Hola. Antes de que revisen la página, les aviso que ante la imposibilidad de tener reunión en Teams por falta de energía eléctrica y en consecuencia de Internet tendremos que cambiar el modo de trabajar. Ya casi son 48 horas sin luz y aunque la CFE prometió atender la falla pronto, no lo ha hecho.
La clase está grabada en este Video. Véanlo como si fuera su clase. Dura 53 minutos. Detengan el video cada 20 minutos, levántense, caminen 60 segundos y dediquen 20s para mirar a lo lejos. Luego retornen al video. Recopilen todos los conceptos que puedan conforme aparecen en el video. Para detenerse sobre cualquier tópico, simplemente analicen esta página.
¡Quiten las trabas que les impiden conocer la Realidad!
A veces basta con destapar los ojos.
Bien Chic@s:
En esta semana trataremos el desarrollo embrionario humano. Describiremos cómo se transforma una estructura de nivel de organización "Célula" en otra de nivel "Individuo".
Antes que nada es necesario hablar de los gametos. Estos se forman por Meiosis seguida de una diferenciación adecuada para el rol de cada uno de ellos.
Los espermatozoides se forman en la pared de los túbulos seminíferos (semin- = semilla y fer- = llevar) de los Testículos.
El testículo esta lleno de tubos en cuya cara interna se forman los espermatozoides
Allí, en la superficie interior, células madre de los espermatozoides (tipo B) se dividen por mitosis varias veces e inician la meiosis lo que da origen a 4 espermátidas haploides conectadas por puentes citoplásmicos.
Espermatogénesis {Meiosis + Diferenciación y Especialización celulares}
Éstas células, ya haploides, deben diferenciarse a espermatozoides y madurar (espermiogénesis). Esto último ocurre en los tubos del epidídimo.
Noten como se reduce el citoplasma y se ensambla un gran flagelo y una gran vesícula de secreción (acrosoma), se compacta el núcleo y se acomodan muchas mitocondrias en la base del flagelo (undulipodio).
Los espermatozoides maduros son pequeñas células con poco citoplasma. Un núcleo habloide (1n) muy condensado, una gran vesícula (Acrosoma) con enzimas hidrolíticas, en la cabeza. En la pieza intermedia un centriolo proximal, mitocondrias y la cola es un largo y poderoso flagelo. Todo esto para llevar a cabo su función de buscar al óvulo y lograr la singamia (sin-= unión, gam- = gameto, -ia = condición) con el óvulo para entregar el juego de cromosomas masculino.
Antes se creía que el espermatozoide batía el flagelo simétricamente
Recientemente en julio un grupo de investigación mexicano reportó el modo real de batimiento del flagelo de los espermatozoides. Pueden leer la noticia aquí.
El batir es asimétrico y para corregir el impulso hacia adelante el espermatozoide rota sobre su eje.
Por otro lado, los óvulos se forman en el estroma de los ovarios fetales por cientos de miles de células madre de la ovocélula que inician asincrónicamente la Meiosis (s11-12), pero la detienen semanas después en Profase 1(ocurrido ya el entrecruzamiento). Manteniéndose así por años, lustros y décadas. Las ovogonias que no pudieron entrar a meiosis mueren por apoptosis. Al nacer quedan 700 mil folículos.
Mismos que disminuyen a 300 mil al llegar a la pubertad. La meiosis se reanuda solamente en los ovocitos activados por la Hormona folículo-estimulante (FSH). La división meiótica 2 se detiene en metafase 2 poco antes de la ovulación y concluye en la Trompa de Falopio, sólo si el ovocito es fecundado.
Cada especie libera un número distinto de óvulos en respuesta a diferentes condiciones ecológicas y del modo de Vida. En nuestra especie suele liberarse un óvulo hacia la mitad del ciclo menstrual. El folículo dominate estalla lanzando al ovocito rodeado de células foliculares (corona radiata) haciala cavidad abdominal.
Ovulación
Las trompas de Falopio atrapan al ovocito y lo conducen a su interior en dirección a la matriz.
Atrapamiento del ovocito liberado
Allí, en el primer tercio de las trompas, el óvulo espera a los espermatozoides que fueron depositados en el fondo de la vagina durante el coito. El medio ácido de la vagina mata a la mayoría de los espermatozoides, pero capacita a los sobrevivientes para iniciar un largo viaje hacia el óvulo a la velocidad de unos 2 mm/min. Primero atravesando el moco cervical para entrar al útero.
