BIOLOGÍA (08) del CBC Cátedra Nasazzi (apuntes tomados en 2004) Clase 21

BIOLOGÍA (08)

CBC

Ciclo Básico Común

Tomados en el 2º cuatrimestre del año 2004.
Profesora: Susana Hernández
Cátedra: Nasazzi
Comisión: 10801
Lunes y jueves de 14 a 17 horas.
Sede Montes de Oca 1200
4º piso, aula 42
Ciudad Autónoma de Buenos Aires
República Argentina
Apuntes tomados como oyente.

ADVERTENCIA: Este material no ha sido producido por los docentes de la Cátedra. Este material ha sido producido por un oyente, por iniciativa propia y de modo independiente. Es una reconstrucción de los apuntes tomados como oyente. Cualquier error, ya sea conceptual, terminológico o de otra índole, no le compete a los docentes de la Cátedra.

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Clase 21

Jueves 4/11/2004

Hemos estado hablando del ciclo celular todo este tiempo. Tenemos la interfase (G1, S y G2), y la fase de división y hablamos de lo que ocurre en ellas. En G1 aumenta de volumen y crece, aumenta las mitocondrias, ribosomas, etcétera. Luego entra en la fase S de replicación (duplicación del ADN) y posteriormente G2 que prepara la división celular.

Las células que no se dividen están siempre en G1. Se salen del ciclo celular y se dice que están en G0. Esto lo vemos en neuronas por poner un ejemplo.

La etapa G1 es la más variable de todas, es la etapa de mayor variación en cuanto a duración. Hay células que están en G0 y pueden entrar nuevamente al ciclo celular (a G1 rápidamente para entrar en la división celular). A modo de ejemplo las células del hígado (transplante). Las otras etapas son más parejas en cuanto a duración respecta, en los distintos tipos celulares. El ciclo celular está muy regulado. Debe haber un control del ciclo y se lo conoce como regulación del ciclo celular. Es algo muy complicado y está sutilmente regulado. La célula debe responder a señales para dividirse; el ciclo responde a señales propias o del medio. Esas señales son mensajeros químicos como las hormonas que traen el mensaje de que la célula debe dividirse. A modo de ejemplo esto se ve en las células de la médula ósea respondiendo a hormonas. Estas señales se llaman factores de crecimiento o mitógenos (inducen a la mitosis). Si una célula tiene un receptor para el mitógeno entonces se dividirá, si no lo tiene no se dividirá. Si la célula no tiene oxígeno, no tiene glucosa o no tiene los nutrientes necesarios, entonces no se podrá dividir y crecer, por lo tanto la célula está constantemente balanceando (analizando) si debe dividirse o si no debe dividirse. Es decir que hay señales positivas y señales negativas para decidir si entrar a la fase S y dividirse.

Si cultivamos células en un laboratorio aumentará la cantidad de células pero se empieza a terminar el nutriente, el espacio, aumentan los desechos y las células morirán. El contacto entre células provoca inhibición por contacto.

Si la célula pasa al ciclo S se va a dividir inevitablemente pero hay puntos de control intermedios, que verifican si el ADN está bien, a modo de ejemplo para verificar mutaciones. Eso frena el ciclo, si hay errores, y se puede detener tanto en G1 como en G2, evitando que la célula entre en mitosis. Entonces al parar, los sistemas de reparación corrigen los errores. Si el error es muy grande (irreparable) la célula se suicida entrando en apoptosis. La apoptosis es la muerte celular programada. La célula se suicida sin hacer escándalo, a diferencia de la necrosis que es la muerte celular no programada. En la necrosis el contenido celular (incluyendo enzimas que degradan) se libera lastimando las células vecinas y causando inflamación. En la apoptosis, en cambio, la célula no se rompe y por tanto no hay daño en las células vecinas. Cuando una célula está infectada por un virus, pueden venir células como los glóbulos blancos y ordenarle a la célula infectada que entre en apoptosis.

El cáncer son muchas enfermedades y lo común es que las células perdieron el control de regulación celular y se dividen sin parar ocasionando un daño tremendo a su alrededor. Es desregulación del ciclo celular. Hay técnicas modernas que buscan que las células cancerígenas entren en apoptosis.

