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TEMA 7. LA CÉLULA. EL NÚCLEO.

1. Concepto de célula1.1. Historia del estudio de las células.1.2. Teoría celular

2. Origen y evolución celular2.1. El origen de la vida2.2. La evolución de la vida2.3. La teoría endosimbiótica

3. Tipos de organización celular4. Forma y tamaño de las células.

► forma.► tamaño.

5. El núcleo celular.6. Núcleo interfásico.

a. La formab. Número.c. El tamañod. Posición.

6.2. Estructura del núcleo interfásico.a. Envoltura nuclear.b. Nucleoplasmac. Nucléolo.d. Cromatina.

• Heterocromatina• Eucromatina

6.3. Funciones del núcleo interfásico.7. Núcleo en división.

7.1.- cromosomas.a. Número de cromosomas (haploide y diploide).b. Cariotipo.

b.1. Cariotipo humanob.2. Alteraciones del cariotipo o anormalidades cromosómicas.

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1. CONCEPTO DE CÉLULA

1.1. HISTORIA DEL ESTUDIO DE LAS CÉLULAS.

• El holandés A. Van Leeuwenhoek (1674) construye el primer microscopio. Observaespermatozoides, protozoos y bacterias.

• El microscopista inglés R. Hooke (1665) describe la estructura de una laminilla decorcho vista al microscopio, señala que está formada por celdas e introduce así el términocélula.

• Dutrochet (1824) llega a la conclusión de que todos los seres, animales y vegetalesestán compuestos de unidades pequeñas, células.

• En 1831 el botánico escocés R. Brown demostró la existencia de un corpúsculo en elinterior de las células vegetales, al que denominó núcleo.

• En 1839 el checo Purkinje introdujo el término protoplasma, para definir elcontenido vivo de las células

• En el mismo año, los alemanes Schleiden y Schwann formularon la teoría celular yllegan a la conclusión de que “la célula es una unidad estructural y funcional de todos losseres vivos”. Sin embargo mantenían ideas equivocadas sobre el origen de las células.

• En 1858, R. Virchow completó la teoría celular con sus estudios sobre el origen delas células, problema que queda zanjado con la frase: toda célula procede de otra célula.

1.2. TEORÍA CELULAR

Con las aportaciones de todos los científicos desde el siglo XVII y con los postuladosde Schleiden y Schwann en el siglo XIX se desarrolló la llamada teoría celular

1. La célula es la unidad morfológica de los seres vivos.2. La célula es la unidad fisiológica de los seres vivos.

Con la aportación de Virchow quedó expreso el tercer principio de la teoría celular:

3. Las células sólo pueden existir a partir de células preexistentes.Y con las aportaciones de numerosos científicos del campo de la investigación

genética (Sutton y Boveri) se fijó el llamado cuarto postulado:

4. La célula es la unidad genética autónoma de los seres vivos.

En resumen, la teoría celular enuncia que:Toda célula procede de otra célula. La célula es la unidad morfológica, fisiológica ygenética de todos los seres vivos.

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2. ORIGEN Y EVOLUCIÓN CELULAR

2.1. EL ORIGEN DE LA VIDA

Según los cálculos más modernos, la Tierra se formó hace unos 4.500-4.600 millonesde años y mil millones de años después aparecería la vida. La explicación de cómo aparecióes especulativa, ya que las condiciones reinantes en aquella primitiva atmósfera no sonexactamente reproducibles en un laboratorio. De todas formas, se han diseñadoexperimentos que pueden ayudar a explicar los distintos pasos ocurridos hasta que surgió lavida.

En 1922, el bioquímico A. Oparin formuló su hipótesis sobre los procesos deevolución química que debieron producirse durante el origen de la vida. Según él, hace3.500 millones de años, la Atmósfera de la Tierra estaba formada fundamentalmente pormetano, amoniaco y vapor de agua. Estas moléculas sencillas, excitadas por las radiacionessolares y las descargas eléctricas durante las tormentas, se fueron condensando ydiversificando, dando lugar a gran variedad de moléculas orgánicas, las cuales al enfriarse laTierra, fueron arrastradas por torrenciales lluvias hasta el océano.

El primitivo océano estaba formado por masas de agua caliente donde se ibanacumulando gran cantidad de estas moléculas orgánicas. A todo este medio se le da elnombre de caldo nutritivo o sopa primitiva.

La temperatura de la sopa favorecía las reacciones entre las moléculas que al unirseiban adquiriendo un mayor grado de complejidad y tamaño. Todas estas moléculas se fueronasociando formando agregados heterogéneos que Oparin denomino coacervados, el mundocientífico no dio credibilidad a las hipótesis de Oparin

Sin embargo, en 1950 un estudiante de la Universidad de Chicago, Stanley Millar,probó la hipótesis de Oparín.

