REPRODUCCIÓN SEXUAL

Intervienen células especializadas llamadas gametos, que se forman en órganos especiales denominados gónadas y cuya finalidad es formar una gran variedad de combinaciones genéticas en los nuevos organismos para mejorar las posibilidades de supervivencia.
El proceso clave de la reproducción sexual es la meiosis, un tipo especial de división que conduce a una célula normal con un número determinado de cromosomas (diploide) a otras con la mitad de los mismos (haploide), a la vez que se generan múltiples combinaciones de genes y de organismos.
Pasos: 1. Reproducción de gametos.

Gameto y gametogenésis

El gameto es la célula sexual que se une con otra en el proceso de la fecundación. La célula que resulta de la unión de dos gametos se denomina cigoto; por lo general, éste experimenta una serie de divisiones celulares hasta que se constituye en un organismo completo.

Óvulo humano, Espermatozoide humano

La estructura de los gametos, que también se denominan células germinales, varía mucho. Los organismos sexuales más simples son isógamos, es decir, producen una única clase de gametos. La unión de dos gametos idénticos da lugar a un cigoto. Aunque en apariencia todos los isogametos tienen una estructura similar, se cree que difieren en la composición fisiológica, ya que los gametos que proceden de un mismo individuo no se unen con éxito. Los isogametos más simples, los de hongos inferiores como los mohos, son células pequeñas que crecen en los extremos de los filamentos del cuerpo y que se desprenden cuando maduran. Otros organismos inferiores, como las algas más simples y los protozoos, tienen gametos que se forman a partir de la división del protoplasma de células simples.Todas las plantas superiores son heterógamas, es decir, producen dos clases de gametos. El gameto femenino se denomina óvulo; el gameto masculino recibe el nombre de espermatozoide. En las plantas, el órgano productor de gametos se denomina gametangio.

Aparato reproductor de una flor

Todos los animales y organismos inferiores de tipo animal que se reproducen de forma sexual, excepto unos pocos protozoos, son también heterógamos. Los gametos masculinos reciben el nombre de espermatozoides; los femeninos el de óvulos o huevos. Los órganos de los animales que producen gametos se denominan gónadas y la formación de gametos en las gónadas se llama gametogénesis. Mediante este proceso, el número de cromosomas que existe en las células sexuales se reduce de diploide a haploide, es decir, a la mitad del número de cromosomas que contiene una célula normal de la especie de que se trate. Por ejemplo, el número diploide de cromosomas en el hombre es de 46. Cuando una célula sexual humana se divide para formar dos gametos, cada gameto recibe sólo la mitad, es decir 23, del contenido de cromosomas normal. Este tipo de división celular se denomina meiosis. El número total normal de cromosomas se restaura con la fecundación, cada uno de los gametos que se unen aporta la mitad de los cromosomas que precisa el cigoto.

Gametogenésis de un espermatozoide humano

2. La fecundación

Es la llave de la supervivencia de nuestra especie, nos permite transferir nuestros genes de generación en generación. Este sorprendente evento de la naturaleza se puede resumir en un simple proceso, la unión de la célula masculina o espermatozoide con la célula femenina u óvulo. Pero para que esta unión se de, una serie de eventos previos tienen que ocurrir.

Todos los meses, aproximadamente 14 días antes de la siguiente menstruación, el óvulo luego de un proceso de maduración es expulsado del ovario e ingresa a las trompas de Falopio. Impulsado por pequeños pelillos que cubren el interior de las trompas, el óvulo se moviliza en dirección al útero. El óvulo con un diámetro de sólo 1 milímetro, cuenta con alrededor de 24 a 48 horas de vida para ser fecundado por un espermatozoide, en caso contrario, este muere, desintegrándose en la cavidad uterina.

Sólo si el coito se realiza durante los días previos a la expulsión del óvulo y dentro del periodo de vida de este, existe entonces la posibilidad de fecundación.

Ahora pasemos al hombre. Más de 500 millones de espermatozoides se forman diariamente en los túbulos seminíferos en cada testículos. Para su formación, estos requieren una temperatura de 35.5-36.5°C. Una vez desarrollados son almacenados en los epidídimos.

Durante el acto sexual y luego de llegar al orgasmo, el hombre eyacula. Alrededor de 120-600 millones de espermatozoides pasan de los epidídimos a los conductos deferentes que los transporta a la vesícula seminal correspondiente y luego a la próstata. La vesículas seminales y la próstata proporcionan el vehículo líquido en que van suspendidos los espermatozoides. La combinación de espermatozoides y líquido seminal forman el líquido blanquecino conocido como semen. Finalmente, el semen pasa a la uretra y mediante intensas contracciones musculares ocasionadas por el orgasmo, el semen es expulsado por una ranura al final del pene llamada meato.

Al ser eyaculados, los millones de espermatozoides juntos con el semen son depositados en la vagina. Es aquí donde empieza el largo camino en dirección al óvulo. Los espermatozoides con un tamaño de apenas 0,05 mm y a una velocidad de 3 cms. cada 10 minutos, se movilizan rápidamente hacia el interior de la mujer. Impulsados por su cola y principalmente por las contracciones del útero, las cuales succionan a los espermatozoides hacia el interior del útero, se dirigen en búsqueda del óvulo.

