La Cèl·lula: Teoria, Tipus, Estructura Genètica i Divisió

Descobriment i Teoria Cel·lular

1665: Robert Hooke descobreix la cèl·lula.

Schleiden i Schwann elaboren la teoria cel·lular:

• Unitat estructural dels éssers vius.
• Unitat funcional dels éssers vius.
• Tota cèl·lula procedeix d'una altra cèl·lula preexistent.
• Unitat genètica: conté la informació hereditària.

Nivells d'Organització Biològica

• Nivell abiòtic (químic): Subatòmic, atòmic, molecular, macromolecular, supramolecular, orgànuls.
• Nivell biòtic: Cèl·lula, teixit, òrgan, aparell/sistema, organisme, població, comunitat, ecosistema, biosfera.

Totes les cèl·lules tenen membrana plasmàtica, citoplasma i àcids nucleics (material genètic).

Tipus de Cèl·lules

• Procariotes: Pocs orgànuls cel·lulars, sense nucli definit. Són organismes unicel·lulars (Ex: bacteris).
• Eucariotes: Molts orgànuls cel·lulars, amb nucli definit que conté el material genètic. Poden ser organismes unicel·lulars (Ex: protozous) o pluricel·lulars (Ex: fongs, algues, plantes, animals).

Material Genètic: DNA i Cromosomes

L'ADN (Àcid Desoxiribonucleic) s'associa a proteïnes, principalment histones.

Cromatina: Complex format per ADN i proteïnes. Es troba al nucli de les cèl·lules eucariotes.

Cromosomes: Estructures formades per la màxima compactació de la cromatina durant la divisió cel·lular.

Bases nitrogenades de l'ADN:

• Pirimidines: Citosina (C) i Timina (T)
• Purines: Adenina (A) i Guanina (G)

Nucleosoma: Unitat bàsica de compactació de la cromatina, formada per un octàmer d'histones amb ADN enrotllat al seu voltant.

La cromatina es compacta progressivament (amb ajuda d'altres proteïnes com la histona H1) per formar els cromosomes.

Segons la dotació cromosòmica:

• Organismes haploides (n): Contenen un sol joc de cromosomes.
• Organismes diploides (2n): Contenen dos jocs de cromosomes (un de cada progenitor).

Cromosomes homòlegs: Parella de cromosomes (un patern i un matern) en organismes diploides, similars en forma, mida i gens que contenen (Ex: els humans tenen 23 parells).

Tipus de cromosomes segons la posició del centròmer: metacèntrics, submetacèntrics, acrocèntrics, telocèntrics.

Cariotip: Conjunt de cromosomes d'una cèl·lula, ordenats per parelles segons mida i forma.

Cicle Cel·lular: Interfase i Fase M

El cicle cel·lular consta de dues etapes principals:

• Interfase: Període de preparació de la cèl·lula per a la divisió. Es divideix en:
  • Fase G1: Creixement cel·lular i activitat metabòlica.
  • Fase S: Duplicació o replicació de l'ADN.
  • Fase G2: La cèl·lula continua creixent, se sintetitzen proteïnes necessàries per a la divisió i es comença a condensar la cromatina.
• Fase M: Divisió cel·lular, que inclou la divisió del nucli (mitosi o meiosi) i la divisió del citoplasma (citocinesi).

Mitosi: Fases de la Divisió del Nucli

La mitosi és la divisió del nucli que dóna lloc a dues cèl·lules filles genèticament idèntiques a la cèl·lula mare. Consta de les següents fases:

Profase

La cromatina es condensa formant cromosomes visibles (cadascun amb dues cromàtides germanes). El nuclèol desapareix. La membrana nuclear es desintegra. Es forma el fus acromàtic (o mitòtic) entre els centrosomes.

Metafase

Els cromosomes assoleixen la màxima condensació i s'alineen al centre de la cèl·lula formant la placa equatorial. Els centròmers de cada cromosoma s'uneixen a les fibres del fus acromàtic.

Anafase

Les cromàtides germanes de cada cromosoma se separen i es converteixen en cromosomes fills independents. Aquests migren cap als pols oposats de la cèl·lula, arrossegats pels microtúbuls del fus.

Telofase

Els cromosomes fills arriben als pols i comencen a descondensar-se per formar de nou la cromatina. Reapareix el nuclèol. Es forma una nova membrana nuclear al voltant de cada grup de cromosomes. El fus acromàtic desapareix.

Citocinesi

És la divisió del citoplasma, que normalment comença durant l'anafase o telofase.

• Cèl·lula animal: Es produeix per estrangulació del citoplasma mitjançant un anell contràctil.
• Cèl·lula vegetal: Es forma una nova paret cel·lular al mig de la cèl·lula (fragmoplast).

Meiosi: Formació de Gàmetes

La meiosi és un procés de divisió cel·lular que redueix a la meitat el nombre de cromosomes (de diploide a haploide) i genera variabilitat genètica. En animals (com els vertebrats), es produeix a les gònades per formar gàmetes (òvuls i espermatozoides).

El resultat final de la meiosi és la formació de quatre cèl·lules filles haploides (n), genèticament diferents entre elles i diferents de la cèl·lula mare diploide (2n).

Consta de dues divisions consecutives:

Meiosi I i Meiosi II

• Meiosi I (Divisió Reduccional): Se separen els cromosomes homòlegs. S'obtenen dues cèl·lules filles haploides (n) amb cromosomes formats per dues cromàtides cadascun. (En humans: cada cèl·lula filla té 23 cromosomes, cadascun amb 2 cromàtides).
• Meiosi II (Divisió Equacional): Similar a una mitosi. Se separen les cromàtides germanes. S'obtenen quatre cèl·lules filles haploides (n) amb cromosomes formats per una sola cromàtide. (En humans: cada cèl·lula filla té 23 cromosomes, cadascun amb 1 cromàtide).

Fases principals de la Meiosi I:

Profase I

És la fase més llarga i complexa. Similar a la profase mitòtica (condensació de cromosomes, desaparició de l'embolcall nuclear i el nuclèol, formació del fus), però amb dos esdeveniments clau addicionals:

• Aparellament (Sinapsi): Els cromosomes homòlegs s'aparellen íntimament formant bivalents.
• Entrecreuament (Crossing-over): Es produeix un intercanvi de segments de material genètic entre cromàtides no germanes dels cromosomes homòlegs. Això genera noves combinacions genètiques.

Metafase I

Les parelles de cromosomes homòlegs (bivalents) s'alineen a la placa equatorial. A diferència de la mitosi, les fibres del fus d'un pol s'uneixen a un cromosoma homòleg (amb les seves dues cromàtides) i les fibres del pol oposat s'uneixen a l'altre cromosoma homòleg.

(El document original continua descrivint les fases restants de la meiosi, però el text proporcionat s'atura aquí).