La penicilina fue descubierta por Alexander Fleming y Emanuel Trejo en 1928 cuando estaba estudiando cultivos bacterianos de Staphylococcus aureus. Observó que cuando se contaminaban las placas de cultivo con un hongo microscópico del género Penicillium (Penicillium notatum) éste inhibía el crecimiento de las bacterias debido a la producción de una toxina por parte del Penicillium, a la cual llamó penicilina.
De las varias penicilinas producidas de modo natural es la bencilpenicilina o penicilina G, la única que se usa clínicamente. A ella se asociaron la procaína y la benzatina para prolongar su presencia en el organismo, obteniéndose las respectivas suspensiones de penicilina G procaína y penicilina G benzatina, que sólo se pueden administrar por vía intramuscular.
Más tarde, se modificó la molécula de la penicilina G, para elaborar penicilinas sintéticas como la penicilina V que se pueden administrar por vía oral al resistir la hidrólisis ácida del estómago. Actualmente existen múltiples derivados sintéticos de la penicilina como la cloxacilina y la amoxicilina que se administran por vía oral y de las que existe un abuso de consumo por la sociedad en general para autotratamiento de infecciones leves víricas que no precisan terapia antibiótica. Esta situación ha provocado un alto porcentaje de resistencia bacteriana frente a las penicilinas y ha llevado a la ineficacia de los betalactámicos en algunas infecciones graves.
viernes, 15 de agosto de 2008
La penicilina: Historia de un descubrimiento
miércoles, 13 de agosto de 2008
El agua de nuestra existencia.
Sent to you by Gonzonet via Google Reader:
Está claro (como el agua) que la vida, tal como la conocemos, no existiría sin las particulares propiedades físico-químicas de las moléculas de este material.
Gracias al Instituto de Educación Secundaria de Fuengirola por poner a nuestra disposición su fantástico canal de vídeos en Youtube, donde he encontrado esta joya de documental.
Incluso se muestra perfectamente la teoría explicada por Ricardo en la entrada anterior.
El nacimiento y evolución de la vida en nuestro planeta está ligada a este líquido elemento, sin duda alguna.
Con estos estupendos documentales, sinceramente creo que sobra cualquier comentario, ¿verdad?.
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Las Células
La célula es la unidad funcional básica de todo organismo, constituyendo el sistema más elemental conocido como vida. Todos los seres vivos están formados por células y la actividad total del organismo es la suma de la actividad de todas sus células; en los seres pluricelulares, las células se organizan en tejidos que desempeñan una función determinada.
Existen dos tipos de organización celular, la eucariota y la procariota. La célula procariota se caracteriza por su simplicidad ya que carece de membrana nuclear y de muchos de los orgánulos celulares. Es propia de bacterias y otros microorganismos unicelulares.
La célula eucariota presenta un núcleo rodeado de una membrana y numerosos orgánulos celulares con una organización mucho más compleja que las procariotas. Son propias de todos los organismos pluricelulares y de muchos de los unicelulares. Los virus suponen un caso aparte ya que su organización se reduce a un filamento de ácido nucleico rodeado de una cápsula proteica.
