Los ácidos nucleicos: concepto, composición química y tipos

En relación a su concepto o definición, los ácidos nucleicos son las moléculas que contienen la información genética necesaria para el desarrollo de los seres vivos; determinan, por tanto, cómo es el individuo, y se transmiten de unos a otros en la descendencia.

Estructura de una molécula de ADN, uno de los dos tipos de ácido nucleico, junto al ARN.

- Composición química de los ácidos nucleicos

Si analizamos su composición química, los ácidos nucleicos están formados por la unión de un gran número de moléculas –o monómeros, o nucleótidos– mediante el proceso de polimerización. Los monómeros son moléculas constituidas por tres componentes: una pentosa, una base nitrogenada y un ácido ortofosfórico.

El cloroplasto: estructura, función, desarrollo y proceso fotosintético

Los cloroplastos pertenecen a un grupo de orgánulos llamados plastos y son visibles a microscopía óptica. Son orgánulos que generan energía metabólica como las mitocondrias. Evolucionaron por endosimbiosis, pero el proceso fue a través de célula eucariótica primitiva sin mitocondrias que fagocitó a una bacteria fotosintética. Esta bacteria es lo que pasa a ser el cloroplasto.

Tiene su propio sistema genético. Se multiplican por división, como las mitocondrias. Muchos de sus genes también han sido transferidos al núcleo. Son más grandes y complejos que las mitocondrias: generan ATP y producen reacciones de fijación de CO2 atmosférico. Sintetizan ácidos grasos, aminoácidos y lípidos de membrana. Realizan reacciones de reducción de nitrito a amoníaco, esencial para la fijación del nitrógeno atmosférico en compuestos orgánicos.

El núcleo y el transporte en su interior

El núcleo está separado del citoplasma por una doble membrana que forma la envoltura nuclear. Al igual que la membrana plasmática que rodea las células, cada membrana nuclear consiste en una bicapa fosfolipídica y diversas proteínas asociadas. En realidad, la doble membrana es una sola membrana que se dobla sobre sí misma. Es decir, la doble membrana es continua.

El transporte de macromoléculas fuera del núcleo y el transporte de todas las proteínas nucleares traducidas en el citoplasma hacia el núcleo ocurre a través de los poros nucleares en un proceso que difiere fundamentalmente del transporte de moléculas pequeñas e iones a través de otras membranas celulares.

El ciclo celular | Biología celular (XI)

Las células de un organismo no permanecen fijas en un estado determinado. Al menos una vez durante su desarrollo pasan por una serie de etapas que constituyen el denominado ciclo celular. La finalidad de este ciclo es llevar a la célula a un estado de división celular para generar células hijas, y a continuación, devolverle al estado inicial de reposo. Hay, por tanto, dos etapas importantes; la división y el reposo o interfase. Dado que este ciclo persigue generar células hijas, el contenido de la célula madre que se encuentra en el ciclo tendrá que duplicarse. Una vez que tenga lugar la división se producirá el reparto.

Existen cuatro etapas dentro del ciclo: G1, S, G2 y M; las tres primeras constituyen la interfase, la última la división. Cuando una célula no se va a dividir, sale del ciclo y se estaciona o se sitúa en un estado G0. Esto explica porqué la duración de los ciclos celulares son tan cambiantes. Así, una neurona no se divide y, por tanto, se queda de por vida en G0, mientras que una bacteria se divide cada 20 minutos en condiciones óptimas al encontrarse dentro del ciclo.

La célula vegetal | Biología celular (X)

La célula vegetal tiene el mismo metabolismo que la célula animal, pero presentan grandes diferencias. Las células vegetales tienen la capacidad de formar azúcares y disponen de una pared celular que determina la inmovilidad.

- La célula vegetal, frente a la célula animal

La membrana plasmática es también una bicapa lipídica. La proporción de retículo es menor. El aparato de Golgi forma dictiosomas y se encuentra implicado en la formación de los componentes de la pared celular. Hay procesos de endocitosis y exocitosis. El citosol es equivalente al de células animales. Sin embargo, al ser el tamaño celular mucho mayor en una célula vegetal, el transporte no se realiza por difusión, sino por medio del citoesqueleto.