Miller demostró en el laboratorio, utilizando un aparato diseñado por él, similar al queves en el dibujo, la posibilidad de que se formaran espontáneamente moléculas orgánicas.Para ello, hizo pasar vapor de agua a través de un recipiente de cristal que contenía unamezcla de gases como metano (CH4),amoníaco (NH3), hidrógeno (H2)entre otras moléculasque se suponía serían las más abundantes en la primitiva atmósfera reductora. Al mismotiempo, las sometía a descargas eléctricas.

El resultado fue la formación de una serie de moléculas orgánicas como ácido aspártico,ácido glutámico, ácido acético, ácido fórmico, urea, alanina y glicocola entre otras moléculas.

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2.2. LA EVOLUCIÓN DE LA VIDA

Carl Woese (1980) denominó protobionte o progenonte al antepasado común de todoslos organismos y representaría la unidad viviente más primitiva, pero dotada ya de lamaquinaria necesaria para realizar la transcripción y la traducción. De este tronco comúnsurgirían en la evolución tres modelos de células procariotas:

arqueas urcariotas bacterias

Durante un período de más de 2000 millones de años, solamente existieron estasformas celulares, por lo que se puede pensar que se adaptaron a vivir en todos losambientes posibles y "ensayarían" todos los posibles mecanismos para realizar sumetabolismo.

La evolución celular se produjo en estrecha relación con la evolución de la atmósferay de los océanos. La teoría más aceptada es que:

1. algunas células aprendieron a fabricar las moléculas orgánicas mediante la fijación yreducción del CO2. Se iniciaba así la fotosíntesis, como un proceso de nutriciónautótrofa. El empleo del agua en la fotosíntesis como donante de electrones, tuvocomo origen la liberación de O2 y por tanto la transformación de la atmósferareductora en la atmósfera oxidante que hoy conocemos. Empezó una revolución deloxígeno que causaría la muerte de muchas formas celulares para las que fue unveneno, otras se adaptarían a su presencia y ...

2. algunas células aprendieron a utilizarlo para sus reacciones metabólicas, lo que diolugar a la respiración aerobia, realizando una nutrición heterótrofa aerobia.

Estas formas celulares tienen organización procariota y son de pequeño tamaño. Apartir de ellas, se piensa que evolucionaron las células eucariotas.

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2.3. LA TEORÍA ENDOSIMBIÓTICA

El siguiente paso en la evolución celular fue la aparición de las eucariotas hace unos1.500 millones de años.

Lynn Margulis, en su teoría endosimbiótica propone que se originaron a partir de unaprimitiva célula procariota, que perdió su pared celular, lo que le permitió aumentar detamaño, esta primitiva célula conocida con el nombre de urcariota. Esta célula en unmomento dado, englobaría a otras células procarióticas, estableciéndose entre ambos unarelación endosimbionte

Algunas fueron las precursoras de los peroxisomas, con capacidad para eliminarsustancias tóxicas formadas por el creciente aumento de oxígeno en la atmósfera.Otras fueron las precursoras de las mitocondrias, encargadas en un principio de proteger ala célula huésped contra su propio oxígeno.

Por último, algunas células procariotas fueron las precursoras de los cloroplastos.De hecho, mitocondrias y cloroplastos son similares a las bacterias en muchas

características y se reproducen por división. Poseen su propio ADN y poseen ARNribosómicos semejantes a los de las bacterias.

La incorporación intracelular de estos organismos procarióticos a la primitiva célulaeurcariota, le proporcionó dos características fundamentales de las que carecía:

1. La capacidad de un metabolismo oxidativo, con lo cual la célula anaerobia pudoconvertirse en aerobia.

2. La posibilidad de realizar la fotosíntesis y por tanto ser un organismo autótrofocapaz de utilizar como fuente de carbono el CO2 para producir moléculas orgánicas.

Así mismo, la célula primitiva le proporcionaba a las procariotas simbiontes unentorno seguro y alimento para su supervivencia.

Se trataría de unaendosimbiosis altamente ventajosapara los organismos implicados, yaque todos ellos habrían adquiridoparticularidades metabólicas queno poseían por sí mismosseparadamente, ventaja que seríaseleccionada en el transcurso de laevolución.

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3. TIPOS DE ORGANIZACIÓN CELULAR

Por su estructura se distinguen dos tipos de células: procarióticas y eucarióticas:

- PROCARIÓTICAS (pro = primitivo, carión = núcleo). Muy simples y primitivas. Apenastienen estructuras en su interior. Se caracterizan por no tener un núcleopropiamente dicho; esto es, no tienen el material genético envuelto en una membranay separado del resto del citoplasma. Además, su ADN es circular y no está asociado aciertas proteínas como las histonas y está formando un único cromosoma. Sonprocariotas, entre otras: las bacterias y las cianofíceas.