Los espermatozoides tienen que superar muchos obstáculos en su afán de alcanzar el óvulo. El primero de los retos lo presenta la vagina. La vagina posee un medio bastante hostil para las células masculinas. Los fluidos vaginales son altamente ácidos en composición, lo cual mata a un gran número de espermatozoides. Los que logran sobrevivir, pasan por el cuello uterino al útero. Durante el periodo fértil, la mucosidad del cuello uterino permite el paso de los espermatozoides, normalmente este es impenetrable. Una vez en el útero, los espermatozoides se dirigen por las trompas de Falopio. Muchos espermatozoides mueren al dirigirse por la trompa incorrecta. Sólo en la trompa correspondiente al ovario que ha ovulado se encuentra el óvulo, escondido entre un laberinto de repliegues que forman las trompas. 

Luego del largo viaje, alrededor de 1,500 - 5,000 espermatozoides encuentran el óvulo, cada uno intenta incesantemente penetrar la membrana que lo cubre. Los espermatozoides rodean el óvulo buscando la parte mas accesible para poder introducirse. Ayudados por una enzima que segregan, sólo un espermatozoide es capaz de penetrar la membrana del óvulo, y una vez que logra superar la barrera, la membrana se cierra evitando el paso a otros. El espermatozoide "ganador" se une con el núcleo del óvulo concretándose la fusión de los genes del espermatozoide con los genes del óvulo, logrando así el inicio de la formación de un nuevo ser humano que comparte las características hereditarias de los progenitores. 

Finalmente, el óvulo fertilizado empieza a experimentar una serie de transformaciones y culmina implantándose en la mucosa interna del útero donde se nutrirá y desarrollará hasta formar el feto. 

3.Desarrollo embrionario:

El desarrollo consiste en una serie de sucesos que se inician con la fecundación del huevo. Para una descripción de las células germinales masculina y femenina, llamadas gametos, y de su proceso de fusión para originar un cigoto. Tras la fecundación, el huevo sufre una división o partición celular. Por tanto, una célula se divide en dos, las células hijas, llamadas blastómeros, en cuatro, éstas en ocho, y así sucesivamente. Cuando el embrión está formado por un centenar o más de células, constituye una masa sólida denominada mórula por su parecido a una mora. En la mayoría de las especies esta masa se organiza en una blástula, que es una esfera hueca delimitada por una capa única de células, el blastodermo; la cavidad interior se denomina blastocele. El paso siguiente es la formación de un saco o copa de doble pared, la gástrula. La pared externa se denomina ectodermo, y la interna endodermo, que rodea una cavidad nueva conocida como tubo digestivo primitivo. En algunos casos, estas dos capas están formadas por la separación o desprendimiento de una masa de células, aunque lo más frecuente es que se forme por invaginación, es decir por la presión hacia dentro de una parte de la pared de la blástula. En todos los animales, a excepción de los más simples, se desarrolla una tercera capa entre las dos anteriores, el mesodermo. Estas tres capas embrionarias, que se conocen como las capas germinales primarias, se diferencian en órganos similares en todas las especies de animales. El endodermo origina células que se especializan en las glándulas digestivas más importantes y son responsables del revestimiento de los conductos aéreos y de la mayor parte del tubo digestivo. El mesodermo se diferencia en la sangre y los vasos sanguíneos, los tejidos conjuntivos, los músculos, y en general el aparato reproductor y los riñones. El ectodermo da lugar a la epidermis y a las estructuras derivadas como el pelo y las uñas, a mucosas de revestimiento de la boca y el ano, al esmalte dental y al sistema nervioso central.


APARATO REPRODUCTOR MASCULINO

En la especie humana, el hombre produce los gametos masculinos o espermatozoides.  Estas células trasmiten al nuevo ser la información genética aportada por el padre.

Las estructuras más importantes del sistema reproductor masculino son los testículos, el epidídimo, los conductos deferentes, la uretra, las vesículas seminales, la próstata y el pene.

Espermatozoide: Se forman y desarrollan en los túbulos seminíferos y se almacenan en el epidídimo, que es un tubo largo y enredado en donde permanecen unos días antes de ser eyaculados o de morir. Están formados por una cola o flagelo que les ayuda a movilizarse y una cabeza o núcleo que contiene toda la información genética que el padre va a heredar a su hijo. El núcleo de los espermatozoides contiene 23 pares de cromosomas, que son la mitad del código genético humano, entre ellos están los que determinan el sexo de la hija o el hijo, o sea que son las células sexuales del padre, las que definen el sexo que tendrá el bebé.
Al proceso de formación, crecimiento y maduración de los espermatozoides, se le llama espermatogénesis.
ESPERMATOGÉNESIS:
Es el proceso de formación de los espermatozoides o gametos masculinos que tiene lugar en los testículos de los machos.
Los millones de espermatozoides que producen los testículos provienen de unas células diploides conocidas como espermatogonias.

Las espermatogonias se dividen muchas veces por mitosis para dar origen a nuevas espermatogonias, pero algunas se transforman en espermatocitos primarios que al dividirse por meiosis generan espermatocitos secundarios los cuales llevan a cabo la segunda división meiótica y reciben el nombre de espermátidas haploides.



