Niveles de organizacion_bioticos

Barquisimeto, Febrero 2011
UNIVERSIDAD CENTROCCIDENTAL
LISANDRO ALVARADO
SISTEMA DE EDUCACION A DISTANCIA
DECANATO DE CIENCIAS DE LA SALUD
CURSO PREUNIVERSITARIO
NIVELES DE ORGANIZACION
BIOTICOS
DECANATO DE CIENCIAS DE LA SALUD.

2
Unidad I. Niveles de Organización Bióticos
Curso Preuniversitario. Biología Celular. Niveles de Organización, 2010. Chávez, A y Olivares, M,

Dra. Aura Chavez
Dra. María Elena olivares
UNIVERSIDAD CENTROCCIDENTAL
LISANDRO ALVARADO
SISTEMA DE EDUCACION A DISTANCIA
DECANATO DE CIENCIAS DE LA SALUD
UNIDAD I
1ra. PARTE
NIVELES DE ORGANIZAION
BIOTICOS
DECANATO DE CIENCIAS DE LA SALUD.

4
TABLA DE CONTENIDOS
Página
Introducción……………………………………………………………….. 4
Objetivo terminal…………………………………………………………... 4
Objetivos específicos………………………………………………………. 4
Niveles de organización……………………………………………………. 6
Actividad Control 1……………………………………………………….. 8
Características estructurales de los niveles celular, macromolecular y
celular………………………………………………………………………..
9
Células Procariotas y Células Eucariotas ……………………………... 9
Virus……...…………………………………………………………… 12
Prion…………………………………………………………………… 14
Actividad Control 2 ………………………………………………………... 18
Reproducción Celular………………………………………………………. 19
Mitosis…………………………………………………………………. 23
Actividad Control 3………………………………………………………… 29
Meiosis……………………………………………………………………. 30
Bibliografía…………………………………………………………………. 33

5
INTRODUCCION
Al observar la materia viva se pueden distinguir varios grados de complejidad
estructural, que van desde el nivel subatómico hasta el sistémico en el cuerpo
humano. Cada uno de ellos representa un nivel jerárquico de complejidad que
proporciona propiedades específicas a la materia viva que no se encuentran en los
niveles inferiores.
En la presente unidad se analizarán los niveles de organización que van desde el
nivel atómico hasta el nivel celular, con énfasis en las diferencias y semejanzas entre
células eucariotas y procariotas.
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Analizar los niveles de organización en los seres vivos.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
1. Establecer diferencias estructurales entre los niveles de organización de los seres
vivos.
2. Describir las diferencias y semejanzas entre células procariotas y eucariotas.
3. Describir las diferencias entre plásmidos y priones.
4. Describir las características estructurales de un virus.
5. Describir los pasos conducentes a la construcción de ADN recombinante.
6. Describir los tipos de división de las células humanas.
7. Establecer las diferencias y semejanzas entre mitosis y meiosis.

6
CONTENIDOS
Página
Niveles de Organización……………………………………………………. 6
Átomos………………………………………………………………….. 6
Moléculas……………………………………………………………….. 6
Macromoléculas………………………………………………………… 6
Nivel Supramolecular…………………………………………………... 6
Organelas……………………………………………………………….. 7
Tejidos………………………………………………………………….. 7
Órganos………………………………………………………………… 7
Sistemas………………………………………………………………… 7
Actividad Control 1……………………………………………………….. 8
Características estructurales de los niveles celular, macromolecular y
celular………………………………………………………………………..
9
Células Procariotas y Células Eucariotas ……………………………... 9
Virus……...…………………………………………………………… 12
Prion…………………………………………………………………… 14
Plásmidos………………………….…………………………………… 16
Actividad Control 2 ………………………………………………………... 18
Reproducción Celular………………………………………………………. 19
Ciclo Celular…………………………………………………………… 20
Interfase………………………………………………………………. 20
Mitosis…………………………………………………………………. 22
Células germinales y somáticas…………………………………….. 22
Etapas de la Mitosis………………………………………………… 23
Meiósis…………………………………………………………………. 30
Bibliografía…………………………………………………………………. 33

7
Niveles de Organización
Los niveles de organización de la
materia viva representan sus diversos
grados de complejidad estructural y
funcional. Estos niveles pueden
definirse en una escala de organización
que va de menor a mayor complejidad.
Tanto en los organismos unicelulares
como en los pluricelulares, podemos
distinguir diversos niveles de
organización interna que influyen en
su estructura y función. Para ambos
tipos de organismos su organización
empieza a nivel químico y adquiere
mayor complejidad a nivel celular en
el caso de los unicelulares y, a nivel
sistémico en el caso del cuerpo
humano.
Las combinaciones de átomos
forman agregados químicos más
grandes, denominados moléculas
(Figura 1).
Figura 1. Modelo computacional de una
molécula.
http://biol1c201.blogspot.com/2010/04/instrucciones-para-
el-tema-13.html
Las moléculas, a su vez, se combinan
con frecuencia con otros átomos y
moléculas, formando moléculas más
complejas denominadas
macromoléculas. A menudo el
término macromolécula se refiere a las
moléculas que pesan más de 10.000
Dalton de masa atómica. Las
macromoléculas pueden ser lineales o
ramificadas (Figura 2).
Figura 2. Modelo computacional de una
macromolécula.
http://cuskoscrew.blogspot.com/2009/03/niveles-de-
organizacion.html
Las moléculas que tienen
capacidad de reconocerse y
ensamblarse mediante interacciones
intermoleculares no-covalentes, tales

