miércoles, 3 de junio de 2015

Referencias Bibliograficas

Gerald karp octava edición 
www.bioygeo.info/pdf/08_Endomembranas.pdf
alevazquez.com.ar/pdfs/Sistema_de_endomembranas.pdf
www.biomilenio.net/blog54/5419.pd
SISTEMA DE ENDOMEMBRANAS - genomasur
genomasur.com/lecturas/Guia05.htm
www.profesorenlinea.cl/Ciencias/Bacteria.htm
www.biologia.edu.ar/botanica/tema9/9-1nucleo.htm
FOTOSINTESIS - LibroBOTANICAOnLine - FOTOSINTESIS
http://www.infobiologia.net/

http://epidemiologiamolecular.com/tipos-virus/



VIRUS Y TRANSFORMACIÓN CELULAR

"Virus" significa "jugo venenoso". Los virus, a diferencia de las bacterias, no son células, están formados de la misma sustancia que el núcleo celular, el ADN. Los virus están formados por una región central de ácido nucleico, DNA o RNA, rodeado por una cubierta de proteína o cápside y, en algunos casos, por una envoltura lipoproteica.Se reproducen solamente dentro de las células vivas, apoderándose de las enzimas y de la maquinaria biosintética de sus hospedadores. Sin esta maquinaria, serían tan inertes como cualquier otra macromolécula, o sea, sin vida según la mayoría de los criterios.  Son muy diminutos, de 20 a 500 milimicras, y muchos de ellos no se han podido ver ni en el microscopio electrónico… pero vemos sus efectos: poliomielitis, Sida, rabia, sarampión, varicela, viruela, encefalitis, tracoma, herpes, gripe, fiebre amarilla…

2_Arquitectura Viral:
A. DEFINICIONES EN VIROLOGÍA.
1. CÁPSIDA.
Es la envoltura proteínica que envuelve al ácido nucleico (AN) del genoma. Las cápsidas vacías pueden ser subproductos del ciclo de replicación de los virus con simetrías icosaédrica.
2. NUCLEOCÁPSIDA.
Es la cápsida junto con el AN encapsulado.
3. UNIDADES ESTRUCTURALES.
Son los bloques proteínicos básicos de la envoltura. Suelen ser la acumulación de más de un polipéptido no idéntico.
4. CAPSÓMEROS.
Unidades morfológicas que se observan en el microscopio electrónico sobre la superficie de las partículas víricas icosaédricas. Los capsómeros están formados por subunidades polipeptídicas.
5. CUBIERTA.
Membrana que contienen lípidos y que circunda a ciertas partículas víricas. Se adquiere durante la maduración del virus a través de membranas celulares. En la superficie de la cubierta quedan expuestas las glicoproteínas codificadas por el virus.
6. VIRIÓN
Es la partícula viral completa infectante, que en algunos casos puede ser idéntica a la nucleocápsida (virus sin envuelta). Sirve para transmitir el AN viral de una célula a otra.
7. VIRUS DEFECTUOSOS.
Partícula vírica que es funcionalmente deficiente en algunos aspectos de la replicación y puede interferir en la replicación de virus normales.
B. COMPOSICIÓN QUÍMICA.
1. ÁCIDO NUCLEICO.
El AN puede ser ARN o ADN de cadena doble o sencilla, que se puede identificar con naranja de acridina (presenta distinta fluorescencia según el tipo de AN). Puede haber una o más moléculas de AN; pero siempre de un solo tipo.
Hay bases transformadas que solo aparecen en virus. Los bacteriofagos tienen bases metiladas y glicosiladas que sirven para resistir a las enzimas de restricción del espacio periplásmico de las bacterias.
2. PROTEÍNAS.  ASHLEY WAGNER- MISTY COPELAND
AMAL CLOONEY.
Constituyen la fracción más importante de los componentes víricos (50-90%). Se clasifican en:
a) Proteínas de la superficie:
  • Proteínas de la cápsida (capsómero).
  • Proyecciones de la envoltura (peplómeros) que son glicoproteínas con actividad enzimática.
  • Proteínas de la membrana de la célula huésped (restos).
b) Proteínas internas:
  • Proteína M de la cara interna de la envoltura.
  • Capsómeros de la cápsida interna.
  • Proteínas asociadas al AN (proteínas básicas tipo histonas).
  • Transcriptasas asociadas a nucleocápsida.
3. GLÚCIDOS Y LÍPIDOS.
No son virus específicos, pero hay casos especiales
  • Poxvirus: parte de los lípidos son virus específicos.
  • Mixovirus: los glúcidos de las glicoproteínas de la envuelta son virus específicos.
C. ESTRUCTURA DE LOS VIRUS.
Los virus son agentes infecciosos de pequeño tamaño y parásitos intracelulares obligados. Se diferencian de las bacterias y eucariotas porque no presentan organización celular.