Sistema reproductor femenino

Constituido por dos ovarios, encargados de formar los óvulos y elabora las hormonas femeninas; los oviductos o trompa de Falopio, órgano donde se efectúa la fecundación; útero órgano de la gestación; la vagina, órgano copulador y los genitales externos. Las hormonas producidas por el ovario endocrino son los estrógenos y la progesterona . Los estrógenos son segregados por el folículo en crecimiento y el de Graaf principalmente , tiene con función estimular el desarrollo de los órganos reproductores y de la aparición de los caracteres sexuales secundarios que caracterizan el dimorfismo sexual en las especies . Interviene también en la, proliferación epitelial del endometrio.


Ovulo:
Es la célula sexual femenina. El óvulo humano se forma en los ovarios, que son las glándulas sexuales femeninas ubicadas en la cavidad pelviana, por debajo de los riñones. El óvulo esta formado por una membrana protoplasmática o vitelina, protoplasma o vitelo, y núcleo o vesícula germinativa. Los óvulos se originan a partir de un proceso de desarrollo llamado oogénesis que transforma las células de los folículos ováricos y las hace aptas para la fecundación.Cuando el óvulo está maduro, sale del ovario y recorre la trompa de Falopio, donde puede ser fecundado por un espermatozoide. En este caso, el embrión se implantará en la mucosa interna y continuará su proceso de desarrollo durante 40 semanas, aproximadamente hasta el nacimiento del nuevo ser.
Ovogénesis
Las células germinales diploides generadas por mitosis, llamadas ovogonias, se localizan en los folículos del ovario, crecen y tienen modificaciones, por lo que reciben el nombre de ovocitos primarios. Éstos llevan a cabo la primera división meiótica, dando origen una célula voluminosa u ovocito secundario que contiene la mayor parte del citoplasma original y otra célula pequeña o primer glóbulo polar.

Estas dos células efectúan la segunda división meiótica; del ovocito secundario se forman otras dos células: una grande, que contiene la mayor parte del citoplasma original, y otra pequeña o segundo glóbulo polar. Los glóbulos polares se desintegran rápidamente, mientras que la otra célula se desarrolla para convertirse en un óvulo maduro haploide.

EL CICLO CELULAR

Las células pasan por un ciclo que comprende dos periodos: la interfase y la división celular. Esta ultima tiene lugar por mitosis o meiosis.

La mayoría de las células pasan la parte más extensa de su vida en interfase, durante la cual duplican su tamaño y el contenido cromosómico.

El ciclo celular puede ser considerado como una compleja serie de fenómenos que culminan cuando el material celular se distribuye en las células hijas.

La división celular puede considerarse como la separación final de las unidades moleculares y estructurales previamente duplicadas.

DIVISIÓN CELULAR

( interfase & mitosis)

La mitosis es la división celular mas citocinesis y produce dos células hijas idénticas, los cromosomas replicados se disponen dé manera que cada célula nueva recibe un complemento completo. Por convención, se han establecido cuatro fases en el proceso de la mitosis: profase, metafase, anafase y telofase, siendo la profase la de mayor duración; de manera que si el tiempo requerido para una división mitótica es más o menos 10 minutos, la profase dura unos 6 minutos. Durante la interfase el material cromosómico se halla disperso formando unos finísimos filamentos o cordones denominados cromatina, es lo único que puede verse en el núcleo en esta etapa.

• Interfase:  

La célula esta ocupada en la actividad metabólica preparándose para la mitosis. Los cromosomas no se observan fácilmente en el núcleo, aunque una mancha oscura llamada nucleolo, pueda ser visible.la célula puede contener un par de centríolos (o centro de organización de microtúbulos en los vegetales) los cuales son centros de organización para los microtúbulos.   

• Profase:  

Al comienzo de la profase los cordones de cromatina se enrrollan lentamente y se condensan adoptando una forma compacta; Esta condensación es necesaria para que posteriormente tengan lugar los complejos movimientos y la separación de los cromosomas durante las fases siguientes de la mitosis. Cuando los cromosomas condensados se tornan visibles con el microscopio óptico, cada uno consiste en dos réplicas llamadas cromátidas. Las dos cromátidas permanecen unidas por un área estrecha común a ambas, denominado centrómero. Dentro de esta área estrecha existen unas estructuras discoidales llamadas cinetocoros, que contienen proteínas, donde se insertan las fibras del huso. De manera que en esta fase los cromosomas están agrupados por parejas llamándose a cada uno de los dos que conforman el par, cromosoma homólogo, y cada cromosoma del par está a su vez constituido por dos cromátidas unidas por el centrómero.

En las células de la mayoría de los organismos, exceptuando las plantas superiores se ven dos pares de centríolos a un lado del núcleo, fuera de la envoltura nuclear. Cada par consiste en un centríolo maduro y en un centríolo más pequeño recién formado, perpendicular al primero. Durante la profase los pares de centríolos empiezan a alejarse el uno del otro, y a medida que éstos se separan aparecen entre ambos pares de centríolos las fibras del huso acromático, consistentes en microtúbulos y otras proteínas. Desde los centríolos radian otras fibras adicionales, conocidas en conjunto como áster. Para entonces, los nucléolos por lo general han dejado de ser visibles. La envoltura nuclear se disgrega a medida que los cromosomas se condensan. Al final de la profase, los cromosomas se han condensado por completo y ya no se encuentran separados del citoplasma.