El núcleo celular | Biología celular (IX)

El núcleo celular es el orgánulo que controla todos los procesos metabólicos de la célula, y el portador de la información hereditaria que se transmite de un individuo a otro. Se encuentra limitado por una envoltura, que engloba en su interior la cromatina, estructura formada por el ADN y una serie de proteínas. También presenta una estructura esférica denominada nucleolo, la cual está constituida por ARN y proteínas. Es importante destacar que la envoltura nuclear no está presente en organismos procariotas, y que, por tanto, los procesos que ocurren en el núcleo no están separados del resto del citoplasma.

Tabla de Contenidos 1 El núcleo celular: forma, tamaño y número 2 La envoltura nuclear 3 Cromatina y cromosoma 4 El nucleolo 5 Vídeo: diferencia entre núcleo y nucleolo

- El núcleo celular: forma, tamaño y número

+ Forma del núcleo celular

La forma del núcleo suele ser variada. Normalmente es redonda, pero también puede tener una forma arriñonada (monocitos), lobulada (neutrófilo), ovalada (célula muscular).

El citoesqueleto | Biología celular (VIII)

El citoesqueleto es una estructura compleja formada por un conjunto de proteínas filamentosas que se organizan de una forma especial. Constituyen el esqueleto de la célula, dado que sirve de soporte, da forma a la célula y determina la distribución de los elementos internos como los orgánulos. Además, los filamentos van a constituir las carreteras o autopistas por donde van a circular todos los elementos celulares, ya sean proteínas o vesículas. Existen estructuras del citoesqueleto que van a implicadas en el movimiento celular.

- El citoesqueleto: microtúbulos, microfilamentos y filamentos intermedios

En la naturaleza, el citoesqueleto está constituido por: microtúbulos, microfilamentos y filamentos intermedios. Sin embargo, las células procariotas carecen de citoesqueleto.

Las mitocondrias | Biología celular (VII)

Las mitocondrias constituyen las máquinas energéticas de las células eucariotas aeróbicas, dado que además de ser capaces de llevar a cabo oxidaciones moleculares, es el orgánulo donde se localiza la cadena respiratoria, fuente del ATP celular.

- El número de mitocondrias: según el tipo celular y necesidad energética

Son orgánulos de doble membrana y de morfología muy variada. El número de las mitocondrias depende del tipo celular y de las necesidades energéticas que presenten. Un hepatocito, por ejemplo, puede tener mil y dos mil unidades; un número mucho mayor que el de una célula epitelial. Se encuentran distribuidos uniformemente por todo el citoplasma, aunque tienden a predominar en aquellos puntos donde puede haber una demanda energética. Por ejemplo, en la base de un flagelo, ya que para que se produzca su movimiento se requiere de energía en forma de ATP.

Lisosomas y peroxisomas | Biología celular (VI)

Vamos a repasar, en esta sexta entrada de nuestra serie introductoria sobre la biología celular, en qué consisten los lisosomas y los peroxisomas, y cuáles son sus funciones.

- Los lisosomas

Los lisosomas son vesículas esféricas rodeadas por una membrana lipídica. En su interior se localizan enzimas hidrolíticas que llevan a cabo la digestión intracelular de macromoléculas. Todas éstas enzimas son ácidas, es decir, requieren de un pH ácido para poder funcionar. Por eso la célula aísla estas proteínas en un orgánulo aparte del resto de la célula.

El complejo o aparato de Golgi | Biología celular (V)

El aparato de Golgi debe su nombre al científico Camilo Golgi, primero en describir esta estructura. Es un conjunto de membranas con forma de sacos aplanados y apilados. Se comunican entre sí por medio de vesículas que continuamente se están liberando de uno de esos sacos, en dirección al siguiente. Cada conjunto de sacos recibe el nombre de dictiosoma. Un aparato de Golgi cualquiera es el resultado de la asociación de varios dictiosomas.