Están compuestos por una molécula de ácido nucleico (AN) rodeado de una cubierta protectora proteica (cápsida) que le sirve como agente vector de una célula a otra. Estas dos estructuras forman la nucleocápsida que puede estar recubierta por una envoltura lipídica.
CÁPSIDA.
Los adelantos en las técnicas de difracción de rayos X y en la microscopía electrónica han hecho posible resolver diferencias sutiles en la morfología básica del virus.
El estudio de la simetría viral en el microscopio electrónico requiere el uso de colorantes con metales pesados (fosfotungstato de potasio) para acentuar la estructura de la superficie. El metal pesado penetra en la partícula viral como una nube y resalta la estructura superficial de los virus mediante “tinción negativa”. La arquitectura viral puede agruparse en 3 tipos:
  • Simetría helicoidal: mixovirus.
  • Simetría cúbica (icosaédrica en virus animales): adenovirus.
  • Simetría compleja: poxvirus.



CÁPSIDAS ICOSAÉDRICAS.
Están constituidas por capsómeros que a su vez están constituidos por monómeros (formado por dos moléculas proteicas).

Cada monómero se puede asociar de dos formas para dar:
  • Capsómerohexamérico (6 monómeros): en centro de las caras de la cápsida.
  • Capsómeropentamérico (5 monómeros): en los vértices de la cápsida.
El icosaedro tiene 20 caras, cada una formando un triángulo equilátero, 12 vértices y ejes de 5, 3 y 2 angulaciones de simetría rotatoria. El número de formas en las cuales los capsómeros pueden arreglarse para conformar con una simetría icosaédrica es limitado, pudiendo expresarse con la formula.
Estos virus también pueden agruparse conforme a su número de triangulaciones, T, el cual es el número de triángulos pequeños formados en una sola cara del icosaedro. El número de capsómeros puede calcularse con la formula siguiente:
N = 10T + 2
CÁPSIDAS HELICOIDALES.
Constituida por monómeros con morfología típica que se van a encontrar colocadas helicoidalmente alrededor del AN.
Hay distintos tipos de simetría helicoidal:
  • Tubo rígido y sin envoltura: virus del mosaico del tabaco.
  • Tubo flexible:
  • Regular: ortomyxovirus y rabdovirus.
  • Irregular: paramixovirus.
Los monómeros tiene forma de sectores semicirculares con una estría en la parte central, donde se coloca el AN. El número de capsómeros que hay a lo largo de la espira que forma la nucleocápsida, depende de la longitud del AN que aloja. El sentido de giro es a derechas.
Cada capsómero se une a otros 6 capsómeros como máximo; con lo que se consigue una mayor estabilidad que en las cápsidasicosaédricas.
Virus de simetría compleja: Bacteriofago y Poxvirus.

ENVOLTURA ó CUBIERTA.
Los virus pueden estar desnudos o con envuelta. La envuelta esta formada por una membrana lipoproteica semejante a la membrana celular, en la que las proteínas son virus específicas y los lípidos e H de C son huésped específicos.


Clasificación taxonómica del Comité Internacional de Taxonomía de Virus (ICTV).
Las clasificaciones intentan describir la diversidad de virus, dándoles nombre y agrupándolos según sus semejanzas. Rasgos como la morfología (tamaño, forma, cápsida o no), propiedades físico-químicas (masa molecular, densidad flotante, pH, térmicas, estabilidad iónica), genoma (RNA, DNA, secuencia segmentada, mapa de restricción, modificaciones etc), macromoléculas (composición y función de la proteína), propiedades antigénicas, biológicas propiedades (hospedador, tropismo de transmisión etc) son todos considerados.Esta clasificación hace posibles predicciones sobre detalles de la replicación, patogénesis y transmisión.
El ICTV desarrolló el sistema de clasificación en 1966. La estructura general de la taxonomía es la siguiente

Imagenes tomadas de http://epidemiologiamolecular.com/tipos-virus
Clasificación Baltimore
El biólogo ganador del Premio Nobel David Baltimore diseñó el sistema de clasificación de Baltimore. El sistema de clasificación del ICTV es utilizado en combinación con el sistema de clasificación de Baltimore en la clasificación moderna de los virus.
La clasificación de Baltimore de los virus se basa en el mecanismo de producción de ARNm. Los virus deben generar ARNm de su genoma para producir proteínas y replicarse, pero cada familia de virus utiliza mecanismos diferentes. El genoma de los virus puede ser monocatenario (ss) o bicatenario (ds), de ARN o ADN, y pueden utilizar o no la transcriptasa inversa. Además, los virus ARN monocatenarios pueden ser o positivos (+) o negativos (-). Esta clasificación reparte los virus en siete grupos:
I: Double-stranded (bicatenario) ADN (Adenoviruses; Herpesviruses; Poxviruses, etc)
II: Single-stranded (monocatenario) (+)sentido ADN (Parvoviruses)
III: Double-stranded ARN (bicatenario) (Reoviruses; Birnaviruses)
IV: Single-stranded (bicatenario) (+)sense ARN (Picornaviruses; Togaviruses, etc)
V: Single-stranded(monocatenario) (-)sentido ARN (Orthomyxoviruses, Rhabdoviruses, etc)
VI: Single-stranded(monocatenario) (+)sentido ARN with ADN intermediate in life-cycle (Retroviruses)
VII: Double-stranded (bicatenario) ADN con ARN intermedio (Hepadnaviruses)

