas (como los esteroides), que atraviesan la membrana plasmática y se unen a receptores intracelulares. Hidrofílicas (como proteínas y péptidos), que no pueden atravesar la membrana y necesitan receptores de superficie.
3. Receptores Celulares
Existen distintos tipos de receptores que permiten la transmisión de señales:
- Receptores de membrana (para señales hidrofílicas) o Receptores acoplados a proteína G (GPCRs) : Activan segundos mensajeros como el AMPc. o Receptores ligados a tirosina cinasa (RTK) : Activan cascadas de señalización intracelular, como MAPK. o Receptores de canales iónicos : Se abren en respuesta a un ligando y permiten el paso de iones.
- Receptores intracelulares (para señales hidrofóbicas) o Se encuentran en el citoplasma o núcleo y regulan la transcripción génica (ej. receptores de hormonas esteroides).
4. Vías de Transducción de Señales
Las señales extracelulares activan una cascada de señalización dentro de la célula, que amplifica la respuesta. Algunas vías importantes:
- AMPc y proteína quinasa A (PKA) : o Activada por receptores acoplados a proteína G. o Regula la expresión génica y metabolismo.
- Vía de MAPK (Mitogen-Activated Protein Kinase) : o Activada por receptores de tirosina quinasa. o Controla la proliferación celular.
- Vía del calcio y calmodulina : o Aumento del Ca² ⁺intracelular activa la calmodulina, que regula varias enzimas y funciones celulares.
- Vía de PI3K-AKT : o Importante en la supervivencia celular y metabolismo.
5. Mecanismos de Regulación
Para evitar una respuesta excesiva o inadecuada, las células regulan la señalización mediante: Retroalimentación negativa : La señalización activa mecanismos que la apagan. Degradación de segundos mensajeros : Como la hidrólisis del AMPc por la fosfodiesterasa. Endocitosis de receptores : Eliminación de receptores de la membrana.
Los cromosomas son estructuras altamente organizadas de la cromatina, visibles durante la división celular.
3. Funciones del Núcleo
- Almacenar y proteger el ADN.
- Regulación de la expresión génica : o Controla qué genes se transcriben y cuándo.
- Síntesis de ARN : o La transcripción del ADN produce ARN mensajero (ARNm), ARN ribosomal (ARNr) y ARN de transferencia (ARNt).
- Regulación del ciclo celular : o Controla la división celular mediante la activación de genes específicos.
- Ensamblaje de ribosomas : o Ocurre en el nucleolo y es fundamental para la síntesis de proteínas.
4. Transporte Nuclear
El transporte entre el núcleo y el citoplasma ocurre a través de los poros nucleares. Se lleva a cabo por dos mecanismos:
- Difusión pasiva : Pequeñas moléculas y iones pueden pasar libremente.
- Transporte activo : Moléculas grandes como proteínas y ARN requieren señales específicas para su transporte, mediado por: o Importinas (transportan proteínas al núcleo). o Exportinas (transportan ARN y proteínas fuera del núcleo).
5. Ciclo Celular y Núcleo
Durante el ciclo celular: En interfase , el núcleo está intacto y los genes activos. En mitosis , la envoltura nuclear se desintegra y la cromatina se condensa en cromosomas. Al final de la mitosis, el núcleo se reforma para reanudar la actividad celular normal.
6. Enfermedades Relacionadas con el Núcleo
Algunas patologías están asociadas con alteraciones en la función nuclear: Progeria (mutación en la lámina nuclear → envejecimiento prematuro).
Cáncer (alteraciones en la regulación del ciclo celular y expresión génica). Enfermedades neurodegenerativas (defectos en el transporte nuclear de proteínas).
CONTROL DEL CICLO CELULAR tema 24
El ciclo celular es el proceso mediante el cual las células crecen, duplican su ADN y se dividen. Está altamente regulado por mecanismos de control que aseguran su correcto desarrollo y evitan alteraciones como el cáncer.
1. Fases del Ciclo Celular
El ciclo celular se divide en cuatro fases principales :
- Fase G₁ (Gap 1) : o Crecimiento celular y síntesis de proteínas necesarias para la replicación del ADN. o Primera verificación del ADN antes de la replicación.
- Fase S (Síntesis) : o Duplicación del ADN y síntesis de histonas para formar nuevos cromosomas.
- Fase G₂ (Gap 2) : o Preparación para la mitosis. o Se revisa la integridad del ADN replicado.