- Características de los dictiosomas propios del aparato de Golgi

+ Los sacos aplanados de los dictiosomas presentan polaridad

Cada dictiosoma tiende a estar constituido por seis sacos aplanados, los cuales presentan una polaridad.

El retículo endoplasmático | Biología celular (IV)

El retículo endoplasmático es una red de tubos y sacos, todos ellos comunicados. Es el sistema de membranas internas más complejo que presenta una célula, y toda su estructura es continua. Es decir, se comunican todos esos tubos y sacos, los cuales reciben el nombre de cisternas. Se dispone entre la membrana celular y la plasmática.

Los únicos tipos celulares eucariotas que carecen de ellos son los glóbulos rojos.

Se diferencian dos tipos de retículo, en función de su papel y composición química.

- Tipos de retículo endoplasmático: rugoso y liso

+ Retículo endoplasmático rugoso

El retículo endoplasmático rugoso debe su nombre a la presencia de ribosomas sobre su superficie. Está implicado en dos funciones principalmente, la síntesis de proteínas y la glucosilación de las mismas.

+ Retículo endoplasmático liso

El retículo endoplasmático liso es la prolongación del rugoso, pero carece de ribosomas, además presenta unas paredes más anchas. En algunas células especializadas aparece un retículo liso muy complejo y desarrollado, pero en la mayoría es un sistema de transición próximo a otro orgánulo, el aparato de Golgi.

Participan en la síntesis de lípidos. Por eso se encuentra tan altamente desarrollado en los tipos celulares que están especializados en la síntesis de hormonas liposolubles y colesterol.

- Funciones del retículo endoplasmático

Dado que los dos retículos de una célula están comunicados por su interior, a pesar de que intervengan de forma fundamental en una u otra función, cualquiera de las actividades que realizan se encuentran coordinadas. Por eso se puede hablar de funciones del retículo endoplasmático de forma genérica.

+ Síntesis de proteínas

La síntesis de proteínas la llevan a cabo los ribosomas libres del citosol. En un momento dado, una serie de proteínas que se encuentran en el citoplasma llevan junto al ribosoma y a la proteína que está sintetizando a la superficie del retículo endoplasmático. Sobre ésta se localiza una proteína transportadora o canal que se abre. La proteína de nueva síntesis se introduce por el canal de la superficie del retículo hacia el interior de éste.

Una vez que aparece en el espacio interno del retículo comienza el proceso de maduración de la proteína dentro del sistema membranoso reticular.

En función de la misión que tenga una proteína, su camino dentro del retículo endoplasmático será distinto. Así, si se destina a cualquier membrana celular (por ejemplo, como canal o receptor) se quedará anclada en la propia membrana del retículo y será liberada del mismo por vesículas. Estas vesículas, que se forman a partir de la membrana que contiene la proteína, se fusionarán a la membrana de la célula o a la de cualquier orgánulo membranoso. Pero si va a ser una proteína destinada a la secreción celular o a formar parte del interior de otros orgánulos, entonces, quedará libre en el lumen del retículo.

+ Glucosilación

Otra función importante que lleva a cabo el retículo, y forma parte del proceso de maduración de la proteína, es la glucosilación. Es el proceso por el cual sobre una proteína se añaden uno o varios residuos de azúcares, dando como resultado la aparición de una glicoproteína.

+ Síntesis de lípidos

La síntesis de lípidos también tiene lugar en el retículo endoplasmático, por ejemplo, el colesterol endógeno, o sintetizado por la célula, se "fabrica" en el retículo.

+ Destoxificación

La destoxificación es otra de las funciones que lleva a cabo el retículo endoplasmático. La realizan los hepatocitos y consiste en la eliminación de sustancias tóxicas para la célula. Son, generalmente, drogas como los barbitúricos, insecticidas o ciertos medicamentos, que se retienen en las membranas y tardan mucho en eliminarse. Los hepatocitos son capaces de eliminar estas sustancias. Para ello, desarrollan un retículo endoplasmático liso altamente especializado. Tras la eliminación las sustancias salen del hígado y son evacuadas del organismo a través de la orina.