Criterios de clasificación virus
Los virus se pueden clasificar según varios criterios. Algunos de ellos son:
- Por la célula que parasitan: Virus animales, vegetales o bacteriófagos.
- Por su forma: Helicoidales, poliédricos o complejos.
- Por tener o no envolturas: Virus envueltos o desnudos.
- Por su ácido nucleico: ADNmc; ADNbc; ARNmc o ARNbc.
mc = monocatenario
bc  = bicatenario

Los virus animales: Los virus animales suelen tener estructuras más simples que los virus bacteriófagos y en general van envueltos. Sus ciclos pueden considerarse líticos y, en general, su material genético no se integra en el de la
célula hospedadora, con excepción de los retrovirus. Cuando una célula es infectada por un virus se dan tres tipos de fenómenos, además de los que se dan en un ciclo lítico característico.
Estos fenómenos  son:
-Transformación: es característica de los retrovirus. Consiste en la inserción de material genético en la célula hospedadora, en la que se producen daños, y las células normales se transforman en células tumorales.
– Infección persistente: el virus se multiplica lentamente y no produce nunca la muerte de la célula hospedadora.
– Infección latente: el virus está presente pero es inocuo para la célula. Después emerge y ocasiona una infección lítica. Un ejemplo es el virus del herpes.


A continuación se repasan algunos de los virus animales más típicos:
Herpes: hay dos tipos de herpes, uno provoca calenturas y el otro los herpes genitales. Aparecen como consecuencia de una infección primaria que se cura, pero les permite llegar a determinados ganglios nerviosos y el virus permanece allí, pudiendo reavivarse más adelante. Se piensa que esta reactivación se produce como consecuencia de estrés corporal. Son muy contagiosos y no existe tratamiento eficaz para curarlos.

Varicela y zoster:
 el virus de la varicela es la infección primaria. Se trata de una enfermedad infantil, no requiere tratamiento específico, y solo se padece una vez en la vida. El zoster o “culebrón” es la reactivación secundaria del virus. Produce un sarpullido en la zona de la cintura. Aparece en adultos y es muy doloroso. Se trata con aciclovir y no es contagioso.
Viruela: es un poxvirus, con ADN de doble cadena. Está erradicada desde los años 60 y se consiguió gracias a que, por un lado, es una enfermedad estrictamente humana y, por otro, en 1796 Jenner desarrolló la vacuna. Era un momento en que era una enfermedad endémica, y la Organización Mundial de la Salud hizo una fuerte campaña para erradicarla.
Hepatitis: producida por muchos agentes etiológicos. La más grave es la hepatitis B, producida por un virus de ADN de doble cadena. Produce diftericia, es decir, la piel amarillea debido a los problemas en el riñón que ocasiona. Se transmite tanto por la sangre como por contacto sexual. En los años 80 hubo una epidemia de esta enfermedad, ya que se fabricó una vacuna contra la fiebre amarilla con suero contaminado. Para obtener la vacuna de la hepatitis B, se consiguen proteínas de la cápsida mediante recombinación genética.
Polio: el poliovirus es un virus con ARN de cadena sencilla y polaridad positiva. Aunque es asintomática, a veces el virus puede llegar al sistema nervioso central y provocar una parálisis que afecta a las extremidades inferiores. Hoy es una enfermedad poco frecuente, ya que hay vacunas eficaces.
Rabia: el rhabdovirus tiene ARN de cadena sencilla y polaridad negativa. Es una enfermedad muy distribuida en la naturaleza. La vacuna se basa en virus inactivados y la primera la desarrolló Pasteur.
Paperas: las transmite un virus con ARN de polaridad negativa. No es una enfermedad grave, pero en el caso de los hombres puede llegar a provocar esterilidad. Es poco frecuente.
Gripe: se trata de un ortomixovirus con ARN de polaridad negativa. La vacuna es poco eficaz ya que el virus muta de unos años a otros, así que se trabaja con proyecciones estadísticas. La vacuna es una mezcla de virus y se vacuna a los grupos de población de riesgo.
Retrovirus: se trata de virus con ARN de polaridad positiva. Mediante la enzima transcriptasa reversa, se obtiene ADN de doble cadena, y este ADN se puede integrar en el de la célula hospedadora. Puede provocar daños en el material genético e incluso desencadenar procesos tumorales. Hay cuatro retrovirus que afectan al hombre, provocando sida y leucemia.