8
como, puentes de hidrógeno, fuerzas
de Van der Waals y atracciones
electrostáticas, forman por ensamblaje
estructuras poliméricas a un nivel
supramolecular. Macromoléculas
biológicas, como las proteínas y ácidos
nucleicos pueden reconocer
selectivamente a otras especies
moleculares y formar complejos más
grandes, a un nivel supramolecular.
En la Figura 3 se ilustra la
organización de la cromatina en
nucleosomas (ADN y proteínas
histonas)
Figura 3. Organización de la cromatina.
http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/2bachillerato
/biomol/contenidos18.htm
Diversos complejos supramoleculares
se ensamblan para conformar
compartimientos dentro de la célula
llamados organelos con funciones
muy especializadas e interrelacionadas
para permitir la vida dentro de la
célula. Las células similares o
relacionadas que funcionan de una
manera particular o tienen una
finalidad común se agrupan en tejidos.
Los cuatro tejidos básicos (epitelial,
conectivo, muscular y nervioso) que
componen el cuerpo están
ensamblados para formar órganos que,
a su vez, se agrupan en sistemas con
funciones específicas. En la figura 4,
se ejemplifica parte del sistema
muscular del cuerpo humano.
Figura 4- Sistema muscular humano.
www.nlm.nih.gov/.../ency/fullsize/19917.jpg
Los organismos se aprovechan
de la contracción de las células para
permitir su locomoción, constricción,
bombeo y otros movimientos de
propulsión. Las células musculares,
especializadas poseen la capacidad de
contraerse. Además de los músculos

9
voluntarios o esqueléticos que tienen
capacidad para contraerse cuando son
estimulados y están bajo control
consciente, el sistema muscular
también contiene músculos lisos o
involuntarios, y el músculo cardíaco.
Los músculos no solo producen
movimientos (o mantienen la posición
del cuerpo), sino también son
responsables de generar el calor
necesario para mantener una
temperatura central constante.
NIVELES DE ORGANIZACIÓN EN LOS SERES VIVOS
SUBCELULAR
Nivel Componentes/Ejemplos
Subatómico Protones, neutrones y electrones
Atómico Oxigeno, hidrógeno, hidrógeno, carbono, nitrógeno,
hierro y otros
Molecular Monosacáridos, Aminoácidos, Nucleótidos, plásmido
Macromolecular Polisacáridos, Proteínas, Ácidos nucleicos, Lípidos
Supramolecular Citoesqueleto..
Membrana plasmática
Ribosomas.
Nucléolo
Glucoproteínas Prion
glicolipidos
Complejos multienzimáticos
Complejo enzima-sustrato
Virus
Cromatina, nucleosomas
Organelos Organelos: Núcleo, Retículo Endoplasmático, Complejo
de Golgi, Lisosomas, Mitocondrias
CELULAR
Célula Procariota Bacterias
Célula Eucariota Unicelular Protozoos
Levaduras
Célula Eucariota de
Mamíferos
Células que componen los diferentes tejidos, ejemplos:
adipocitos, hepatocito, linfocito. Neuronas,
cardiomiocitos.
PLURICELULAR
Tisular Tejidos: Conectivo, Epitelial, Muscular, Nervioso,
Hematopoyético.
Orgánico Corazón. Pulmones. Estómago, Hígado, Intestino,
Sistémico Circulatorio, linfoide, endocrino, respiratorio, digestivo,
urinario, reproductor y Tegumentos.
Actividad Control 1: Tomando en consideración la lectura realizada y la tabla
anterior realiza un esquema de llave sobre los niveles de organización en los seres
vivos.

10
Características Estructurales de los Niveles Celular, Macromolecular y
Molecular
Células Procariotas y Células
Eucariotas
Todas las células son procariotas
o eucariotas. Las células procariotas y
eucariotas, comparten algunas
características estructurales que las
hacen semejantes, así como también
otras que las diferencian.
Las células procariotas constan
de un único compartimiento cerrado
rodeado por la membrana plasmática,
carecen de un núcleo definido y su
organización interna es sencilla cuando
se comparan con las células eucariotas.
Las células procariotas sólo se
encuentran entre las bacterias y las
algas verde-azules. Son organismos
unicelulares que no poseen
compartimientos rodeados por
membranas. Las bacterias son
procariotas, aun cuando no tienen
compartimientos internos rodeados por
membranas, poseen un citoplasma,
organizado en el que se localizan
múltiples estructuras subcelulares
(figura 5).
Figura 5: Célula procariota
http://www.lorem-ipsum.es/blogs/hal9000/?p=15
A diferencia de los procariotas,
las células eucariotas contienen un
núcleo definido rodeado por una
envoltura membranosa y otros
compartimientos internos, los
organelos, rodeados por membranas.
La región de la célula que se extiende
entre la membrana plasmática y el
núcleo es el citoplasma, compuesto del
citosol (fase acuosa) y los organelos.
Los protozoos, muchos de los
cuales son parásitos para animales,
están constituidos por una sola célula
en la que se distingue núcleo y
citoplasma, (aunque algunos presentan
estadios multicelulares en su ciclo
vital). El núcleo, por lo general es

11
único, pero en algunos casos pueden
ser de mayor número. El núcleo está
delimitado por una membrana nuclear.
Los protozoos presentan ciertas
especializaciones como seudópodos,
flagelos, cilios y vacuolas. Dentro de
los ciliados, el mejor conocido y más
ampliamente distribuido es el
Paramecium (Figura 6).
Figura 6. Paramecium
http://iescarin.educa.aragon.es/estatica/depart/biogeo/vario
s/BiologiaCurtis/Seccion%205/28-24.jpg
Entre otros protozoarios se
encuentran las amibas, parásitos del
hombre que se localizan en el tubo
digestivo, el plasmodium causante del
paludismo y leihsmania causante de la
leishmaniasis.
A un nivel superior, las células
eucariotas de los animales son más
complejas. Además del núcleo, poseen
una variedad de organelos delimitados
por membranas, dentro del citoplasma.
Estos organelos proporcionan
diferentes compartimientos, con
funciones específicas (Figura 7).
Figura 7. Esquema de una célula eucariota
www.educa.madrid.org/.../1eso/tema_9.htm
Las similitudes entre las células
procariotas y eucariotas son un reflejo
de la evolución de las células
eucariotas a partir de ancestros
procariotas. Ambos tipos de células
comparten un lenguaje genético
idéntico, vías metabólicas comunes y
varios rasgos estructurales similares.
Ambos tipos de células pueden estar
rodeados por una pared celular rígida,