+ Otras funciones celulares del retículo endoplasmático

Pero también el retículo participa en otras funciones celulares como, por ejemplo, liberar iones de calcio durante la contracción en un retículo especializado de los músculos denominado retículo sarcoplásmico.

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- Vídeo: el retículo endoplasmático y los ribosomas

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- Artículos de la serie sobre biología celular

+ Introducción a la biología celular (I): la organización celular

+ Introducción a la biología celular (II): la membrana plasmática

+ Introducción a la biología celular (III): el citoplasma y los ribosomas

+ Introducción a la biología celular (V): el complejo o aparato de Golgi

+ Introducción a la biología celular (VI): lisosomas y peroxisomas

+ Introducción a la biología celular (VII): las mitocondrias

+ Introducción a la biología celular (VIII): el citoesqueleto

+ Introducción a la biología celular (IX): el núcleo celular

+ Introducción a la biología celular (X): la célula vegetal

+ Introducción a la biología celular (XI): el ciclo celular

El citoplasma y los ribosomas | Biología celular (III)

Continuando con nuestra serie de entradas relativas a la biología celular, de manera introductoria, vamos a repasar en esta ocasión dos figuras: el citoplasma, y los ribosomas.

- El citoplasma

+ Definición y composición del citoplasma

El citoplasma se define como todo aquello que se encuentra encerrado en el interior de la membrana plasmática. Está formado por los orgánulos rodeados de membrana, el citosol, el citoesqueleto y los ribosomas.

La membrana plasmática | Biología celular (II)

La membrana plasmática se define como una bicapa lipídica que rodea y da identidad a una célula. Es una estructura similar en todos los seres e incluso similar a las del interior de la célula.

Tabla de Contenidos 1 Funciones de la membrana plasmática 2 Composición química de la membrana plasmática 3 Estructura de la membrana plasmática 4 Transporte a través de la membrana · 4.1 Difusión simple · 4.2 Difusión facilitada · 4.3 Transporte activo · 4.4 Uniporte, cotransporte, simporte y antiporte · 4.5 Exocitosis · 4.6 Endocitosis 5 Vídeos sobre la membrana plasmática

- Funciones de la membrana plasmática

+ 1ª Función de la membrana plasmática: la compartimentalización

Muchas son las funciones que se han otorgado a la membrana de la célula. La más importante es la compartimentalización. Rodea a todas las células, definiendo su tamaño y, dado que las membranas internas presentan la misma estructura, también mantiene determinadas reacciones aisladas.

La organización celular | Biología celular (I)

Se entiende por biología celular la ciencia que estudia la célula, en su estructura, composición, función y relación con el medio que le rodea.

La primera referencia del término célula, del latín cella (hueco) la tiene el inglés Robert Hooke, que en 1665 dio este nombre al observar bajo el microscopio óptico unos pequeños huecos o celdas en una lámina de corcho. Futuras observaciones fueron corroborando la existencia de ciertas unidades muy básicas en todos los organismos. Hasta que en la primera mitad del siglo XIX, los investigadores Schleiden y Schwann postularon la teoría celular. Según el prisma actual la teoría celular establece que 1) todo organismo vivo está constituido por una unidad tanto a nivel funcional, como constitucional; 2) pueden ser unicelular o pluricelular; 3) toda célula proviene de una anterior que le ha transmitido una información hereditaria de cómo tiene que desarrollarse y en qué tiene que transformarse. De su actividad dependerá todas las características definitorias de la vida: crecimiento, nutrición, reproducción y comunicación, o relación con el entorno.