Al terminar la profase, los pares de centríolos están en extremos opuestos de la célula y los miembros de cada par tienen el mismo tamaño. El huso se ha formado por completo. Es una estructura tridimensional que tiene la forma de una pelota de rugby y consiste al menos en dos grupos de microtúbulos: fibras polares o fibras continuas que van desde cada polo del huso hasta una región central a mitad de camino entre los polos, y las fibras del cinetocoro, que son más cortas y están unidas a los cinetocoros del centrómero de cada par de cromátidas. Estos dos grupos de fibras participan en la separación de las cromátidas hermanas durante la mitosis. En aquellas células que contienen centríolos se distinguen además un tercer tipo de fibras, las fibras astrales o áster, más cortas, que se extienden desde los centríolos hacia afuera.

• Prometafase:

Es la transición entre la proface y la metafase. Es un periodo corto donde se desintegra la envoltura nuclear y los cromosomas quedan en aparente desorden. Los centrosomas ya arribaron a los polos de las células y las fibras del huso, desaparecida la envoltura nuclear, invaden el área del núcleo. Algunas de las fibras del huso se unen por sus puntas a los cinetocoros y por lo tanto ( a través de los centrómeros) a los cromosomas; estas fibras se denominancinetocóricas. Las fibras polares se extienden mas allá del plano ecuatorial y sus tramos dístales se entrecruzan con sus similares provenientes del polo opuesto. Las fibras de aster son mas cortas, y radian en todas direcciones y sus extremos se hallan aparentemente libres.

• Metaface:  

Al comienzo de la metafase, los pares de cromátidas alcanzan su máxima condensación se desplazan en vaivén dentro del huso, parece ser que impulsados por las fibras de éste, siendo primero atraídos hacia un polo de la célula y después hacia el otro, hasta que, finalmente, se disponen con exactitud en el plano medio de la célula (ecuador de la célula o plano ecuatorial) unidos por el centrómero. Se acomodan de modo tal que las dos placas cinetocóricas en cada centrómero quedan orientadas hacia los polos opuestos de la célula, mirando a los respectivos centrosomas. Esto señala el final de la metafase.

• Anafase:

Al comienzo del anafase, los centrómeros se separan simultáneamente en sus pares de cromátidas. Las cromátidas de cada par se separan entonces y cada cromátida se convierte en un cromosoma aparte, donde suelen adoptar la forma de una V, de brazos iguales los metacéntricos y desiguales los submetacéntricos y los acrocéntricos, que al parecer es arrastrado hacia el polo opuesto por las fibras del huso. Los centrómeros inician el movimiento. En la mayoría de las células, el huso en conjunto también se alarga mientras que los polos de la célula se alejan el uno del otro.

A medida que la anafase continúa, los dos juegos idénticos de cromosomas recién separados se desplazan cada uno hacia un polo opuesto del huso. La anafase es la parte más rápida de la mitosis, donde pierde su forma esférica y adquiere un aspecto ovoide.

• Telofase:

Cuando comienza la telofase, los cromosomas han llegado a los polos opuestos (con la consiguiente desaparición de las fibras cinetocóricas del huso). La célula se ha alargado un poco mas, de modo que las fibras polares exhiben una mayor longitud al ser comparadas con la anafase. El huso se dispersa endímeros de tubulina (subunidades de las proteínas globulares que constituyen los microtúbulos). Al final de la telofase se forman las envolturas nucleares en torno de los dos juegos de cromosomas, que una vez más se tornan difusos (ya no tienen aspecto de cromosomas) , ya que se empiezan a desenrollar quedando menos condensados, llegando a ser la recapitulación de la profase pero en sentido inverso. En cada núcleo reaparecen los nucléolos. A menudo empieza a formarse un nuevo centríolo junto a cada uno de los anteriores. La replicación de los centríolos continúa durante el resto del ciclo celular, de modo que cada célula tiene dos pares de centríolos en la profase de la división mitótica siguiente.

Al tiempo que los cromosomas se convierten en fibras de cromatina, estas son rodeadas por segmentos del retículo endoplasmático, los cuales se integran hasta formar las envolturas nucleares definitivas (con sus correspondientes poros nucleares) en torno a los dos núcleos hijos. Además en ambos núcleos reaparecen los respectivos nucleolos.

• Citocinesis:

Etapa de la división celular que consiste en la división del citoplasma. Suele acompañar a la mitosis, división del núcleo, pero no siempre. El proceso visible de la citocinesis suele empezar en la telofase de la mitosis y por lo general divide la célula en dos partes más o menos iguales.

La citocinesis difiere en ciertos aspectos en células animales y vegetales. En las células animales, durante la telofase, la membrana celular empieza a estrecharse en la zona donde estaba el ecuador del huso. Al principio se forma en la superficie una depresión que poco a poco se va profundizando para convertirse en un surco hasta que la conexión entre las células hijas queda reducida a un hilo fino que no tarda en romperse. Cerca de los surcos se ven grandes cantidades de microfilamentos de actina y se cree que intervienen en la constricción, congregándose en la línea media de la membrana de la célula madre, para así separar las dos células hijas.

En las células vegetales, este proceso es un tanto diferente, puesto que estas células presentan externamente a la membrana plasmática, una pared pectocelulósica bastante rígida. En este caso, la citocinesis se produce por la formación de un tabique entre los dos nuevos núcleos, llamado fragmoplasto, este se organiza por la fusión de vesículas provenientes del aparato de Golgi, en cierta medida semejando el proceso de secreción celular, pero, en vez de que las vesículas se dirijan a la superficie de la célula, lo hacen hacia la zona media y equidistante a ambos núcleos en formación.