- EUCARIÓTICAS (eu = verdadero). Células características del resto de losorganismos unicelulares y pluricelulares, animales y vegetales. Su estructura es másevolucionada y compleja que la de los procariotas. Tienen orgánulos celulares y unnúcleo verdadero separado del citoplasma por una envoltura nuclear. Su ADN estáasociado a proteínas (histonas y otras) y estructurado en numerosos cromosomas

DIFERENCIAS MORFOLÓGICAS Y ESTRUCTURALESCÉLULAS EUCARIOTAS CÉLULAS PROCARIOTAS

Poseen un núcleo provisto de membrana nuclearque contiene el ADN asociado a proteínas histonas

Carecen de membrana nuclear y, por tanto, denúcleo definido. ADN circular forma el cromosomabacteriano (ADN no asociado a histonas).

Ambos tipos celulares poseen membrana plasmática y citoplasmatica, y cuentan con representantes con ysin pared celular, aunque su naturaleza es distintaPoseen gran variedad de orgánulos citoplasmaticos:retículo, aparato de Golgi, lisosomas, ribosomas,etc

Poseen ribosomas (diferentes a los de laseucariotas) pero carecen de otros orgánuloscelulares provistos de membranas.

Poseen orgánulos energéticos: mitocondrias entodos los casos y cloroplastos en el caso de célulasvegetales.

Poseen repliegues en su membrana (mesosomas)con enzimas respiratorios. Algunos también poseenpigmentos fotosintéticos.

DIFERENCIAS FUNCIONALESCÉLULAS EUCARIOTAS CÉLULAS PROCARIOTAS

Tanto unicelulares (protistas) como pluricelulares:animales, vegetales y hongos.

Constituyen organismos unicelulares llamadosprotistas (móneras): bacterias y cianobacterias.

Son de nutrición heterótrofa o autótrofa(fotosintética).

Son de nutrición heterótrofa o autótrofa(fotosintética o quimiosintética).

No pueden fijar el N2 atmosférico. Algunos procariotas pueden fijar el N2 atmosférico.Son de respiración aerobia aunque existeneucariotas capaces de realizar fermentación(levaduras y células musculares).

Existen procariotas aerobios y anaerobios (estrictoso facultativos). Muchos realizan fermentaciones.

En ambos tipos de células existen representantes con capacidad de realizar movimientos como respuesta aestímulos.

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DIFERENCIAS ENTRE CÉLULAS ANIMALES Y VEGETALES

Diferencias ysemejanzas Célula Vegetal Célula Animal

Forma de las célulasno especializadas Poliédrica Esférica

Tamaño Generalmente son mayores Generalmente son menores

Membranaplasmática Son similares en ambos tipos de células.

Pared celular

Es exterior a la membranaplasmática. Está formadabásicamente por láminas decelulosa y constituye el esqueletocelular.

No tienen

Orgánulos celularescomunes

Son comunes a ambos tipos celulares, por ejemplo: mitocondrias, retículoendoplasmático, ribosomas, aparato de Golgi,...

Orgánulos exclusivosde las célulasvegetales son:

- Los cloroplastos, pueden realizarla fotosíntesis (son autótrofoas).- vacuolas, en las vegetalesadquieren gran tamaño (puedenllegar a ocupar el 95 % delvolumen del citoplasma). En ellasse acumulan gran variedad desustancias: de reserva, de desecho,pigmentos, agua, etc.

No poseen cloroplastos (sonheterótrofas).

Las vacuolas, aunque tambiénaparecen en las células animales(denominadas, en éstas, vacuolasdigestivas o lisosomassecundarios), son de pequeñotamaño

Orgánulos exclusivosde las célulasanimales son:

- Los centriolos.

Estos orgánulos, relacionados conel movimiento, se encuentran, obien en la base de cilios y flagelos oen parejas, formando el diplosomaen el interior del centrosoma(organizador de los microtúbulos enel citoplasma celular).

Posición del núcleo:

Se encuentra desplazado contra lamembrana plasmática por lasgrandes vacuolas y ocupa unaposición excéntrica.

Suele ser central,

Movilidad

Carece de capacidad paradesplazarse (excepto casosparticulares como algunosgametos).

Pueden ser moviles mediantepseudópodos o pueden poseercilios y flagelos.

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Célula eucariota animal.

Célula eucariota vegetal.

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BREVE DESCRIPCIÓN DE LA ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LOS ORGÁNULOSCELULARES

MEMBRANA

Membrana plasmática: Delgada lámina que recubre la célula. Está formada por lípidos,proteínas y oligosacáridos. Regula los intercambios entre la célula y el exterior.

Pared celular: Gruesa capa que recubre las células vegetales. Está formada porcelulosa y otras sustancias. Su función es la de proteger la célula vegetal de lasalteraciones de la presión osmótica.