Glóbulos blancos granulocitos: clasificación y función

Los glóbulos blancos granulocitos (o polimorfonucleares) reciben este nombre porque poseen gránulos citoplasmáticos específicos y un sólo núcleo multilobulado, cuyos lóbulos pueden dar la errónea impresión de que se trata de células multinucleadas. La forma del núcleo, cuya variedad es grande, ha dado origen a que se les conozcan como leucocitos polimorfonucleares o polimorfos.

- Clasificación de los glóbulos blancos glanulocitos

De acuerdo a las afinidades tintoriales de sus granulaciones citoplasmáticas, los glóbulos blancos se clasifican en:

+ Neutrófilos

Son células con un diámetro de 9-12µm y constituyen casi el 70% de la cantidad total de leucocitos. Su núcleo está forma por 3-5 lóbulos unidos por puentes de cromatina. En el citoplasma de los neutrófilos podemos encontrar granulaciones de gran tamaño, las cuales se conocen como granulaciones azurófilas por su tendencia a teñirse con azur de metileno.

Estas granulaciones azurófilas se corresponden con lisosomas repletos de enzimas hidrolíticas, lo que implica la participación de estas células en la respuesta inflamatoria aguda de los tejidos, donde destruyen mediante fagocitosis a los microorganismos atacantes.

+ Eosinófilos

Su diámetro varía entre 10 y 14µm y son mucho menos abundantes. Su núcleo posee 2 lóbulos bien diferenciados, lo que los incluye en la categoría de glóbulos blancos granulocitos. En su citoplasma podemos encontrar grandes gránulos redondeados, los cuales se tiñen con eosina de color rosa oscuro.

La principal función de los eosinófilos es la de intervenir en la respuesta inflamatoria e inmunitaria, pues tienen una gran capacidad fagocítica de los complejos Antígeno-Anticuerpo y algunos microorganismos parásitos.

+ Basófilos

Tienen un tamaño similar a los neutrófilos, con un diámetro de 8-10µm. Son muy escasos, pues constituyen menos del 1% de la población total de leucocitos. Su núcleo está formado por dos grandes lóbulos y, normalmente, se encuentra tapado parcialmente por numerosas granulaciones grandes de naturaleza basófila.

La principal función de los basófilos es la de intervenir en la producción de la respuesta inflamatoria y los procesos alergénicos.

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Artículo redactado por Pablo Rodríguez Ortíz, Graduado en Biología por la Universidad de Málaga.

El "crossing over"

En biología celular o molecular consideramos el "crossing over" al intercambio de fragmentos de cromátidas homólogas. Lo vemos seguidamente de una forma más extensa.

La presencia de los quiasmas es de extrema importancia desde el punto de vista genético, ya que las cromátidas que poseen puntos de contacto y, por tanto, intercambian entre sí fragmentos de cromosomas no son las cromátidas idénticas que pertenecen al mismo cromosoma, sino las homólogas; es decir, una de origen materno y otra de origen paterno. Cuando los dos cromosomas se separen, cada uno de ellos poseerá una cromátida normal y otra con fragmentos de la cromátida perteneciente al cromosoma homólogo.

- ¿En qué consiste el crossing over?

El intercambio de fragmentos de cromátidas homólogas se llama crossing over y da lugar al intercambio de segmentos homólogos de ADN entre las dos cromátidas, que se produce con una rotura y un empalme que preserva la información genética. De hecho, el crossing over tiene lugar en el momento en que los dos cromosomas homólogos están estrechamente apareados longitudinalmente, de modo que las partes homólogas, portadoras de igual información genética, se encuentran exactamente enfrentadas. El crossing over es un fenómeno relativamente frecuente en las distintas especies animales: en el hombre, por ejemplo, pueden observarse por término medio dos o tres quiasmas (y, por consiguiente, crossing over) para cada cromosoma de una célula marginal durante la meiosis.

- Crossing over entre cromátidas no hermanas

El crossing over entre cromátidas no hermanas contribuye a que los caracteres hereditarios paternos y maternos se recombinen en los gametos; en virtud de estos intercambios, todos los gametos resultarán distintos entre sí y quedará garantizada una variabilidad genética prácticamente infinita de los individuos a los que den origen. Además, puesto que el crossing over es un fenómeno fortuito, los puntos de intercambio variarán en cada meiosis.