Entrada al útero de los espermatozoides
El moco cervical cambia para permitir el paso de los espermatozoides
El moco cervical selecciona a los espermatozoides por su motilidad. Sólo 1:10 pasa.
Luego los espermatozoides viajan hacia el primer tercio de la trompa de Falopio.
Trayectoria de los espermatozoides
Los espermatozoides viajan por el interior de trompa de Falopio en pos del ovocito, eventualmente se detienen adheridos a receptores en el epitelio para reiniciar el viaje horas después, por oleadas. Por ello la singamia puede ocurrir 48 horas después del coito.
Dentro de la trompa de Falopio, en pos del óvulo
Como ya sabemos, el ovocito está rodeado de dos envolturas que evitan la entrada de más de un espermatozoide. Lo cual es muy importante porque más de 2 ejemplares de cromosomas de cada tipo o de la mayoría de los genes, desequilibra la producción de proteínas con consecuencias casi siempre mortales.
La Corona Radiata es una esfera de células foliculares y la capa pelúcida está hecha de macromoléculas como ácido hialurónico.
Un espermatozoide solo no es capaz de fecundar porque primero hay que destruir las dos envolturas del óvulo. Mismo que es labor colectiva que permite que un único espermatozoide llegue primero a tocar y adherirse a la membrana plasmática del ovocito y fertilizarlo.
No animada. Echándole montón al óvulo.
Una centena de espermatozoides, pues, avanzan separando las células de la corona radiata.
Luego, destruyen la capa pelúcida con las enzimas digestivas de su acrosoma (hialuronidasa), un espermatozoide se une a una proteína receptora en la membrana del óvulo, se fusionan ambas membranas plasmáticas, entrando al citosol el núcleo del espermatozoide y el centriolo proximal. El flagelo y las mitocondrias quedan afuera.
Singamia paso a paso
¿Qué impide que entre más de un espermatozoide? La Reacción cortical que genera una barrera para el paso de los demás espermatozoides.
Entrada de un espermatozoide
La reacción cortical se dispara al entrar el primer espermatozoide al citosol. Una onda de ión Ca2+ inunda todo el citosol. Por milisegundos, la concentración citosólica del ion calcio se eleva unas 100 veces.
Una onda de ión Ca2+ en segundos aumenta y disminuye su concentración citosólica disparando la reacción cortical.
El calcio activa al citoesqueleto para fusionar a pequeñas vesículas subyacentes a la membrana plasmática con esta. Haciendo impenetrable la cubierta hinchada que rodea al ovocito.
Formación de la envoltura postfertilización
El cigoto y los estados subsiguientes no crecen sino hasta el 15°día. Así se mantiene un diámetro de 0.1 a 0.2 mm. Más o menos por este tiempo termina la segunda división meiótica formando pequeños cuerpos polares (C.P.) con los demás cromosomas. Así pues, el cigoto recién formado tiene 2 núcleos haploides que pronto se fusionarán (cariogamia, cario- = núcleo y gam- = gameto).
Día 1
Cariogamia (fusión de los núcleos masculino y femenino)
Después de la cariogamia se dispara la segmentación del cigoto, es decir, una serie de mitosis aceleradas sin la fase G1 del ciclo celular: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 divisiones. Lo cual originan células cada vez más pequeñas. A partir de este momento dejamos el Nivel de Organización "Célula" y pasamos a niveles multicelulares.
Día 1, 2 células.
Día 2, 4 células
Día 3, 8 células
Conforme la trompa de Falopio transporta al cigoto en desarrollo hacia el útero, se forma una esfera sólida de células semejantes, la Mórula (mor- = mora).
Tras más divisiones generan células muy pequeñas formando una esfera hueca y dentro de ella una masa interna de células que se convertirán en el embrión.
Día 5. Blastocisto temprano, nótese la masa celular interna, abajo.
Hacia el día 6 el blastocisto llega a la matriz y se adhiere al endometrio donde comienza a intercambiar señales paracrinas.
Llegada del blastocisto al endometrio.
El blastocisto se sale de la capa pelúcida (eclosion, hatching -en inglés). Es como cuando el pollito sale del huevo, pero en los mamíferos ocurre muy pronto en el desarrollo para ser alimentado por el cuerpo materno.