Virus vegetales: Los comienzos de la virología vegetal se remontan a finales del siglo XIX cuando un microbiólogo holandés y un científico ruso buscaban la causa de  lo que posteriormente fue llamado “el virus del mosaico del tabaco”.
La principal razón por la cual estudiamos los virus vegetales es el impacto negativo que las enfermedades virales tienen en la producción de los cultivos.
Históricamente, los virus han sido percibidos exclusivamente como una amenaza. Sin embargo, los recientes progresos como resultado de un mayor entendimiento de las interacciones virus-hospedante han transformado a los virus en importantes herramientas biomédicas y biotecnológicas. Por ejemplo, los virus vegetales se usan para producir en las plantas grandes cantidades de proteínas de interés y para desarrollar vacunas seguras y de bajo costo contra virus humanos y animales.
1.      CLASIFICACIÓN
Los virus vegetales se pueden clasificar según la forma en la que presenten su material genético en:
ADN de doble cadena (ADNcd). Una minoría los posee.
ADN de cadena simple (ADNcs).
Sin embargo, la mayoría de los virus vegetales no utilizan ADN en ningún momento. Pueden estar constituidos por ARN de doble cadena pero la gran mayoría están compuestos por ARN de cadena simple (ARNcs):
-con la misma polaridad (sentido positivo) que las moléculas de ARN mensajero de la célula.
-con distinta polaridad (sentido negativo).
1.      VIROIDES ÁCIDOS NUCLÉICOS INFECCIOSOS
Los viroides son un tipo de fitopatología basada en ARN infeccioso pequeño y circular pero difieren de los virus de ARN en:
a)      Estár compuestos de ARN ”desnudo”, no poseer cubierta proteica.
b)      No producir ningún tipo de proteínas cuando infectan a una célula vegetal.
Son capaces de utilizar la maquinaria de la célula hospedadora para producir su propio ARN, infectar la célula  y posteriormente a toda la planta sistemáticamente.
Los viroides se nombran de manera similar a los virus vegetales pero terminado en d. Ejemplo: El viroide de la piel cicatrizada de la manzana (Apple scar skin viroid, ASSVd)

CICOS REPLICATIVOS
Debido a esta enorme variabilidad de los virus, los ciclos replicativos son muy diferentes entre sí.
Sabemos que los virus dependen directamente de su hospedador, por lo que su ciclo replicativo se iniciará al entrar en contacto con la célula a infectar:
1- El virión ingresa al citoplasma de la célula de forma pasiva, a través de heridas causadas por daño mecánico ya que no pueden penetrar por sí solos entre la cutícula y la pared celular.
2- Se traspasa parcial o total la cubierta proteica del virión en el citoplasma.
3- La célula provee mecanismos transcripción (para los virus de ADN) y de traducción (para todos los virus).
Los virus de ADN deben ser transportados al núcleo para la transcripción y de esta manera tener acceso a las proteínas celulares necesarias para la producción de ARN mensajero.
La traducción de ARN viral en el citoplasma produce proteínas virales que son necesarias para completar el ciclo de vida del virus.  A saber:
a)-proteínas de replicación esenciales para la producción de ácidos nucleicos.
b)- proteínas estructurales que conforman la cubierta proteica y otros componentes de los viriones.
c)- proteínas de movimiento que sirven de intermediarias en el transporte de los virus entre las células vegetales
Las proteínas de replicación viral se combinan con las proteínas celulares para producir un complejo de proteínas que fabrican múltiples copias del genoma viral. Estos nuevos genomas interactúan con las proteínas estructurales para formar nuevos viriones.