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- Otros artículos sobre la reproducción de las células

+ El crecimiento de las células procariotas

+ La división celular

+ El ciclo celular de las células eucariotas

+ La mitosis

+ Ciclo celular y mitosis

+ Los gametos

El ciclo celular de las células eucariotas

A diferencia de las células procariotas, que se multiplican de modo continuado mientras lo permite el medio externo, las células eucariotas se dividen mucho más lentamente.

- Células que pierden su capacidad de multiplicarse o que se dividen constantemente

Incluso existen algunos tipos de células, como las neuronas, que pierden esta capacidad a causa de su elevado grado de especialización (diferenciación) y mueren sin haberse dividido nunca; o bien, células que sólo se ven inducidas a dividirse por la acción de estímulos particulares, como las células del hígado y las del tejido muscular y conectivo, que se regeneran para reparar los daños eventualmente sufridos; existen, finalmente, células que se dividen constantemente, como las células estaminales hematopoyéticas de la médula ósea, que después se diferencian en los distintos tipos celulares de la sangre: glóbulos rojos, glóbulos blancos, linfocitos, etc. Otro ejemplo de células para las que la frecuencia de división es elevada lo proporcionan las células basales de la epidermis.

- Células eucariotas que se dividen a mayor velocidad

Las células eucariotas que se dividen a mayor velocidad son las que regulan el desarrollo embrionario, pero su frecuencia de división disminuye progresivamente a medida que el embrión crece; de hecho, se admite como regla general que la capacidad de división de una célula disminuye drásticamente con el aumento de su nivel de diferenciación. De aquí que el intervalo entre una división y la siguiente varíe muchísimo para los distintos tipos de células, aun cuando los episodios a los que se ajusta la división se ordenen de acuerdo con un esquema rígido; estos episodios constituyen el ciclo celular. El ciclo celular de las células eucariotas consta de cuatro fases: G1, S, G2 y M.

- Funciones de las células en las fases G1 y G2: metabolismo y crecimiento

Durante las fases G1 y G2 (donde G quiere decir gap, "pausa") las células desempeñan las funciones normales del metabolismo y el crecimiento.

- Fase S: duplicación del ADN

La fase S (donde S significa síntesis) es el período en que se produce la duplicación del ADN y, en consecuencia, de los cromosomas de la célula: la fase S va precedida por la fase G1 y seguida por la fase G2.

- Fase M: proceso de mitosis

En la fase M (donde M significa mitosis) se produce el proceso de la mitosis, durante el cual el núcleo se divide, y a continuación tiene lugar la generación propiamente dicha de dos células hijas con idéntica dotación cromosómica. Muchos tipos de células permanecen indefinidamente en la fase G1, sin duplicar nunca su material genético; se dice que estas células han salido del ciclo celular y están en fase G0. En casos excepcionales, la célula puede regresar a G1 y reemprender el ciclo de crecimiento y división.

- La duración del ciclo celular es variable

Experimentos realizados con cultivos in vitro de células eucariotas han demostrado que la duración del ciclo celular es variable; por ejemplo, los fibroblastos humanos necesitan unas 16 horas para desarrollar su ciclo celular, mientras que los del ratón necesitan dieciocho horas; las células del colon humano tardan treinta y nueve horas en completar el ciclo, mientras que las del duodeno del ratón lo hacen en diez horas.

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- Otros artículos sobre la reproducción de las células

+ El crecimiento de las células procariotas

+ La división celular

+ Ciclo celular y mitosis

+ Los gametos

+ El "crossing over"

La división celular

El episodio central de la división celular consiste en la duplicación del ADN.

- La síntesis del ADN precede a la división celular

La síntesis del ADN precede siempre a la división celular: si el ADN no se duplica, la célula no se divide; y si el ADN se ha duplicado, el proceso de división no puede detenerse (a menos, obviamente, que intervengan factores externos que bloqueen el funcionamiento normal de la célula).