En la actualidad se sabe que el sitio en que se forma el fragmoplasto esta fijado desde la profase, por la formación durante esta etapa de un andamiaje microfibrilar en la zona ecuatorial de la célula, y que persiste hasta que se inicia la citocinesis. El fragmoplasto va creciendo desde el centro hacia la periferia celular, hasta que sus membranas hacen contacto con la membrana plasmática, con la que posteriormente se fusionan. Con ello se establece la continuidad de la membrana plasmática de cada célula, completándose la división celular.


El ciclo celular es un conjunto ordenado de sucesos que conducen al crecimiento de la célula y la división en dos células hijas. Las etapas, son G1-S-G2 y M. El estado G1 quiere decir "GAP 1" (Intervalo 1). El estado S representa la "síntesis", en el que ocurre la replicación del ADN. El estado G2 representa "GAP 2" (Intervalo 2). El estado M representa «la fase M», y agrupa a la mitosis o meiosis (reparto de material genético nuclear), y la citocinesis (división del citoplasma). Las células que se encuentran en el ciclo celular se denominan "proliferantes" y las que se encuentran en fase G0 se llaman células "quiescentes".

Todas las células se originan únicamente de otra existente con anterioridad. El ciclo celular se inicia en el instante en que aparece una nueva célula, descendiente de otra que se divide, y termina en el momento en que dicha célula, por división subsiguiente, origina dos nuevas células hijas.
La célula puede encontrarse en dos estados claramente diferenciados:3
El estado de no división o interfase. La célula realiza sus funciones específicas y, si está destinada a avanzar a la división celular, comienza por realizar la duplicación de su ADN.
El estado de división, llamado fase M.
Interfase
Es el período comprendido entre mitosis. Es la fase más larga del ciclo celular, ocupando casi el 90% del ciclo, trascurre entre dos mitosis y comprende tres etapas:4
Fase G1 (del inglés Growth o Gap 1): Es la primera fase del ciclo celular, en la que existe crecimiento celular con síntesis de proteínas y de ARN. Es el período que trascurre entre el fin de una mitosis y el inicio de la síntesis de ADN. Tiene una duración de entre 6 y 12 horas, y durante este tiempo la célula duplica su tamaño y masa debido a la continua síntesis de todos sus componentes, como resultado de la expresión de los genes que codifican las proteínas responsables de su fenotipo particular. En cuanto a carga genética, en humanos (diploides) son 2n 2c.
Fase S (del inglés Synthesis): Es la segunda fase del ciclo, en la que se produce la replicación o síntesis del ADN, como resultado cada cromosoma se duplica y queda formado por dos cromátidas idénticas. Con la duplicación del ADN, el núcleo contiene el doble de proteínas nucleares y de ADN que al principio. Tiene una duración de unas 10-12 horas y ocupa alrededor de la mitad del tiempo que dura el ciclo celular en una célula de mamífero típica.
Fase G2 (del inglés Growth o Gap 2): Es la tercera fase de crecimiento del ciclo celular en la que continúa la síntesis de proteínas y ARN. Al final de este período se observa al microscopio cambios en la estructura celular, que indican el principio de la división celular. Tiene una duración entre 3 y 4 horas. Termina cuando la cromatina empieza a condensarse al inicio de la mitosis. La carga genética de humanos es 2n 4c, ya que se han duplicado el material genético, teniendo ahora dos cromátidas cada uno.
Fase M (mitosis y citocinesis)
Es la división celular en la que una célula progenitora (células eucariotas, células somáticas -células comunes del cuerpo-) se divide en dos células hijas idénticas. Esta fase incluye la mitosis, a su vez dividida en: profase, metafase, anafase, telofase; y la citocinesis, que se inicia ya en la telofase mitótica. Si el ciclo completo durara 24 horas, la fase M duraría alrededor de media hora (30 minutos).


Comparación entre la fisión binaria, mitosis y meiosis, tres tipos de división celular.

El movimiento de los cromosomas durante la mitosis. 

LA MEIOSIS:
La meiosis es un mecanismo de división celular que permite la obtención a partir de células diploides (2n) de células haploides (n) con diferentes combinaciones de genes.


La meiosis consta de dos divisiones celulares sucesivas con una sola replicación del material genético.

REPRODUCCIÓN ASEXUAL

Algunos organismos se pueden reproducir de forma asexual, es decir no intervienen las células sexuales. En este caso, una célula hija del progenitor se separa y forma un individuo completo. En este tipo de reproducción un solo progenitor interviene y para lo cual no existen células u órganos reproductores especiales. La reproducción asexual resulta del proceso de división celular o mitosis. De esta división se separan células nuevas de un solo progenitor. Existen varios tipos de reproducción asexual mediante las cuales las características hereditarias de los descendientes son idénticas a las del progenitor, es común en los microorganismos, plantas y animales de organización simple. 
Los organismos celulares más simples se reproducen por un proceso conocido como fisión o escisión, en el que la célula madre se fragmenta en dos o más células hijas, perdiendo su identidad original. La división celular que da lugar a la proliferación de las células que constituyen los tejidos, órganos y sistemas de los organismos pluricelulares no se considera una reproducción, aunque es casi idéntica al proceso de escisión binaria. En ciertos animales pluricelulares, tales como celentéreos, esponjas y tunicados, la división celular se realiza por yemas. Estas se originan en el cuerpo del organismo madre y después se separan para desarrollarse como nuevos organismos idénticos al primero. Este proceso, conocido como gemación, es análogo al proceso de reproducción vegetativa de las plantas. Procesos reproductores como los citados, en los que un único organismo origina su descendencia, se denominan científicamente reproducción asexual. En este caso, la descendencia obtenida es idéntica al organismo que la ha originado.
Este tipo de reproducción posee como principal ventaja el ser muy rápida, lo que permite colonizar amplios espacios en muy poco tiempo, sin embargo tiene el gran inconveniente de que no permite cambios y por tanto no permite evolucionar.