Envejecimiento y Muerte Celular. Aspectos Moleculares de la Muerte Celular

Las células proliferativas, quiescentes y fijas-postmitóticas pueden ser eliminadas en cualquier momento de su ciclo celular. Esta eliminación puede estar mediada por mecanismos internos celulares o por la acción de agentes externos. La apoptosis es el proceso por el cual una célula entra en degeneración y termina con su eliminación al activarse un mecanismo intracelular (un proceso interno). Por las peculiaridades que presenta, también es conocida como “suicidio celular” o “muerte celular programada” (MCP). La necrosis es el resultado de la muerte y eliminación de la célula, pero en este caso se produce como consecuencia de la acción de un agente externo (traumatismo, etc.).
Aunque la apoptosis y la necrosis tienen un final común, cual es la eliminación de la célula afectada, ambos procesos como ya hemos comentado, tienen un inicio o desencadenante diferente. Pero lo más característico de ambos es que los sistemas que empleará la célula para conducir a su muerte son diferentes y, su conocimiento ha producido un importante avance en el campo de la investigación de la longevidad celular.
 La necrosis
La necrosis de una célula sucede cuando algún agente externo (traumatismo, tóxico, agentes infecciosos, etc.) actúa sobre ella induciendo su muerte. Las células que degeneran ocasionan una serie de reacciones locales que conducen a respuestas de tipo inflamatorio que son probablemente la manifestación más importante de este proceso.
La acción del agente inductor de la necrosis produce una alteración en las membranas plasmática y mitocondrial, donde se alojan las bombas iónicas (fundamentalmente de Na+, K+ y Ca++) que se encargan de mantener el adecuado equilibrio iónico intra-extracelular. Esta alteración en los sistemas homeostáticos dispara un mecanismo de defensa frente a la alteración de la homeostasis. Así, el núcleo de la célula comienza a transcribir ADN con información para la síntesis de proteínas protectoras de la célula (hsp – heat-shock proteins-, chaperonas). En ocasiones estas proteínas son capaces de restaurar las funciones celulares, pero en otras no y es entonces cuando la célula continuará de manera inevitable hacia su destrucción.
Los iones Na+ y Ca++ comienzan a entrar en la célula y son acompañados de agua, para mantener el equilibrio osmótico, lo que determina que los diversos organoides celulares (mitocondrias, retículo, etc.) sufran un proceso de hinchazón y fragmentación intracelular (Figura 5). Asimismo el citosol se llena de agua y electrolitos y, la célula en su conjunto sufre un proceso de turgencia general que conduce a una vacuolización, ruptura de la membrana citoplasmática e inicio de una reacción inflamatoria por la liberación de moléculas proinflamatorias (Edinger y Thompson, 2004).


Esquema que muestra las dos vías principales de muerte celular. La necrosis implica la eliminación celular por alteración de la homeostasis y lleva aparejada una reacción inflamatoria. La apoptosis o muerte celular programada (MCP) es un proceso más selectivo por el cual las células son eliminadas y no se acompaña de inflamación. En este caso los macrófagos de la zona fagocitan los restos celulares (cuerpos apoptóticos) (adaptada del Libro de Anatomía Patológica de Robbins, 2004).

