Alteraciones en el Ciclo Celular

El cuerpo humano está formado por muchos millones de células que se organizan formando tejido para cumplir funciones determinadas. Una alteración en la fase M del Ciclo Celular ocasiona una cantidad mayor de ellas en el tejido del que forman parte, lo distorsionan hasta formar una protuberancia o tumor. Y no solo eso, las células pierden su sentido de orientación y de territorio. No reconocen sus límites, lo que inevitablemente lleva a dispersarse a otras partes del cuerpo, situación conocida como metástasis.

Al dividirse descontroladamente, las células no solo forman tumores, sino que ahogan, desnutren y vuelven indefensas a las células normales del entorno, hasta pueden provocar la muerte. A pesar de que existen varios tipos de cáncer, las transformaciones celulares que provocan son comunes a todos ellos.

Causas del Cáncer:

Es desconocida pero se conocen la mayoría de los factores de riesgo que los precipitan. El principal factor de riesgo es la edad o el envejecimiento, ya que dos terceras partes de todos los cánceres ocurren en personas mayores de 65 años. El segundo factor de riesgo es el tabaquismo y le sigue la dieta, el ejercicio físico, la exposición solar, y otros estilos de vida poco saludables. Aunque el mecanismo de producción del cáncer subyace en los genes, sólo un pequeño porcentaje de los cánceres son una enfermedad hereditaria.

Prevención del Cáncer:

Aunque la causa del cáncer es desconocida en muchos casos y multifactorial en otros, se puede prevenir con

Educación y hábitos saludables:

1. Dejar de fumar.

2. Dieta saludable rica en frutas y verduras, fibras, antioxidantes y con poca grasa y alcohol.

3. Evitar la exposición al sol.

4. Practicar deporte como una manera saludable de vivir.

· Quimioprevención: Es la utilización de determinados agentes químicos, naturales o sintéticos, para revertir, suprimir o impedir la carcinogénesis antes del desarrollo de una neoplasia maligna.

· Quimioevitación: Es la evitación de determinados agentes químicos cancerígenos o de los que no se tiene la seguridad de que no provocan cáncer.

· Vacunación: Las vacunas para determinados virus, pueden prevenir determinados tipos de cáncer.

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En este apartado daremos a conocer a las personas que fueron las creadoras de la pagina "Biología-Tecnología"...

Biotecnología

La biotecnología, tal y como su propio nombre indica es la tecnología que se basa en la biología y que supone un avance en la ciencia que además ya está más que introducida en campos como agricultura, farmacia, ciencia de los alimentos, medioambiente y medicina.

Sin duda alguna la biotecnología está muy presentes en campos como la medicina ya que su uso de los microorganismos puede servir para producir sustancias como la insulina o algunos antibióticos.

Si bien mucha gente la asocia con la medicina, la biotecnología bien puede ser aplicada a otros campos como el tratamiento de plásticos biodegradables, aceites vegetales y biocombustibles.

Las aplicaciones de la biotecnología son numerosas y se suelen codificarse como:

§ Biotecnología roja: Es la que se aplica a la medicina para la creación de medicamentos, etc…

§ Biotecnología blanca: también conocida como biotecnología industrial, es aquella aplicada a procesos industriales como componentes químicos.

§ Biotecnología verde: es la biotecnología aplicada a procesos agrícolas. Un ejemplo de ello es el diseño de plantas transgénicas capaces de crecer en condiciones ambientales desfavorables o plantas resistentes a plagas y enfermedades.

§ Biotecnología azul: también llamada biotecnología marina, es un término utilizado para describir las aplicaciones de la biotecnología en ambientes marinos y acuáticos. Aún en una fase temprana de desarrollo sus aplicaciones son prometedoras para la acuicultura, cuidados sanitarios, cosmética y productos alimentarios.