CITOPLASMA

Hialoplasma: Es el citoplasma desprovisto de los orgánulos. Se trata de un medio dereacción en el que se realizan importantes reacciones celulares, por ejemplo: la síntesisde proteínas y la glucolisis. Contiene los microtúbulos y microfilamentos que forman elesqueleto celular.

Retículo endoplasmático: Red de membranas intracitoplasmática que separancompartimentos en el citoplasma. Hay dos clases: granular y liso. Sus funciones son:síntesis de oligosacáridos y maduración y transporte de glucoproteínas y proteínas demembrana.

Ribosomas: Pequeños gránulos presentes en el citoplasma, también adheridos alretículo endoplasmático granular. Intervienen en los procesos de síntesis de proteínas enel hialoplasma.

Aparato de Golgi: Sistema de membranas similar, en cierto modo, al retículo pero sinribosomas. Sirve para sintetizar, transportar y empaquetar determinadas sustanciaselaboradas por la célula y destinadas a ser almacenadas o a la exportación.

Lisosomas: Vesículas que contienen enzimas digestivas. Intervienen en los procesos dedegradación de sustancias.

Vacuolas: Estructuras en forma de grandes vesículas. Almacenamiento de sustancias. Mitocondrias: En ellas se extrae la energía química contenida en las sustancias

orgánicas (ciclo de Krebs y cadena respiratoria). Centrosoma: Interviene en los procesos de división celular (células animales) y en el

movimiento celular por cilios y flagelos. Plastos: Orgánulos característicos de las células vegetales. En los cloroplastos se

realiza la fotosíntesis.

NÚCLEO Contiene la información celular.

Nucleoplasma: En él se realizan las funciones de replicación y transcripción de lainformación celular. Esto es, la síntesis de ADN y ARN.

Nucleolo: Síntesis del ARN de los ribosomas. Envoltura nuclear: Por sus poros se realizan los intercambios de sustancias entre el

núcleo y el hialoplasma.

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4. FORMA Y TAMAÑO DE LAS CÉLULAS.

► Forma.

En las células de vida libre su forma suele ser esférica, pero las que pertenecen aseres pluricelulares, las formas pueden ser muy variadas dependiendo de su función o laclase de tejido a la que pertenezca. Por ejemplo las células nerviosas tienen formas queparecen árboles sin hojas y con muchísimas ramas (dendritas), los glóbulos rojos de lasangre tienen forma de discos bicóncavos y los espermatozoides parecen renacuajos conuna larga cola (flagelo). En general tienden a la forma más o menos esférica, lo que permitea las sustancias que se incorporan a la célula llegar pronto a su destino en su interior.

► Tamaño.

Las células, con muy raras excepciones, no son visibles a simple vista. Es necesario elmicroscopio para visualizarlas. Ello es debido a que el ojo humano tiene un límite o poderresolutivo de unos 0,1-0,2 mm. El poder resolutivo es la capacidad de distinguir dos puntosseparados una cierta distancia. Esto significa que dos puntos separados a menor distanciase verían a simple vista como un único punto. Como las medidas habituales de las célulasestán por debajo de esa décima de milímetro, resultan imposibles de visualizar y paradistinguir sus componentes se usan microscopios, que tienen mayor poder resolutivo que elojo humano.

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Las medidas habituales usadas en microscopía son:

El micrómetro, 1 m, que es la millonésima parte del metro, o la milésima partede un milímetro. Es decir, en un milímetro hay 1000 micrómetros. Esta medida se usapara definir los tamaños celulares y sus orgánulos.

El nanómetro, 1 nm, que es lamil millonésima parte del metro, ola millonésima parte de unmilímetro. Esta medida se usasobre todo a nivel molecular y deorgánulos celulares muy pequeños.

El angstrom, 1 Å, que es ladiez milésima parte de unmicrómetro, es decir, queen un nanómetro hay 10 angstroms.Se usa a nivel molecular.

Las células eucariotas (las quetienen núcleo definido) son de mayor tamaño que las procariotas (sin núcleo), pues poseenmás orgánulos y funciones más complejas. Mientras las procariotas (bacterias por ej.) nopasan de un m, las eucariotas suelen tener tamaños diez veces superior, con frecuenciamiden más de 5 m. Por ej. los glóbulos rojos miden unas 7 m, los espermatozoideshumanos sobre los 55 m (50 m mide el flagelo y 5 m su cabeza). Los óvulos humanos soncélulas gigantescas que miden sobre 0,12 mm y casi se ven a simple vista. Casi todas lascélulas vegetales tienen entre 20 y 30 µm de longitud, forma poligonal y pared celularrígida. Las células de los tejidos animales suelen ser compactas, entre 10 y 20 µm dediámetro y con una membrana superficial deformable y casi siempre muy plegada.