12
tal es el caso de las plantas y las
bacterias. Aunque las paredes celulares
de procariotas y eucariotas pueden
tener funciones semejantes, existen
diferencias en su composición
química.
En su interior, las células
eucariotas son más complejas que las
células procariotas tanto en estructura
como en función. Los dos tipos
celulares contienen una “región
nuclear”, que aloja el material genético
de la célula, rodeada de citoplasma. En
las células procariotas el material
genético se encuentra en un nucleoide,
región no delimitada por membranas
que se distingue del citoplasma.
Las células eucariotas poseen un
núcleo, una región delimitada por una
estructura membranosa compleja
denominada envoltura nuclear. Esta
diferencia en la estructura del núcleo
es la base de los términos procariota
(pro, antes; carion, núcleo) y eucariota
(eu, verdadero; carion, núcleo). En las
células procariotas las cantidades de
ADN son relativamente más pequeñas;
que las existentes en las células
eucariotas.
En las células eucariotas existe
un número determinado de
cromosomas, mientras que las células
procariotas poseen un cromosoma
circular único. En las células
eucariotas el ADN se encuentra
asociado a proteínas, tipo histonas; por
el contrario, en las células procariotas
el ADN no se asocia a estas proteínas.
En los dos tipos celulares el
citoplasma es muy diferente. En el
citoplasma de las células eucariotas
existe una diversidad de Organelos
limitados por membranas, tales como,
mitocondrias, retículo endoplásmico,
complejo de Golgi, lisosomas,
endosomas y peroxisomas. En el
citoplasma de las células procariotas
no se observan organelos
membranosos, sin embargo, en las
cianobacterias se proyectan hacia el
citoplasma, vesículas membranosas
fotosintéticas.
Las células eucariotas poseen
también estructuras intracelulares no
delimitadas por membranas, entre las
cuales se encuentran los elementos del
citoesqueleto que son complejos
supramoleculares que participan en la
contractilidad celular, movimiento y

13
soporte. Hasta hace poco tiempo se
pensaba que las células procariotas no
poseían citoesqueleto, pero ha sido
encontrado en algunas bacterias
filamentos de citoesqueleto primitivo.
Las células procariotas y
eucariotas contienen ribosomas que
son complejos supramoleculares no
delimitadas por membranas. Los
ribosomas procarióticos son más
pequeños que los eucarióticos y sus
componentes estructurales son menos
numerosos que los de los ribosomas
eucarióticos.
Las células eucariotas se dividen
por mitosis, proceso mediante el cual
los cromosomas duplicados se
condensan en estructuras compactas,
que se separan por medio de la
participación del huso mitótico, lo que
permite que cada célula hija reciba un
ordenamiento equivalente de material
genético. En procariotas ese proceso
de condensación de los cromosomas
no ocurre ni se forma el huso mitótico,
el ADN se duplica y las dos copias se
separan de forma precisa.
En su mayoría los procariotas
son organismos asexuados, puesto que
contienen un cromosoma único razón
por lo que carecen de procesos
comparables a la meiosis de los
organismos eucariotas, formación de
gametos o fecundación verdadera.
En relación a las características
comunes entre células procariotas y
eucariotas se puede mencionar:
-Estructura similar de la membrana
plasmática. -Mecanismos similares
para la transcripción y traducción de la
información genética.
- Rutas metabólicas similares.
-Mecanismo similar para conservar la
energía química en forma de ATP, en
procariotas se ubica en la membrana
plasmática y en eucariotas en la
membrana mitocondrial interna.
Virus
Los virus son parásitos
intracelulares obligatorios, es decir, no
pueden reproducirse a menos que se
encuentren dentro de una célula
huésped que puede ser una célula
animal, vegetal o bacteriana. La
estructura del virus comprende una
pequeña cantidad de material genético,
que según el virus, puede ser ARN o
ADN de cadena simple o doble. El
material genético del virus está

14
rodeado por una cápsula proteica o
cápside, por lo general, constituida por
un número específico de subunidades.
Muchos virus poseen una cápside
donde las subunidades se organizan en
formas poliédricas. En virus animales,
como el virus de la inmunodeficiencia
humana (HIV) causante del SIDA, la
cápside proteica está rodeada por una
cubierta externa que contiene lípidos
derivados de la membrana plasmática
de la célula huésped. Proteínas virales
se integran a la bicapa lipídica
derivada de la célula huésped, antes de
la gemación del virus (Figuras 8 y 9).
Figura 8. Virus del VIH.
http://ririimperial.wordpress.com/cts/
Figura 9. Virus del VIH en proceso de gemación.
http://www.blogsida.com/sida-vih/vih-patogenesis-e-
inmunidad
Dentro de los virus de las
bacterias el bacteriófago T, consta de
una cabeza poliédrica que contiene
ADN, un tallo cilíndrico a través del
cual inyecta ADN al interior de las
células bacterianas y una cola de fibras
(Figura 10).
Figura 10. Bacteriófago T.
http://www.galileog.com/
La interacción entre las proteínas
virales y las del huésped, determina la
especificidad del virus. Por ejemplo la
proteína que se proyecta desde la
superficie de la partícula de VIH

