Conceptos Esenciales de Biología Celular: Comparativa de Procesos y Estructuras Genéticas

Diferencias Clave entre Mitosis y Meiosis

A continuación, se presenta una comparativa detallada de los procesos de división celular:

Número de Células Hijas

  • Mitosis: 2 células hijas.
  • Meiosis: 4 células hijas.

Información Genética

  • Mitosis: Misma información genética que la de la célula madre (2n → 2n).
  • Meiosis: Distinta información genética que la célula madre debido al intercambio de material genético entre cromosomas homólogos y al reparto al azar de estos (2n → n).

Número de Cromosomas

  • Mitosis: Tiene el mismo número de cromosomas que la madre.
  • Meiosis: Tiene la mitad de los cromosomas que la célula madre.

Proceso

  • Mitosis: Continuo.
  • Meiosis: Puede ser discontinuo o con paradas largas (incluso años).

Importancia Genética

  • Mitosis: No genera variabilidad genética, por lo que se da en procesos de crecimiento y renovación de tejidos y células somáticas.
  • Meiosis: Genera variabilidad genética, por lo que se da en la formación de células reproductoras (gametos).

Relevancia en Procesos Evolutivos

  • Mitosis: Al originar células idénticas y conservar la información genética, no tiene competencia en procesos evolutivos.
  • Meiosis: Es fundamental en la evolución porque dota a las poblaciones de variabilidad genética, que junto a las mutaciones, son el motor evolutivo.

Tipo de Reproducción

  • Mitosis: Asexual.
  • Meiosis: Sexual.

Dogma Central de la Biología y Transferencia Genética Bacteriana

El siguiente esquema describe los mecanismos de transferencia horizontal de genes en bacterias:

Mecanismos de Transferencia Genética (Reproducción)

Transformación

Se transfiere un fragmento de ADN libre desde la bacteria donadora hasta una bacteria receptora. No es necesario el contacto entre ambas.

Transducción

Se transfieren fragmentos genéticos desde la bacteria donadora a la bacteria receptora a través de virus.

Conjugación

Se transfieren plásmidos conjugativos a través del contacto entre la célula donadora y la receptora. Se observa en Gram negativas (mediante el pelo sexual) y Gram positivas (mediante interacción directa). El fragmento de ADN transferido desde la célula donadora puede experimentar recombinación con un fragmento homólogo del genoma de la receptora.

Comparativa entre Células Eucariotas y Procariotas

Tamaño

  • Procariota: 0.5 a 2 µm.
  • Eucariota: 2 a 200 µm.

Envoltura Nuclear

  • Procariotas: Sin envoltura. No tienen núcleo y no realizan la mitosis.
  • Eucariotas: Con envoltura. Tienen núcleo y realizan la mitosis.

Orgánulos

  • Procariotas: Ribosomas y mesosomas.
  • Eucariotas: Variados.

ADN

  • Procariotas: Una sola molécula, no forma cromosomas.
  • Eucariotas: Múltiples moléculas y sí forman cromosomas.

Movimiento

  • Procariota: Flagelo.
  • Eucariota: Cilios o flagelos.

Pared Celular

  • Procariota: Delgada y de peptidoglucano.
  • Eucariota: Ausente en protozoos, celulosa en algas y quitina en hongos.

Diferencias Fundamentales entre Células y Virus

Ácido Nucleico

  • Células: ADN y ARN.
  • Virus: ARN o ADN (solo uno de los dos).

Metabolismo

  • Células: Realizan metabolismo y crecen.
  • Virus: No realizan metabolismo.

Reproducción

  • Células: Se reproducen a partir de todos sus componentes, por división celular.
  • Virus: Se reproducen de 2 formas distintas:
    1. Reproduciéndose en el interior de la célula afectada, utilizando todo el material de la célula hospedante.
    2. Uniéndose al material genético de la célula en la que se aloja, produciendo cambios genéticos en ella.

Esquema Detallado de las Mutaciones Genéticas

Definición y Tipos Generales

  • Definición: Cambios que se producen en la secuencia o en el número de nucleótidos del ADN de una célula.
  • Pueden ser: Perjudiciales, beneficiosas y neutras.
  • Origen:
    • Espontáneo: Ej. 1/100.000 – 1/1.000.000.
    • Inducido: Por radiaciones, drogas, nicotina, pesticidas, etc.

Agentes Mutagénicos

  • Físicos: Por radiaciones ionizantes o por no ionizantes.
  • Químicos: Por modificaciones en la base nitrogenada, sustitución de bases o por la introducción de ciertas moléculas en la cadena polinucleótida del ADN.
  • Biológicos: Virus, oncogenes y genes supresores de tumores. Todos ellos pueden originar cáncer.

Clasificación según la Célula Afectada

Las mutaciones pueden darse en:

  • Mutaciones Génicas: Afectan a la secuencia de nucleótidos de un gen.
  • Mutaciones Cromosómicas: Se altera la estructura de los cromosomas.
  • Mutaciones Genómicas: Cambia el número de cromosomas.

Tipos de Mutaciones

1. Mutaciones Cromosómicas

Afectan a la estructura de los cromosomas, por lo que es imposible detectarlos al microscopio. La secuencia de bases nitrogenadas de los genes no está alterada, pero hay cambios en el número de estos o en su disposición lineal en los cromosomas. Hay dos tipos de alteraciones:

Alteraciones en el Orden de los Genes:
  • Inversiones: La disposición de los genes de un fragmento cromosómico está invertida.
  • Translocaciones: Un fragmento cromosómico cambia de posición, trasladándose a otro lugar del mismo cromosoma, a su homólogo o a otro.
Alteraciones por la Existencia de un Número Incorrecto de Genes:
  • Deficiencias y Deleciones: Consisten en la pérdida de un fragmento del cromosoma y, en consecuencia, de algunos genes.
  • Duplicaciones: Un segmento de un cromosoma se encuentra repetido, por lo que existe un exceso de los genes correspondientes.

2. Mutaciones Genómicas

Alteración del número de cromosomas de una especie, ya sea por exceso o por defecto, por lo que se pueden detectar fácilmente al estudiar el cariotipo de un individuo. Se clasifican en tres tipos:

  • Euploidías: Alteración en el número de juegos cromosómicos (ej. Monoploidías).
  • Poliploidías: Existencia de más de dos juegos cromosómicos (Triploidías (3n), Tetraploidías (4n), etc.).
  • Aneuploidías: No existe alteración del número de juegos cromosómicos completos. Solamente falta o sobra un cromosoma. Pueden ser:
    • Nulisomías (2n-2)
    • Monosomías (2n-1)
    • Trisomías (2n+1), ej. Síndrome de Down
    • Tetrasomías (2n+2)

3. Mutaciones Génicas

Afectan a la secuencia de nucleótidos de un gen y son mutaciones por sustitución de una base por otra distinta. Se dividen en dos tipos:

  • Transiciones: Se sustituye una base púrica (A, G) por otra púrica, o una pirimidínica por otra pirimidínica.
  • Transversiones: Se sustituye una base púrica por otra pirimidínica o viceversa.
Consecuencias de las Mutaciones Génicas:
  • Mutación silenciosa.
  • Proteína más larga.
  • Proteína más corta.
  • Proteína que mejore a la original.

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