Estos son algunos tipos celulares:
Procariota:
Eucariota:
Vegetal (eucariota):
Animal (eucariota):
Y este el listado de sus orgánulos con las características específicas de cada uno de ellos:
Membrana Celular: Es una estructura que envuelve y limita exteriormente la célula manteniendo constante la composición interna independientemente de los cambios que puedan producirse en el exterior. Está formada por una bicapa lipídica en la que se hallan inmersas diferentes proteínas que pueden desplazarse lateralmente en ella. Estas proteínas varían según la función que desempeña cada membrana. La presencia de la membrana celular no supone un aislamiento total para la célula con respecto al medio en el que se encuentra, ya que esta membrana permite el paso de algunas sustancias, bien de forma pasiva, bien de forma activa, suponiendo una barrera selectiva para el transporte de sustancias. El transporte activo a través de la membrana implica un gasto de energía. Citoplasma: Es una sustancia líquida y viscosa en la cual se hallan esparcidas una serie de estructuras u orgánulos de gran importancia para las funciones de toda la célula. Retículo endoplasmático: es una red de saquitos aplanados, dispuestos paralelamente, muy ramificados enlazados entre sí. La función que tiene en la célula se considera como la vía de transporte de determinadas sustancias. Aparato de Golgi: Esta formado por unas vesículas o saquitos también aplanados que se sitúan cerca del núcleo. Su función es elaborar ciertos materiales que luego la célula expulsa hacia el exterior. Mitocondrias: Son unos orgánulos presentes en todas las células, tanto animales como vegetales. Forman unos pequeños granos alargados, a modo de sacos de doble pared, una cavidad interna llamada matriz y formada por unos repliegues o tabiques hacia el interior de la cavidad llamados crestas. Es en las mitocondrias donde se produce la energía que necesitan las células para desempeñar sus funciones. Lisosomas: Son estructuras redondeadas que actúan transformando algunas sustancias en su interior, gracias a la acción de las enzimas digestivas que posee. Por esta razón son considerados los orgánulos encargados de la digestión celular. Plastos: Son unas estructuras que se encuentran únicamente en los vegetales. Aunque hay de distintos tipos y formas, los más importantes son los cloroplastos, característicos de las plantas verdes por contener en el interior de aquellos una sustancia denominada clorofila. El papel importante de los cloroplastos en las células vegetales, reside en el hecho de que gracias a la clorofila, en las plantas ocurre el proceso llamado fotosíntesis mediante el cual la energía luminosa del sol se transforma en energía química utilizable por los seres vivos. Vacuolas: Son cavidades huecas que existen inmersas en el citoplasma, rodeadas por una membrana. su función es la almacenar sustancias, tales como pigmentos, alcaloides, etc. Suelen ser características de las células vegetales y en la mayoría de los casos que ocupa casi toda la célula. Hay diversos tipos de vacuolas como por ejemplo las encargadas de la digestión (vacuolas digestivas) y la expulsión de sustancias de desecho (vacuolas contráctiles) Núcleo: Es el orgánulo principal de la célula ya que es el que rige todas las funciones celulares y el portador del material genético. Es un orgánulo esférico u ovalado que generalmente se sitúa en posición central, siendo su tamaño proporcional al de la célula. Generalmente sólo hay un núcleo por célula aunque en algunas ocasiones podemos encontrar células polinucleadas como es el caso de las células de los músculos esqueléticos, células hepáticas, algunas algas, etc. Estas células plurinucleadas pueden tener su origen en la fusión de citoplasmas o pueden provenir de una célula en la que el núcleo se haya dividido sucesivamente sin que lo haya hecho el citoplasma. El núcleo consta de una membrana nuclear que rodea una sustancia coloidal llamada nucleosoma y de uno o varios nucleolos.
El origen de la vida.
Gracias a Tay, por facilitarme el enlace a los trabajos de Juan Antonio Aguilera Mochón, profesor de bioquímica y biología molecular en la Universidad de Granada, de quien he plagiado este ( http://www.ugr.es/~jmochon/Divulg/Divulgacion_archivos/Charla%20OV%20Toledo-%20resumen.doc )que transcribo literalmente:
Acaso el origen de la vida sea el salto cualitativo más trascendente de nuestra historia, después del propio origen del Universo, claro (¿por qué hay algo en lugar de nada?). Incluso la aparición de la inteligencia humana no se nos resiste tanto como la aparición de la vida a partir de materia "inerte".
Tiene una particularidad respecto a otros "orígenes", como el del Universo o el del Sistema Solar, que también fueron eventos históricos que ocurrieron de una vez para siempre: los sucesos relevantes entran en el rango de la química y podemos intentar repetirlos en el laboratorio. No parece haber nada esencial que impida que un día lleguemos a sintetizar seres vivos a partir de sustratos inorgánicos en el laboratorio. No todos los científicos están de acuerdo: para Jacques Monod (premio Nobel en 1965), la aparición de la vida fue un suceso tan improbable que no podemos confiar en repetirlo: nos tocó, según él, el premio gordo de la lotería universal.