15
interactúa con una proteína sobre la
superficie del linfocito, lo que facilita
la entra del virus al interior de la célula
huésped.
Se distinguen dos tipos de
infección viral. En la mayor parte de
los casos, el virus detiene las
actividades normales de síntesis en el
huésped y reorienta a la célula para
emplear sus materiales disponibles en
la elaboración de ácidos nucleicos y
proteínas virales, que se ensamblan
para formar nuevos viriones. La célula
infectada se rompe (lisis) y libera una
nueva generación de partículas virales,
capaces de infectar a las células
vecinas. En otros casos, el virus
intacto no provoca la muerte de la
célula huésped, introduce e integra su
ADN al del cromosoma de la célula
huésped. El ADN viral integrado se
denomina provirus y puede tener
varios tipos de efectos según el tipo de
virus y la célula huésped. Por ejemplo
el virus de la inmunodeficiencia
humana (HIV), produce una nueva
progenie viral por gemación en la
superficie de la célula sin lisis de la
célula infectada (figuras 9 y 10).
Figura 11. Gemación de virus del VIH.
http://basenorte.com/2008/11/06/los-virus-como-el-
sida-y-la-leucemia-son-una-forma-evolucionada-de-
otros-virus-existentes-millones-de-anos/
Figura 12. Gemación de virus del VIH.
http://www.diariodelimagay.com/images/salud/VIH_virus.
gif
Prion
En 1982 Stanley B. Prusiner
propuso el nombre de "prión" para el
agente causante de un grupo de
enfermedades degenerativas del
sistema nervioso central caracterizadas
por ser patologías crónicas y
progresivas. En 1997, Prusiner fue
galardonado con el premio Nobel de

16
fisiología y medicina por los trabajos
llevados a cabo para la identificación
de agente infeccioso de las
encefalopatías espongiformes
transmisibles. Estas enfermedades
incluyen la encefalopatía espongiforme
bovina y el scrapie de las ovejas y
cabras. El hombre se ve afectado más
raramente que los animales, tal es el
caso de la enfermedad Creutzfeldt-
Jakob que se caracteriza por ataxia,
demencia y parálisis. La forma
infecciosa se observó por primera vez
en los nativos de Nueva Guinea que
manifestaban una encefalopatía
espongiforme, denominada Kuru,
transmitida por la práctica del
canibalismo. La encefalopatía
espongiforme bovina o mal de las
vacas se transmitió a los seres
humanos por carne de ganado
infectado con tal afección.
En el genoma de los mamíferos
existe un gen que codifica la proteína
priónica PrPc
que se expresa
normalmente en varios tejidos,
principalmente en neuronas del
sistema nervioso central. Este gen se
encuentra en el hombre en el
cromosoma 20. La proteína PrPc
, es
una glicoproteína localizada
preferentemente en el lado externo la
membrana de las neuronas.
La proteína prión infecciosa
denominada PsPsc
(proteína del prion
del scrapy) presenta el mismo PM que
la proteína PrPc
y se diferencia de ésta,
en su plegamiento erróneo respecto al
de la proteína denominada PrPC
.
Ambas formas proteicas poseen
idéntica secuencia de aminoácidos y la
única diferencia entre ellas es en su
estructura secundaria, es decir en la
forma de plegamiento de la cadena
polipeptídica que produce un cambio
conformacional de la proteína (Figura
13).
Figura .13. Esquema de la proteína prion.
http://www.educa.madrid.org/web/cc.nsdelasabiduri
a.madrid/Ejercicios/2b/Biologia/Microbiologia/prio
nes.htm

17
El suceso crítico en la
patogénesis parece estar relacionado
con un cambio estructural que
transforma a la PrPC
en la PrPSc
, el
componente principal de las partículas
infecciosas. Se propone que la forma
alterada de la proteína PsPsc
, adquiere
la capacidad de transformar la forma
normal en patológica. La patología se
manifiesta probablemente por la
acumulación de la proteína anormal.
La proteína celular madura,
purificada en su forma nativa, tiene
una estructura secundaria compuesta
por un 43% de α-hélice y un 3% de
lámina β. Por el contrario, los estudios
espectroscópicos permitieron
establecer que la estructura secundaria
de la PrPSc
contiene un 43 % de lámina
β lo que le confiere la capacidad de
formar agregados proteicos.
Plásmidos
Los plásmidos son moléculas de
ADN extracromosómico circular que
se replican y transcriben
independientes del ADN
cromosómico. Están presentes
normalmente en bacterias, y en
algunas ocasiones en organismos
eucariotas como las levaduras. Cada
bacteria puede tener uno o varios a la
vez.
Las moléculas de ADN
plasmídico, adoptan una conformación
tipo doble hélice al igual que el ADN
de los cromosomas. (Figuras 14 y 15).
A diferencia del ADN cromosomal, los
plásmidos no tienen proteínas
asociadas. Se han encontrado
plásmidos en casi todas las bacterias.
Figura 14. Plásmido.
http://www.educa.madrid.org/web/cc.nsdelasabiduri
a.madrid/Ejercicios/2b/Biologia/Microbiologia/plas
midos.htm
Figura15. Plásmido.
http://www.uc.cl/sw_educ/biologia/bio100/html/portadaM
Ival11.2.1.1.2.html