- Fase M (Mitosis) : o División del núcleo y el citoplasma. o Se distribuyen los cromosomas en dos células hijas. G₀ (Estado de reposo): Algunas células pueden entrar en un estado de latencia en el que no se dividen, pero pueden reactivarse si es necesario (ej. hepatocitos). Otras células como las neuronas permanecen en G₀ de manera permanente.
2. Reguladores del Ciclo Celular
El ciclo celular está controlado por proteínas que regulan la progresión entre las fases:
- Ciclinas : o Son proteínas que se producen y degradan en diferentes fases del ciclo celular. o Activan a las quinasas dependientes de ciclinas (CDK).
- Quinasas dependientes de ciclinas (CDK) : o Son enzimas que fosforilan proteínas clave para la progresión del ciclo celular. o Solo son activas cuando están unidas a ciclinas específicas. Ejemplos importantes:
Sobreexpresión de ciclinas/CDK : Acelera la división celular incontrolada. Pérdida de regulación en puntos de control : Permite la acumulación de mutaciones.
6. Aplicaciones Biomédicas
- Terapias contra el cáncer : o Inhibidores de CDK (ej. Palbociclib → inhibe CDK4/6 en cáncer de mama). o Fármacos que activan p53 en células tumorales.
- Regeneración y terapia celular : o Controlar el ciclo celular es clave en la medicina regenerativa y el uso de células madre.
Resumen Final
🔹 El ciclo celular tiene cuatro fases (G₁, S, G₂, M) y un estado de reposo (G₀). 🔹 Las ciclinas y CDK regulan la progresión entre las fases. 🔹 Existen tres puntos de control principales (G₁/S, G₂/M y metafase/anafase). 🔹 Factores de crecimiento, oncogenes y genes supresores regulan el ciclo. 🔹 Fallas en el control pueden causar cáncer , pero existen terapias dirigidas para su regulación.
MITOSIS tema 25
La mitosis es el proceso de división celular en el que una célula madre genera dos células hijas genéticamente idénticas , asegurando la distribución equitativa del material genético. 🔹 Ocurre en células somáticas. 🔹 Mantiene el número diploide (2n) de cromosomas. 🔹 Se divide en varias fases bien definidas.
1. Fases de la Mitosis
2. La mitosis se divide en cinco fases principales , seguidas por la citocinesis :
- Profase : o La cromatina se condensa formando cromosomas visibles. o Cada cromosoma tiene dos cromátides hermanas unidas por el centrómero. o Se inicia la formación del huso mitótico (microtúbulos que organizan los cromosomas). o Los centrosomas migran a polos opuestos de la célula. o La envoltura nuclear comienza a desintegrarse.
- Prometafase : o La envoltura nuclear desaparece completamente. o Los microtúbulos del huso se unen a los cinetocoros de los cromosomas. o Los cromosomas comienzan a moverse hacia el plano ecuatorial de la célula.
- Metafase : o Los cromosomas se alinean en la placa ecuatorial (o plano medio de la célula). o Se revisa la correcta unión de los cromosomas al huso mitótico en el punto de control de la mitosis. o El complejo promotor de la anafase ( APC/C ) es activado si todo está correctamente alineado.
- Anafase : o Las cromátides hermanas se separan y se dirigen a polos opuestos de la célula. o La securina es degradada, activando la separasa , que rompe la cohesión entre las cromátides. o Los microtúbulos se acortan, arrastrando los cromosomas hacia los polos celulares.
- Telofase : o Los cromosomas se descondensan y vuelven a su forma de cromatina. o Se reforma la envoltura nuclear en cada polo. o El huso mitótico se desensambla. o Se completa la separación del material genético en dos núcleos hijos.
Síndrome de Down (Trisomía 21) : Error en la separación de cromosomas durante la anafase. Cáncer : División celular descontrolada debido a mutaciones en genes reguladores como p53 o Rb. Síndrome de Turner (45,X0) y Síndrome de Klinefelter (XXY) : Resultan de fallos en la separación cromosómica.
6. Diferencias entre Mitosis y Meiosis
Característica Mitosis Meiosis Tipo de célula Somáticas Germinales Número de divisiones 1 2 Células hijas 2 idénticas (2n) 4 diferentes (n) Función Crecimiento y reparación Formación de gametos
Resumen Final
🔹 La mitosis es un proceso de división celular que genera dos células hijas genéticamente idénticas. 🔹 Se divide en profase, prometafase, metafase, anafase y telofase , seguida de la citocinesis. 🔹 Está regulada por ciclinas, CDK y APC/C para garantizar una división precisa. 🔹 Su correcto funcionamiento es clave para el desarrollo, regeneración y estabilidad genética. 🔹 Errores mitóticos pueden provocar enfermedades como cáncer o aneuploidías.