Existen tres tipos más frecuentes de reproducción asexual en seres unicelulares:

-BIPARTICIÓN: La célula madre se parte en dos células hijas idénticas a ella.

   

GEMACIÓN: La célula madre emite protuberancias (yemas) que crecen poco a poco hasta que se separan originando células hijas más pequeñas.

ESPORULACIÓN: La célula madre divide muchas veces su núcleo y alrededor de cada núcleo se forma una membrana, originándose muchas células pequeñas llamadas ESPORAS, que se liberarán al romperse la membrana de la célula madre.

Membrana Celular, Organelos

TRANSPORTE DE MEMBRANA

Es de vital importancia para la célula poder transportar moléculas hacia afuera y adentro de ella misma.
El  transporte de membrana es el que regulan el paso de solutos, como iones y pequeñas moléculas, a través demembranas plasmáticas, esto es, bicapas lipídicas que poseen proteínas embebidas en ellas. Dicha propiedad se debe a la selectividad de membrana, una característica de las membranas celulares que las faculta como agentes de separación específica de sustancias de distinta índole química; es decir, la posibilidad de permitir la permeabilidad de ciertas sustancias pero no de otras.
Los movimientos de casi todos los solutos a través de la membrana están mediados por proteínas transportadoras de membrana, más o menos especializadas en el transporte de moléculas concretas. Puesto que la diversidad y fisiología de las distintas células de un organismo está relacionada en buena medida con su capacidad de captar unos u otros elementos externos, se postula que debe existir un acervo de proteínas transportadoras específico para cada tipo celular y para cada momento fisiológico determinado; dicha expresión diferencial se encuentra regulada mediante: la transcripción diferencial de los genes codificantes para esas proteínas y su traducción, es decir, mediante los mecanismos genético-moleculares, pero también a nivel de la biología celular: dichas proteínas pueden requerir de activación mediada por rutas de señalización celular, activación a nivel bioquímico o, incluso, de localización en vesículas del citoplasma.

Diagrama de una membrana plasmática. 1. fosfolípido 2. colesterol 3. glicolípido 4. glúcido 5. proteína transmembrana 6. glicoproteína 7. proteína anclada a un fosfolípido 8. glicoproteína periférica.
Dado la importancia del transporte a través de la membrana la célula utiliza un gran numero de mecanismos de transporte. Estos mecanismos caen dentro de una de estas tres categorías: difusión simple, difusión facilitada, transporte activo y transporte pasivo.

Difusión simple-pasiva

Difusión simple , significa que la molécula puede pasar directamente a través de la membrana. La difusión es siempre a favor de un gradiente de concentración. Esto limita la máxima concentración posible en el interior de la célula (o en el exterior si se trata de un producto de desecho).
La efectividad de la difusión está limitada por la velocidad de difusión de la molécula.
Por lo tanto si bien la difusión es un mecanismo de transporte suficientemente efectivo para alguna moléculas (por ejemplo el agua), la célula debe utilizar otros mecanismo de transporte para sus necesidades.
Es un fenómeno espontáneo puesto que suceden incrementando la entropíadel sistema, y disminuyendo la energía libre. No requiere de la intervención de proteínas de membrana, pero sí de las características de la sustancia a transportar y de la naturaleza de la bicapa. Para el caso de una membrana fosfolipídica pura, la velocidad de difusión de una sustancia depende de su:
gradiente de concentración,
hidrofobicidad,
tamaño,
carga, si la molécula posee carga neta.
Estos factores afectan de diversa manera a la velocidad de difusión pasiva:
a mayor gradiente de concentración, mayor velocidad de difusión,
a mayor hidrofobicidad, esto es, mayor coeficiente de partición, mayor solubilidad en lípido y por tanto mayor velocidad de difusión,
a mayor tamaño, menor velocidad de difusión,
dado un potencial de membrana, es decir, la diferencia de potencial entre la cara exoplasmática y la endoplasmática de la membrana, y un gradiente de concentración se define un gradiente electroquímico que determina las direcciones de transporte energéticamente favorables de una molécula cargada, dependiendo de la naturaleza de ésta y del signo del potencial, si bien la mayor parte de las células animales poseen carga negativa en su exterior.

Difusión facilitada

La difusión facilitada utiliza canales (formados por proteínas de membrana) para permitir que moléculas cargadas (que de otra manera no podrían atravesar la membrana) difundan libremente hacia afuera y adentro de la célula. Estos canales son usados sobre todo por iones pequeños tales como K+, Na+, Cl-.
La velocidad del transporte facilitado esta limitado por el numero de canales disponibles, mientras que la velocidad de difusión depende solo del gradiente de concentración.