Eclosión. No animada
El blastocisto tiene 2 grupos de células, unas formarán la placenta (trofoblasto) y otras al embrión (masa celular interna). Esta última forma un disco embrionario. Aquí ya tenemos el nivel de organización "Tejido"
El trofoblasto perfora al endometrio y lleva a cabo la implantación (im- = meter, plant- = plantar). Esto pasa entre el día 7 al 12 de desarrollo y aproximadamente el día 21 a 22 del último ciclo menstrual. En este momento el corion, uno de los 3 tejidos extraembrionarios (Amnios y alantoides son los otros) produce la hormona gonadotropina coriónica para ordenar la detención del ciclo menstrual.
Conforme el blastocisto se implanta, se organizan los tejidos extraembrionarios y la masa celular forma un disco embrionario de dos capas, ectodermo y endodermo (epiblasto e hipoblasto en esta ilustración)
Tejidos extraembrionarios del blastocisto y de la madre construyen la Placenta, un órgano dedicado a nutrir, excretar, respirar y secretar hormonas para el desarrollo del embrión y el feto.
Antes de proseguir veamos un resumen de los eventos de la la semana 1:
Practica el recuerdo. Relata lo que pasa. Inicia en el ovario.
El disco embrionario que dará origen a la cría tiene, luego de la implantación 2 capas de tejido embrionarios (ectodermo, azul y endodermo, naranja #8).
Vista dorsal del disco embrionario (azul) http://www.embryology.ch/anglais/hdisqueembry/triderm01.html
Luego entre el día 13 a 15 inicia una migración celular de células del ectodermo, la Gastrulación. En la figura anterior las flechas señalan la migración de las células que completa la conformación del tercer tejido embrionario, el mesodermo (meso- = en medio); por encontrarse entre el Ectodermo y el Endodermo. Estos tejidos embrionarios se darán origen por procesos de diferenciación y especialización celulares a todos los tejidos y órganos en el embrión y luego en el feto.
Video de la gastrulación en el pez cebra (el color indica la profundidad) y la consecuente formación del embrión con simetría bilateral, planos dorso-ventral y cefálico-caudal. https://morgridge.org/story/new-research-team-leader-foresees-era-of-smart-microscopes/
Corte transversal de una gástrula (gastr- = estómago y -ula = pequeña) de mamífero
La gástrula se pliega estableciendo los planos y ejes del cuerpo bilateral del embrión. Se encienden, entonces, diversos genes maestros para inducir la diferenciación y especialización de las células de acuerdo a su posición (extremos céfalo-caudal) construyendo los tejidos, órganos y todas las demás partes del cuerpo durante las 36 a 38 semanas de la gestación.
Semana 4 inicio, Homo Sapiens, estado Carnegie 10. 2 a 3 mm de largo. Vista lateral.
En el embrión ocurre la organogénesis (organ- = órgano y gen- = generar) con una lectura de los genes en cascadas de series de encendido y apagado de genes de acuerdo a todos los tipos de células del cuerpo (entre 210 a 300 diferentes). Los primeros blastómeros (las primeras células) son totipotenciales. De hecho los gemelos idénticos provienen de la separación de los primeros 2. Con el tiempo se van tomando decisiones del destino de cada célula leyendo juegos distintos de genes.
Por ejemplo: La gráfica muestra la expresión de distintos genes. En la etapa de 8 a 16 células hay una primer toma de decisión, unas células (verdes) formaran el trofoblasto y otras (amarillas) formaran la masa celular interna (ICM).
La organogénesis (organ- = órgano, gene- = formar) es el proceso que construye los órganos y los aparatos del cuerpo. Este proceso eleva los niveles de organización presentes en el embrión "Tejido", "Órgano", "Aparato" y finalmente el nivel "Individuo". La organogénesis es muy compleja, implica una intrincada cascada de procesos a lo largo de más de 30 semanas de desarrollo. Estos procesos aún no son conocidos del todo. Aunque se ha avanzado mucho e incluyen distintas comunicaciones celulares, inducción, reconocimiento, adhesión, motilidad, diferenciación y especialización celulares, además de muerte celular programada Para la formación de todos los tipos de células (77 tipos con 650 subtipos celulares*2), tejidos, órganos y aparatos del cuerpo. Los procesos celulares mencionados se pueden repasar en la presentación ad hoc de la semana anterior.
Estructuras derivadas de los tejidos embrionarios
Como ejemplo de lo anterior tenemos el desarrollo de la mano. Como vimos la semana pasada, hay grupos de células que leen los genes adecuados en función de la concentración de moléculas inductoras generada por comunicación paracrina. No entraremos en detalles, hay inductores que marcan la posición 3d de cada célula disparando la lectura de juegos distintos de genes que llevan a las células a migrar o adherirse a otras, a dividirse por mitosis o suicidarse y a diferenciarse para formar distintos tejidos y órganos.