Imagen tomada de http://ocw.unican.es/

Los macrófagos locales, células con capacidad fagocítica del tejido muerto, comienzan un proceso de fagocitosis para eliminar los restos celulares necróticos. Si la población celular en necrosis es muy elevada, puede ser necesario el reclutamiento de más células que actúen en el proceso de limpieza como son los monocitos, que abandonarán el torrente sanguíneo para ingresar en el tejido lesionado, donde se transforman en macrófagos para incrementar la fagocitosis. Esto se desarrolla en el contexto de una reacción inflamatoria y unido a otras manifestaciones producirá las expresiones clínicas (calor, dolor y rubor) y bioquímicas (liberación de interleucinas, etc.) ya conocidas. La necrosis tiene una significación funcional menos importante que la apoptosis, desde el punto de vista del envejecimiento.
La apoptosis
Desde el punto de vista del envejecimiento, el proceso de eliminación de células por apoptosis tiene una significación funcional más importante. Durante el desarrollo embrionario y en las fases posteriores además de la proliferación celular se produce, de forma fisiológica, un proceso de remodelación de los órganos de la economía que implica la muerte “programada” de numerosas células. Sin este proceso de muerte celular programada nuestro organismo tendría una morfología difícil de reconocer y probablemente muchas de sus funciones estarían comprometidas. Por medio de la MCP se eliminan células que después de haber cumplido sus funciones, fundamentalmente en el desarrollo, deben ser eliminadas.
Si bien, durante el desarrollo, el proceso de MCP era bien conocido, fueron los estudios de Kerr et al., 1972, los que mostraron que representaba la forma “natural” de eliminación de células a lo largo de toda la vida del organismo, incluido el envejecimiento. Estos autores sugirieron que la MCP que ocurría en el adulto debía denominarse apoptosis (del griego “caerse”), en semejanza a la caída otoñal de las hojas de los árboles.
Cuando lo observamos al microscopio el proceso de apoptosis se caracteriza por el hecho de que la célula adquiere una morfología arrugada a la cual se asocian cambios específicos en el núcleo y el citoplasma (Figura 5). El núcleo cambia notablemente de forma y se aprecia como la cromatina, que normalmente está en forma de eucromatina o cromatina dispersa (indica actividad transcripcional del ADN), comienza a concentrarse formando cromatina condensada o heterocromatina (indica que el ADN no está transcribiendo). Finalmente todo el núcleo se hace muy denso por la condensación total de la cromatina (falta total de actividad transcripcional del ADN). La consecuencia última de este proceso es la falta de síntesis de ARN mensajero, ribosómico y de transferencia, la imposibilidad de la síntesis de proteínas y la consiguiente muerte y fragmentación de la célula. Este proceso de fragmentación se manifiesta morfológicamente por la aparición de diferentes vesículas esféricas (cuerpos apoptóticos), rodeados de membrana celular, que contienen diversos organoides citoplasmáticos degenerados. Estos cuerpos apoptóticos van siendo fagocitados por los macrófagos sin ningún tipo de reacción inflamatoria acompañante. Esta ausencia de reacciones locales del tipo inflamatorio es fundamental para entender la “limpieza” biológica del proceso de apoptosis en contraposición al proceso de necrosis.
El mecanismo interno que constituye la muerte celular por apoptosis se puede desencadenar por estímulos de origen extracelular o intracelular. El estímulo extracelular más frecuente, durante el desarrollo, es la falta de factores tróficos encargados de mantener la funcionalidad celular (v. gr., factor de crecimiento neural –NGF–). Las señales extracelulares en el adulto, entre las que destacan las moléculas de la familia del factor de necrosis tumoral, activan la vía extrínseca de la apoptosis por medio de su unión a receptores específicos de la membrana celular (apoptosis mediada por receptor). Los estímulos intracelulares más típicos son: la expresión de mensajes genéticos de suicidio celular, la hipoxia celular o que la célula no pase los controles –check-points– para entrar en mitosis, como estudiaremos más adelante (capítulo dedicado a la reparación del ADN).
Sea cual sea el inductor de la apoptosis (extra o intracelular), la primera reacción por parte de la célula, es la expresión de genes para la síntesis de un tipo particular de proteínas con alta actividad enzimática (proteasas). Concretamente las primeras proteasas identificadas que actúan en la apoptosis son las del tipo ICE, así denominadas por su parecido estructural con la Interleukin-1 Converting Enzyme (actualmente se denomina caspasa 1 y se han identificado más de 11 tipos). Cuando estas proteasas se activan, actúan sobre otras proteínas celulares o sobre el ADN nuclear originando su destrucción.
Basándose en sus funciones proapoptóticas, las caspasas se han dividido en dos grupos: caspasas iniciadoras y caspasas efectoras. Las iniciadoras actúan sobre las efectoras que son en definitiva las que degradan múltiples sustratos, incluyendo proteínas estructurales y enzimáticas en el núcleo y el citoplasma celular. Además las mitocondrias se afectan por el daño apoptótico y se origina la liberación del citocromo-c y la formación de apoptosomas (complejos de proteínas conteniendo el citocromo-c). Una vez que se forma el apoptosoma se le une la caspasa-9, desencadenando una cascada de reacciones de proteolisis que conducen a la muerte celular.

Ciclo Celular y Control de la Proliferación Celular- Nacimiento y División Celular. Aspectos Moleculares de la División Celular

La división celular es un fenómeno complejo por el que los materiales celulares se dividen en partes iguales entre las dos células hijas. En una serie de pasos que en conjunto se llaman MITOSIS se asigna a cada célula hija un juego completo de cromosomas. Hacia el final de este proceso, se produce la división o clivaje del citoplasma ( citocinesis ) y las dos células hijas se separan, de modo que cada una no sólo contiene un complemento cromosómico completo, sino también más o menos la mitad del citoplasma y de los organoides de la célula madre.
Este proceso es sólo la fase final y microscópicamente visible de cambios ocurridos a nivel molecular y bioquímico.
En los organismos unicelulares, la MITOSIS es el modo de reproducción asexual. En los organismos multicelulares, es el medio por el cual el organismo crece a partir de una sola célula y también por el que los tejidos lesionados se reponen y reparan.

EL MECANISMO MITÓTICO
El mecanismo de la mitosis ( del griego “ mitos”, filamento, hilo ) es semejante en todas las células eucariontes, aún cuando existen diferencias entre células animales y vegetales. Haremos primero una descripción del proceso mitótico en células animales, para marcar luego las diferencias que se manifiestan en las vegetales.
La serie de fenómenos que constituyen el ciclo mitótico comienza al finalizar el período G 2 de la interfase y termina al iniciarse el período G 1 de una nueva interfase. Las principales fases de la mitosis son: Profase, Metafase, Anafase y Telofase; de éstas la de mayor duración suele ser la profase.
Cuando una célula está en interfase, el material cromosómico está disperso y se observan como finos cordones. Al iniciarse la mitosis, la cromatina se arrolla lentamente y se condensa en forma compacta. Esta condensación sería necesaria para los complejos movimientos y separación de los cromosomas durante la mitosis. Cuando los cromosomas condensados se tornan visibles, cada uno consiste en dos réplicas llamadas cromátides unidas entre sí por el centrómero. Dentro de éste hay estructuras proteicas, los cinetocoros.