A pesar de poderse visualizar al microscopio, con frecuencia es necesario teñirpreviamente con colorantes sus estructuras, pues las células suelen ser transparentes obien carentes de color.

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5. EL NÚCLEO CELULAR.

El núcleo fue descubierto por Robert Brown en 1880, es el centro vital de la célula,contiene el material genético en forma de una molécula ADN, en el se produce la replicacióndel ADN y su transcripción a ARN mensajero, ARN ribosómico y ARN transferente.

El núcleo aparece en todas las células salvo en las procariotas y en los eritrocitosmaduros de mamíferos.

El núcleo nos lo podemos encontrar en dos fases distintas: interfase o períodocomprendido entre dos divisiones celulares consecutivas, y en división.

6. NÚCLEO INTERFÁSICO.

Durante este período de la vida de la célula, el material genético se encuentraseparado del citoplasma por la membrana nuclear. Generalmente se presenta como una esfera degran tamaño que se destaca del citoplasma y que está separada de él por una envoltura nuclear, quees un elemento del retículo endoplasmático granular que rodea el material nuclear.

Fig.1.- Fotografía al microscopioelectrónico de una célulaeucariota animal en la quedestaca el núcleo interfásico. Seobserva también una pequeñaporción de citoplasma. (Aumentooriginal x 8200)

6.1. Forma, número, tamaño y posición.

a. La forma que posee el núcleo durante la interfase suele ser esférica, aunquehay excepciones. Las células musculares los poseen fusiformes, las de las célulasglandulares mucosas son discoidales, los leucocitos de nuestra sangre son polimorfos. En lascélulas vegetales su forma es discoidal.

b. Número. Aunque las células poseen generalmente un único núcleo, existenexcepciones de células con dos e incluso con varios núcleos (por ejemplo, las células de lasfibras musculares estriadas).

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c. El tamaño del núcleo interfásico guarda relación con el tamaño del citoplasma,cuyo volumen aumenta en el curso de la vida de la célula, en tanto permanece constante elvolumen del núcleo. De manera que cuando la célula crece y adquiere un determinadovolumen, se produce la división celular, ocurriendo como si el núcleo no fuera capaz degobernar una célula que hubiera alcanzado tal tamaño.

La relación núcleo-citoplasma se designa por K, y se expresa mediante la siguientefórmula:

Volumen del núcleoK =

Volumen de la célula - Volumen del núcleo

Cuando esta relación alcanza un determinado valor mínimo, que equivale un volumenmáximo del citoplasma, la célula se divide.

d. Posición. Generalmente ocupa una posición central en las células animales; en lasvegetales es frecuente, sin embargo, que se encuentre desplazada a una zona lateral,debido al gran desarrollo de sus vacuolas.

6.2. Estructura del núcleo interfásico.

a. Envoltura nuclear. El núcleo está separado del citoplasma por una doblemembrana, la envoltura nuclear, que es una porción del retículo endoplasmático (tras ladivisión celular, en la que desaparece, la envoltura nuclear se forma a partir de cisternasdel R.E.). La composición de esta envoltura es muy semejante a la de la membranaplasmática, se llama membrana externa a la que se encuentra en contacto con el citosol(hialoplasma), y membrana interna a la que lo hace con el nucleoplasma. Entre las dosmembranas queda un espacio de unos 200 Å de grosor, el espacio perinuclear, hayestructuras filamentosas que la cruza (Fig. 2). Dada su naturaleza, en estas membranas seencuentran enzimas similares a las del retículo endoplasmático, incluyendo por ello suactividad metabólica, funciones como la biosíntesis del colesterol, fosfolípidos,destoxificación, etc, y que también son realizadas por el retículo.

En la cara interna de la envoltura se presenta la lámina nuclear, de naturalezaproteica, que separa a la cromatina de la membrana nuclear. La membrana externa presentaribosomas (sintetizadores de proteínas, que pueden así pasar al espacio perinuclear)adosados a su cara hialoplasmática.

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La envoltura nuclear no es continua, pues se encuentra perforada por los porosnucleares, a través de los cuales se realiza el intercambio de materiales del núcleo alhialoplasma, y viceversa. Sus dimensiones son de unos 800 Å de Ø, y presentan 8 gránulosproteicos dispuestos en octógonos (formados por material filamentoso enrollado) tanto enla cara interna como en la externa, al conjunto se le denomina "complejo del poro nuclear",y en el centro de ellos y del poro, otro gran gránulo regula el paso de sustancias (Fig. 3).

b. Nucleoplasma. En el interior del núcleo se encuentra el nucleoplasma o jugonuclear, consiste en una disolución acuosa de biomoléculas en estado coloidal, dondedestacan las proteínas (enzimas, histonas...), ácidos nucleicos (ADN, ARN, nucleótidos...),lípidos, glúcidos, sales e iones. Se supone que existe una red proteica con funciones de"citoesqueleto nuclear". Al microscopio óptico se observa en él una maraña de fibrillas ygrumos, que se tiñen con facilidad con colorantesbásicos, constituida por un material que denominamoscromatina.