Desarrollo de la mano. Modificado de https://plasticsurgerykey.com/congenital-hand-i-embryology-classification-and-principles/
El embrión se va transformando conforme se construyen los tejidos, órganos y aparatos del cuerpo. Hacia el final de la semana 8 pasamos a otro estado llamado feto, en el cuál la forma humana es ya discernible. En todo este tiempo el embrión es más susceptible a daños por las sustancias comidas, bebidas, respiradas, inyectadas o fumadas por la madre. HAY QUE TENER MUCHO CUIDADO.
Estados Carnegie 10° (28 d) a 23° (56 d) del desarrollo embrionario humano
En el feto prosigue la organogénesis y crece. Sin embargo el nivel "Individuo" aún no se alcanza. Si hay un nacimiento muy prematuro (en realidad un aborto) entre la semana 9 y la 27, inclusive: el producto no suele ser viable.
Feto a la semana 9. Es del tamaño de una uva. No animada
Tamaño del producto durante las semanas de Gestación humana
Con las semanas, los órganos y tejidos van tomando formas anatómicas más maduras y son medianamente capaces de funcionar correctamente. Con la medicina moderna, fetos de menos de 28 semanas pueden nacer y sobrevivir. Sin embargo, hay riesgo que haya problemas de déficits sensoriales simples o dobles (ceguera, sordera o retraso mental) .
Ecografía 3D de un feto no-viable de 27 semanas. La organogénesis está muy avanzada, pero el feto es aún muy pequeño e inmaduro.
A las 28 semanas el feto suele ser viable con relativamente poca atención médica respecto a la necesaria para los fetos más jóvenes. De allí que su nivel sea de "Individuo". En este estado se denomina Feto Viable. Pero aún le faltan otras 10 ó 12 semanas de crecimiento y maduración.
Feto viable en posición correcta para nacer. No animada
El cerebro del feto a término recibe mensajes de todo el cuerpo de modo que cuando está maduro envía señales químicas al SN materno y la hipófisis de la madre envía oxitocina para iniciar las contracciones del miometrio, comenzando el trabajo de parto. El cual ocurre en la mayoría de las veces entre las semanas 38 a 41.
Parto
La fecha más probable del parto puede calcularse conociendo el día 1 del último ciclo menstrual. Simplemente a dicha fecha se le agrega 1 año, se restan 3 meses y suman 7 días. Por ejemplo. Si el último día 1 fue el 18 de septiembre de 2020. Se anota la fecha numéricamente y se realizan las sumas y restas:
2020 09 18
+ 1a -3m y +7d
-------- ----- -----
2021 06 25
La fecha más probable: Es el 25 de junio del 2021.
CG 2a. Un poco de música:
Referencias.
*1
*2 Molecular Atlases Reveal How Human Cells Develop and Grow Nov 16 2020 Technology Networks-https://www.technologynetworks.com/cell-science/news/molecular-atlases-reveal-how-human-cells-develop-and-grow-342841?utm_campaign=NEWSLETTER_TN_Cell%20Science&utm_medium=email&_hsmi=100124640&_hsenc=p2ANqtz-9px21roCg3ttjmXKVrcYCOs4Tj-0VGIOmPu--Xw34jxquldyN5jo47-Fkw6B_87Ww8Z-gjcl85ixFXzMuWxQbMtx3Ckw&utm_content=100124640&utm_source=hs_email
Cambios durante el Ciclo menstrual en el ovario, hormonas, endometrio y Tc
Versión 1.7 Última modificación: 2020-11-06
Chicos:
En esta semana discutiremos la comunicación celular entre los órganos involucrados en la formación de los gametos y la preparación del cuerpo femenino para poder concebir, gestar y parir. La regulación de la reproducción no es lineal e incluye varias asas de retroalimentación negativa.
La información sobre este tema se encuentra completo en su material instruccional. Como ahora no tenemos clases presenciales no lo estamos utilizando, por las limitaciones del entorno on line. Pueden consultar el con el siguiente vínculo.
Estudien la siguiente presentación de diapositivas. Ya saben que deben capturarlas en sus móviles cuando estén conectados a wifi y minimizar el consumo de datos. Ver las diapositivas desde la presentación permite analizar su contenido y extraer datos concretos. Sin embargo el relato coherente de la información mediante un video permite alcanzar una comprensión clara. La presentación de diapositivas y el video son útiles en sus propios términos. Según sus necesidades avancen las diapositivas de aquí abajo o piquen en el enlace al video abajo de la misma.