- Tiempo en la duplicación de ADN en célula eucariotas frente al de las procariotas

La duplicación del ADN de las células eucariotas precisa de mucho menos tiempo del que requieren las células procariotas: en primer lugar, porque el genoma de las eucariotas es mayor que el de las procariotas; y además, porque las numerosas unidades de replicación que se forman durante la síntesis del ADN no funcionan simultáneamente, sino de un modo asincrónico y rigurosamente programado. De hecho, algunas partes del genoma se duplican antes que otras; por ejemplo, en las células humanas uno de los dos cromosomas y permanece condensado, pasando a formar, durante la interfase, una masa de ADN, llamada cuerpo de Barr o cromatina del sexo.

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- Otros artículos sobre la reproducción de las células

+ El crecimiento de las células procariotas

+ El ciclo celular de las células eucariotas

+ La mitosis

+ Ciclo celular y mitosis

+ Los gametos

+ El "crossing over"

El crecimiento de las células procariotas

Las células procariotas, tales como las bacterias, son organismos unicelulares. Por consiguiente, cada bacteria constituye un individuo de una población y la vida de cada uno de esos individuos termina con su división celular. La división da origen a dos células hijas idénticas a la célula progenitora que se ha dividido. El ciclo se repite para todas las células y la población aumenta de modo paralelo; si se representa gráficamente el aumento del número de individuos a lo largo del tiempo, se obtiene la curva de crecimiento.

- La pérdida de la sincronía de la duplicación con el tiempo

Si todas las bacterias de una población se dividieran a la vez, el número de individuos se duplicaría para cada generación; en realidad no sucede así, y la sincronía de la duplicación se pierde al cabo de unos pocos ciclos porque el intervalo entre una división celular y la siguiente no es ni constante ni igual para todas las células de una población.

- La curva de crecimiento en una población normal de organismos unicelulares

Así pues, en una población normal de organismos unicelulares la curva de crecimiento representa un proceso continuo, y el tiempo necesario para que el número de individuos se duplique se define como tiempo medio de generación.

- Supuesto práctico: la bacteria Escherichia coli

Por ejemplo, en un supuesto de condiciones óptimas de nutrición y temperatura, el tiempo medio de generación de la bacteria Escherichia coli es de unos veinte minutos; esto significa que, a partir de una única bacteria, es posible obtener 4.100 individuos al cabo de 4 horas de crecimiento; y tras 24 horas, ¡2 elevado a 72 individuos! Afortunadamente, la división de las bacterias tiene un límite y tiende siempre a detenerse cuando las sustancias nutritivas empiezan a escasear. Las curvas de crecimiento bacteriano suelen representarse en escala semilogarítmica, a causa de la velocidad de reproducción y del gran número de individuos implicados; tras una primera fase de crecimiento exponencial, sigue una fase estacionaria correspondiente a la detención del crecimiento por falta de alimento necesario para un aumento tan rápido de los individuos. En el interior de un organismos, el crecimiento bacteriano está también sometido a mecanismos de regulación, de acuerdo con el espacio y el alimento disponibles; en determinados casos, se produce, sin más, la detención de la capacidad reproductiva.

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- Otros artículos sobre la reproducción de las células

+ El ciclo celular de las células eucariotas

+ La mitosis

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+ Los gametos

+ El "crossing over"

Cromosoma, cromatina y nucleosomas

Al observar al microscopio los núcleos de las células eucariotas se advierte una masa homogénea densa que se tiñe con colorantes específicos de los ácidos nucleicos: esta sustancia se llama cromatina y está compuesta por ADN, ARN y proteínas. En la cromatina se observan además zonas coloreadas con más intensidad, que se denominan en conjunto heterocromatina, de las que forma parte el nucleolo. La observación mediante el microscopio electrónico ha puesto de manifiesto que el ADN de la cromatina está asociado a algunas proteínas, llamadas histonas, en torno a las cuales se enrosca la doble hélice del ADN formando estructuras denominadas nucleosomas.

