Biología por Shantal Y Mariangel

 Ciclo Celular (Mitosis) Y Las Mutaciones Genéticas 

En los genes podemos encontrar algunos cambios que pueden afectar a características tales como el color de los ojos o el color del pelo. Sim embargo, puede conseguir ser mas grave de lo que se  piensa, puesto que también estos cambios o alteraciones geneticas pueden llegar a afectar el funcionamiento de una proteína que desempeñe funciones de gran importancia para las células. En esos casos, dicho cambio en el ADN es el desencadenante una enfermedad. También puede provocar trastornos geneticos.

Estos cambios patológicos en el ADN se conocen como mutaciones y son los causantes de las enfermedades genéticas.

Entonces podemos decir que una mutación genética es cuando ocurre un cambio en uno o más genes. 

Si las mutaciones se presentan en el ADN de los gametos, pueden transmitirse de una generación a otra. Por el contrario, si se producen en la células somáticas, no se heredarán, pero pueden propagarse asexualmente, lo cual sucede en las plantas (por ejemplo, las que se reproducen por estacas)

Tipos de mutaciones genéticas 

La alteración de la secuencia de bases de un gen puede ocurrir por sustitución, adición o deleción de un o más bases del ADN nuclear. 

Adición

 Ocurre uno o más nucleótidos son intersectados en la secundaria de un gen. Trae importantes consecuencias en a secuencia de aninoácidos que forma el polipéptido, debido a que habrá una reagrupación de todos los nucleótidos para formar tripletes diferentes a partir del punto donde ocurre la  mutación.

Deleción

Se da cuenta uno o más nucleótidos son eliminados en la secuencia de un gen. Al igual que la adición, promueve una reagrupación de todos los nucleótidos para formar tripletes diferentes a partir del punto de deleción

Sustitución

Tiene lugar cuando uno o más nucleótidos se sustituyen por otros. Por ejemplo, si la secuencia normal     de un codón es GAG, la traducción de dicho codón incorpora el aminoácido glutamato a la cadema polipeptídica. Pero si ocurre una sustitución de uno de los nucleótidos del codón por otro, se especificará otro aminoácido. Así, si en vez de GAG se tiene GUG, debido a la sustitución de la A (adenina) po el U (uracilo), este codón mutado especifica el aminoácido valina en vez del glutamato. La proteína que se sintetice tendrá, por lo tanto, un aminoácido defiferente en su cadena polipeptídica. 

Principales causas de las mutaciones genéticas

• La exposición a mutágenos 
• Una infección viral.
• Ruptura espontánia del ADN 
• La pérdida de uno o más genes
• Lesiones fortuitas: son alteraciones de la estructura de uno o de varios nucleótidos del ADN, que aparecen de forma natural
• Las rupturas espontáneas del DNA también pueden causar mutaciones.
• Errores en la replicación del ADN durante la división celular en la mitosis

El ciclo celular (la mitosis)

Que es el ciclo celular

El ciclo celular comprende toda una serie de acontecimientos o etapas que tienen lugar en la célula durante su crecimiento y división. Una célula pasa la mayor parte de su tiempo en la etapa llamada interface, y durante este tiempo crece, duplica sus cromosomas y se prepara para una división celular. Una vez terminada la etapa de interface, la célula entra en la mitosis y completa su división. Las células resultantes, llamadas células hijas, empiezan sus respectivas etapas de interface y empiezan así una nueva serie de ciclos celulares

El ciclo celular es el nombre con el que se conoce el proceso mediante el cual las células se duplican y dan lugar a dos nuevas células. El ciclo celular tiene distintas fases, que se llaman G1, S, G2 y M. La fase G1 es aquella en que la célula se prepara para dividirse. Para hacerlo, entra en la fase S, que es cuando la célula sintetiza una copia de todo su ADN. Una vez se dispone del ADN duplicado y hay una dotación extra completa del material genético, la célula entra en la fase G2, cuando condensa y organiza el material genético y se prepara para la división celular. El siguiente paso es la fase M, cuando tiene lugar la mitosis. Es decir, la célula reparte las dos copias de su material genético entre sus dos células hijas. Después de haber completado la fase M, se obtienen dos células (de donde había sólo una) y el ciclo celular empieza de nuevo para cada una de ellas.

Que es la mitosis

Proceso por el cual una sola célula parental se divide para producir dos células hijas. Cada célula hija recibe un conjunto completo de cromosomas de la célula parental. Este proceso le permite al cuerpo crecer y reemplazar las células.

La mitosis consiste en cuatro fases básicas: profase, metafase, anafase y telofase.

 

 Fases de la mitosis 

1. Profase

Profase temprana. El huso mitótico comienza a formarse, los cromosomas empiezan a condensarse y el nucleolo desaparece.

En la profase temprana, la célula comienza a deshacer algunas estructuras y construir otras, y así prepara el escenario para la división de los cromosomas.

·         Los cromosomas comienzan a condensarse (lo que hace que sea más fácil separarlos después).

·         El huso mitótico comienza a formarse. El huso es una estructura hecha de microtúbulos, fibras fuertes que son parte del “esqueleto” de la célula. Su función es organizar los cromosomas y moverlos durante la mitosis. El huso crece entre los centrosomas a medida que se separan.

·         El nucléolo, que es una parte del núcleo donde se hacen los ribosomas, desaparece. Esto es una señal de que el núcleo se está alistando para descomponerse.