Piquen en el vínculo para ir al video de una clase donde expliqué estos procesos: aquí.
Considerando el tiempo de ocurrencia de la ovulación en los meses pasados y el tiempo de capacidad funcional de los gametos una vez que han sido liberados en el cuerpo femenino. Existe una regla que permite estimar el Estro, el periodo fértil de una mujer. Su conocimiento le permite a las parejas elegir el mejor día de coito con objeto de embarazarse o en caso contrario, para no hacerlo.
Al ciclo menstrual más corto a lo largo del registro anual de los días 1 de cada ciclo se le restan 18 días y al más largo solamente 11. Supongamos que una mujer tuvo el ciclo más largo de 28 días y el más corto de 27 días:
27 28
-18 d -11 d
------ ------
917
El estro se extiende del día 9 al 17 del ciclo.
CG2: "Es sensible al arte y participa en la apreciación e interpretación de sus expresiones en distintos géneros."
Chicos: Versión 2.1 Última modificación: 2020-10-29
La Reproducción
En la semana 6 vamos a estudiar la Reproducción y sus bases estructurales usando las estructuras reproductivas humanas como ejemplo de las estructuras reproductoras en animales mamíferos. Es importante conocer nuestros cuerpos porque la calidad de nuestra vida depende de la competencia que tengamos para reconocer los hábitos saludables. En cuanto a la reproducción se refiere, es importante no reproducirse antes de tiempo, ni en condiciones inadecuadas. También, ejercer la sexualidad implica otros riesgos. Además de sus obvios beneficios. Por ejemplo, el riesgo de contagiarse de un amplio abanico de enfermedades que se denominan de Transmisión sexual como los papilomas genitales, sífilis, SIDA, hepatitis B y C, entre otras. Algunas de ellas curables o tratables, pero que pueden también ser mortales como los carcinomas hepáticos que inducen los virus de la hepatitis B y C. La competencia anterior requiere conocimientos de la anatomía y fisiología del aparato reproductor para reducir los riesgos de embarazo no deseado y de salud.
Como lo estudiaremos en ecología el próximo semestre, la causa de los graves problemas ecológicos que enfrentamos como el Cambio Climático, es el crecimiento poblacional humano. Hace 100 años las familias eran como los de la primera fotografía:
Familia mexicana común hace unos 100 años.
Pero pronto llegaremos a ser 8 mil millones de personas (hoy somos 7 mil 821 millones de humanos) y eso pone en peligro nuestra existencia. Lo mejor sería detener el crecimiento de nuestra población.
Por eso me han oído decir:
No con cualquiera, ni a la primera oportunidad.
(las relaciones sexuales)
Nunca sin condón.
(en caso de no poder resistirse más)
No antes de los 25.
(su primer hijo)
Ni más de dos.
(hijos en toda la Vida, por que no hay nada más antiecológico que un bebe)
1 Tener un hijo menos, 2 No usar auto personal, 3 No volar, 4 Usar energías renovables y Cambiar a un auto eléctrico.
¡Sólo 2 hijos en total por persona, no con cada pareja!
Aquí está un video de la primera parte de la clase.
Estudien las siguientes presentaciones. Recopilen los nombres de conceptos (no definiciones) y hechos importantes. Cuanto más, mejor. Esta será su actividad asignada por TEAMS.
Siempre sugiero que miren las diapositivas tratando de elaborar un relato a partir de los títulos de cada una de ellas y la información que contienen como si fuesen locutores.
Aquí el video de la conferencia con la presentación anterior:
Ahora podemos pasar a otro aspecto para poder hablar sobre la regulación de la reproducción.
Bases Estructurales de la Reproducción
Aunque ya tuvieron acceso a esta información desde 3° de primaria y cada año hasta primero de secundaria. Suele ocurrir que nunca intentaron aprender sus órganos reproductivos.
Pueden acceder al video de la conferencia con estas diapositivas en el siguiente vínculo. No olviden buscar redes abiertas y capturar las diapositivas.
Para aquellos que todavía no lo han hecho. Les recuerdo que deben de colocar un buen retrato de ustedes en TEAMS, de otra manera no los podré reconocer.