18
El tipo de genes que portan los
plásmidos es variado, tratándose
generalmente de genes que aportan
ventajas adaptativas a la bacteria que
los porta: genes de resistencia a
antibióticos, genes de producción de
sustancias tóxicas para otras bacterias
o genes que codifican enzimas útiles
para degradar sustancias químicas
Algunos plásmidos tienen la
capacidad de insertarse en el
cromosoma bacteriano. Estos rompen
momentáneamente el cromosoma y se
sitúan en su interior, con lo cual,
automáticamente la maquinaria celular
también reproduce el plásmido.
Cuando ese plásmido se ha insertado
se les da el nombre de episoma.
Los plásmidos son herramientas
muy útiles en ingeniería genética para
la transformación génica y la
manipulación genética de procariotas y
eucariotas. Esto se debe a su
capacidad de reproducirse de manera
independiente del ADN cromosómico
y a la facilidad relativa de
manipularlos e insertar nuevas
secuencias génicas.
Los plásmidos empleados en
ingeniería genética se llaman vectores
después que se les ha insertado el gen
de interés. Son muy útiles para
sintetizar proteínas con fines
investigativos, mediante un
procedimiento conocido como
transformación, que permite la
transferencia del ADN plasmídico a las
bacterias para su amplificación. El
proceso de transformación comienza
con la selección de un plásmido
adecuado, en el que se introduce el gen
que se quiere expresar, con protocolos
específicos que usan enzimas de
restricción y DNA ligasa. Se formarán
colonias a partir de las bacterias que
hayan incorporado la construcción de
DNA.
En la actualidad los avances en
biotecnología han permitido introducir
exitosamente vectores recombinantes
en levaduras (que son organismos
eucariotas). La expresión de los genes
contenidos en estos vectores ha dado
lugar a la producción de gran cantidad
de proteínas recombinantes con fines
terapéuticos (Figuras 16 y 17).

19
Figura 16. Plásmido recombinante.
http://iescarin.educa.aragon.es/estatica/depart/bioge
o/varios/BiologiaCurtis/Seccion%203/16-7.jpg
Figura 17: Acción de las enzimas de restricción y
ADN ligasa en la producción de un plásmido
recombinante.
http://www.equinoxio.org/UserFiles/image/Thilo/diab3.jp
g
La insulina humana fue la
primera molécula de uso terapéutico
obtenida mediante ingeniería genética.
Actualmente la proteína recombinante
obtenida es idéntica a la humana, lo
que ofrece una alternativa de
tratamiento para la diabetes (Fig. 18).
Figura 18. Producción de insulina recombinante.
http://www.porquebiotecnologia.com.ar/index.php?
action=cuaderno&opt=5&tipo=3&note=21
Actividad Control 2: Lea el material, identifique las palabras desconocidos y busca
su significado en el diccionario. Asegúrate de comprender el material antes de
realizar las siguientes actividades.
1. Elabore un cuadro donde establezca las diferencias estructurales entre las
células procariotas y eucariotas.
2. Escriba las semejanzas estructurales entre las células procariotas y
eucariotas.
3. Elabore un esquema en el cual se muestre los dos tipos de infecciones
virales y sus características.
4. Describa la diferencia entre los priones PrPc
y la PsPsc
.
5. Elabore un cuadro comparativo donde establezca las diferencias y las
semejanzas entre un plásmido y el ADN cromosómico.
6. Explique el procedimiento de transformación.

20
23
REPRODUCCIÓN CELULAR
Las células se reproducen por
división, proceso que permite la
distribución del contenido de una
célula “madre” en sus células “hijas”.
Los animales crecen a partir de
ovocitos provenientes de los ovarios de
la madre. La fecundación de un
ovocito por el espermatozoide,
produce un cigoto que posee las
instrucciones para construir el cuerpo
humano que contiene alrededor de 100
billones de células.
El desarrollo comienza con la
división del óvulo fecundado en dos,
cuatro y luego ocho células que
forman la fase temprana del embrión.
La proliferación continúa y luego, la
diferenciación en distintos tipos de
células, dan lugar a cada tejido de
nuestro cuerpo (Figura 19).
MES 1 MES 2
Figura 19. División del óvulo fecundado.
http://especiales.latino.msn.com/mamaybebe/fotos.aspx?
cp-documentid=23538780
La proliferación celular es el
incremento del número de células por
división celular. Este proceso es más
activo durante la embriogénesis y en el
desarrollo de un organismo es
fundamental para la regeneración de
tejidos dañados o envejecidos. La
diferenciación celular, se refiere a
cambios morfológicos y funcionales de
la célula, hacia un estado más
especializado.
La regulación de la proliferación
y diferenciación celular, es el resultado
de la interacción entre programas
endógenos de expresión génica y
señales externas proporcionadas por
hormonas, factores de crecimiento y,
por contactos célula-célula. La
integración de estas señales determina
que la célula prolifere, se diferencie o

21
sufra un proceso de muerte celular
programada o apoptosis.
La apoptosis, es fundamental en
el desarrollo y remodelación de tejidos
y órganos, en la remodelación durante
el desarrollo embrionario. Un ejemplo
puede ser la eliminación de las zonas
interdigitales, durante la formación de
los dedos (Figura 20).
Figura 20. Eliminación de las zonas interdigitales
mediante mecanismos que implican apoptosis.
ttp://genomasur.blogspot.com/2008/03/introduccin-la-
apoptosis-segunda-parte.html
Una célula inicial, el óvulo
fecundado (cigoto), genera cientos de
diferentes clases de células que
difieren en contenido, forma, tamaño,
movilidad y composición. Así mismo,
las células regulan la proliferación de
otras, para asegurar que los órganos y
tejidos crezcan en equilibrio y
mantengan la arquitectura corporal.
La reproducción celular está
supervisada por determinados sistemas
de control extremadamente rigurosos.
Para que una célula se divida en dos
células hijas idénticas, se necesita la
participación de una gran cantidad de
moléculas como proteínas, enzimas,
factores de crecimiento y genes que se
activan y desactivan con precisión. La
integración coordinada de estas señales
reguladoras del crecimiento celular,
deciden si la célula debe o no pasar a
través del ciclo celular.
El tipo de reproducción más
simple implica la división de una
célula “progenitora” en dos células
“hijas” idénticas. Esto ocurre como
parte del ciclo celular, que incluye la
interfase, compuesta de una serie de
acontecimientos para preparar a la
célula para dividirse y, el proceso de
división, denominado mitosis. El ciclo
celular eucariota suele representarse en
cuatro fases, que ocurren de forma
sucesiva en un tiempo que varía de 30
minutos en células embrionarias
tempranas hasta 24 horas, según el tipo
de célula y el estadio de desarrollo
(Figura 21).