c. Nucléolo. En el núcleo teñido pueden verseuno o más nucléolos, pero lo normal es uno. Aparececomo una mancha oscura de aspecto granular, y estácompuesto por el ADN especializado en la produccióndel ARNr. Los cromosomas a los que pertenece esteADN se denominan cromosomas nucleolares, y al ADNque codifica este ARNr se le conoce como organizador

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nucleolar. En el nucléolo tiene lugar el ensamblaje del ARNcon proteínas procedentes del citoplasma, para formar lassubunidades ribosómicas. Éstas serán exportadasposteriormente, a través de los poros nucleares, alcitoplasma.

Al microscopio electrónico se aprecia que no existemembrana que delimite al nucleolo

d. Cromatina. En el núcleo interfásico al microscopio óptico, la cromatina seaprecia en forma de grumos y filamentos. Cada fibrilla de cromatina está constituida poruna molécula de ADN asociado a histonas (proteína) con cierta cantidad de otroscomponentes: proteínas ácidas (no histónicas) y ARN. Las histonas son proteínas muybásicas. Se han descrito cinco clases de histonas H1, H2A, H2B, H3, H4, todas ellas de bajopeso molecular.

Al microscopio electrónico la fibra de cromatina tiene el aspecto de un “collar de perlas”como consecuencia de la especial asociación entre el ADN y las proteínas (histonas) enforma de una fibra nucleosómica o fibra de cromatina unidad. A cada “cuenca” se ledenomina nucleosoma.

La cromatina interfásica es activa genéticamente, expresando la información quecontiene mediante los procesos de transcripción y traducción. Entre la cromatinadistinguimos:

• La heterocromatina (cromatina densa) que aparece como zonas muy teñidas en las que elADN está fuertemente condesado, y permanece funcionalmente inactivo.

• La eucromatina (cromatina difusa) que se observa como zonas menos teñidas donde lacromatina está más dispersa, despiralizada, y es funcional en ella se realiza la trascripción.

6.3. Funciones del núcleo interfásico.

Son fundamentalmente dos:

► Replicación o formación de cromosomas dobles, que más tarde se separan en doscélulas hijas, asegurando que cada una de ellas posea el mismo patrimonio genético; esaduplicación tiene lugar durante un período determinado de la interfase.

► Transcripción del mensaje genético a los ARNm, ARNr y ARNt.

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Para realizar ambas funciones es necesario que la molécula de ADN no se encuentremuy plegada (eucromatina), de manera que puedan ser fácilmente accesibles aquellos tramosque deberán ser transcritos o duplicados.

7. NÚCLEO EN DIVISIÓN.

En el momento de la división de la célula, el núcleo adopta un aspecto muy diferente,la cromatina se condensa apretadamente transformándose y adoptando el aspecto debastoncillos: los cromosomas.

7.1.- Cromosomas. Son visibles sólo durante los períodos de división celular.Están constituidos por la cromatina condensada o "super-enrollada".

En el momento de iniciarse la división, el cromosoma está formado por doscromátidas, resultantes de la duplicación del ADN.

Ambas se encuentran unidas entre sí por una zona más estrecha, que constituye laconstricción primaria o centrómero, que hace que el cromosoma se presente en forma decuatro brazos.

Fig.4 .- Organización de un cromosomametafásico.

El centrómero engarza las fibras delhuso mitótico, tanto en la mitosis como en lameiosis, y permite la separación de loscromosomas que corresponderán a lascélulas hijas.

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En los cromosomas pueden existir constricciones secundarias, más o menospronunciadas, y que corresponden a la región del nucléolo interfásico. Suelen estarrelacionadas con regiones satélites, estructuras redondeadas que se encuentran en elextremo de los cromosomas unidas a estos por medio de constricciones secundarias. Los dosextremos del cromosoma reciben el nombre de telómeros (Fig. 4)

La función de los cromosomas es facilitar el reparto de la información genéticadurante la división celular.

Según la posición del centrómero o constricción primaria, hay 4 tipos de cromosomas:

- Metacéntricos, si los dos brazos tienen aproximadamente la misma longitud.- Submetacéntricos, uno de los brazos es ligeramente mayor.

- Acrocéntricos, cuando los dos brazos son de longitudes diferentes.- Telocéntricos, si el centrómero está en el extremo de un brazo, sólo es visible unbrazo.

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a. Número de cromosomas (haploide y diploide).

Se dice que una célula posee un número diploide de cromosomas (2n) cuando contieneparejas de cromosomas homólogos, uno de ellos de origen materno y el otro de procedenciapaterna.