El preguntarnos por nuestro origen nos lleva a nuestros antepasados, a ancestros cada vez más remotos. Retrocediendo miles y miles de generaciones, en millones de años, veríamos que tenemos antepasados comunes con los chimpancés... con todos los animales... con las plantas... ¡e incluso con las bacterias! Podemos construir árboles genealógicos de todos los seres vivos basados en el parecido de las moléculas informativas: ácidos nucleicos y proteínas.
Esto es posible porque somos muchos y muy diversos los seres vivos, pero tenemos suerte: en el funcionamiento básico de todos se aprecian unos notables "denominadores comunes esenciales".
Concretamente, todos:
· Funcionamos a costa del trabajo de unas proteínas que aceleran las reacciones metabólicas: las enzimas. Todas ellas formadas inicialmente a partir de 20 aminoácidos.
· Su funcionamiento y su reproducción dependen, y están dirigidos, por la información genética almacenada en los ácidos nucleicos, en ADN generalmente. Esa información se traduce en proteínas con la necesaria participación de otros ácidos nucleicos, los ARN. En esa traducción hay un código genético casi común.
· Tenemos una estructura celular: aquellos ácidos nucleicos, proteínas, etc., están englobados dentro de una membrana de proteínas y lípidos. Pero no todas las células son iguales: hay procariotas (las bacterias y las llamadas arqueas) y eucariotas (con núcleo, mitocondrias, etc.). Sin embargo, en la actualidad está más que demostrado que la organización eucariota procede de una asociación (simbiosis) entre procariotas ancestrales.
A menudo se hace referencia a estos denominadores comunes como "la unidad bioquímica de los seres vivos".
LUCA
Pero atención: ese ancestro común del que divergieron todos los organismos no tiene que ser necesariamente el ser vivo más antiguo de nuestra ascendencia.
Por tanto, el camino a recorrer en nuestro estudio es:
Situación de partida --> 1º "ser vivo" (capaz de evolucionar por selección natural) ---> antepasado común = LUCA.
¿Qué se puede hacer para averiguar lo que pasó entre la situación de partida y el LUCA? Necesitamos saber todo lo posible de esos dos estados.
E interrogarnos por la situación de partida nos lleva a la pregunta: ¿cómo era la Tierra cuando apareció la vida?
Que a su vez nos lleva a otra: ¿cuándo apareció la vida?
¡Se han hallado fósiles microscópicos de 3.500 millones de años de antigüedad en el oeste de Australia! Aunque trabajos como los de Juan Manuel García Ruiz ponen en entredicho su origen biológico.
¿Cómo era la Tierra en esa época o unos millones de años antes? El Sistema Solar se formó a partir de un material "de desecho" procedente de anteriores estrellas. La vida sólo puede fabricarse a partir de material reciclado. ¿La razón?: los elementos (átomos) pesados necesarios para la vida sólo se forman en el corazón caliente de supernovas. Somos polvo de estrellas reciclado.
Hace 4.550 millones de años se formó, a partir de una nebulosa de polvo y gas, la Tierra por "acreción de planetesimales", por agregación gravitatoria de cuerpos de diverso tamaño.
Hasta hace 4.200 millones de años, la Tierra tendría una superficie fundida, magmática, infernal. Después, ya habría posibilidad de formación de una corteza sólida, y de que existiera agua líquida. Aunque hasta hace 3.900 millones de años estaríamos en la época del "Gran Bombardeo Meteorítico"...