22
Figura 21. Ciclo celular.
http://biogenmol.blogspot.com/2008/08/ciclo-celular.html
Durante la interfase que
comprende G1, S y G2, la célula
duplica aproximadamente su masa.
Durante la fase S, se duplica el ADN y
los cromosomas replicados se separan
durante la fase mitótica (M), de tal
manera que durante la división celular,
cada célula hija, tendrá una copia de
cada cromosoma y el citoplasma se
divide aproximadamente a la mitad en
la mayoría de los casos. Las fases S y
M están separadas por las fases G1 y
G2. La tasa de síntesis de ARN y
proteínas es activa durante la interfase.
Durante G1, la célula crece, en G2
prosigue su crecimiento y se sintetizan
proteínas en preparación para la
mitosis.
La cantidad de ADN de las
células varía en las diferentes etapas
del Ciclo Celular. Las células humanas
en G1 son diploides contienen dos
copias de cada cromosoma; es decir,
46 cromosomas por célula y el
contenido de ADN por célula es 2n.
Luego de la duplicación del ADN en la
fase S la célula es 4n de ADN, éste
contenido de ADN se mantiene en las
células durante G2. Al finalizar la
mitosis el contenido de ADN se reduce
a 2n por célula, concluida la
citocinesis. Cada célula hija tendrá 46
cromosomas al igual que la célula
madre.
En los organismos
multicelulares, el control preciso del
ciclo celular durante el desarrollo y el
crecimiento es crítico para la
generación de los diferentes tipos de
células de cada tejido. La progresión
de las células a través del ciclo celular
se regula por señales extracelulares del
medio, así como por señales internas
que supervisan y coordinan los
diversos procesos que tienen lugar
durante las diferentes fases del ciclo
celular.
La regulación del ciclo celular
por señales extracelulares lo
proporciona el efecto de los factores de
crecimiento sobre la proliferación de
las células animales (Figura 22).

23
Figura 22. Regulación del ciclo celular.
http://www.hiperbiologia.net/cel_euca/regulacion.htm
Además, diversos procesos
celulares como el crecimiento celular,
la replicación del ADN y la mitosis
han de coordinarse durante el
transcurso del ciclo celular. Esto se
consigue mediante una serie de puntos
de control que regulan la progresión a
través de diferentes fases del ciclo
celular; tales mecanismos serán
ampliados en el desarrollo de la
asignatura Biología Celular.
La duplicación del ADN es
controlada por una red compleja de
vías de señalización que integran
señales extracelulares relacionadas con
la identidad y el número de células
vecinas y, señales intracelulares sobre
el tamaño de la célula y el programa de
desarrollo. Las células más
diferenciadas abandonan el ciclo
celular durante G1 y, entran en estado
G0. Por ejemplo, algunas células
diferenciadas como los fibroblastos y
los linfocitos pueden estimularse para
que reingresen al ciclo celular. La
proliferación de los fibroblastos se
activa por el factor de crecimiento
derivado de las plaquetas, que es
liberado por las plaquetas de la sangre
durante la coagulación sanguínea y
actúa como señal para la proliferación
de los fibroblastos en la proximidad
del tejido dañado.
Sin embargo, muchas células
post-mitóticas diferenciadas nunca
vuelven a entrar al ciclo celular para
reproducirse de nuevo. Los
mecanismos de control del ciclo
celular que operan en células
eucariotas serán abordados en la
asignatura Biología Celular.
Reproducción Celular
Mitosis
Las células se reproducen
duplicando su contenido y luego
dividiéndose en dos. El ciclo de
división es el medio fundamental a

24
través del cual todos los seres vivos se
propagan.
En especies unicelulares como
las bacterias y las levaduras, cada
división de la célula única produce un
nuevo organismo. Es especies
pluricelulares se requieren muchas
secuencias de divisiones celulares para
crear un nuevo individuo; la división
celular también es necesaria en el
cuerpo adulto para reemplazar las
células perdidas por desgaste, deterioro
o por muerte celular programada.
En el organismo humano,
distinguimos dos estirpes de células,
las germinales y las somáticas. Las
gónadas tienen células germinales
implicadas en la producción de
gametos; el resto de células del
organismo, se conocen cono
somáticas. Las células primordiales
germinales, llamadas espermatogonias
y oogonias, proliferan por división
mitótica. Estas células crecen y se
transforman en espermatocitos
primarios y oocitos primarios,
respectivamente. que pueden entrar en
meiosis y dar origen a los gametos
(espermatozoos y oocitos), células
haploides, con 23 cromosomas. A
diferencia de las células germinales,
las somáticas, se dividen sólo mediante
la mitosis y las células resultantes, al
igual que las madres son diploides; es
decir, poseen 46 cromosomas.
En la mitosis, los cromosomas
replicados se separan y se reparten de
manera uniforme en las células hijas.
La mitosis se divide en cuatro etapas:
profase. metafase, anafase y telofase,
cada una, caracterizada por una serie
particular de acontecimientos, donde
cada etapa corresponde a una parte de
un proceso continuo (Figuras 21 y 22).