Bajo el mismo principio termodinámico que en el caso de la difusión simple, es decir, que el soluto a transportar lo hace a favor de gradiente, la difusión facilitada opera de modo similar, pero está facilitada por la existencia de proteínas canal, que son las que facilitan el transporte de, en este caso, agua o algunos iones y moléculas hidrófilas. Estas proteínas integrales de membrana conforman estructuras en forma de poro inmersas en la bicapa, que dejan un canal interno hidrofílico que permite el paso de moléculas altamente lipófobas como las mencionadas anteriormente. La apertura de este canal interno puede ser constitutiva, es decir, continua y desregulada, en los canales no regulados, o bien puede requerir una señal que medie su apertura o cierre: es el caso de los canales regulados.


La difusión facilitada involucra el uso de un proteína para facilitar el movimiento de moléculas a través de la membrana. En algunos casos, las moléculas pasan a través de canales con la proteína. En otros casos, la proteína cambia su forma, permitiendo que las moléculas pasen a través de ella.


TRANSPORTE PASIVO


El transporte de sustancias desde el medio externo hacia el citoplasma y viceversa puee darse por medio de un transporte pasivo. Este tipo de transporte de da cuando las moléculas se desplazan por causa de gradientes de concentración, electricidad, presión, es decir, se mueven de la zona mas concentrada a la menos concentrada. Este desplazamiento no requiere de energía adicional (ATP), por lo cual recibe el nombre de transporte pasivo.

TRANSPORTE ACTIVO


Este transporte moviliza solutos en contra de sus gradientes electroquímicos. Evidentemente las células no pueden depender exclusivamente del transporte pasivo. El transporte activo de solutos en contra del gradiente electroquímico es esencial para el mantenimiento de la composición iónica intracelular y para importar solutos que se encuentran en una menos concentración en el exterior que en el interior de las células.
En él se efectúa un transporte en contra del gradiente de concentración o electroquímico y, para ello, las proteínas transportadoras implicadas consumen energía metabólica (comúnmente adenosín trifosfato). La hidrólisis del compuesto que actúa como moneda energética puede ser muy evidente, como en el caso de los transportadores que son ATP asas, o puede tener un origen indirecto: por ejemplo, los cotransportadores emplean gradientes de determinados solutos para impulsar el transporte de un determinado compuesto en contra de su gradiente, a costa de la disipación del primer gradiente mencionado. Pudiera parecer que en este caso no interviene un gasto energético, pero no es así puesto que el establecimiento del gradiente de la sustancia transportada colateralmente al compuesto objetivo ha requerido de la hidrólisis de ATP en su generación mediante unos determinados tipos de proteínas denominados bombas. Por ello, se define transporte activo primario como aquél que hidroliza ATP de forma directa para transportar el compuesto en cuestión, y transporte activo secundario como aquél que utiliza la energía almacenada en un gradiente electroquímico.

OSMOSIS


La ósmosis es un tipo especial de transporte pasivo en el cual sólo las moléculas de agua son transportadas a través de la membrana. El movimiento de agua se realiza desde el punto en que hay menor concentración de solutos al de mayor concentración para igualar concentraciones en ambos extremos de la membrana bicapa fosfolipidica. De acuerdo al medio en que se encuentre una celula , la osmosis varía. La función de la ósmosis es mantener hidratada a la membrana celular. Dicho proceso no requiere gasto de energía. En otras palabras, la ósmosis es un fenómeno consistente en el paso del solvente de una disolución desde una zona de baja concentración de soluto a una de alta concentración del soluto, separadas por una membrana semipermeable.


En un medio isotónico hay un equilibrio dinámico, es decir, el paso constante de agua.
En un medio hipotonico, la célula absorbe agua hinchándose y hasta el punto en que puede estallar dando origen a la citolisis.
En un medio hipertonico, la célula pierde agua, se arruga llegando a deshidratarse y se muere, esto se llama crenacion
Osmosis de la célula vegetal:


En un medio isotonico, existe un equilibrio dinámico.
En un medio hipoton la célula toma agua y sus vacuolas se llenan aumentando la presión de turgencia, dando lugar a la turgencia
En un medio hipertonico, la célula elimina agua y el volumen de la vacuola disminuye, produciendo que la membrana plasmática se despegue de la pared celular, ocurriendo la plamolisis.

ORGANELOS CITO PLASMÁTICOS

Los orgánulos llamados también organelas, organelos o mejor elementos celulares, a las diferentes estructuras suspendidas en el citoplasma de una célula Eucariota, que tienen una forma y unas funciones especializadas bien definidas y diferenciadas. La célula Procariota normalmente carece de orgánulos.

En la célula eucariota, el citoplasma es el espacio comprendido entre la membrana plasmática y el núcleo celular cuya función es albergar los orgánulos celulares y contribuir al movimiento de los mismos.

Se encarga de proteger el contenido celular, hace contacto con otras células permitiendo la comunicación celular, proporciona receptores para las hormonas, las enzimas y los anticuerpos. Regula de manera selectiva la entrada y salida de materiales de la célula.

CITOPLASMA: Es el contenido intracelular, que sirve como sustancia en la cual se presentan y realizan todas las reacciones químicas.

NÚCLEO: contiene el material genético en forma de genes o bien en forma de cromatina, y se encarga de regular las actividades celulares.

            

RIBOSOMAS: Son organelos que localizamos libres en el citoplasma, en tripletes anclados en el citoplasma (polisomas) o bien anclados en el sistema retículo endoplásmico rugoso. Son los organelos encargados de la síntesis de proteínas.

