Tema 2 Las Celulas y Los Cromosomas 2017

DOCENTE: M.Sc. JUAN ALBERTO ALBERTO OSINAGA HEREDIA BIOQUÍMICA Y FARMACIA BIOTECNOLOGÍA 2017

UNIDAD ESTRUCTURAL  Sean amebas, bacterias, espermatozoides o neuronas.  Todas las células están formadas por agua, iones inorgánicos y moléculas orgánicas.  Sus constituyentes fundamentales son los carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos.  Todas las células presentan en común la membrana plasmática, el material genético y ribosomas para proceso de proteínas.

UNIDAD ESTRUCTURAL  Sean amebas, bacterias, espermatozoides o neuronas.  Todas las células están formadas por agua, iones inorgánicos y moléculas orgánicas.  Sus constituyentes fundamentales son los carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos.  Todas las células presentan en común la membrana plasmática, el material genético y ribosomas para proceso de proteínas.

Células procariotas: que comprenden el reino Moneras, oscilan entre 0,1um hasta las 5um, y se multiplican muy rápido.  Su información genética se halla en un cromosoma circular formado por una molécula de ADN.

Células eucariotas, son mucho más complejas, y se encuentran en los otros cuatro reinos (Protista, Fungis, Plantae y Animalia). Sus tamaños varían entre 5um hasta 100um.  Presenta organelos que cumplen actividades específicas, núcleo, ribosomas, citoesqueleto.

La información genética está distribuidas en varios o muchos cromosomas formados por ADN asociados a proteínas (histonas).  Existen diferencias de algunos aspectos entre las células animales y vegetales. 

UNIDAD FUNCIONAL  En el citoplasma ocurren continuamente reacciones de síntesis y degradación de sustancias, consumiendo o liberando energía: metabolismo.  Las proteínas tienen papel trascendental, se sintetizan en los ribosomas y las enzimas controlan y regulan todos los procesos para el funcionamiento normal de la célula.

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La estructura de las proteínas depende de la información genética codificada en el ADN y transcripta en el ARN que la lleva del núcleo al citoplasma, la que es traducida mediante el código genético.

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Las semejanzas estructurales y funcionales de las células provienen de un origen evolutivo común que data desde hace 3.800.000.000 de años. Así las células eucariotas aparecieron hace 1.500.000.000 de años.

TÉCNICAS DE MICROSCOPÍA

Óptica: observación de tejidos. Tinciones.  De contraste de fase: que transforma las diferencias de grosor o densidad del fragmento observado.  De fluorescencia, que asocia anticuerpos específicos a un reactivo, con el fin de marcar moléculas y visualizar su distribución en las células.  Confocal, que combina la microscopía de fluorescencia con el análisis electrónico de la imagen.  Electrónica, que existen dos tipos: - De transmisión que permite la observación en un plano de cortes teñidos con sales de metales pesados. - De barrido que permite la observación tridimensional de las células. 

TÉCNICAS FÍSICAS 

Centrifugación diferencial (ultracentrifugación, centrifugación en gradiente), para separar los componentes celulares para estudios bioquímicos posteriores. TÉCNICAS INSTRUMENTALES

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Que posibilitan el conteo de células y la separación de poblaciones celulares o de cromosomas. TÉCNICAS DE CULTIVO DE CÉLULAS

Todo organismo multicelular se forma a partir de la multiplicación de una única célula huevo o cigoto.  Las contribuciones de los genes maternos o paternos para el desarrollo del embrión no son idénticas. 

Las células embrionarias se diferencian formando más 200 tipos de células en los animales y un poco menos en los vegetales.  Estos tipos celulares desempeñan funciones específicas, que integradas aseguran la unidad del organismo.  Así en los vegetales, la persistencia de tejidos embrionarios totipotentes (meristemas) en la planta adulta permite el crecimiento y regeneración durante toda la vida del organismo. 