Las mutaciones afectan a los genes individualmente.

Aberraciones cromosómicas

Ahora veremos aberraciones cromosómicas. El gen es muy chico y si miro un cromosoma no voy a detectar mutaciones en genes (debería utilizar técnicas genéticas). Los daños en el cromosoma involucran a varios genes y se puede ver mirando el cromosoma. Hay aberraciones numéricas y aberraciones estructurales.

Las aberraciones numéricas afectan a la cantidad de cromosomas. Tenemos las aneuploidías y las enploidías. Las aneuploidías son las que presentan un cromosoma de más o un cromosoma de menos (n ± 1) a modo de ejemplo. Si le falta un cromosoma (n-1) entonces es una monosomía porque algún cromosoma no tiene a su homólogo. Si le sobra un cromosoma (n+1) entonces tenemos una trisonomía, en la que están los 2 cromosomas homólogos normales más un cromosoma repetido (3 en lugar de 2). Este es el caso del síndrome de Down.

En la enploidía tenemos que todos los cromosomas están afectados, de todos hay algún múltiplo. Si lo normal es 46 a modo de ejemplo, entonces podría aparecer un caso con 23 cromosomas (faltan todos los homólogos), o con 69 cromosomas (hay 3 cromosomas de cada tipo en lugar de ser 2). Esto sucede por ejemplo, cuando hay cariocinesis pero no hay citocinesis. Que se sepa no hay casos en humanos; pero es muy común en las plantas.

La aneuploidía como el síndrome de Down implica que se trata de individuos enfermos, no suelen ser normales. Está la trisonomía del cromosoma 21 como el síndrome de Down, está la trisonomía del cromosoma 18, hay trisonomía del cromosoma sexual X. Hay también casos de monosomía del cromosoma X que se figura X0. Estos casos tienen 45 cromosomas en lugar de 46, son hembras humanas estériles y se llama síndrome de Turner. El caso de 3 cromosomas sexuales como el XXY implica que el individuo tiene 47 cromosomas en total y se da en machos humanos y se llama síndrome de Klinefelter. No se conocen trisonomías de otros cromosomas en humanos.

¿Cómo se pueden producir estas aberraciones? El error tiene que estar en la formación de las gametas en los padres, durante la meiosis. En general es en la mujer pero no de modo exclusivo. Por algún motivo uno de los cromosomas queda retrasado en la anafase y la citocinesis lo agarra en el lado equivocado, por lo que al dividirse las células en lugar de tener 23 cromosomas cada una, tiene una 22 cromosomas y el otro 24 cromosomas. Si estas gametas son fecundadas por algún espermatozoide normal tendremos

Cromosomas en espermatozoide	Cromosomas en óvulo	Cigota resultante
23	24	47 (Down)
23	22	45 (muere si es el crom 21)

En caso de cromosomas sexuales X con no disyunción podemos tener a modo de ejemplo (no disyunción en una hembra):

Espermatozoide	Óvulo	Cigota resultante
X	XX	XXX (trisonomía)
Y	XX	XXY (trisonomía)
X	0	X0 (monosomía)
Y	0	Y0 (monosomía muere)

Se usa el cariotipo para mirar los cromosomas. Se busca en metafase, se tiñen y se observan al microscopio para fotografiarlos. En el inicio del embarazo se pueden tomar células de la bellocidad cariónica (placenta). Es un método peligroso. También se pueden tomar células del líquido amniótico que es más seguro. Este cariotipo no detecta mutaciones génicas sino solamente enfermedades cromosómicas y aberraciones estructurales como las comentadas.

Cariotipo tradicional

Cariotipo espectral (nuevo sistema)

En el caso de la aberración estructural el defecto está en el tamaño o forma del cromosoma. Al teñir los cromosomas para un estudio se ven partes más condensadas y partes menos condensadas (bandas). Los patrones de bandas son estables en las especies. Si hay aberraciones estructurales en el bandeo, puede ser un caso de deleción, cuando le falta un trozo de cromosoma. Puede haber casos de inversión cuando un cromosoma tiene el largo correcto pero un trozo está invertido. Puede ser una traslocación, cuando hay al menos 2 cromosomas involucrados y un trozo de un cromosoma se pega en el otro cromosoma involucrado. Puede haber traslocación recíproca.