Entonces, hace 3.900 millones de años, tendríamos un planeta suficientemente enfriado para albergar una litosfera (corteza), hidrosfera (océanos) y atmósfera. ¿Cómo serían estas últimas? La atmósfera inicial, muy reductora, rica en H2, se perdió en el espacio (viento solar), y fue sustituida por otra procedente de la desgasificación del interior (que aún sigue): de los volcanes. Tendría CO2 (anhídrido carbónico), N2 (nitrógeno), H2O (agua)... y menos CO, NH3 (amoniaco), CH4 (metano)... Y, por supuesto, ¡casi nada de oxígeno (O2)!, un terrible veneno para la aparición y para el funcionamiento de la vida hasta que ésta aprendió a usarlo en su provecho.
La extensión de la hidrosfera se desconoce; es probable que la masa de agua fuese inferior a la actual. De hecho, puede que la masa de los océanos haya ido creciendo gracias a la llegada de nueva agua procedente de los cometas que seguirían cayendo, procedentes de la nube de Oort o del cinturón de Kuiper.
Sería un planeta con mucho más vulcanismo que ahora, de días más cortos, con la Luna más cerca. Y con un Sol más débil: un 25-30% menos intenso que el actual. Con una probable frustración del origen de la vida por uno de esos grandes impactos de meteoritos, que harían hervir los océanos y erosionarían la atmósfera.
Por el Sol más débil hay un problema: la Tierra debería haberse congelado. Sin embargo, nunca ha estado congelado todo el planeta. La explicación: un efecto invernadero suficiente, debido a más CO2 o a más CH4 y más NH3 (como propuso Carl Sagan poco antes de morir).
En resumen, la situación de partida consiste en una superficie terrestre en la que lo más relevante era una atmósfera con CO2, H2O, N2, menos CH4 y NH3..., por supuesto, sin el terrorífico O2. Con abundante lluvia de cometas y meteoritos. Con muchos volcanes, en buena parte submarinos. Con una temperatura media no muy superior ni inferior a la actual, que permitiría la abundancia de agua líquida.
Lo que vamos a contar ocurrió quizás en poco tiempo (pocos millones de años). Cabe pensar que los compuestos químicos que había en la Tierra primitiva reaccionaron originando sustancias cada vez más elaboradas hasta engendrar la expresión más sencilla de un ser vivo. Este es el concepto de evolución química, que arranca de los trabajos pioneros del soviético Aleksander Oparin (1924), sobre todo, y del británico John Haldane (1929). Aunque las hipótesis de Oparin sólo fueron ampliamente conocidas cuando su segundo libro, de 1936, fue traducido al inglés dos años más tarde.
Mediante la evolución química, en los mares primigenios se aliñaría una sopa orgánica capaz de evolucionar hasta dar lugar a unas células simples de las que derivaría el resto de los seres vivos.
¿Se pueden reconstruir esos hechos? Sí, si tuviéramos los presuntos productos iniciales y simuláramos el ambiente original.
Esto no se empezó a hacer hasta el año 1952, cuando Stanley L. Miller comenzaba su tesis doctoral dirigida por el premio Nobel Harold Urey. Miller diseñó un aparato en el que puso una mezcla de agua, hidrógeno, amoniaco y metano. Con un mechero Bunsen hirvió el agua del matraz. Produjo "relámpagos", no sin temor, en forma de descargas eléctricas de 60.000 voltios. Tras una semana analizó los productos: Miller encontró en su aparato ¡varios aminoácidos!
El extraordinario experimento (publicado en el número del 15 de Mayo de 1953 de la revista Science) supuso un gran apoyo al concepto de evolución química. Y Miller sigue siendo un líder en estas materias.
En 1961, Joan Oró consiguió formar adenina, esencial para la formación de ácidos nucleicos. Se han hecho ya miles de experimentos de simulación de las condiciones de la Tierra primitiva, empleando las fuentes de energía más probables: radiaciones ultravioleta, descargas eléctricas, calor, impacto de objetos. De esa multitud de experimentos puede extraerse una conclusión muy interesante: el ácido cianhídrico (HCN) y el formaldehído (HCOH) son intermediarios esenciales de esas síntesis. Qué paradoja: uno de los venenos por excelencia, el cianuro, y un clásico conservante de cadáveres, el formol, hicieron posible la aparición de la vida.