- División celular: cromatina y cromosomas

Durante la división celular, la cromatina se organiza en cromosomas, entidades que se distinguen perfectamente a través del microscopio óptico. Cuando va a producirse la división de la célula, la masa homogénea de cromatina se diferencia en filamentos que se espesan y enroscan simultáneamente hasta que todo el material nuclear queda concentrado en un número determinado de corpúsculos de aspecto bien definido: los cromosomas. Durante esta fase desaparecen la membrana nuclear y el nucleolo, y resulta posible analizar y contar los cromosomas.

- Los cromosomas: pares y organizados en dos juegos de cromosomas homólogos

Los cromosomas siempre se dan en número par (salvo en raras excepciones) y están organizados en parejas de cromosomas iguales que forman dos juegos de cromosomas homólogos: en consecuencia, se dice que la dotación cromosómica de las células eucariotas es diploide.

- Las cromátidas y el centrómero en los cromosomas

Cada cromosoma está constituido por dos fibras iguales, llamadas cromátidas, unidas entre sí por un punto llamado centrómero. El número y la forma de los cromosomas son característicos de cada especie.

- El cariotipo

Para todos los individuos que pertenecen a una misma especie, cada una de sus células posee la misma dotación cromosómica, que constituye su cariotipo.

La alteración accidental del cariotipo provoca graves consecuencias en el individuo.

- Clasificación de los cromosomas por su forma

Las diversas formas de los cromosomas dependen de la posición del centrómero y permiten clasificarlos en: metacéntricos, cuando el centrómero está situado en la parte media de las dos cromátidas, por lo que el cromosoma aparece subdividido en dos brazos de igual longitud; arcocéntricos, cuando el centrómero se encuentra en un punto tal que los brazos del cromosoma presentan una longitud desigual; y telocéntricos, cuando el centrómero está colocado en el extremo del cromosoma y sólo se distingue un brazo.

Cada una de las cromátidas del cromosoma contiene una única molécula de ADN ininterrumpida, idéntica a la que se encuentra en la cromátida hermana del mismo cromosoma. Las moléculas de ADN de las dos cromátidas hermanas son idénticas porque proceden de la duplicación semiconservativa de una misma molécula de ADN. Hasta 1956 no se descubrió que el hombre posee 46 cromosomas: se han clasificado en 22 pares de cromosomas homólogos, denominados autosomas, y un par de cromosomas sexuales, llamados heterosomas.

En las mujeres, los dos cromosomas que determinan el sexo son iguales y se indican con la letra X, por lo que los heterosomas son XX; en los varones, en cambio, los cromosomas sexuales son distintos entre sí: uno siempre es un cromosoma X y el otro, más pequeña, se designa como cromosoma Y; así pues, el par de heterosomas es XY.

El cariotipo de algunos individuos de la especie humana puede ser anormal como consecuencia de que el número de sus cromosomas, o la estructura de algunos de ellos, se aparte de la normalidad.

- Cada especie vida posee un cariotipo definido

Cada especie viva posee por tanto un cariotipo bien definido, con un número exactamente determinado de cromosomas: el chimpancé, por ejemplo, posee cuarenta; el caballo cuenta con sesenta y cuatro; el asno, con sesenta y dos, y la mosca de la fruta, con ocho.

- El proyecto "Genoma Humano"

En 1986 el Departamento de Energía (DOE) de Estados Unidos promovió el proyecto designado con el nombre de Genoma Humano.

Este proyecto se propone secuenciar ("cartografiar químicamente", como se dice en la jerga científica) los tres mil millones de bases que integran el ADN humano y localizar los doscientos mil genes contenidos en los cromosomas (así como sus correspondientes alteraciones).

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- Otros artículos sobre organización genética

+ Qué es un gen

+ Los genes de los eucariotas

+ Anomalías cromosómicas