Estas parejas de cromosomas homólogos poseen la misma secuencia de genes. Aunquedebido a su origen, no poseen la misma información genética.

Las células sexuales, óvulos y espermatozoides contienen únicamente un juego decromosomas (n), o lo que es lo mismo, son células con un número haploide de cromosomas.

Cada especie posee un número fijo de cromosomas. Así, la especie humana posee 2n =46 cromosomas, es decir, 23 parejas de cromosomas homólogos. El chimpancé, el orangutány el gorila poseen 2n = 20, y la planta de la papa, 2n = 48.

Existen también organismos triploides, con tres juegos de cromosomas, e incluso conun número mayor de juegos. La poliploidia, es decir, el hecho de que sus células contenganvarias series de cromosomas, es frecuente entre los organismos vegetales.

b. Cariotipo.

Se llama así al número, forma ytamaño de los cromosomas de unadeterminada especie.

Uno de los primeros cariotiposconocidos fue el de Drosophilamelanogaster (mosca de la fruta), enla década de los 20. Esta mosca poseeun número diploide de 8 cromosomas(4 pares), siendo dos de los paresmetacéntricos, un par puntiforme y elúltimo el par de cromosomas sexuales

b.1. Cariotipo humano. Elnúmero diploide de cromosomas

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humanos es de 46 (23 pares: 22 pares de autosomas y un par de cromosomas sexuales).

El cariotipo humano suele hacerse como un montaje a partir de una microfotografíade una célula en división, en la etapa de metafase mitótica. Por tanto dichoscromosomas consisten en dos cromátidas hermanas unidas por su centrómero (Fig. 6).

Por el tamaño y la forma, hay muchos cromosomas del cariotipo que se parecen. Paradiferenciarlos se utilizan técnicas de bandeado: tinciones específicas con las queaparecen unas series de bandas claras y oscuras características en cada cromosoma.

b.2. Alteraciones del cariotipo o anormalidades cromosómicas. Elestudio del cariotipo es importante para poder detectar anomalías cromosómicas que,en los individuos que las poseen, se traduce en enfermedades genéticas. Una de ellasquizá la más conocida, es el mongolismo o síndrome de Down. Las personas afectadasposeen 47 cromosomas en lugar de los 46 que contienen las células sanas. La parejanúmero 21 no está formada en este caso por dos cromosomas homólogos, sino por tres,de manera que existe en dicha pareja una trisomía, causante de la enfermedad (narizchata, cuello pequeño, retraso mental). Síndromes de Klinefelter (XXY) poseen 47cromosomas no realizan la espermatogenesis y presentan retraso mental, Síndrome deDoble Y (XYY), son individuos muy agresivos, Síndrome de Turner (X) no presentancaracteres sexuales secundarios, no presentan ovulación por atrofia ovárica, retrasomental, etc. Algunas son debidas a exceso o defecto en el número de cromosomas yotras son debidas a alteraciones en fragmentos de cromosomas: inversiones,translocaciones, delecciones (supresión), etc.

En general, la falta o exceso de cromosomas completos suele deberse a errores en lameiosis, como la "no disyunción" o falta de separación de algún par de cromosomashomólogos en la Meiosis I, por lo que un gameto tendrá un cromosoma de más y otrotendrá uno de menos.

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ACTIVIDADES

Forma, tamaño y estructura general de la célula.Actividad 01 InicialActividad 02: Teoría celular.Actividad 03: Identificar los orgánulos celulares.

El núcleoActividad 04: La envoltura nuclear.Actividad 4: Estructura y tipos de cromosomas.

1. (Sep 04) La célula es la unidad anatómica y funcional de los seres vivos.a.- Identifica y nombra los orgánulos marcados por flechas en los dibujos.b.- ¿A qué tipo de célula corresponde cada dibujo?c.- Indica qué orgánulo es exclusivo de cada tipo celular.

4

5

6

B

244

55

66

BB

22

1. La organización celular se presenta en lafigura adjunta.

a.- Identifica los componentes celularesenumerados.b.- Indica a qué tipo de célula correspondenA y B.

2. Debajo se muestra unamicrofotografía y un esquema de la misma zona de una célula.a) ¿Qué dos orgánulos puedes distinguir?b) Identifica las partes enumeradas.c) ¿Se establece alguna relación entre ambos orgánulos?d) ¿Tienen envoltura doble o simple?

1

2

3

A

11

22

33

AA

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3. Las células eucariotas y procariotas son completamente diferentes entre sí. Copia la siguientetabla en tu hoja de examen y complétala, colocando para ello las dos opciones que se dan entreparéntesis en la casilla que corresponda (una de las opciones en la columna de procariotas yotra en la de eucariotas).