25
Figura 23. Fases de la mitosis
http://members.chello.nl/r.kuijt/images/es_mitosis.jpg
Figura 24. Representación esquemática de las fases de las mitosis.
http://2.bp.blogspot.com/_aT3Pr0NCFDM/S-H_2lJ0iuI/AAAAAAAAAB4/IWFBtBdOFO4/s1600/mitosis.gif
Entre los procesos básicos de la
mitosis se encuentran la condensación
de los cromosomas, formación del
huso mitótico, unión de los

26
cromosomas a los microtúbulos del
huso, separación de las cromátidas
hermanas, migración de cromosomas a
los polos opuestos y, formación de los
núcleos de las células hijas.
Durante la mitosis, en células
eucariotas, se forma de manera
temporaria el aparato mitótico que
cambia de forma. Esta estructura se
especializa en la captura de los
cromosomas, separación y tracción
hacia sitios opuestos de la célula en
división. El aparato mitótico, en
metafase, consiste en un haz central de
microtúbulos con simetría bilateral con
una forma global similar a una pelota
de rugby (huso mitótico) y dos haces
de microtúbulos astrales (ásteres),
localizados en cada polo. Los
microtúbulos que componen el huso
comprenden los microtúbulos
cinetocóricos que se unen a .los
cromosomas en sitios especializados
llamados cinetocoros; los
microtúbulos polares que no
interactúan con los cromosomas, éstos,
parten de los polos y se superponen
con los microtúbulos polares de polos
opuestos y los microtúbulos astrales
antes mencionados (Figura 25).
Figura 25. Microtúbulos del aparato mitótico.
http://recursos.cnice.mec.es/biologia/bachillerato/segundo/
biologia/ud03/figuras1/fig06.gif
El ensamblaje del aparato
mitótico depende de la duplicación del
centrosoma, estructura que contiene
dos centriolos, rodeados de una matriz
proteica, y del movimiento de los
centrosomas hacia las mitades
opuestas de la célula (Figura 26).
Figura 26. Duplicación del centríolo.
http://picses.eu/image/90c7e493/
El movimiento del centrosoma
hacia los polos celulares, conocido
como ciclo del centriolo se representa
en la Figura 27.

27
Figura 27. Ciclo del centríolo.
http://www.federica.unina.it/medicina-
veterinaria/morfogenesi-ed-anomalie-dello-sviluppo/ciclo-
cellulare-mitosi-e-meiosi/
Durante G1, se duplica el
centrosoma. Al llegar a G2, los dos
centriolos ¨hijos¨, alcanzan su longitud
completa y al comienzo de la mitosis
los dos pares se separan y migran hacia
lados opuestos del núcleo,
estableciendo la bipolaridad de la
célula en división.
Durante el desplazamiento de los
centrosomas hacia los polos, los
microtúbulos cinetocóricos captan los
cromosomas, hacen una pausa durante
la metafase y, durante la anafase,
continúan su movimiento hacia los
polos de la célula, donde liberan los
cromosomas. Al finalizar el ciclo de
división los microtúbulos del huso se
reorganizan en una red citoplasmática
que forma los microtúbulos
citosólicos en la célula en interfase.
En profase, los centrosomas
comienzan a acercarse a los polos
opuestos de la célula, los cromosomas
comienzan a condensarse y toman el
aspecto de hilos largos, tal como se
aprecia en la Figura 28.
Figura 28. Profase.
http://ar.oocities.com/biolcito/divi7.htm
Conforme avanza la profase, los
cromosomas se van condensando y
cada cromosoma aparece compuesto
por dos cromátidas hermanas unidas en
una región estrecha, el centrómero,
secuencia de ADN a la que se unen
proteínas formando el cinetocoro
(lugar de anclaje de los microtúbulos
del huso). Cada cromátida contiene
una molécula de ADN y cada
cromosoma doble contiene dos
moléculas de ADN, producto de la

28
duplicación del ADN en la fase S del
ciclo celular (Figura 29).
Figura 29. Cromosoma compuesto por dos
cromátidas.
http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/4ESO/geneti
ca1/imagenes/chromosome.jpg
Una vez finalizada la profase, la
célula entra en prometafase donde la
membrana nuclear se fragmenta en
vesículas pequeñas, los cromosomas
completan su condensación, cada
cromosoma está compuesto de dos
cromátidas unidos por centrómeros. La
ruptura de la envoltura nuclear,
permite a los microtúbulos de polos
opuestos unirse a los cinetocoros
localizados en lados opuestos del
cromosoma, comienza el movimiento
de los cromosomas que caracteriza a la
prometafase y se desplazan hacia la
mitad del huso, quedando alineados en
la placa metafásica, momento en que
la célula ha alcanzado la metafase.
Esta fase se caracteriza por la
alineación de los comosomas en el
plano ecuatorial (Figura 30).
Figura 30. Cromosomas alineados en la placa
metafísica.
http://biologiaiedcostarica.es.tl/Mitosis-y-meiosis.htm
La transición de metafase a
anafase, viene dada por la ruptura de
la unión entre las cromátidas
hermanas, separación y migración de
los cromosomas sencillos a los polos
opuestos del huso. La anafase
comprende dos etapas, la anafase A y
la anafase B. La anafase A se
caracteriza por el acortamiento de los
microtúbulos cinetocoricos cuyos
extremos se unen a los cromosomas
atrayéndolos hacia los los polos. En la

29
anafase B, los dos polos de la célula se
separan aun más, arrastrando a los
cromosomas unidos a ellos (Figura
31).
Figura 31. Anafase.
http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/4ESO/geneti
ca1/imagenes/chromosome.jpg
La mitosis finaliza con la telofase,
donde las membranas nucleares se
forman nuevamente alrededor de los
núcleos hijos y los cromosomas se
descondensan (Figura 33).
La citocinesis, normalmente comienza
durante la anafase y se completa al
final de la telofase, dando lugar a las
células hijas en interfase. El
mecanismo de citocinesis viene dado
por un anillo contráctil de filamentos
de actina y miosina que se forma
debajo de la membrana plasmática y
permite que la célula se estrangule y
divida en dos (Figura 33, 34). Después
de la separación las células hijas entran
en el estadio G1.
Figura 32: Telofase.
http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/4ESO/genetica1/imagenes/chromosom
Figura 33: Cotocinesis.
http://1.bp.blogspot.com/_bXiAT6MOo8E/S6QnKB_OZBI/AAAAAAAACp8/EAanAG9reVQ/s640/citocinesis06.jpg
Figura 34: Citocinesis. Anillo contráctil

