Conceptos Fundamentales de Biología y Química: Meiosis, Mitosis, ADN y Más

Sección 1: Meiosis

Defina meiosis.

Respuesta: La meiosis es un tipo de división celular que reduce el número de cromosomas a la mitad y produce células haploides. Ocurre en las células germinales para formar gametos (óvulos y espermatozoides).

a) Diferencia con mitosis: La meiosis tiene dos divisiones celulares y resulta en cuatro células haploides genéticamente diferentes, mientras que la mitosis da lugar a dos células diploides genéticamente idénticas.

b) Importancia para la reproducción sexual: Es necesaria porque asegura que los gametos tengan la mitad de los cromosomas, de manera que la fusión de dos gametos durante la fertilización restablezca el número diploide.

Explique las fases de la meiosis I: profase I, metafase I, anafase I, telofase I.

a) Profase I: Ocurre el crossing over, donde se intercambian fragmentos entre cromátidas homólogas, lo que aumenta la variabilidad genética.

b) Anafase I: Los cromosomas homólogos se separan y se mueven hacia los polos opuestos de la célula, reduciendo el número de cromosomas a la mitad.

Explique las fases de la meiosis II: profase II, metafase II, anafase II, telofase II.

a) Número de células: Al final de la meiosis se forman cuatro células hijas haploides.

b) Número de cromosomas: Cada célula tiene la mitad del número de cromosomas de la célula original (n en lugar de 2n).

Importancia del crossing over.

Respuesta: Ocurre en la profase I y permite el intercambio de material genético entre cromosomas homólogos, generando nuevas combinaciones de alelos y aumentando la diversidad genética en los organismos.

Comparación entre meiosis y mitosis.

Respuesta:

Número de divisiones: La meiosis tiene dos divisiones, la mitosis solo una.

Número de células hijas: La meiosis produce 4 células haploides, la mitosis produce 2 células diploides.

Variabilidad genética: La meiosis genera variabilidad genética; la mitosis produce células genéticamente idénticas.

Sección 2: Mitosis

1. Fases de la mitosis: profase, metafase, anafase, telofase.

   Respuesta:

   • Profase: Los cromosomas se condensan y la membrana nuclear se descompone.
   • Metafase: Los cromosomas se alinean en el ecuador de la célula.
   • Anafase: Las cromátidas hermanas se separan hacia polos opuestos.
   • Telofase: Se forman dos nuevos núcleos y la célula comienza a dividirse.

2. Citocinesis.

   Respuesta: Es el proceso final que divide el citoplasma para formar dos células hijas. En células animales ocurre por estrangulamiento del citoplasma; en células vegetales, se forma una placa celular.

3. Comparación mitosis en células somáticas vs. meiosis en células germinales.

   Respuesta: En la mitosis, el material genético se conserva, y las células hijas son genéticamente idénticas a la célula madre. En la meiosis, se reduce a la mitad el número de cromosomas y las células hijas son genéticamente diferentes.

4. Puntos de control en el ciclo celular.

   Respuesta: Si una célula no pasa un punto de control, como G2/M, no puede avanzar a la siguiente fase. Esto evita que las células con ADN dañado se dividan, previniendo posibles mutaciones.

5. Mitosis y cáncer.

   Respuesta: Las mutaciones en genes que regulan el ciclo celular, como los protooncogenes o los genes supresores de tumores, pueden llevar a una división celular descontrolada, característica del cáncer.

Sección 3: ADN

Estructura del ADN.

Respuesta: El ADN es una doble hélice formada por nucleótidos, que están compuestos por un grupo fosfato, una base nitrogenada (adenina, timina, citosina o guanina) y una pentosa (desoxirribosa).

a) Los enlaces entre las bases nitrogenadas son puentes de hidrógeno.

b) El antiparalelismo refiere a que las dos hebras del ADN corren en direcciones opuestas (5’ a 3’ y 3’ a 5’).

Replicación del ADN.

Respuesta: La replicación del ADN es el proceso en el cual la célula copia su ADN para distribuirlo a las células hijas.

a) Helicasa: Desenrolla la doble hélice.

b) ADN polimerasa: Añade nucleótidos complementarios.

c) Ligasa: Une los fragmentos de ADN.

Transcripción vs. Traducción.

Respuesta: En la transcripción, el ADN se copia en ARN mensajero (ARNm); en la traducción, el ARNm se usa como plantilla para sintetizar proteínas en los ribosomas.

Gen y cromosoma.

Respuesta: Un gen es una secuencia de ADN que codifica una proteína. Un cromosoma es una estructura que contiene muchos genes.

a) Los genes se transcriben en ARN, que luego se traduce en proteínas.

b) Una mutación genética es un cambio en la secuencia de nucleótidos del ADN. Las mutaciones pueden ser sustituciones, deleciones o inserciones.

Empaquetamiento del ADN.

Respuesta: El ADN se enrolla alrededor de proteínas llamadas histonas para formar nucleosomas, que a su vez se enrollan y forman cromosomas compactos.

Sección 4: Disoluciones

Definición de disolución, soluto y solvente.

Respuesta: Una disolución es una mezcla homogénea de dos o más sustancias. El soluto es la sustancia que se disuelve y el solvente es la sustancia en la que se disuelve.

Ejemplos:

Líquida: Sal en agua.

Sólida: Aleaciones metálicas.

Gaseosa: Aire (mezcla de gases).

Concentración molar, porcentual y ppm.

Respuesta:

Molaridad (M): Moles de soluto por litro de disolución.

Porcentual: Masa de soluto por masa total de la disolución, expresada en porcentaje.

ppm: Partes por millón, la relación entre el soluto y la disolución.

Tipos de disoluciones.

Respuesta:

Saturada: Contiene la máxima cantidad de soluto disuelto.

Insaturada: Puede disolver más soluto.

Sobresaturada: Tiene más soluto disuelto del que normalmente puede tener en equilibrio.

Equilibrio en disoluciones.

Respuesta: El equilibrio químico en una disolución se refiere a cuando las tasas de disolución y precipitación del soluto son iguales. Según Le Chatelier, si se aumenta la temperatura o la concentración, el equilibrio se desplazará para contrarrestar ese cambio.

Disoluciones amortiguadoras (buffers).

Respuesta: Los buffers son soluciones que resisten cambios de pH al agregar ácidos o bases. Son esenciales en organismos vivos para mantener el pH constante, como en la sangre.

Sección 5: Proceso Histológico

Proceso histológico.

Respuesta: El proceso histológico es la preparación de tejidos para ser observados bajo un microscopio, lo que permite estudiar su estructura y función.

Pasos en el procesamiento de una muestra histológica.

Respuesta:

Fijación: Conserva el tejido evitando la degradación.

Inclusión: Se infiltra el tejido en parafina para darle soporte.

Corte: Se realizan cortes finos con un microtomo.

Tinción: Permite observar diferentes estructuras celulares.

Tinciones en histología.

Respuesta: La hematoxilina tiñe los núcleos (de azul) y la eosina tiñe el citoplasma (de rosado).

Microscopios utilizados en histología.

Respuesta:

Microscopio de luz: Usa luz visible para observar las muestras.