Veamos una célula diploide normal en distintas etapas, considerando la cantidad C como la cantidad de ADN normal de una célula diploide en G1

	G1 y final mitosis	S	G2	Anafase mitosis	Final meiosis 1	Final meiosis 2
Número de cromosomas	46	Copia	46	92	23	23
Número total de cromátidas	46	Copia	92	92	46	23
Número de cromátidas por cromosoma	1	Copia	2	1	2	1
Cantidad de ADN por célula	C	Copia	2C	2C	C	C/2

Ahora vamos a ver poniendo genes a la célula diploide. Vamos a imaginar que está el gen para el carrier de la glucosa en un locus de estos cromosomas homólogos

La secuencia de bases es G. No son necesariamente iguales los dos genes.

El genotipo puede ser homocigota o heterocigota. El genotipo es describir cómo son los alelos (variantes) que pueden tener. Si los alelos son iguales entonces es homocigota. Si los alelos no son iguales entonces se llama heterocigota.

Genotipo	Homocigota GG o bien gg
	Heterocigota Gg o bien gG

Podemos ver que existe el 50% de probabilidad de que una célula tenga el alelo G del gen de la glucosa (2 células de un total de 4), y el 50% de probabilidad de que tenga el alelo g del gen de la glucosa (2 células de un total de 4).

Tenemos a modo de ejemplo el siguiente genotipo para los padres: (Gg) para el macho

y (gg) para la hembra

Fenotipo es la manifestación externa del gen.

G es el alelo normal dominante

g es el alelo anormal recesivo

Gg puede captar la glucosa y GG también (normales)

gg no puede captar la glucosa (enferma)

Vamos a hacer un cuadro de Punnet para ver las combinaciones posibles:


	g
G	Gg	normal
g	gg	enferma

El 50% son Gg y el 50% son gg.

	GG normal (homocigota)

Fenotipo	Gg normal (heterocigota)

	gg anormal (homocigota)

El recesivo se manifiesta solamente como homocigota. El dominante se manifiesta como homocigota o como heterocigota.

Leyes de probabilidades

La probabilidad de algo es:

____

Es decir A dividido B. Donde A es el número de casos de algo y B es el número total de casos.

Una cosa es la probabilidad y otra cosa es la realidad. Para que haya certeza hay que manejar grandes números. Para acercarse a la realidad hay que trabajar grandes números.

Si quiero que se cumpla A y B (juntos) tenemos el siguiente método:

P(A y B) = P(A) * P(B)

Es decir, la probabilidad de A multiplicado por la probabilidad de B.

A modo de ejemplo, los hijos de una pareja humana pueden ser hembras (

) o machos (

). Si una pareja humana tiene 2 hijos las posibilidades son las siguientes:

es decir hembra y hembra

es decir hembra y macho

es decir macho y hembra

es decir macho y macho

Ahora queremos saber cuál es la probabilidad de que los hijos sean dos hembras, es decir,

Entonces debemos multiplicar la probabilidad de que salga una hembra, por las probabilidad de que salga también una hembra. La probabilidad de que sea hembra es 1 en 2 (porque puede ser macho o hembra), es decir, 1/2.

P(Hembra) * P(Hembra) = P(

) * P(

) = 1/2 * 1/2 = 1/4

Esto significa que la probabilidad de que sean dos hembras es de 1 en 4.

Si lo que queremos averiguar es la probabilidad de que ocurra o bien el suceso A o bien el suceso B (pero no juntos) entonces debemos hacer:

P(A ó B) = P(A) + P(B)

Es decir, la probabilidad de A sumado a la probabilidad de B.

Hagamos un ejemplo con 3 bolitas de colores. Tenemos las bolitas roja, azul y verde. ¿Cuál es la probabilidad de que si saco una sola bolita de la bolsa, esa bolita sea roja o que la bolita sea verde?

Cada bolita tiene 1 posibilidad en 3 de salir, es decir 1/3.

P(roja ó verde) = P(roja) + P(verde) = 1/3 + 1/3 = 2/3

Esto significa que tengo 2 posibilidades de 3 de que la bolita que saco, sea o bien roja, o bien verde.

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