Retroalimentación

Todas las células de un mismo individuo tienen el mismo ADN, puesto que proceden de la misma célula, el cigoto, y se ha reproducido por mitosis. Todas las células, salvo que hayan tenido algún mutación genética, contendrán la misma información genética y, potencialmente, podrían sintetizar las mismas proteínas. 

Aunque la mayor parte de las proteínas que sintetizan las células de un organismo son idénticas, cada tipo de célula es capaz de sintetizar algunas proteínas específicas que son necesarias para realizar su función. La diferenciación celular se produce en la fase G1 de la interfase del ciclo celular, y permite que algunas proteínas sean exclusivas de las células hepáticas y otras, de las células renales.

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a) El contenido de ADN en la fase G₂ será el doble (8 x 10^-6) puesto que durante la fase previa a G₂, la fase S, se replica el ADN nuclear. Así, según el modelo semiconservativo, se repartirá el material genético equitativamente entre las células hijas.

b) En la fase G₂, en lugar de estar distribuido el ADN en 6 cromátidas, el ADN estará distribuido en 12 cromátidas, y cada cromosoma estará constituido por dos cromátidas (no solo por una), por lo que seguirá teniendo 6 cromosomas aunque con el doble de ADN que en la fase G₁. En la mitosis, cada célula hija se repartirá una cromátida de cada uno de estos 6 cromosomas.

Retroalimentación

A) Enumere las fases de que consta el ciclo celular completo e indique, en términos generales, qué ocurre en la célula en cada una de ellas (1,5 puntos)

El ciclo celular es el conjunto de fases por las que pasa una célula desde que se forma hasta que se divide en dos células hijas. Este ciclo está formado por dos grandes etapas:

1. Interfase (preparación para la división):

Es la fase más larga del ciclo celular. La célula no se divide aún, pero realiza una intensa actividad metabólica y se prepara para la división. Consta de tres subfases:

• Fase G₁ (Gap 1):

  • La célula crece en tamaño.

  • Sintetiza proteínas, orgánulos y otras moléculas necesarias.

  • Realiza sus funciones específicas (como secretar sustancias o contraerse si es muscular).

  • Se evalúan las condiciones del entorno.

  • En este punto la célula puede continuar el ciclo o entrar en reposo (fase G₀) si no va a dividirse.

• Fase S (síntesis):

  • Tiene lugar la replicación del ADN: cada cromosoma se duplica y pasa de tener una sola cromátida a tener dos cromátidas hermanas unidas por el centrómero.

  • También se duplican los centrosomas, necesarios para formar el huso mitótico.

• Fase G₂ (Gap 2):

  • La célula sigue creciendo y sintetizando proteínas necesarias para la división.

  • Se revisa que el ADN se haya replicado correctamente y se reparan posibles errores.

  • Se forman estructuras esenciales para la mitosis.

2. Fase M (Mitosis o división celular):

Es la fase en la que la célula se divide en dos células hijas. Incluye:

• Cariocinesis: división del núcleo celular, que se produce en 4 fases:

  • Profase: condensación del ADN en cromosomas, desaparición del nucleolo, formación del huso mitótico.

  • Metafase: los cromosomas se alinean en el ecuador de la célula.

  • Anafase: las cromátidas hermanas se separan y migran a polos opuestos.

  • Telofase: se forman dos núcleos nuevos y los cromosomas se descondensan.

• Citocinesis: división del citoplasma, dando lugar a dos células hijas genéticamente idénticas entre sí y a la célula madre.

B) Explique el punto de control R del ciclo celular (0,5 puntos)

El punto de control R (también llamado punto de restricción) se encuentra en la fase G₁, justo antes de que la célula entre en la fase S.

¿Qué ocurre en este punto?
La célula evalúa si las condiciones internas y externas son adecuadas para comenzar la replicación del ADN. Se trata de un filtro de seguridad fundamental que decide si la célula puede continuar el ciclo.

Criterios evaluados en el punto R:

• Que la célula tenga un tamaño suficiente.

• Que haya nutrientes y energía disponibles.

• Que el ADN no esté dañado.

• Que reciba señales externas adecuadas (como factores de crecimiento).

Si todo está correcto, la célula pasa a fase S y replica su ADN.
Si hay problemas, puede:

• Detener el ciclo para reparar daños,

• Entrar en fase G₀ (reposo), o incluso

• Activar la apoptosis (muerte celular programada) si el daño es grave.

Este punto es clave para evitar la proliferación descontrolada de células con errores, como sucede en el cáncer.

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A) La figura representa el ciclo celular en una célula eucariota. Indique qué representan las letras I y M, y los acontecimientos más importantes que tienen lugar en las fases G0, G1, S y G2.

La letra I representa la interfase, que es la fase de preparación antes de la división celular. A su vez, la interfase se divide en tres subfases:

• Fase G1 (postmitótica): la célula crece, sintetiza proteínas, forma nuevos orgánulos y lleva a cabo funciones normales de su especialidad.

• Fase S: se produce la replicación del ADN, de modo que cada cromosoma queda formado por dos cromátidas hermanas idénticas.

• Fase G2 (premitótica): la célula revisa el ADN duplicado y produce las proteínas necesarias para la división celular.