Etapas del ciclo 


ETAPAS DE LA MITOSIS

PROFASE
Al comienzo de la profase la cromatina empieza a condensarse visualizandosé los cromosomas individuales. Cada cromosoma consta de dos cromátidas duplicadas conectadas a nivel del centrómero. Al mismo tiempo, la célula adopta una forma esferoidal y se hace más refringente y viscosa.
Por fuera de la envoltura nuclear y próximos a ella, se encuentran dos pares de centríolos. Cada par consiste en un centríolo maduro y un centríolo recién formado que se ubica perpendicularmente al primero. Los pares de centríolos comienzan a separarse, un par migra hacia el polo apical o superior de la célula y el otro lo hace hacia el polo basal o inferior. A medida que se separan, se organiza entre ambos pares un sistema de microtúbulos que constituyen el huso acromático o huso mitótico. Rodeando a cada par de centríolos, aparecen unas fibras adicionales conocidas como ásteres ( el nombre de áster deriva de su aspecto estrellado ), que irradian hacia fuera de los centríolos. Otro cambio es la reducción de los nucléolos, que finalmente se fragmentan y aparecen desintegrados en el nucleoplasma.
La envoltura nuclear se desintegra a medida que se condensan los cromosomas. Al final de la profase, la envoltura nuclear desaparece, los cromosomas se han condensado por completo y ya no están separados del citoplasma.
Al término de esta fase, el aparato mitótico está totalmente organizado.


El APARATO MITÓTICO
El aparato mitótico comprende el huso y los ásteres que rodean a los centríolos. El áster aparece como un grupo de microtúbulos radiales (microtúbulos astrales) que convergen hacia el centríolo, alrededor del cual se observa una zona clara llamada centrosoma.
Las fibras del huso se clasifican en tres tipos: continuas (polares)que se extienden de polo a polo de la célula;cromosómicas (cinetocóricas)que unen a los cromosomas a los polos; e interzonales, que se observan en anafase y telofase entre los cromosomas hijos.
Los centríolos, el huso y los cinetocoros presentan tubulina ( proteína principal de cilias y flagelos ).
Los cinetocoros son los sitios donde se implantan los microtúbulos en los cromosomas y actúan en el armado de los microtúbulos.


Las tres clases de microtúbulos que forman el aparato mitótico.


METAFASE
Algunas veces se denomina prometafase a la transición entre la profase y la metafase. Se trata de un período muy corto durante el cual se termina de desintegrar la envoltura nuclear y se acaba de armar el aparato mitótico.
En la metafase, los cromosomas unidos a las fibras del huso por sus cinetocoros; sufren movimientos oscilatorios hasta que se ordenan en el plano central o ecuatorial, formando la placa ecuatorial.




ANAFASE
Al comienzo de la anafase, los centrómeros se separan simultáneamente en todos los pares de cromátidas. Los cinetocoros y las cromátidas se separan y comienzan su migración hacia los polos. El cinetocoro siempre precede al resto de la cromátida o cromosoma hijo, como si éste fuera traccionado por las fibras cromosómicas del huso.
El cromosoma puede adoptar la forma de una V de brazos iguales si es metacéntrico o de brazos desiguales si es submetacéntrico.
Durante la anafase, los microtúbulos de las fibras cromosómicas se acortan a un tercio o a un quinto de su longitud original. Simultáneamente, aumenta la longitud de los microtúbulos de las fibras continuas, algunas de las cuales constituyen las llamadas fibras interzonales.

CITOCINESIS

Es el proceso de clivaje y separación del citoplasma. Puede producirse simultáneamente a la anafase y telofase, o en una etapa posterior.
El clivaje se produce siempre en la línea media de la célula. La membrana celular comienza a estrecharse en el área donde se situaba el ecuador del huso. Al principio aparece un surco en la superficie, que luego se profundiza hasta que la célula se divide. Se supone que en esta constricción intervienen microfilamentos de actina, pues se los observa en grandes cantidades cerca de los surcos.
Durante la citocinesis, los distintos organoides citoplasmáticos se distribuyen equitativamente en ambas células hijas.





MEIOSIS
Todas las células corporales de un organismo contienen un número determinado de cromosomas, característico de la especie a la que pertenece.
En los organismos eucariontes más complejos los cromosomas siempre existen en pares, hay invariablemente dos de cada clase formando parejas, cada uno de ellos se llama homólogoAsí los 46 cromosomas humanos, constituyen 23 pares.