La Pandemia de SARS-CoV-2 sigue su curso. La mayoría de la población humana sigue siendo susceptible a infectarse. Unas semanas atrás algunos comentaban que la epidemia en México era interminable y que no la habíamos terminado eficientemente como lo hicieron (sic) en España o Francia. No entendían el concepto de aplanamiento de la curva. Ambos países europeos fueron tomados por sorpresa y la curva epidémica fue alta y corta, en cambio en México tuvimos tiempo de tomar medidas y logramos achatar la curva. Comparen las curvas:
México tardó 150 días para llegar al nivel que Francia alcanzó en unos 25 días.
Lo cual demuestra que nosotros los mexicanos si aplanamos la curva al quedarnos en casa, guardar la sana distancia y demás medidas que aplicamos la mayoría.
Las curvas epidémicas achatadas son más bajas y tardan más en terminar.
En Europa, muchos creyeron erróneamente que habían derrotado a la epidemia y salieron a un desconfinamiento brusco. Incluso, miraban a México con burla, pues asumieron que éramos nosotros los que habíamos fallado. En realidad, ellos no habían entendido cómo funciona una epidemia y ya pagan la consecuencia. Ahora ya iniciaron su segunda ola epidémica. La cual es más grave que la primera. Vean la gráfica hasta este sábado 17.
Ellos van por su rebrote y nosotros aún no terminamos la primera ola.
¿Qué podemos aprender de ello? Mientras no haya vacuna, siempre habrá riesgo de rebrote en cualquier lugar del Mundo. Por ello hay que tomar consistentemente las medidas para evitar contagiarnos y no dispersar el virus.
Medidas Anti-Epidemia
Tose o estornuda sobre el brazo. Si no se hace así, las gotículas con virus son lanzadas a varios metros de distancia ampliando su alcance contagioso. Si se hace sobre la mano, todo lo que se toque quedará contaminado.
Quédate en casa. Si no se tiene una razón para salir, entonces para evitar contagiar o infectarse no salgamos al entorno público.
Guarda tu sana distancia. Tanto en casa como fuera de ella, debemos estar a 2 metros de los demás para evitar que las gotículas emitidas lleguen a nuestra cara y de los demás.
Evita tocarte la cara. Como las gotículas caen en las superficies, nosotros podemos recogerles con las manos. Debemos ser conscientes de ello y si necesitamos tocarnos hay que lavar o limpiar las manos antes de tocarnos.
Lávate las manos muchas veces al día. Lo mejor es usar agua y jabón, es lo más efectivo. Como el virus SARS-CoV-2 es un virus cubierto de membrana celular robada a la célula infectada y sabes de Biología 1 que la estructura de ella es de una doble capa de lípidos. El jabón disuelve esa cubierta grasosa del virus despojándole de la capacidad de infectar.
Ventila todos los espacios cerrados. En un espacio cerrado sin ventilación los aerosoles que se forman en nuestra boca o nariz alcanzan una concentración elevada y por tanto infecciosa. En tal caso, ni los cubrebocas nos protegen. Por ello hay que mantener abiertas las ventanillas de autos, camiones y metro.
Usa cubrebocas cuando no haya sana distancia. El cubrebocas reduce la emisión de virus de nuestra boca y nariz. En situaciones donde no podemos estar a 2 metros de otras personas, el uso de cubrebocas por todos, nos protege. Por favor aléjense de las personas cuyo cubrebocas posee una válvula de exhalación. Si esa persona libera virus, entonces de esa válvula sale un chorro veloz de ellos.
Ahora regresemos a Biología 2
Debes saber que en todo proceso reproductivo siempre ocurren una o varias divisiones celulares.
División Celular (rojo = ADN , verde = tubulina)
Noten que la Reproducción (re- = volver= repetir, prod- = hacer = generar) NO ES UN PROCESO VITAL. Ningún organismo se muere por no reproducirse. De hecho, aunque los organismos mayoritariamente están adaptados para multiplicarse, la gran mayoría nunca lo logra. (hablaremos más sobre esto en el corte 3, Evolución). La Reproducción es necesaria para la existencia de las especies, no así para los organismos. Si un número elevado de los organismos de una especie fallan en hacerlo entonces la especie se extingue.
Espermatozoides, los gametos masculinos, en acción para la reproducción sexual.
Bases Moleculares de la Reproducción
Desde el inicio de la vida hace más de 3 mil 800 millones de años los organismos unicelulares se han reproducido mediante procesos de división que reparten los componentes celulares entre dos células hijas.
Cada una de ellas con una copia completa de toda la información genética necesaria para dirigir la producción de todas las macromoléculas celulares (ARN, ADN y Proteínas). Como debes de recordar de Biología 1, casi toda la información necesaria para la Vida se guarda en moléculas de ADN.