ADN recombinante y sus aplicaciones

Esta tecnología nos permite obtener fragmentos de ADN en cantidades ilimitadas, que llevará además el gen o los genes que se desee. Este ADN puede incorporarse a las células de otros organismos (vegetales, animales, bacterias...) en los que se podrá "expresar" la información de dichos genes. (De una manera muy simple podemos decir que "cortamos" un gen humano y se lo "pegamos" al ADN de una bacteria; si por ejemplo es el gen que regula la fabricación de insulina, lo que haríamos al ponérselo a una bacteria es "obligar" a ésta a que fabrique la insulina. Por lo tanto en la tecnología del ADN recombinante podemos diferenciar cuatro etapas básicas:

1. Corte específico del ADN en fragmentos pequeños y manejables mediante la utilización de un tipo de enzimas conocidas como enzimas de restricción que pueden considerarse como las "tijeras moleculares". Estas enzimas se aislaron en bacterias y se identifican con distintos nombres, siendo lo característico de ellas estos dos principios:

o Cada enzima de restricción reconoce una secuencia específica de nucleótidos y corta en ese punto cada una de las cadenas de ADN.

o Los extremos libres que quedan se llaman extremos pegajosos, porque pueden unirse a otros fragmentos de ADN que hayan sido cortados por la misma enzima de restricción.

Los fragmentos obtenidos después de la actuación de las distintas enzimas de restricción, se pueden separar por tamaños, es decir, según el número de pares de nucleótidos que llevan, mediante la técnica de electroforesis y así estudiar los distintos trozos. Según donde se hallen las secuencias de reconocimiento, un gen determinado puede estar fragmentado en varios trozos, o bien un trozo puede contener varios genes, posibilidades que hay que confirmar.

Animación del desplazamiento de los fragmentos del ADN

Ciclo Celular

El ciclo celular es un conjunto ordenado de sucesos que conducen al crecimiento de la célula y la división en dos células hijas. Las células que no están en división no se considera que estén en el ciclo celular. Las etapas, mostradas a la derecha, son G₁-S-G₂ y M. El estado G₁quiere decir "GAP 1"(Intervalo 1). El estado S representa "Síntesis". Este es el estado cuando ocurre la replicación del ADN. El estado G₂representa "GAP 2"(Intervalo 2). El estado M representa «la fase M», y agrupa a la mitosis (reparto de material genético nuclear) y citocinesis(división del citoplasma). Las células que se encuentran en el ciclo celular se denominan «proliferantes» y las que se encuentran en fase G₀se llaman células quiescentes. Todas las células se originan únicamente de otra existente con anterioridad. El ciclo celular se inicia en el instante en que aparece una nueva célula, descendiente de otra que se divide, y termina en el momento en que dicha célula, por división subsiguiente, origina dos nuevas células.

La célula puede encontrarse en dos estados claramente diferenciados:

§ El estado de no división o interfase. La célula realiza sus funciones específicas y, si está destinada a avanzar a la división celular, comienza por realizar la duplicación de su ADN.

§ El estado de división, llamado fase M.

Interfase

Es el período comprendido entre divisiones celulares. Es la fase más larga del ciclo celular, ocupando casi el 90% del ciclo, trascurre entre dos mitosis y comprende tres etapas:

§ Fase G₁ (del inglés Growth o Gap 1): Es la primera fase del ciclo celular, en la que existe crecimiento celular con síntesis de proteínas y de ARN. Es el período que trascurre entre el fin de una mitosis y el inicio de la síntesis de ADN. Tiene una duración de entre 6 y 12 horas, y durante este tiempo la célula duplica su tamaño y masa debido a la continua síntesis de todos sus componentes, como resultado de la expresión de los genes que codifican las proteínas responsables de su fenotipo particular. En cuanto a carga genética, en humanos (diploides) son 2n 2c.

§ Fase S (del inglés Synthesis): Es la segunda fase del ciclo, en la que se produce la replicación o síntesis del ADN, como resultado cada cromosoma se duplica y queda formado por dos cromátidas idénticas. Con la duplicación del ADN, el núcleo contiene el doble de proteínas nucleares y de ADN que al principio. Tiene una duración de unos 6-8 horas.

§ Fase G₂ (del inglés Growth o Gap 2): Es la tercera fase de crecimiento del ciclo celular en la que continúa la síntesis de proteínas y ARN. Al final de este período se observa al microscopio cambios en la estructura celular, que indican el principio de la división celular. Tiene una duración entre 3 y 4 horas. Termina cuando la cromatina empieza a condensarse al inicio de la mitosis. La carga genética de humanos es 2n 4c, ya que se han duplicado el material genético, teniendo ahora dos cromátidas cada uno.

Fase M (mitosis y citocinesis)

Es la división celular en la que una célula progenitora (células eucariotas, células somáticas -células comunes del cuerpo-) se divide en dos células hijas idénticas. Esta fase incluye la mitosis, a su vez dividida en: profase, metafase, anafase, telofase; y la citocinesis, que se inicia ya en la telofase mitótica. Si el ciclo completo durara 24 h, la fase M duraría alrededor de media hora (30 minutos).