En cambio en los animales superiores, la totipotencia se restringe a las células del embrión con menos de cuatro días, que son las únicas capaces de regenerar un organismo entero.  En el embrión de más de cuatro días, algunas células internas del blastocito (células madres), son pluripotentes, puede originar a todos los tejidos del organismo.  Las células madres también se encuentran en tejidos adultos, como médula ósea, sangre, córnea y retina, pulpa dentaria, hígado, piel, tracto digestivo y páncreas. 

Entender éstos mecanismos que controlan el crecimiento y la diferenciación celular, es un desafío, porque las células madres posibilitan nuevos tratamientos de regeneración celular para enfermedades cardíacas, diabetes, enfermedad de Parkinson  La tecnología se desarrolla rápidamente y es probable que la medicina regenerativa, llegue en breve a aplicarse al tratamiento de varias enfermedades. 

Cada cromosoma está formado por un filamento de ADN enrollado, a intervalos regulares, sobre proteínas (histónicas y no histónicas).  Durante la mayor parte del ciclo celular los cromosomas se encuentran distendidos, formando una red de filamentos finos (cromatina).  En la división celular, la cromatina se condensa, posibilitando la observación de los cromosomas al microscopio.  Desde el punto de vista morfológico, los cromosomas se caracterizan por el tamaño y la posición del centrómero (metacéntricos, submetacéntricos y acrocéntricos): 

El número de cromosomas es constante en todos los individuos de una misma especie; n=23 en el hombre, por ejemplo. en las células somáticas los  Como cromosomas se encuentran siempre de a pares, en la especie humana el número de cromosomas (2n) es de 46, y un par determina el sexo.  Los cromosomas sexuales son idénticos en la mujer (46, XX) y diferentes en el hombre (46, XY).  En otras especies, la determinación del sexo sigue mecanismos diferentes. 

Se estima que el porcentaje de recién nacidos con alguna anomalía cromosómica estaría entorno del 0,85%, de los cuales sólo algunos presentarían algún síntoma. alteraciones cromosómicas también  Las pueden estar relacionadas con algunos tipos de cáncer. En la leucemia mieloide crónica, por ejemplo, se observa la translocación recíproca de dos pedazos de los cromosomas 9 y 22. Es frecuente encontrar alteraciones en el número de cromosomas de las célula cancerosas. 

Las pruebas de diagnóstico genérico basadas en el análisis de cariotipos están ampliamente difundidas en la práctica médica, y se ven simplificadas actualmente por el empleo de colorantes específicos para cada par cromosómico.  Como agentes biológicos, las células tienen otras aplicaciones. células vegetales cultivadas in vitro  Las sirven para producir sustancias de alto valor agregado, importantes para las industrias alimentaria, cosmética y farmacéutica. 

También se utilizan para regenerar plantas.  La multiplicación de virus en cultivos de células de insectos permite la comercialización de métodos de control biológico.  La síntesis de algunas sustancias importantes para la industria farmacéutica, como el factor activador de plasminógeno, depende del cultivo in vitro de células animales. Éstas también reemplazan a los animales en los ensayos toxicológicos, y se utilizan en la multiplicación de virus para la preparación de vacunas. También posibilitan la producción de anticuerpos. 

Combinando las técnicas de cultivo celular con el desarrollo de materiales biológicos semejantes al colágeno se crea un área nueva de ingeniería de tejidos que apunta a la reparación o sustitución de tejidos lesionados.  Los injertos de piel artificial, cultivada in vitro, se usan para reparar heridas y quemaduras en seres humanos. 

CÉLULAS COMO AGENTES BIOLÓGICOS Vegetales Industria alimentaria y cosmética (edulcorantes, colorantes, saborizantes y aromatizantes). Industria farmacéutica (alcaloides y esteroides). •

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Animales o humanas Estudios toxicológicos. Diagnóstico clínico (cariotipos). Industria farmacéutica (producción de anticuerpos y vacunas). Medicina regenerativa (producción de tejidos de sustitución). • • •

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