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División Celular y Nuclear

TEMA D2.1

BIOLOGÍA IB

Programa Diploma de Bachillerato Internacional

El Núcleo Celular: Centro de Control

Función Esencial

Estados Nucleares

Componentes Clave

Orgánulo membranoso que contiene y protege el material genético (ADN) en células eucariotas

Núcleo en interfase (activo en síntesis y transcripción) y núcleo en división (cromatina altamente condensada)

Envoltura nuclear doble, nucleoplasma, cromatina dispersa y nucléolo donde se ensamblan ribosomas

Estructura de la Envoltura Nuclear

Doble Membrana

• Membrana externa: con ribosomas adheridos, conectada al retículo endoplasmático rugoso
• Membrana interna: anclada a la lámina nuclear, red de filamentos proteicos

Outer Membrane

Connected to RER; ribosomes attached

Nuclear Envelope Structure

Inner Membrane

Supports nuclear lamina for structural support

Nuclear Pores

Channels for regulated nucleus–cytoplasm exchange

Poros Nucleares

Complejos proteicos de ~125 millones de daltons que permiten paso selectivo de ARN, proteínas y otras moléculas esenciales

La envoltura nuclear es una barrera selectiva que regula el intercambio molecular entre el núcleo y el citoplasma

La Cromatina: ADN y Proteínas

Nucleosomas

Eucromatina

Heterocromatina

Cromosomas

ADN enrollado alrededor de octámeros de histonas, formando estructura tipo "collar de perlas"

Cromatina menos condensada, transcripcionalmente activa, permite acceso de enzimas

Muy condensada, transcripcionalmente inactiva, mantiene genes silenciados

Durante división celular, cromatina se condensa formando cromosomas visibles al microscopio

El Ciclo Celular: Interfase y Fase M

Interfase: Preparación Celular

Fase G1: crecimiento celular intenso, síntesis de proteínas y orgánulos Fase S: replicación completa del ADN, duplicación de cromosomas Fase G2: síntesis de proteínas para mitosis, duplicación de centrosomas

G1 — Cell Growth

S — DNA Replication

Punto de Restricción (R)

Checkpoint crítico en G1: la célula evalúa condiciones y se compromete irreversiblemente a la división

G2 — Preparation for Mitosis

M — Mitosis & Cytokinesis

Fase M

División nuclear (mitosis) seguida de citocinesis para formar dos células hijas

Mitosis: División del Núcleo

Proceso de división nuclear que garantiza la distribución equitativa del material genético duplicado entre dos células hijas genéticamente idénticas

Profase

Condensación de cromatina en cromosomas visibles, desintegración de envoltura nuclear, formación del huso mitótico

Prometafase

Cromosomas se unen a microtúbulos del huso mediante cinetocoros, movimiento hacia el ecuador celular

Metafase

Cromosomas perfectamente alineados en placa ecuatorial, máxima condensación cromosómica, checkpoint del huso

Anafase

Separación sincrónica de cromátidas hermanas, migración hacia polos opuestos por acortamiento de microtúbulos

Telofase

Reconstrucción de envolturas nucleares, descondensación cromosómica, reaparición de nucleolos

Citocinesis: División del Citoplasma

Células Animales

Células Vegetales

Estrangulamiento progresivo mediante anillo contráctil de filamentos de actina y miosina que comprime la membrana plasmática hasta separación completa

Formación de fragmoplasto y placa celular: vesículas del Golgi transportan material de membrana y pared celular que se fusionan en el centro

La citocinesis ocurre simultáneamente o inmediatamente después de la telofase, completando la división celular y generando dos células hijas genéticamente idénticas a la célula madre

División Celular: Procariotas vs Eucariotas

Procariotas

• Fisión binaria simple y rápida
• Cromosoma circular único
• Sin núcleo ni mitosis
• Replicación bidireccional del ADN
• División por septación

Eucariotas

• División compleja con mitosis
• Múltiples cromosomas lineales
• Núcleo verdadero protegido
• Aparato del huso mitótico
• Citocinesis diferenciada

La complejidad de la división eucariota permite mayor precisión en la transmisión genética y control del ciclo celular, fundamental para organismos multicelulares complejos

Importancia Biológica y Aplicaciones

Crecimiento y Desarrollo

División celular controlada permite crecimiento tisular, desarrollo embrionario y regeneración de órganos en organismos multicelulares

Reparación Tisular

Cicatrización de heridas, renovación continua de tejidos (piel, intestino) y reemplazo de células dañadas o envejecidas

Reproducción Celular

Base de reproducción asexual en organismos unicelulares y producción de gametos (tras meiosis) en reproducción sexual

Control y Apoptosis

Muerte celular programada elimina células dañadas o anómalas, previniendo proliferación descontrolada (cáncer y tumores)

Resumen y Reflexión Final

Continuidad Genética

Fundamento Vital

Aplicación Médica

La división celular y nuclear asegura transmisión fiel de información genética entre generaciones celulares

Base molecular del crecimiento, reparación, reproducción y mantenimiento de todos los organismos vivos

Comprensión esencial para desarrollo de terapias contra cáncer, enfermedades genéticas y medicina regenerativa

Pregunta para reflexionar: ¿Qué consecuencias tendría para un organismo si la mitosis no distribuyera el ADN con precisión absoluta?

¡Gracias por vuestra atención!