La letra M indica la fase M, que corresponde al proceso de división celular propiamente dicho, incluyendo la mitosis (división del núcleo) y la citocinesis (división del citoplasma).

Además, existe la fase G0, que representa un estado de reposo en el que la célula se mantiene funcional, pero sin dividirse. Muchas células muy especializadas (como neuronas o células musculares) pueden entrar en G0 de forma indefinida, permaneciendo ahí toda su vida.

B) ¿En qué consiste el proceso de apoptosis y cuál es su importancia biológica?

La apoptosis es un proceso de muerte celular programada que permite eliminar células dañadas, envejecidas o que ya no son necesarias para el organismo, de forma controlada y ordenada. Durante la apoptosis, la célula activa una serie de señales internas que conducen a su autodestrucción, fragmentándose en vesículas llamadas cuerpos apoptóticos, que son posteriormente fagocitados por otras células sin generar inflamación ni dañar los tejidos circundantes.

Su importancia biológica radica en:

• Mantener el equilibrio celular en los tejidos (homeostasis tisular).

• Eliminar células potencialmente peligrosas (como las que acumulan mutaciones).

• Modelar estructuras durante el desarrollo embrionario.

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1. Explica cuál es la diferencia entre nucleoide y nucléolo e indica si alguna de estas dos estructuras o las dos están presentes en la célula que se representa. (Calificación 1 punto)

El nucleoide es una región específica presente exclusivamente en las células procariotas, como bacterias y arqueas. En el nucleoide se localiza el material genético en forma de ADN circular, y esta región no está rodeada por una membrana nuclear. Es responsable del almacenamiento, replicación y transcripción del ADN, así como de la regulación génica en las procariotas.

En contraste, el nucléolo es una estructura esférica y densa que se encuentra en el interior del núcleo de las células eucariotas. Su función principal es la síntesis y ensamblaje de los ribosomas, ya que allí se produce el ARN ribosómico y se asocia con proteínas para formar las subunidades ribosómicas, que luego pasan al citoplasma para participar en la síntesis proteica.

En la célula representada en el esquema, solo está presente el nucléolo. Esto se debe a que la célula es eucariota, como indica la presencia de un núcleo bien definido, por lo que no existe nucleoide en ella.

2. Indica si la célula que se representa está en interfase o en fase M. Justifica tu respuesta en base a dos características de la célula representada. (Calificación 1 punto)

La célula representada se encuentra en interfase. Esto se justifica por las siguientes características:

• Presenta envoltura nuclear, estructura que desaparece al principio de la división celular (profase)
  En la interfase, el núcleo está rodeado por una envoltura nuclear bien definida que separa el material genético del citoplasma. Cuando la célula entra en mitosis (fase M), esta envoltura empieza a desorganizarse y desaparece al inicio de la profase, permitiendo que los cromosomas accedan al citoplasma para una correcta segregación.
• Presenta nucléolo, estructura que desaparece cuando comienza la división celular
  El nucléolo es visible durante la interfase como una estructura redondeada dentro del núcleo y es responsable de la síntesis de ARN ribosómico y el ensamblaje de ribosomas. Al iniciar la profase de la mitosis, el nucléolo se desintegra y desaparece temporalmente, volviendo a formarse al final de la mitosis.
• Presenta cromatina no condensada
  Durante la interfase, el material genético se encuentra en forma de cromatina, una estructura poco condensada que facilita la transcripción y la replicación del ADN. En cambio, durante la mitosis, la cromatina se condensa fuertemente para formar los cromosomas visibles típicos de las células en división.
• No se observan cromosomas
  En la interfase, el ADN se presenta como cromatina difusa, por lo que no es posible observar cromosomas individuales con el microscopio óptico. La aparición de cromosomas visibles marca el ingreso de la célula en la fase M de la mitosis.
• El centrosoma no está dividido
  El centrosoma en interfase aún no ha completado su duplicación y separación, lo que sí ocurre al inicio de la mitosis para formar los polos del huso mitótico. En interfase, puede haber una sola estructura centrósomica antes de la duplicación completa que sucede en la fase S o G2.
• No se observa el áster
  El áster es una estructura de microtúbulos radiales que se forma alrededor de los centrosomas solo durante las primeras fases de la mitosis (a partir de la profase). En la interfase, como no se está formando el huso mitótico, no hay microtúbulos aster formados, lo que indica que la célula aún no ha iniciado su proceso de división.

Cualquiera de estas características, especialmente la presencia de la envoltura nuclear y el nucléolo, son indicativas de que la célula está en interfase.

3. Señala en qué proceso y fase se encontrará una célula en la que los cromosomas homólogos están formados por dos cromátidas y se están desplazando hacia polos opuestos. Justifica tu respuesta. (Calificación 0.5 puntos)

Esta situación se corresponde con la anafase I de la meiosis. En esta fase de la división celular, los cromosomas homólogos, cada uno todavía constituido por dos cromátidas hermanas, se separan y migran hacia polos opuestos de la célula. Específicamente, en anafase I, lo que se separa es el par de cromosomas homólogos completos, mientras que en la anafase de la mitosis o en anafase II de la meiosis, lo que se separa son las cromátidas hermanas.

Por tanto, una célula donde los cromosomas homólogos, formados cada uno por dos cromátidas, están desplazándose a polos opuestos, se encuentra en la anafase I de la meiosis.