MEIOSIS tema 26
La meiosis es el proceso de división celular que ocurre en las células germinales para formar gametos (óvulos y espermatozoides). 🔹 Produce células haploides (n) a partir de una célula diploide (2n). 🔹 Permite la variabilidad genética. 🔹 Consiste en dos divisiones celulares consecutivas (Meiosis I y Meiosis II).
1. Fases de la Meiosis
La meiosis se divide en dos etapas principales , cada una con sus respectivas fases:
🔹 Meiosis I (División reduccional)
Reduce el número de cromosomas a la mitad (de 2n a n).
- Profase I (fase clave de la meiosis): o La cromatina se condensa y se forman los cromosomas. o Ocurre el apareamiento de cromosomas homólogos (sinapsis). o Se forma el complejo sinaptonémico , que permite el entrecruzamiento (crossing-over) en el quiasma. o Se intercambian fragmentos de ADN entre cromátides no hermanas, generando variabilidad genética. o Se divide en cinco subfases: 1. Leptoteno : Cromosomas comienzan a condensarse. 2. Cigoteno : Inicia la sinapsis entre cromosomas homólogos. 3. Paquiteno : Ocurre el entrecruzamiento. 4. Diploteno : Se separan los homólogos, pero permanecen unidos en los quiasmas. 5. Diacinesis : Se completa la condensación y desaparece la envoltura nuclear.
- Metafase I : o Los pares de cromosomas homólogos se alinean en la placa ecuatorial. o Los cromosomas homólogos están unidos a microtúbulos de polos opuestos.
- Anafase I : o Los cromosomas homólogos se separan y migran a polos opuestos. o Las cromátides hermanas NO se separan aún.
- Telofase I y Citocinesis : o Se forman dos células hijas haploides (n) con cromosomas duplicados. o Cada célula tiene la mitad del número de cromosomas de la célula original.
4. Diferencias entre Meiosis y Mitosis
Característica Meiosis Mitosis Tipo de célula Germinales Somáticas Número de divisiones 2 1 Células hijas 4 (haploides, n) 2 (diploides, 2n) Entrecruzamiento Sí No Función Reproducción sexual Crecimiento y reparación
5. Alteraciones en la Meiosis
Errores en la separación de cromosomas pueden causar aneuploidías , como: 🔹 Síndrome de Down (Trisomía 21) → Falta de separación en la anafase I o II. 🔹 Síndrome de Turner (45, X0) → Monosomía, falta de un cromosoma sexual. 🔹 Síndrome de Klinefelter (47, XXY) → Cromosoma sexual extra debido a una no disyunción.
Resumen Final
🔹 La meiosis produce gametos haploides (n), esenciales para la reproducción sexual. 🔹 Se divide en dos etapas: Meiosis I (reduccional) y Meiosis II (ecuacional). 🔹 Genera variabilidad genética a través del entrecruzamiento y distribución independiente. 🔹 Errores en la meiosis pueden causar enfermedades cromosómicas.
CITOGENÉTICA: APUNTES IMPORTANTES (Basado en Robertis y
Solomon) tema 27
La citogenética es la rama de la biología que estudia los cromosomas y su relación con la herencia y las enfermedades genéticas. Se basa en el análisis de la estructura, función y comportamiento de los cromosomas en células en división.
1. Organización del Material Genético
ADN y Cromatina : El ADN se encuentra compactado en el núcleo en forma de cromatina, que se organiza en eucromatina (activa) y heterocromatina (inactiva). Cromosomas : Son estructuras formadas por ADN y proteínas que se condensan durante la división celular. Partes del Cromosoma : o Centrómero : Región donde se unen las cromátides hermanas. o Telómeros : Protegen los extremos del cromosoma. o Cromátides Hermanas : Copias idénticas unidas en el centrómero.
2. Tipos de Cromosomas
Según la ubicación del centrómero, los cromosomas pueden ser: Metacéntricos : Centrados, con brazos iguales. Submetacéntricos : Brazos desiguales. Acrocéntricos : Un brazo muy corto y otro largo. Telocéntricos : Centrados en un extremo (no presentes en humanos).
3. El Cariotipo Humano
El cariotipo es el conjunto de cromosomas de una célula: Diploide (2n = 46) : 23 pares de cromosomas (22 pares autosómicos y 1 par sexual). Haploide (n = 23) : Gametos (óvulos y espermatozoides). Se estudia mediante tinción con bandeo G (Giemsa) en metafase.