La validez de los resultados de muchos de esos experimentos se ve reforzada por la existencia de materia orgánica en los cometas, en los meteoritos, en el polvo interestelar... La química orgánica es ubicua en el Universo. Aunque hubiera una mala síntesis de compuestos orgánicos en la Tierra, tendríamos muchísima materia orgánica de procedencia extraterrestre: sigue cayendo a toneladas (sobre todo, en forma de partículas de polvo interplanetario).
Además, la comparación entre los compuestos orgánicos del meteorito de Murchison (que cayó en Australia en 1969) y los del experimento de Miller revela unas coincidencias extraordinarias.
En resumen: muchos de los constituyentes básicos de los seres vivos se encontraban en la Tierra primitiva.
Pero de aquí a los primeros seres vivos y al LUCA hay un largo trecho. Si no, recordemos un momento:
- -Es fundamental para el funcionamiento del organismo ancestral que actúen las enzimas, largos polímeros de aminoácidos, de estructura compleja.
- -Esas enzimas se sintetizan gracias a la información contenida en los ácidos nucleicos.
- -Pero para que los ácidos nucleicos se dupliquen y expresen la información hacen falta a su vez las enzimas.
Es el problema del huevo y la gallina el que se plantea. Se hace muy complicado sostener que aparecieran primero las proteínas y luego los ácidos nucleicos, o al revés: ¡parece que hace falta que se forme todo el conjunto a la vez! Es algo enormemente improbable que por reacciones químicas "tontas" (sin mediar procesos evolutivos de tipo biológico) surgieran a la vez el huevo y la gallina. Parece un callejón sin salida.
Pero apareció una solución inesperada..
.
En 1981, Thomas Cech y Sidney Altman (premios Nobel en 1989) descubrieron que algunos ARN tienen capacidades catalíticas. En otras palabras ¡que algunos ácidos nucleicos (ARNs) pueden funcionar como enzimas!
Ya no hace falta suponer que surgieron proteínas y los ácidos nucleicos que las codifican a la vez. Habría un "mundo del ARN", como suele conocérsele, con ARNs capaces de replicarse y mejorar (evolucionar) en virtud de sus capacidades. Las enzimas actuales son mayoritariamente proteínas, pero muy a menudo requieren para su actuación colaboradores, coenzimas, que son como trocitos modificados de ARN (p. ej., el NAD, el FAD, el mismo ATP): ¿reliquias del mundo del ARN?
Esa capacidad evolutiva de los ARN favorecería el advenimiento posterior de las proteínas, aportando nuevas capacidades: pese a todo, siguen siendo mejores catalizadores que los ARN. Aunque quede por delante el gran problema de la evolución del aparato de síntesis de proteínas y del código genético, no son problemas insalvables.
La principal dificultad de la historia que nos preocupa gira en torno a ese mundo del ARN: no se ha encontrado una forma plausible de alcanzar, por evo-lución química, partiendo de sustancias simples, la formación de los propios ARN.
-Muchos investigadores piensan que a los ARN debieron precederlos unos polímeros con capacidades parecidas pero sin los inconvenientes del ARN. Se están buscando. ¡Y se están empezando a encontrar!: un ejemplo de lo que se ha encontrado ya son los llamados APN (ácidos nucleicos peptídicos). Los APN se asocian extraordinariamente formando dobles cadenas, y se asocian al ADN: tienen también interés terapéutico.
-Otros investigadores buscan reacciones en superficies. Se trata de la posibilidad de que las reacciones que lleven al ARN ocurran no en disolución, sino sobre superficies minerales, como las de las arcillas o –como postula Günter Wächtershäuser– la pirita. Wächtershäuser ha desarrollado una magnífica hipótesis científica: fácilmente contrastable. Las superficies de pirita en formación estarían próximas a fuentes termales submarinas. En los fondos oceánicos, hay surgencias de aguas a altas temperaturas que arrastran gases... y en sus cercanías hay sorprendentes ecosistemas en ausencia de luz solar: ¿empezaría ahí la vida?