Profase tardía (prometafase). La envoltura nuclear se descompone y los cromosomas se condensan completamente.

En la profase tardía (a veces también llamada prometafase), el huso mitótico comienza a capturar y a organizar los cromosomas.

·         Los cromosomas se condensan aún más, por lo que están muy compactos.

·         La envoltura nuclear se descompone y los cromosomas se liberan.

·         El huso mitótico crece más y algunos de los microtúbulos empiezan a “capturar” cromosomas.

 

2. Metafase.Los cromosomas se alinean en la placa metafásica, bajo tensión del huso mitótico. Las dos cromátidas hermanas de cada cromosoma son capturadas por los microtúbulos de polos opuestos del huso.

En la metafase, el huso ha capturado todos los cromosomas y los ha alineado en el centro de la célula, listos para dividirse.

·         Todos los cromosomas se alinean en la placa metafásica (no una estructura física, solo un término para el plano donde se alinean los cromosomas).

·         En esta etapa, los dos cinetocoros de cada cromosoma deben unirse a los microtúbulos de los polos opuestos del huso.

Antes de proceder a la anafase, la célula comprobará que todos los cromosomas estén en la placa metafásica con sus cinetocoros unidos correctamente a los microtúbulos. Esto se llama punto de control del huso y ayuda a asegurar que las cromátidas hermanas se dividan uniformemente entre las dos células hijas cuando se separan en el paso siguiente. Si un cromosoma no está correctamente alineado o unido, la célula detendrá la división hasta que se resuelva el problema.

3. Anafase. Las cromátidas hermanas se separan una de la otra y son jaladas hacia los polos opuestos de la célula. Los microtúbulos que no están unidos a los cromosomas empujan los polos del huso en direcciones contrarias, mientras que los microtúbulos del cinetocoro jalan a los cromosomas hacia los polos.

En la anafase, las cromátidas hermanas se separan una de la otra y son jaladas hacia los polos opuestos de la célula.

·         El “pegamento” proteico que mantiene juntas a las cromátidas hermanas se degrada, lo que permite que se separen. Cada una ahora es su propio cromosoma. Los cromosomas de cada par son jalados hacia extremos opuestos de la célula.

·         Los microtúbulos no unidos a los cromosomas se elongan y empujan para separar los polos y hacer más larga a la célula.

Todos estos procesos son impulsados por proteínas motoras, máquinas moleculares que pueden “caminar” a lo largo de circuitos de microtúbulos y llevar una carga. En la mitosis, las proteínas motoras llevan cromosomas u otros microtúbulos mientras caminan.

4. Telofase. El huso desaparece, una membrana nuclear se vuelve a formar alrededor de cada grupo de cromosomas y un nucléolo reaparece en cada nuevo núcleo. Los cromosomas también comienzan a descondensarse.

En la telofase, la célula casi ha terminado de dividirse y comienza a restablecer sus estructuras normales mientras ocurre la citocinesis (división del contenido de la célula).

·         El huso mitótico se descompone en sus componentes básicos.

·         Se forman dos nuevos núcleos, uno para cada conjunto de cromosomas. Las membranas nucleares y los nucléolos reaparecen.

·         Los cromosomas comienzan a descondensarse y vuelven a su forma "fibrosa".

 

 

Cuando la división termina, produce dos células hijas. Cada célula hija tiene un grupo completo de cromosomas, idéntico al de su hermana (y al de la célula madre). Las células hijas se incorporan al ciclo celular en G1.

Cuando la citocinesis acaba, terminamos con dos nuevas células, cada una con un juego completo de cromosomas idénticos a los de la célula madre. Las células hijas pueden ahora comenzar sus propias “vidas” celulares. pueden experimentar mitosis ellas mismas y repetir el ciclo.

Errores en la mitosis

Aunque los errores en la mitosis son bastante poco frecuentes, este proceso puede fallar, especialmente durante las primeras divisiones celulares en el cigoto. Los errores mitóticos pueden ser especialmente peligrosos para el organismo, porque el descendiente futuro de la célula madre defectuosa asumirá su misma anomalía.

Un cromosoma puede no separarse durante la anafase. En tal caso, una célula hija recibirá dos cromosomas hermanos y la otra quedarse sin ninguno. Esto da lugar a que una célula tenga tres cromosomas que codifiquen la misma cosa (dos hermanos y un homólogo), una condición conocida como trisomía, y la otra célula, que solamente tiene un cromosoma (el cromosoma homólogo), tendrá monosomía.

Las mutaciones genéticas pueden ir de una anomalía imperceptible a la muerte del organismo.

Elaborado por: Shantal Zambrano y Mariangel Alzuru 

Referencias:

• https://kidshealth.org/es/parents/gene-mutations.html
• https://imegen.es/informacion-al-paciente/informacion-genetica-enfermedades-hereditarias/conceptos-genetica/las-mutaciones-geneticas/
• https://evolution.berkeley.edu/bienvenido-a-la-evolucion-101/mecanismos-los-procesos-de-la-evolucion/las-causas-de-las-mutaciones/
• Reimpresión: 2022. Biología 3er año. Caracas, Venezuela. Santillana, S.A
• https://www.genome.gov/es/genetics-glossary/Ciclo-celular
• https://es.khanacademy.org/science/ap-biology/cell-communication-and-cell-cycle/cell-cycle/a/phases-of-mitosis