4. Anomalías Cromosómicas
Pueden ser numéricas o estructurales :
(translocaciones, deleciones). 🔹 Técnicas como FISH y microarrays permiten identificar enfermedades genéticas.
Muerte celular – Tema 28
La muerte celular es un proceso clave para el desarrollo y mantenimiento de los organismos. Existen distintos tipos:
la apoptosis: una muerte programada y controlada que no causa
inflamación.
la necrosis: que ocurre por daño celular y provoca inflamación.
Mecanismos de Apoptosis:
Activación de caspasas (proteasas que degradan componentes celulares).
Fragmentación del ADN en unidades nucleosómicas.
Formación de cuerpos apoptóticos, que son fagocitados sin causar
inflamación.
Factores que Inducen Apoptosis:
Señales internas (daño en el ADN, estrés del retículo endoplasmático).
Señales externas (unión de ligandos a receptores de muerte como
Fas/FasL).
Importancia de la Muerte Celular:
Control del número de células en el organismo.
Eliminación de células defectuosas o dañadas.
Implicaciones en enfermedades como el cáncer y neurodegeneración.
Autofagia :
Es un mecanismo de supervivencia donde la célula degrada sus propios
componentes para obtener energía en condiciones de estrés.
Se asocia con enfermedades como cáncer y neurodegeneración.
Debe mudarse periódicamente (muda o ecdisis) para permitir el crecimiento. Esqueleto Interno (Endoesqueleto): Presente en equinodermos y vertebrados. Compuesto de hueso o cartílago. Permite mayor crecimiento y movilidad. Estructura del Esqueleto en Vertebrados: Tejido óseo: Compuesto por osteocitos, matriz mineralizada de calcio y colágeno. Tejido cartilaginoso: Más flexible, presente en articulaciones y estructuras como la tráquea. Funciones del Esqueleto: Soporte y protección de órganos internos (cráneo protege el cerebro, costillas protegen los pulmones y corazón). Producción de células sanguíneas en la médula ósea. Almacenamiento de calcio y fósforo. Anclaje para músculos que permiten el movimiento. 🔹 3. Movimiento: Sistema Muscular Los músculos son responsables del movimiento mediante la contracción de fibras musculares. Tipos de Tejido Muscular: Músculo esquelético (estriado): Unido a los huesos por tendones. Responsable del movimiento voluntario. Controlado por el sistema nervioso somático. Contiene actina y miosina, proteínas responsables de la contracción. Músculo liso: Presente en órganos internos como el intestino y vasos sanguíneos. Movimiento involuntario, controlado por el sistema nervioso autónomo. Músculo cardíaco: Exclusivo del corazón. Movimiento involuntario con contracciones rítmicas. Mecanismo de Contracción Muscular (Teoría de los Filamentos Deslizantes): Los filamentos de actina y miosina se deslizan uno sobre otro. La contracción es impulsada por la hidrólisis de ATP. El calcio y la troponina regulan la interacción entre los filamentos. La relajación ocurre cuando el calcio es bombeado de vuelta al retículo sarcoplásmico.
Señalización Neuronal (Libro de Solomon) tema 30 🔹 1. Introducción a la Señalización Neuronal La señalización neuronal es el proceso mediante el cual las neuronas reciben, transmiten y procesan información. Se basa en señales eléctricas y químicas que permiten la comunicación entre células del sistema nervioso. La neuronas son las células especializadas en este proceso y trabajan en conjunto con células gliales. ⚡ 2. Propiedades de las Neuronas y el Potencial de Membrana Las neuronas generan señales eléctricas basadas en la diferencia de concentración de iones dentro y fuera de la célula. Potencial de Membrana en Reposo La neurona en reposo tiene un potencial de membrana negativo de aproximadamente -70 mV. Se mantiene gracias a la acción de la bomba Na /K , que transporta 3 Na⁺ ⁺ ⁺ fuera y 2 K ⁺dentro de la célula. Los canales de fuga de K ⁺permiten una salida constante de potasio, contribuyendo a la negatividad intracelular. ⚡ 3. Potencial de Acción: Señal Eléctrica de la Neurona Cuando la neurona recibe un estímulo lo suficientemente fuerte, se genera un potencial de acción, que es una señal eléctrica que viaja a lo largo del axón. Fases del Potencial de Acción: Despolarización: Se abren los canales de Na ⁺y entran iones al interior de la célula. El potencial de membrana se vuelve positivo (+30 mV).