El ADN es una doble hélice. Las 2 cadenas se reconocen por emparejamientos de bases: A con T y G con C
En el ADN la información se guarda 2 veces
Así, la base molecular de la Reproducción es la Replicación del ADN. Donde cada cadena de nucleótidos es el molde para fabricar la cadena complementaria.
En la replicación se forman dos moléculas de ADN con la misma información, excepto raros errores (aprox. 1 c/20 mil pb)
Bases celulares de la Reproducción
Mientras los organismos siguieron siendo unicelulares, la división celular siempre implicó la reproducción de los mismos. Pero, al evolucionar la multicelularidad, entonces la equivalencia división celular = reproducción, desapareció.
En los organismos cuyo cuerpo está hecho de muchas células (multicelulares o pluricelulares), la división celular es el proceso que permite al organismo crecer y la reproducción tuvo que llevarse a cabo por procedimientos más complejos.
En los organismos pluricelulares la mayoría de las células no se dividen, excepto un tipo especial de células llamadas "madre" o "troncales". Estas células al dividirse generan una célula hija cuyo destino es diferenciarse en una célula especializada (muscular, grasa, epitelial, neurona, etc.) que trabaja para mantener al organismo entero hasta su muerte, mientras la otra célula hija se mantiene como célula troncal. Esto es necesario para que las células colaboren en beneficio del cuerpo entero. Pues los genes se transmitirán a la siguiente generación del cuerpo multicelular solamente a través de los gametos.
Por lo anterior es inadecuado hablar de Reproducción celular. Ya que aunque hay células en nuestros cuerpos que a veces se reproducen (las células "Madre"), la mayoría no lo hace, a menos que enfermemos de cáncer.
Cuando en una célula especializada de nuestro cuerpo, el mecanismo que controla la división celular se descompone y esa célula se divide dando lugar a otras dos iguales y por tanto empieza su reproducción, entonces, se ha iniciado la cancerización.
Así, después de generaciones de células descendientes que no obedecen a las señales que les ordenan no dividirse, evolucionan linajes de células cancerosas -hábiles para tomar los recursos del cuerpo y reproducirse sin colaborar para mantener vivo a nuestro cuerpo. Alguno de esos linajes de células egoístas formarán los tumores metastásicos que nos llevarán a la muerte.
Células cancerosas migrando a otro sitio
Tipos de División celular
Hay fundamentalmente 3 tipos de división celular, a saber:
Amitosis (también llamada Fisión Binaria)
Mitosis (mito- = filamentos, -sis = proceso)
Meiosis (meio- = disminuir)
En los organismos procarióticos la división usada es la Amitosis (a- = no, sin ; mit- = filamento o hilo). Se llama así puesto que las bacterias observadas durante su división celular con el microscopio óptico de Campo Claro NO vemos los filamentos llamados cromosomas. Los que si son visibles, en cambio, durante la mitosis. La amitosis genera dos células genéticamente idénticas.
La amitosis o fisión binaria consiste en los siguientes eventos:
Replicación del ADN (1 nucleoide --> 2 nucleoides)
Elongación celular (que separa ambos nuceloides)
Formación de un tabique en la parte media de la célula
... como se muestra en la siguiente figura:
Vean este gif animado de la fisión binaria:
La mitosis evolucionó hace más de 1,500 millones de años como un proceso de los organismos eucarióticos, los cuales poseen sus información genética en juegos de varios cromosomas que según la especie contienen desde dos cromosomas hasta cientos de ellos. Por ello, el mecanismo para repartir a cada célula hija una copia de cada cromosoma del juego de la especie (en nuestro caso, 23 diferentes) es más complejo. Pero también da origen a dos células hijas genéticamente idénticas.
Así, para su estudio, la Mitosis suele divide en las siguientes fases:
Profase (pro- = inicio)
Metafase (meta- = en medio)
Anafase (ana- = separar)
Telofase (telo- = fin)
En la profase inicia la mitosis con los siguientes eventos. A veces los últimos dos eventos se distinguen como una fase distinta de la mitosis, la Prometafase. Lo cual sólo es una cuestión de palabras, una convención:
La cromatina se condensa (enrolla) y conforma a los cromosomas que empiezan a verse como hilos largos que se engruesan y acortan.
Cada par de centriolos se desplaza hacia un polo de la célula.
Los elementos del citoesqueleto se ensamblan como Huso Acromático, bajo la influencia de los centriolos.