CITOESQUELETO 

MICROFILAMENTOS: Forman parte del citoesqueleto, están involucrados con la contracción de la fibra muscular, proporcionan estructura y forma, ayudan en el movimiento celular e intracelular.

MICROTUBULOS: Forman parte del citoesqueleto, proporcionan estructura y forma, forman canales de conducción intracelular, ayudan en el movimiento intracelular, forman la estructura de los flagelos, cilios, centriolos, y del huso mitótico.

FILAMENTOS INTERMEDIOS: Forman parte del citoesqueleto, proporcionan reforzamiento estructural en algunas células.

ORGANELOS:  Se denomina orgánulos llamados también organelas, organelos o también elementos celulares, a las diferentes estructuras suspendidas en el citoplasma  de una célula eucariota. que tiene una forma y unas funciones especializadas bien definidas y diferentes. la célula procariota normalmente  carece de orgánulos.

RETÍCULO ENDOPLASMATICO: Es un conjunto de cisternas o tubulos localizados en el citoplasma, que se encargan de las siguientes funciones: contribuye al apoyo mecánico, facilita el intercambio celular de materiales con el citoplasma, proporciona una superficie para las reacciones químicas. Porporciona una vía para el transporte de químicos, sirve como área de almacenamiento, junto con el aparato de Golgi sintetiza y empaca moléculas para exportación; los ribosomas asociados con el retículo endoplásmico granular o rugoso sintetizan proteínas, el sistema retículo endoplásmico liso sintetiza lípidos, destoxifica ciertas moléculas, y libera iones de calcio involucrados en la contracción muscular.

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO RUGOSO

ESTRUCTURA

Sacos membranosos intercomunicados con ribosomas adheridos.

FUNCIÓN

Síntesis, procesamiento y almacenamiento de proteínas para la exportación

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO LISO

ESTRUCTURA

Cisternas membranosas tubulares intercomunicadas.

FUNCIÓN

Síntesis, almacenamiento y transporte de lípidos. Tratamiento y eliminación de sustancias tóxicas.

MITOCONDRIAS: son organelos intracitoplasmáticos importantes en la utilización de la glucosa, el oxígeno y el adenosintrifosfato, los cuales son incluidos en un conjunto de reacciones químicas que se realizan en el interior de la mitocondria que reciben el nombre de CICLO DE KREBS, donde al final se obtiene bióxido de carbono, agua y adenostintrifosfato como compuesto rico en energía. Por este motivo en algunos de los textos se puede encontrar que la mitocondria es el sitio de producción del ATP.

APARATO DE GOLGI: Empaca proteínas sintetizadas, para secreción junto con el retículo endoplasmico; forma lisosomas, secreta lípidos, sintetiza carbohidratos, combina carbohidratos con proteínas, para formar glucoproteínas para la secreción.

LISOSOMAS: Representan el aparato digestivo celular, se encargan de digerir sustancias extrañas y microbios; pueden estar involucradas en la resorción ósea.

PEROXISOMAS: contienen varias enzimas como la catalasa, relacionada con el metabolismo del peróxido de hidrógeno.

RIBOSOMAS: 

ESTRUCTURA

Dos subunidades formadas por ARN y proteínas. Pueden aparecer libres en el citoplasma o adheridos a las membranas del retículo endoplasmático rugoso.

FUNCIÓN
Síntesis de proteínas.

VACUOLAS: Espacios dentro de la célula. En los tejidos vegetales duran toda la vida de la célula y son almacenes de esencias, colores, azúcares, aceites, etc. En los animales no persisten. Son digestivas, cuando en una célula joven animal se ven vacuolas que no digestiones, puede estar enferma.

ORGANELOS NUCLEARES 

Se encuentran en el nucleo de la celula, contiene la mayor parte del material genetico, se organiza en moleculas lineales de ADN que forman proteinas para formar cormosomas.

La funcion del nucleo es mantener la integridad de esos genes y controlar las actividades celulares regulando la expresion genica.

¿Cual es su estructura?

* Envoltura nuclear: Se compone de dos membranas, una interna y otra externa. El espacio entre las membranas se conoce como el espacio o cisterna perinuclear.

* Poros nucleares: Canales acuosos que atraviesan la envoltura, estan compuestos por multiples proteinas.

* Lamina nuclear: Esta compuesta por proeinas denominadas proteinas laminares. Proporciona soporte mecanico al nucleo

* Cromosomas: Estan compuestos principalmente por miles de "genes" que son la unidad de informacion que transmite caracteristicas a la descendencia.

* Nucleolo: La region heterocromatica mas destacada del nucleo.

* Nucleoplasma: Medio interno semiliquido del nucleo celular, en el que se encuentran sumergidas las fibras de ADN o cromatina y fibras de ARN conocidas como nucleolos.

COMPONENTES		FUNCION
Envoltura Nuclear		Evita que las macromoléculas difundan libremente entre el nucleoplasma y el citoplasma.
Poros Nucleares		Permiten el transporte de moléculas solubles en agua a través de la envoltura nuclear
Lamina Nuclear		Sirven de lugar de anclaje  para los cromosomas y los poros nucleares
Cromosomas		Contienen la información genética
Nucleolo		Produce y ensambla los componentes ribosomicos
Nucleoplasma	Observa el funcionamiento del liquido donde están los globulos de la sangre