-Dejo para el final otras superficies, más familiares y que seguimos utilizando: las membranas celulares. Son de fácil formación. Con componentes del meteorito de Murchison se forman vesículas, que ofrecen grandes posibilidades de concentración de sustancias interesantes para la vida.
En todas estas posibles soluciones –y en otras– se está trabajando, y esperamos hacernos una idea cada vez mejor de cómo se originó la vida hace quizás 4.000 millones de años. Pero ya en pocas décadas hemos aprendido mucho al respecto, y el origen de la vida no nos parece en absoluto un problema sin solución científica. Cuando sepamos más, quizás podamos hacernos una idea mejor de lo probable o improbable que es la aparición de la vida... y de lo probable o improbable que es la existencia de vida en otros planetas.
Que lo disfruteis:
Genética
Sólo hay un código genético para todos los organismos vivos de
Las bases que constituyen los “travesaños de la escalera” del ADN son las que determinan el esquema genético de cualquier organismo.
Es un código simple (como el Morse, por ejemplo) basado en tripletes, denominados codones, que gobierna la producción de proteínas en el interior de cada célula, determinando el funcionamiento de ésta.
Cuando una célula se divide la información genética contenida en su ADN debe duplicarse de manera precisa y luego las copias se transmiten a cada célula hija.
En los procariotas este proceso de división es sencillo y recibe el nombre de fisión binaria.
En los eucariotas el ADN está organizado en más de un cromosoma, siendo el proceso de división celular más complejo.
Procesos de división celular
Fisión binaria es la forma de división celular de las células procariotas.
Mitosis es la forma más común de la división celular en las células eucariotas. Una célula que ha adquirido determinados parámetros o condiciones de tamaño, volumen, almacenamiento de energía, factores medioambientales, puede replicar totalmente su dotación de ADN y dividirse en dos células hijas, normalmente iguales. Ambas células serán diploides o haploides, dependiendo de la célula madre.
Meiosis es la división de una célula diploide en cuatro células haploides. Esta división celular se produce en organismos multicelulares para producir gametos haploides, que pueden fusionarse después para formar una célula diploide llamada zigoto en la fecundación.
Los seres pluricelulares reemplazan su dotación celular gracias a la división celular y suele estar asociada a la diferenciación celular.
A pesar de las diferencias entre procariotas y eucariotas, existen numerosos puntos en común entre la división celular de ambos tipos de células, las que deben pasar por cuatro etapas:
Crecimiento
Duplicación del ADN.
Separación del ADN "original" de su "réplica" (para ello se empaqueta en forma de unidades discretas o cromosomas)
Separación de las dos células "hijas" con lo que finaliza la división celular.
Estos procesos básicos deben ocurrir en ambos tipos de células.
Ecosistema, evolución y biodiversidad.
Se denomina ecosistema al conjunto de elementos bióticos (seres vivos) y abióticos (suelo, agua, luz, minerales, topografía, climatología, etc.) que están relacionados o interactuando entre sí.
Si tenemos en cuenta que la vida es básicamente un cierto número de elementos químicos interactuando mediante complicadas y ordenadas reacciones químicas en un lugar determinado y delimitado del resto del entorno, con capacidad de asimilar la materia-energía de dicho medio que lo rodea para desarrollarse y autoreplicarse. Y consideramos también la capacidad de los sistemas vivos para realizar este ciclo reproductivo exponencialmente, mientras que los elementos disponibles en el entorno son siempre los mismos, es fácil caer en la cuenta de que la vida terminaría agotando dichos recursos en un periodo más o menos breve de tiempo.
Si esto no llega a ocurrir es gracias a una serie de mecanismos que la propia vida ha desarrollado para su continuidad, entre los que destaca la propia muerte (fin del estado vivo), para continuar un ciclo “vital” (valga la redundancia).