Gametogénesis

La Gametogénesis es el nombre que se da en general al proceso de formación de gametos, si está da lugar a óvulos se llama "ovogénesis", y si produce espermatozoides se llama "espermatogénesis".

OVOGÉNESIS

Animación de Ovogénesis.

La Ovogénesis es el proceso de desarrollo de las células germitivas femeninas. Incluye la formación y maduración de las células e incluye 3 procesos:

1. Proliferación: En un etapa fetal, mitotica en la que se forma un número determinado de ovocitos primarios que más tarde van a cumplir una función, pero muchos de ellos desaparecen al momento del nacimiento.
2. Crecimiento: En esta fase el Ovocito aumenta de tamaño, se forma la zona pelucida, células de la granulosa y células de la teca, los óvulos emigran al interior del ovario. Esta es un fase mitotica que comienza antes de la pubertad.
3. Maduración: Esta etapa se da después de la pubertad, la primera meiosis se da en plena ovulación y la segunda meiosis en el momento de la fertilización. La primera division meiotica da origen al ovocito secundario y la eliminación del primer cuerpo polar. Aqui se lleva a cabo la ovulación. La segunda división meiotica se activa por el nemaspermo en el óvulo y produce al cigoto y al segundo cuerpo polar.

ESPERMATOGÉNESIS

Animación de Espermatogénesis.

La espermatogénsis es el proceso mediante una serie de cambios complejos y profundos de células germinales se forma el espermatozoide. Se da en el epitelio seminifero que consta de 2 tipos de células:

1. Células de sertoli: O células sustentaculares que dan soporte a las células germinales.
2. Células germinales primordiales: O espermatogonias.

La espermatogénesis se da en 2 fases:

1. Fase proliferativa: Se da la multiplicación y renovación espermatogonial. Los espermatozoides mediante divisiones mitoticas originan espermatogonias y estas dan origen a los espermatocitos primarios
2. Fase reduccional: Los espermatocitos primarios sufren una preimera meiosis dando origen a los espermatocitos secundarios los cuales a través de una segunda meiosis dan origen a espermatidas.

Meiosis

Cuando se forma un embrión, todas sus células son diploides. Las que serán células sexuales deben pasar por un proceso de división celular que reduce a la mitad su número de cromosomas. A este proceso de le conoce como "Meiosis" y ocurre generalmente dentro de los órganos reproductores del inviduo, ya sea del sexo masculino o femenino, y puede tratarse de una planta, un hongo o un animal.

El proceso de la Meiosis se lleva a cabo en 2 ciclos de reproducción parecidos a la mitosis.

Animación de la Meiosis.

Meiosis 1

1. Profase 1: Los cromosomas se empiezan a hacer visibles y la membrana nuclear empieza a desaparecer. Hasta aquí todo es similiar a la mitosis: sin embargo, en el caso de la meiosis los cromosomas homólogos se encuentran y se unen tan estrechamente que intercambian fragmentos, es decir, genes. Los puntos de unión entre un cromosoma homólogo y otro se llaman "quiasmas". Después de ese momento de unión y recombinación, que se conoce como "entrecruzamiento", los cromosomas se separan y llevan consigo nueva información genética.
2. Metafase 1: En esta fase los cromosomas se alinean en el ecuador de la célula y se colocan sobre las fibras del huso.
3. Anafase 1: Los cromosomas emigran hacia los polos, pero esta vez, a diferencia de la mitosis, se mueven los cromosomas completos, de manera que cada uno de los miembros de la pareja de homólogos se separa.
4. Telofase 1: Se completa la división celular y se forman dos nuevas células, cada una con la mitad del número de cromosomas.

Meiosis 2

1. Profase 2: Casi inmediatamente se inicia la segunda división celular. Ahora cada una de las células hijas de la división anterior comienza esta segunda etapa. Desaparece de nuevo la membrana nuclear y se forman las fibras del huso.
2. Metafase 2: Se acomodan los cromosomas en el ecuador de la célula, sobre las fibras del huso.
3. Anafase 2: Los cromosomas se dividen por la mitad, de manera que cada cromátida emigra hacia un polo de la célula.
4. Telofase 2: Se completa la meiosis, restituyendose la membrana nuclear y formandose así 4 células hijas en total, las cuales son distintas entre sí, considerando el proceso de recombinación y la separación de cromosomas que ha habido durante el proceso.