4. Haga corresponder los orgánulos con sus características, colocando una cruz en el lugarcorrespondiente.

5. En los primeros estadíos de la vida en la Tierra, solamente existieron células procariotas.Posteriormente aparecieron unas células más complejas denominadas eucariotas.a) Enumera al menos 4 diferencias fundamentales entre las células procariotas y eucariotas.

6. Las células eucariotas y procariotas son completamente diferentes entre sí. Copia la siguientetabla en tu hoja de examen y complétala, colocando para ello las dos opciones que se dan entreparéntesis en la casilla que corresponda (una de las opciones en la columna de procariotas yotra en la de eucariotas).

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7. Copia la siguiente tabla en hoja de examen y responde:a) Pon una “X” en el cuadro apropiado para señalar las estructuras que esperarías en las célulasdependiendo de que sea vegetal, animal o bacteria.b) ¿Tienen los virus algunas de estas estructuras? Razona tu respuesta.

8. Basándose en su organización celular, los principales microorganismos pueden ser:acelulares, procariotas o eucariotas. Clasifica los microorganismos siguientes: levadura decerveza, moho del pan, coronavirus y lactobacillus acidophilus (bacteria presente en productoslácteos).

9. Sep 05. Copia la tabla adjunta correspondiente a dos tipos de organización celular.Contesta con un SI o No lo que corresponda en cada casilla.

Procariotas EucariotasMembrana plasmáticaCitoesqueletoRetículo endoplasmáticoLisosomasMitocondriasMesosamasMembrana nuclearADNNucleoloRibosomas

10. Sep 05.-El núcleo es una estructura celular exclusiva de un tipo de células.a.- ¿Cómo se llaman las células que tienen núcleo?b.-Explica de qué está formada la envuelta nuclear.c.- En el interior del núcleo podemos distinguir el nucléolo y la cromatina, ¿Qué función tiene éstos doscomponentes nucleares?

11. Jun.06.- Los procariotas presentan todas las formas de nutrición por lo que pueden colonizartodos los ambientes. Indica la diferencia entre organismos:

a.- Autótrofos y Heterótrofosb.-Fotótrofos y Quimiótrofosc.- Quimioorganotrofos y quimiolitotrofos

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12. Jun 06.- La figura adjunta esquematiza a un orgánulo celular en elque se numeran cada una de sus partesa.- ¿De qué orgánulo se trata?b.- ¿Que números se corresponden con el nucleoplasma y la cromatina.c.- ¿Cuál es el nucléolo y cuál es su función?d.- ¿En qué tipo de células podemos encontrar dicho orgánulo?

13. Sep 06. La figura adjunta esquematiza a un orgánulo celular.a.- Nombra e indica la función del orgánulo.b.- Identifica los componentes de este orgánulo enumerados en el dibujo.c.- ¿Cuál es la función del número 4?d.- ¿En qué tipo de organización celular se puede localizar?

14 Jun 07. La célula es la unidad básica de los seres vivos.a.- ¿Qué estructura identifica que la figura adjunta correspondea una célula eucariota?b.- ¿El nº 1 a qué corresponde?c.- ¿El nº 3 qué función puede desempeñar en la célula?.d.- Indica (nº) y nombra los orgánulos con doblemembrana que contiene la célula de la imagen

15 Jun 07.- El cariotipo es característico de cada especie, como serepresenta en la imagen adjunta, y se realiza para identificar ciertasanomalías.

a.- ¿Qué estructuras celulares están representadas en la figura?b.- ¿A qué especie puede pertenecer?c.- ¿Corresponde a una especie haploide o diploide?d.- ¿Cuántas moléculas de ADN hay en este momento del ciclo celular?

16. Jun 07.- Las células del esquema, pertenecientes a un tejido, están llevando a cabo un procesocelular. Las imágenes junto con su correspondiente dibujo no están en orden secuencial alproceso.a.- ¿De qué proceso se trata?b.- Di el nombre de las distintas fases que identifiques en el esquema.c.- Si la célula madre o inicial es 2n = 24, ¿cuál será la dotación en las células hijas?d.- ¿Este proceso podría ocurrir en células con dotación de n =12?

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17 Sep 07. La división celular es un complejo proceso. En la figura adjuntase representa un tipo de división celular

a.- ¿Cómo se denomina cada una de las etapas que están enumeradas del2 al 5?

b.-Si en la célula inicial (1) que está en interfase hay 46 cromosomas,¿cuántos cromosomas hay en cada célula numerada como 5 en elesquema?

c.- Este tipo de división celular ¿se puede producir en células condotación haploide y/o diploide?

18 Sep 07.- La célula es la unidad anatómica y funcional de los seres vivos.a.- Identifica y nombra las estructuras numeradas en ambos dibujos.b.-¿A qué tipo de célula corresponde el dibujo A y el B?c.- Indica qué orgánulo es exclusivo de cada tipo celular.d.-¿Se trata de células procariotas o eucariotas?.