Otra estrategia “vital” que ha perdurado hasta la actualidad, demostrando su validez, son los cambios (mutaciones) en la información genética de los descendientes que, basados en la casualidad aleatoria, permiten a unos seres adaptarse mejor al entono que a otros en la dura competencia por los recursos disponibles que, presumiblemente, le permitirán tener más posibilidades de perpetuar dichas mutaciones en sus descendientes.
A este hecho, se le denomina Evolución.
Y es precisamente esta dura competencia evolutiva de adaptación al entorno la que desemboca en una gran biodiversidad de seres especializados en el aprovechamiento eficiente de los recursos disponibles en cada ecosistema de este planeta que llamamos Tierra.
Nuestro pequeño, amado y maltratado planeta Tierra.
Nociones básicas de Citología: La mitosis celular
Bueno bueno! hacía mucho tiempo que quería escribir sobre esto, pero he tenido que demorarme porque, principalmente, hace tanto tiempo que me aprendí la mitosis que ya se me ha olvidado, al menos para poder explicarla con todo lujo de detalles. Por ello he preferido esperar a tener tiempo libre y ganas para echarle un vistazo a todo el capítulo dedicado al ciclo celular que viene en el fantástico libro La Célula de Cooper.
Antes que nada, hay que identificar la mitosis con la célula eucariota y el núcleo, puesto que las fases de ésta afectan directamente a lo que éste contiene: el ADN.
La mitosis intentará conseguir dos células hijas, a partir de una célula original, con la misma dotación cromosómica que su progenitora. Esto significa que siendo la célula diploide, es decir, con un juego cromosómico del padre y otro de la madre, por ejemplo 2n=46 (caso del ser humano), las células hijas conservarán dicha dotación cromosómica 2n=46. A esto se le llama también división celular no reduccional.
Dotación cromosómica.
Para aclarar este punto, pensemos en una célula eucariota cualquiera, con su material genético dentro del núcleo.
Dicho esto, hay que recordar lo que es un cariotipo:
Como podéis ver, es la representación del juego cromosómico de una especie, en la que se puede apreciar que hay un número determinado de cromosomas en total (46 en caso humano) y que éstos se emparejan 2 a 2 según similitudes genéticas.
Sin darle más vueltas a este tema, pasemos a otro punto importante para poder entender la mitosis.
El ciclo celular.
Bien, aunque esta entrada trate de la mitosis, hay que saber localizarla dentro del "tiempo de vida" de una célula, dado que ésta posee varias fases en las cuales ocurren diferentes cosas, a cada cual más importante.
Normalmente las células del cuerpo humano no se están dividiendo, algunas sí lo hacen pero de forma puntual para reparar algún tejido o bien por que algunas células del tejido hayan muerto por el fenómeno de la apoptosis o muerte celular programada. Cuando no se dividen, se dicen que están en fase estacionaria o G0, el cual se establece gracias a un punto de regulación del ciclo que bloquea el avance de éste hacia fases posteriores. Cuando la célula tiene que dividirse, éste punto de regulación se desbloquea, permitiendo así el avance del ciclo celular.
Así pues, en un ciclo celular corriente vamos a encontrar fase G1, S, G2 y M.
En la fase G1 la célula acaba de salir de una división y contiene la mitad del material genético, por lo que, en esta fase, la célula se prepara para duplicar su contenido de ADN. Esto no significa que los 46 cromosomas del juego diploide 2n=46 se haya reducido a 23, ni mucho menos. Se continúan teniendo los 46 cromosomas, pero éstos, en lugar de dos cromátidas, como tendrían en la célula progenitora, ahora poseen una sola cromátida. Son cromosomas simples, sin un material genético replicado o copiado.
Este es uno de los efectos de la Mitosis, pero continuemos citando fases.
La fase que sigue a G1 es la fase S, en la cual la célula comienza a replicar su material genético, es de las fases más largas del ciclo celular.
La replicación la lleva a cabo la famosa ADN polimerasa, y se efectúa según el modelo semiconservativo propuesto por Watson y Crick, en el cual, cada cadena de la doble hélice de ADN sirve de molde para la síntesis de más ADN.