En las gametas la cantidad de cromosomas es exactamente la mitad, existiendo sólo uno de cada clase. Esto ocurre porque son células destinadas a unirse, así cuando un espermatozoide fecunda a un óvulo se reconstituye el número normal de cromosomas de la especie.
Como en las células somáticas tenemos dos cromosomas de cada clase decimos que son diploides, en cambio a las gametas las llamamos haploides. Habitualmente designamos el número haploide como “ n “ y al diploide como “ 2 n “.
Por ejemplo para la especie humana, n = 23 y 2n = 46.
La constancia del número de cromosomas en las sucesivas generaciones queda asignado por el proceso de MEIOSIS, un tipo particular de división nuclear propia de los eucariontes, que consiste en dos divisiones consecutivas, que comienzan en células diploides en las cuales el número de cromosomas se reduce a la mitad.
La reducción del número de cromosomas en la meiosis no se produce al azar, sino que se separan los miembros de pares de cromosomas para pasar a células hijas diferentes.
La meiosis tiene lugar en algún momento del ciclo vital de todos los organismos de reproducción sexual, porque los gametos deben ser haploides para compensar el número doble de cromosomas producto de la fecundación. En animales y algunas algas se produce durante la formación de gametas. En muchos hongos, algas verdes y esporozoarios se lleva a cabo inmediatamente después de la fecundación. En la mayoría de las plantas se realiza después de la fecundación, pero antes de la formación de las gametas, durante la formación de esporas.

DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA MEIOSIS

MEIOSIS I - División reduccional

Para su mejor estudio describimos varios períodos: Profase I, Metafase I, Anafase I y Telofase

PROFASE I: Es el período más prolongado de la meiosis, a la vez para su mayor comprensión consideramos varias subetapas:

a.      Leptonema: Los cromosomas se presentan como largas fibras, delgadas, poco espiralizadas. Las cromátidas no son visibles.

Cigonema:.     

 Los cromosomas homólogos se alinean y aparean de una manera altamente específica, este proceso es llamado sinapsis.
El apareamiento comprende la formación del complejo sinaptonémico, una estructura proteínica que se halla interpuesta entre los homólogos. Al par de cromosomas homólogos apareados lollamamos bivalente.

C. Paquinema: Los homólogos se aparean íntegramente ( en toda su longitud ). Los cromosomas se visualizan más cortos y gruesos debido al alto grado de espiralización. Cada unidad es ahora una tétrada, compuesta por dos homólogos, es decir cuatro cromátidas. Las dos cromátidas de cada cromosoma se denominan cromátidas hermanas.
Durante el Paquinema es característico el intercambio de segmentos, proceso llamadoentrecruzamiento o crossing-over. Este intercambio de material cromosómico es una fuente importante de variabilidad genética.

a.      Diplonema: Los cromosomas apareados empiezan a separarse, aunque permanecen unidos en los puntos de intercambio o quiasmas.

b.     Diacinesis: La contracción de los cromosomas llega a su máximo, los cromosomas homólogos siguen unidos por los quiasmas que ahora se ubican en los extremos ( terminalización de los quiasmas ).


Imagenes tomadas de http://genomasur.com/lecturas/Guia10.htm

Mientras ocurren los procesos antes mencionados, se desorganiza la envoltura nuclear y se organiza el huso acromático.

METAFASE I
Los homólogos unidos como en diacinesis se asocian por sus centrómeros a las fibras del huso, ubicándose en el plano ecuatorial de la célula.
ANAFASE I

Se separan los homólogos cada uno hacia polos distintos de la célula. Hacia finales de esta etapa puede observarse el comienzo de la citocinesis ( división del citoplasma ). Cabe aclarar que la migración de los cromosomas hacia polos opuestos de la célula es al azar.

MEIOSIS II - División ecuacional
Esta segunda división es muy parecida a la Mitosis, excepto que no va precedida por una duplicación del ADN.
Al comienzo de esta división los cromosomas pueden haberse dispersado un poco, pero vuelven a condensarse.
También aquí describimos varios períodos.
PROFASE II
Se organiza nuevamente el huso acromático. Los cromosomas se unen a las fibras del mismo por sus centrómeros.
METAFASE II
Los cromosomas ( cada uno formado por dos cromátidas ) se ubican en el plano ecuatorial.
ANAFASE II
Al igual que en la anafase mitótica las cromátidas hermanas de cada cromosoma se separan, migrando hacia polos distintos de la célula.

TELOFASE II
Se desorganiza el huso acromático, se forman las envolturas nucleares. Ahora hay cuatro núcleos hijos, cada uno de los cuales tiene la mitad del número de cromosomas de la célula progenitora.
La citocinesis ocurre del mismo modo que tras la mitosis.

CONSECUENCIAS DE LA MEIOSIS

La meiosis desde el punto de vista genético se considera un mecanismo destinado a distribuir al azar los genes maternos y paternos en las gametas. Esta distribución al azar es la consecuencia de dos procesos que tienen exclusivamente durante la meiosis. Ellos son:
·         La recombinación genética o crossing over.
·         La segregación al azar de los cromosomas homólogos.