Procesos Celulares Clave y Características de Invertebrados: Artrópodos y Equinodermos

Procesos Celulares Fundamentales

Respiración Celular

La respiración celular es la oxidación completa de una molécula de glucosa, que se transforma, en presencia de O₂, en varias moléculas inorgánicas. Durante este proceso se libera energía suficiente para sintetizar hasta 38 moléculas de ATP. Se trata de un proceso redox en el que la molécula de glucosa se oxida hasta CO₂, mientras que el O₂ actúa como aceptor final de los electrones y se reduce a moléculas de H₂O.

Etapas de la Respiración Celular:

1. Glucólisis

   La glucosa (molécula de 6 átomos de carbono) se convierte en dos moléculas de ácido pirúvico (de 3 átomos de carbono cada una), con la formación neta de ATP y NADH.

2. Formación de Acetil-Coenzima A

   Las dos moléculas de ácido pirúvico entran en la mitocondria y se convierten en ácido acético (molécula de 2 carbonos), que se une a la Coenzima A para formar Acetil-CoA. En este paso se produce NADH y se libera CO₂ como producto de desecho.

3. Ciclo de Krebs (o Ciclo del Ácido Cítrico)

   Es una ruta metabólica cíclica localizada en la matriz mitocondrial. El grupo acetilo del Acetil-CoA se oxida completamente a CO₂. Se liberan electrones (e⁻) y protones (H⁺), capturados por transportadores como NADH y FADH₂, y se genera ATP (o GTP).

4. Cadena Respiratoria y Fosforilación Oxidativa

   Los electrones (e⁻) y los protones (H⁺) procedentes de la oxidación de la glucosa (transportados por NADH y FADH₂) se transfieren a la cadena transportadora de electrones (ubicada en la membrana mitocondrial interna) y se transportan hasta el oxígeno (O₂), que es el aceptor final. Este se reduce para formar moléculas de H₂O. Durante el transporte de electrones a través de la cadena, se libera energía que se emplea para bombear protones al espacio intermembrana, creando un gradiente electroquímico. Este gradiente impulsa la síntesis de ATP a partir de ADP + Pi, proceso conocido como fosforilación oxidativa.

Meiosis

La meiosis es un tipo especializado de división celular que reduce a la mitad el número de cromosomas, esencial para la reproducción sexual.

División Meiótica I

Es la fase más larga y compleja de la meiosis. En ella se produce la reducción a la mitad del número de cromosomas (división reduccional).

1. Profase I

   Es la fase más larga. Los cromosomas homólogos se aparean formando pares llamados bivalentes o tétradas. Se produce el sobrecruzamiento (crossing-over), que da lugar a la recombinación genética entre cromátidas no hermanas.

2. Metafase I

   Los bivalentes se sitúan en el plano ecuatorial de la célula, unidos a las fibras del huso acromático.

3. Anafase I

   Cada cromosoma completo (con sus dos cromátidas) se separa de su homólogo y se dirige a un polo opuesto de la célula. No se separan las cromátidas hermanas.

4. Telofase I

   Los cromosomas homólogos alcanzan los polos de la célula. Cada grupo de cromosomas contiene la mitad de cromosomas que el núcleo original, pero cada cromosoma todavía consta de dos cromátidas. Generalmente ocurre la citocinesis. El resultado son dos células hijas haploides (n) con un único juego de cromosomas, cada uno con dos cromátidas.

División Meiótica II

Es un proceso de división similar a la mitosis, en el que se separan las cromátidas hermanas de cada cromosoma. Consta de Profase II, Metafase II, Anafase II y Telofase II. El resultado final de la meiosis completa son cuatro células hijas haploides (n), cada una con cromosomas de una sola cromátida.

Diversidad Animal: Invertebrados Seleccionados

Filo Artrópodos (Arthropoda)

Constituyen el grupo de mayor éxito biológico. Su cuerpo está segmentado y presenta metamería, aunque a menudo los segmentos se agrupan funcionalmente en regiones llamadas tagmas: típicamente cabeza, tórax y abdomen. En algunos grupos, la cabeza y el tórax se fusionan formando el cefalotórax. Poseen un exoesqueleto de quitina y diversos apéndices articulados, especializados para desempeñar funciones diferentes (locomoción, alimentación, sensorial, etc.).

Se agrupan principalmente en dos subfilos actuales importantes:

• Subfilo Quelicerados (Chelicerata): Carecen de antenas y mandíbulas; el primer par de apéndices son quelíceros.
  • Clase Merostomas (Merostomata): Ej. cangrejos cacerola.
  • Clase Arácnidos (Arachnida): Ej. arañas, escorpiones, ácaros.
• Subfilo Mandibulados (Mandibulata): Poseen mandíbulas y antenas.
  • Clase Miriápodos (Myriapoda): Ej. ciempiés, milpiés.
  • Clase Crustáceos (Crustacea): Ej. cangrejos, langostas, camarones, percebes.
  • Clase Insectos (Insecta): Ej. mariposas, escarabajos, hormigas, moscas.

Filo Equinodermos (Echinodermata)

Son animales marinos que tienen, bajo la epidermis, un endoesqueleto dérmico formado por placas calcáreas, a veces con espinas. Su cuerpo no es segmentado y carecen de cabeza diferenciada. Los adultos presentan simetría radial (generalmente pentarradial), que adquieren de manera secundaria, ya que sus larvas tienen simetría bilateral. Un sistema exclusivo del filo es el sistema ambulacral o vascular acuífero, formado por un conjunto de tubos internos por los que circula el agua de mar a presión y cuyas funciones principales son la locomoción (mediante los pies ambulacrales), la alimentación y el intercambio gaseoso.