Una vez replicado el material genético en la fase S, se pasa a la fase G2, en la que la célula se abastece de nutrientes y reservas y se prepar para la división celular o fase M = Mitosis!!
Por cierto, los cromosomas ya presentan dos cromátidas y un aspecto tal que así una vez condensados dentro de la Mitosis:
Mitosis.
Una vez la célula ha completado las fases anteriores: G1, S y G2 y posee su material genético perfectamente copiado, entra en fase M o Mitosis.
Dentro de la mitosis ocurren varios fenómenos que se dividen en varias etapas: Profase, Prometafase, Metafase, Anafase, Telofase y Citocinesis.
Profase.
Con la Profase se inicia el proceso de división, empezando por empaquetar o condensar el material genético, en forma de cromatina (ADN en forma de hilillos dispersos por el núcleo), en cromosomas. Los cromosomas condensados, con su característica forma de X, presentan sus dos cromátidas hermanas unidas por un punto central: el centrómero, con una secuencia de ADN clave para que se unan proteínas capaces de formar microtúbulos: el cinetocoro o centro organizador de microtúbulos, para la unión al huso mitótico.
Los centrosomas de la célula migran a cada polo celular, organizando una red de microtúbulos conocida como huso mitótico. Estos microtúbulos se anclarán a los cinetocoros de los cromosomas ya condensados.
Por otro lado, la envuelta nuclear se desorganiza y quedan los cromosomas suspendidos en el citoplasma celular, unidos al huso mitótico por el cinetocoro.
Prometafase.
En esta fase, la célula hace los preparativos para la fase siguiente: la metafase. Para ello la envuelta nuclear desaparece por completo, los centriolos se han situado en cada polo de la célula y han organizado el huso mitótico: una red de microtúbulos que se van a unir a los cromosomas por el cinetocoro, el cual es otro centro organizador de microtúbulos.
Suspendidos y unidos los cromosomas a los microtúbulos del huso, los microtúbulos se acortan o alargan, según corresponda, para situar los cromosmas en el plano ecuatorial de la célula. Hecho esto, se pasa a la siguiente fase.
Metafase.
En la Metafase se mantienen los cromosomas en el plano ecuatorial, formando lo que se conoce como placa metafásica, y se rompe la unión entre las cromátidas hermanas en el centrómero cromosómico, dejando paso así a la siguiente fase.
Anafase.
Aquí ocurre algo muy importante, y es la separación de cromátidas hermanas que son llevadas a cada polo de la célula. Los microtúbulos del huso mitótico, que están unidos a los cinetocoros de los cromosomas, se acortan consiguiendo "tirar" de cada cromátida al polo celular correspondiente, gracias a que en metafase se había roto la unión entre cromátidas hermanas del mismo cromosoma a nivel del centrómero.
Telofase.
En Telofase nos encontramos con que las cromátidas hermanas han sido llevadas a cada polo celular. Ya tenemos la dotación cromosómica completa de una célula hija, ahora solo falta aislar estos nuevos cromosomas en su envuelta nuclear correspondiente, que es lo que ocurre en Telofase. Una vez rodeados de la envuelta nuclear, los cromosomas se empiezan a descondensar en forma de cromatina. Ya solo falta que ocurra la división del citoplasma o citocinesis.
Citocinesis.
Con la Citocinesis concluye la fase M o mitosis. Ocurre gracias a la formación de un anillo contráctil de actina y miosina adosado a la cara interna de la membrana plasmática de la célula, que queda alineado con el plano ecuatorial, donde se formó la placa metafásica, y que estrangula la célula por esta zona central separando el contenido del citoplasma y dando lugar a dos células hijas.
Y aquí concluye esta entrada. Espero que resulte aclaratoria para todos aquellos que tengáis alguna duda acerca de este tema.
De todas formas, ya que una imagen vale más que mil palabras y un vídeo más que mil imágenes, aquí os dejo una bonita animación de lo que ocurre en la mitosis.
Saludos ;)