30
Fases del ciclo celular : meristemo radicular de cebolla
Interfase Profase Metafase
Anafase
Temprana
Anafase Tardía
Telofase
temprana
Telofase tardía Dos células
Actividad Control 3:
1. Elabore un diagrama de flujo donde se encuentren representadas las diferentes
fases que conforman el ciclo celular y describa las características de cada una
de ellas.
2. Elabore un cuadro sinóptico que contenga las diferentes fases que conforman
la mitosis, especificando las características de cada una de ellas.
3. Realice un dibujo del huso mitótico, indicando cada uno de sus componentes.
4. Explique en qué consiste la citocinesis.
Figura 1: Fases de la mitosis.
http://www.ucm.es/info/genetica/grupod/Replicacion/Replicacion.htm

MEIOSIS
A diferencia de la mitosis, la
meiosis supone la división de una
célula progenitora diploide en una
progenie haploide La meiosis genera
células germinales haploides (óvulos y
espermatozoides) que luego pueden
fusionarse para generar el cigoto
diploide (Figura 36).
Las células pre-meióticas
tienen dos copias de cada cromosoma
(2n), una derivada del padre y una
derivada de la madre. Todos los
cromosomas se replican durante la fase
S antes de la primera división
meiótica, produciendo un
complemento cromosómico 4n. A esta
sola replicación de ADN, siguen dos
divisiones celulares denominadas
meiosis I y meiosis II.
El entrecruzamiento (crossing
over) de las cromátidas en la profase
produce la recombinación entre los
cromosomas paternos. Esto incrementa
la diversidad genética entre los
individuos de una especie. Durante la
meiosis I, ambas cromátidas se separan
hacia los polos opuestos del huso y
cada célula hija producto de esta
primera división tendrá 23
cromosomas, cada uno con dos
cromátidas.
Durante la meiosis II, que se
parece a la mitosis, las cromátidas de
un cromosoma migran hacia los polos
opuestos, lo que genera células
germinales haploides. La meiosis
genera cuatro células germinales
haploides a partir de una célula
diploide premeiótica.
En la profase de la primera
división meiótica conforme los
cromosomas se condensan, los
cromosomas homólogos se aparean
estrechamente, proceso conocido como
sinapsis, y ocurre intercambio de
material genético entre las cromátidas
homólogas o entrecruzamiento
(figura 37). Durante este proceso, las
moléculas de ADN se acortan y los
fragmentos se vuelven a unir para dar
nuevas combinaciones
(recombinación). Los cromosomas
homólogos se separan, pero
permanecen unidos en puntos
denominados quiasmas. Por lo
general, los quiasmas se localizan en
los sitios del cromosoma donde ocurre

intercambio genético, durante el
entrecruzamiento previo.
En la metafase de la primera división
meiótica, ambas cromátidas de un
cromosoma se asocian con
microtúbulos que provienen de un
mismo polo del huso, pero cada
miembro de un par de cromosomas
homólogos se asocia con microtúbulos
de polos opuestos.
Durante la anafase de la meiosis I, los
cromosomas homólogos, cada uno con
dos cromátidas es traccionado hacia
polos opuestos del huso. La citocinesis
produce dos células hijas que entran en
la meiosis II, sin duplicar el ADN.
En la metafase de la meiosis II,
las cromátidas que componen cada uno
de los cromosomas se asocian a
microtúbulos del huso provenientes de
polos opuestos como sucede en
mitosis.
La separación de las cromátidas
a polos opuestos durante la segunda
anafase meiótica, seguida de
citocinesis, genera células germinales
haploides.
Figura 36: División meiótica
http://biolemadutra.blogspot.com/2008/09/meiosis.html
Figura 37: Sinapsis y
entrecruzamiento de
cromosomas
http://tareasjennifer.blogspot.
com/2009/12/genetica.html

Actividad Control 4: Una vez estudiado el material y observado el video de meiosis,
realice las siguientes actividades:
1.- Escriba las diferencias que observó entre la primera y la segunda división meiótica.
2.- Complete los espacios vacíos de la siguiente tabla:
CARACTERISTICAS MEIOSIS I MEIOSIS II
Cantidad de cromosomas
en células iniciales.
Total de células resultantes.
Tipos de células resultantes
(haploides, diploides)
Recombinación genética
Cantidad de cromatidas
presentes en los
cromosomas que migran
hacia los polos celulares
durante la anafase.
3.- Escriba tres semejanzas entre la mitosis y la meiosis.
4.- Escriba tres diferencias entre la mitosis y la meiosis.

BIBLIOGRAFIA
Boyer, Rodney. (2000). Conceptos en Bioquímica. México: Internacional Thomson
Editores.
Casanova Peñuela, María del P. (2006). Investiguemos II Biología. Caracas:
Editorial Excelencia C. A.
Cooper, Geoffrey M. y Hausman Robert E. (2008). La célula. (4 ª ed.). Madrid:
Marbánlibros S. L.
Herrera, Emilio (Comp.). (1991). Bioquímica. Aspectos estructurales y vías
metabólicas. (2 ª ed.). Madrid: Interamericana McGraw-Hill.
Nelson, David; Cox, Michael M.; Lehninger, Albert L. (2005). Lehninger.
Principios de Bioquímica. (4ª ed.). Madrid: Omega.
Proverbio, Fulgencio y Marín, Reinaldo. (2002). Biología 8vo. Caracas: Santillana
Proverbio, Fulgencio y Marín, Reinaldo. (2008). Biología 9no. Caracas: Santillana.
Teixeira, José M. (2004). Ciencias Biológicas Ciclo Diversificado 2. Caracas:
Librería Editorial Salesiana S. A.

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