La Envoltura Nuclear se disgrega mezclándose el nucleoplasma con el citosol.
La metafase se alcanza cuando ocurre lo siguiente:
El huso acromático queda completamente armado y con los centriolos en los polos.
Los cromosomas a través de sus cinetocoros son colocados por los microtúbulos en la parte media de la célula.
Luego durante la anafase:
Se rompe la región centromérica (centr- = centro y mer- = parte) de los cromosomas metafásicos (que están duplicados)
Así, cada cinetocoro (cinet- = movimiento t cor- del inglés core = centro), jala a su cromátida hacia polos opuestos.
Una vez que las cromátidas de cada cromosoma llegan a polos opuestos, ocurre la telofase que consiste en los eventos opuestos de la profase:
Los cromosomas (en realidad las cromátidas) se descondensan (desenrollan) y empiezan a verse como hilos largos que se adelgazan y alargan.
Los centriolos permanecen en los polos.
Los elementos del Huso Acromático se desarman y conforman el citoesqueleto normal de la célula.
La Envoltura Nuclear vuelve a formarse alrededor de los cromosomas de cada polo mientras se convierten en cromatina.
Finalmente se inicia en la mayoría de las células la citocinesis (cito- = célula, cine- = movimiento y -sis = proceso) . En la citocinesis un anillo de proteínas motoras debajo de la membrana plasmática colocado por el huso forma una "cintura" como si se apretase un cinturón y termina por repartir el citoplasma entre dos células hijas.
La mitosis es un proceso continuo lo dividimos en fases para describirla mejor.
Células en Mitosis bajo el microscopio. Verde = microtúbulos del huso. blanco = ADN
Observa este gif animado. Identifica el inicio de la mitosis y las 4 fases principales (profase, metafase, anafase y Telofase)
La Meiosis, en cambio, coevolucionó junto con la singamia (la unión de gametos) cuando algunos linajes de protistas unicelulares desarrollaron ciclos de vida con alternancia de generaciones.
De modo que una generación haploide (con 1 juego de genes) daba origen a una generación diploide (con 2 juegos) por medio de la fusión de sendas células.
Luego, el organismo unicelular diploide (en nosotros sería nuestra primera célula, el cigoto) da origen a 4 organismos unicelulares haploides (hapl- = simple = 1 y -oide = parecido a...) mediante una división celular consistente en dos mitosis modificadas en serie sin la duplicación del ADN entre ellas. Esas dos divisiones disminuyen el número de juegos de cromosomas de nuevo a uno sólo. De ahí deriva el nombre de la meiosis (meio- = restar, disminuir), dado que es el proceso que reduce el número de juegos de cromosomas de 2 a 1, del estado diploide 2n al haploide n, (di- = 2, plo- = multiplicado por... y -oide = apariencia)
La importancia biológica de la meiosis deriva del intercambio de cromátidas que ocurre durante la profase 1 llamado Entrecruzamiento de Cromátidas. Al aparearse los cromosomas homólogos se entrecruzan segmentos equivalentes entre las cromátidas provenientes de ambos progenitores.
Entrecruzamiento de cromátidas
El Entrecruzamiento de cromátidas las hace distintas a todas ellas.
Lo cual forma cromosomas con nuevas combinaciones de genes a partir de las variantes de los genes del padre y de la madre. Así las cuatro células hijas generadas por la meiosis son genéticamente distintas. (apréndanlo muy bien, lo usaremos en genética y evolución)
La Meiosis, en consecuencia, se divide para su estudio en 2 divisiones meióticas (sendas mitosis modificadas) separadas por una interfase meiótca que duplica centriolos, pero no ADN. A saber:
Primera División Meiótica
Profase 1
Metafase 1
Anafase 1
Telofase 1
Interfase Meiótica
Segunda División Meiótica
Profase 2
Metafase 2
Anafase 2
Telofase 2
Fases de la Meiosis
Ahora vean este gif de la meiosis completa:
Ahora, para resumir, vean las diapositivas de la siguiente presentación. También existe la presentación en forma de video aquí.
CG2. La ciencia no excluye al arte. Espero puedan apreciar la belleza de esta obra que representa una porción de sendas células en contacto. Los componentes se muestran a escala.
Aduéñense de su destino.
Para aquellos que todavía no lo han hecho. Les recuerdo que deben de colocar un buen retrato de ustedes en su TEAMS, de otra manera no los podré reconocer.
CG2. Les dejo de regalo un enlace a una pieza de música:
