Médula espinal

La médula espinal está alojada en la columna vertebral (del cráneo hasta la columna), en el canal medular circunscripto por el conjunto de las vertebras. Esta cubierta por las meninges. Corresponde al sistema nervioso central. Los segmentos más bajos están gobernados por los más altos. Es su interior está la sustancia gris, que analiza, y por fuera, la blanca, con sus haces asociativos ascendentes y descendentes que llevan información a la corteza (espino corticales) y traen información en retorno, para cerrar la acción (cortico-espinales).
Las fibras blancas buscan los centros superiores integradores: son los haces sensoriales espino-tálamo-corticales que portan la sensación de dolor a los niveles superiores cerebrales, donde se hará consciente y permitirá una respuesta sobre el entorno (más lenta y sofistica que el Arco-Reflejo)



La medula tiene segmentos cervicales, torácicos, lumbares y sacros. De ella salen las raíces anterior y posterior que luego se unen y forman los nervios periféricos, los raquídeos. La medular es de reacción rápida, estereotipada. De la medula salen 31 pares de nervios que le dan un aspecto segmentado: 8 cervicales, 12 torácicos, 5 lumbares, 5 sacros y 1 coxígeo.
Una lesión medular deja incapacidad de movilizar voluntariamente los miembros inferiores. Los superiores se dañan por envejecimiento.



Funciones medulares

Conducen por las vías nerviosas de las que está formada, las sensaciones hasta el cuerpo y los impulsos nerviosos que llevan las respuestas de cerebro a los músculos. Son un centro asociativo por el que se realizan actos reflejos. Es una vía de doble dirección: una va de la periferia a los centros cerebrales (ascendente) y otra al revés (descendente)
La información de los niveles inferiores se transmiten a los superiores por haces asociativos que transcurren por la sustancia blanca medular. Llevan y traen información desde o hacia el cerebro. Los niveles medulares tienen conexiones intersegmentarias (infra y supra nivel). Permiten coordinación de movimiento, y con diferentes niveles de ella que permiten la integración, que se va dando en el desarrollo.

El sistema nervioso está organizado sobre el arco-reflejo. A nivel medular, inicialmente esta el Arco-Reflejo simple, donde una primer neurona recoge las variaciones energéticas del ambiente, gracias a receptores (especializaciones periféricas). Su acción penetrara en el sector dorsal de la medula, buscando el asta posterior hasta hacer sinapsis con la neurona motora del asta anterior, que por su axón conformando la raíz anterior del nervio periférico, garantizara la contracción muscular por un tipo de sinapsis: las uniones neuromusculares (arco reflejo monosináptico)

Reflejo Doloroso-Flexor

Reflejo Rotuliano
En las funciones superiores se trata de una sucesión de arcos, con entradas y reentradas múltiples. Por la placa o unión neuromuscular (fibra nerviosa que se pone en contacto con la superficie del musculo) los nervios motores realizan su trabajo. En el ella el transmisor es siempre la acetilcolina.

Hernández Sampieri, R. - Tipos de estudios en la investigación del comportamiento humano


        LOS ESTUDIOS EXPLORATORIOS

       Los estudios exploratorios se efectúan, normalmente, cuando el objetivo es examinar un tema o problema de investigación poco estudiado o que no ha sido abordado antes. Es decir, cuando la revisión de la literatura reveló que Únicamente hay guías no investigadas e ideas vagamente relacionadas con el problema de estudio. Por ejemplo, si alguien desea investigar lo que opinan los habitantes de alguna ciudad sobre su nuevo alcalde o gobernador y cómo piensa resolver los problemas de ella, revisa la literatura y se encuentra con que se han hecho muchos estudios similares pero en otros contextos (otras ciudades del mismo país o del extranjero). Estos estudios le servirán para ver cómo han abordado la situación de investigación y le sugerirán preguntas que puede hacer; sin embargo, el alcalde y la ciudadanía son diferentes, la relación entre ambos es única. Además, los problemas son particulares de esta ciudad. Por lo tanto, su investigación será exploratoria —al menos en sus inicios—. De hecho, si comienza a preguntarle a sus amigos lo que opinan sobre el nuevo alcalde, está comenzando a explorar.

       Los estudios exploratorios son como cuando viajamos a un lugar que no conocemos, del cual no hemos visto ningún documental ni leído algún libro (a pesar de que hemos buscado información al respecto), sino simplemente alguien nos ha hecho un breve comentario sobre el lugar. Al llegar no sabemos qué atracciones visitar, a qué museos ir, en qué lugares se come sabroso, cómo es la gente; desconocemos mucho del sitio. Lo primero que hacemos es explorar: preguntar sobre qué hacer y a dónde ir al taxista o al chofer del autobús que nos llevará al hotel donde nos instalaremos, en la recepción, al camarero del bar del hotel y en fin a cuanta persona veamos amigable. Desde luego, si no buscamos información del lugar y ésta existía (había varias guías turísticas completas e incluso con indicaciones precisas sobre a qué restaurantes, museos y otros atractivos acudir; qué autobuses abordar para ir a un determinado sitio) podemos perder mucho tiempo y gastar dinero innecesariamente. Por ejemplo, vemos un espectáculo que nos desagrade y cueste mucho, y perdemos uno que nos hubiera fascinado y hubiera costado poco (por supuesto, en el caso de la investigación científica la inadecuada revisión de la literatura tiene consecuencias más negativas que la frustración de gastar en algo que finalmente nos desagradó).

       Los estudios exploratorios nos sirven para aumentar el grado de familiaridad con fenómenos relativamente desconocidos, obtener información sobre la posibilidad de llevar a cabo una investigación más completa sobre un contexto particular de la vida real, investigar problemas del comportamiento humano que consideren cruciales los profesionales de determinada área, identificar conceptos o variables promisorias, establecer prioridades para investigaciones posteriores o sugerir afirmaciones (postulados) verificables (Dankhe, 1986). Esta clase de estudios son comunes en la investigación del comportamiento, sobre todo en situaciones donde hay poca información. Tal fue el caso de las primeras investigaciones de Sigmund Freud que surgieron de la idea de que los problemas histéricos estaban relacionados con las dificultades sexuales, los estudios pioneros del SIDA (Síndrome de Inmunodeficiencia Adquirida), los experimentos iniciales de Iván Pavlov sobre los reflejos condicionados e inhibiciones, el análisis de contenido de los primeros videos musicales, las investigaciones de Elton Mayo en la planta Hawthorne de la Compañía Westem Electric, etc. Todos hechos en distintas épocas y áreas, pero con un común denominador: explorar algo poco investigado o desconocido.
       Los estudios exploratorios en pocas ocasiones constituyen un fin en sí mismos, por lo general determinan tendencias, identifican relaciones potenciales entre variables y establecen el tono’ de investigaciones posteriores más rigurosas” (Dankhe, 1986, p. 412). Se caracterizan por ser más flexibles en su metodología en comparación con los estudios descriptivos o explicativos, y son más amplios y dispersos que estos otros dos tipos (v.g., buscan observar tantas manifestaciones del fenómeno estudiado como sea posible). Asimismo, implican un mayor “nesgo” y requieren gran paciencia, serenidad y receptividad por parte del investigador.

       LOS ESTUDIOS DESCRIPTIVOS

       Muy frecuentemente el propósito del investigador es describir situaciones y eventos. Esto es, decir cómo es y se manifiesta determinado fenómeno. Los estudios descriptivos buscan especificar las propiedades importantes de personas, grupos, comunidades o cualquier otro fenómeno que sea sometido a análisis (Dankhe, 1986). Miden o evalúan diversos aspectos, dimensiones o componentes del fenómeno o fenómenos a investigar. Desde el punto de vista científico, describir es medir. Esto es, en un estudio descriptivo se selecciona una serie de cuestiones y se mide cada una de ellas independientemente, para así —y valga la redundancia— describir lo que se investiga.

       Los estudios descriptivos miden conceptos

       Es necesario hacer notar que los estudios descriptivos miden de manera más bien independiente los conceptos o variables con los que tienen que ver. Aunque, desde luego, pueden integrar las mediciones de cada una de dichas variables para decir cómo es y se manifiesta el fenómeno de interés, su objetivo no es indicar cómo se relacionan las variables medidas. Por ejemplo, un investigador organizacional puede pretender describir varias empresas industriales en términos de su complejidad, tecnología, tamaño, centralización y capacidad de innovación. Entonces las mide en dichas variables y así puede describirías en los términos deseados. A través de sus resultados, describirá qué tan automatizadas están las empresas medidas (tecnología), cuánta es la diferenciación horizontal (subdivisión de las tareas), vertical (número de niveles jerárquicos) y espacial (número de centros de trabajo y el número de metas presentes en las empresas, etc.); cuánta libertad en la toma de decisiones tienen los distintos niveles y cuántos tienen acceso a la toma de decisiones (centralización de las decisiones); y en qué medida pueden innovar o realizar cambios en los métodos de trabajo, maquinaria, etc., (capacidad de innovación). Sin embargo, el investigador no pretende analizar por medio de su estudio si las empresas con tecnología más automatizada son aquellas que tienden a ser las más complejas (relacionar tecnología con complejidad), ni decimos si la capacidad de innovación es mayor en las empresas menos centralizadas (correlacionar capacidad de innovación con centralización).

       Lo mismo ocurre con el psicólogo clínico que tiene como objetivo describir la personalidad de un individuo. Se limitará a medirlo en las diferentes dimensiones de la personalidad (hipocondria, depresión, histeria, masculinidad-femineidad, introversión social, etc.), para así describirla. Desde luego, el psicólogo considera las dimensiones de la personalidad para poder describir al individuo, pero no está interesado en analizar si mayor depresión está relacionada con mayor introversión social (en cambio, si pretendiera establecer correlaciones, su estudio sería básicamente correlacional y no descriptivo).

       Así como los estudios exploratorios se interesan fundamentalmente en descubrir, los descriptivos se centran en medir con la mayor precisión posible. Como mencionan Selltiz (1965), en esta clase de estudios el investigador debe ser capaz de definir qué se va a medir y cómo se va a lograr precisión en esa medición. Asimismo, debe ser capaz de especificar quién o quiénes tienen que incluirse en la medición. Por ejemplo, si vamos a medir variables en empresas es necesario indicar qué tipos de empresas (industriales, comerciales, de servicios o combinaciones de las tres clases; giros, tamaños, etc.).

       La investigación descriptiva, en comparación con la naturaleza poco estructurada de los estudios exploratorios, requiere considerable conocimiento del área que se investiga para formular las preguntas especificas que busca responder (Dankhe, 1986). La descripción puede ser más o menos profunda, pero en cualquier caso se basa en la medición de uno o más atributos del fenómeno descrito.

       Los estudios descriptivos: predicciones incipientes

       Los estudios descriptivos pueden ofrecer la posibilidad de predicciones aunque sean rudimentarias. Por ejemplo, si obtenemos información descriptiva del uso que hace de la televisión un grupo característico de niños (digamos de 9 años y que viven en la zona metropolitana de la Ciudad de México), tal como el hecho de que dedican diariamente —en promedio— 3.30 horas a ver la televisión (Fernández-Collado, Baptista y Elkes, 1986) y si nos encontramos con un niño (“Alonso”) que vive en dicha ciudad y tiene 9 años, podemos predecir el número de minutos probables que Alonso dedica a ver la televisión a diario, utilizando ciertas técnicas estadísticas y sobre la base del promedio del grupo de niños al que Alonso pertenece (estas cualidades de la información descriptiva serán detalladas en el capítulo “Análisis e interpretación de los datos”). Otro ejemplo sería el de un analista de la opinión pública que, basándose en datos descriptivos obtenidos en una encuesta llevada a cabo entre todos los sectores de una población de futuros votantes para determinada elección (número de personas que dijeron que habrán de votar por cada uno de los candidatos contendientes), intenta predecir —probabilísticamente— qué candidato triunfará en la elección.

       LOS ESTUDIOS CORRELACIONALES

       Los estudios correlacionales pretenden responder a preguntas de investigación tales como: ¿conforme transcurre una psicoterapia orientada hacia el paciente, aumenta la autoestima de éste?; ¿a mayor variedad y autonomía en el trabajo corresponde mayor motivación intrínseca respecto a las tareas laborales?; ¿los niños que dedican cotidianamente más tiempo a ver la televisión tienen un vocabulario más amplio que los niños que ven diariamente menos televisión?; ¿los campesinos que adoptan más rápidamente una innovación poseen mayor inteligencia que los campesinos que la adoptan después?; ¿la lejanía física entre las parejas de novios está relacionada negativamente con la satisfacción en la relación? Es decir, este tipo de estudios tienen como propósito medir el grado de relación que exista entre dos o más conceptos o variables (en un contexto en particular). En ocasiones sólo se analiza la relación entre dos variables, lo que podría representarse como X— Y; pero frecuentemente se ubican en el estudio relaciones entre tres variables, lo cual se podría representar así: X____ Y ; y también relaciones múltiples, por ejemplo, X ____ Y _____ W.   En   este  último caso se plantean cinco correlaciones (se asocian cinco pares de correlaciones: X con Y , X con Z, Y con Z , Y con W y Z con F. Obsérvese que no se está correlacionando X con F , X con W, Y con F , Z con W ,ni W con F).

       Los estudios correlacionales miden las dos o más variables que se pretende ver si están o no relacionadas en los mismos sujetos y después se analiza la correlación. Por ejemplo, un investigador que desee analizar la relación entre la motivación laboral y la productividad en un grupo de trabajadores —digamos, de varias empresas industriales con más de 1000 trabajadores de la Ciudad de Bogotá, Colombia—, mediría en cada uno de esos trabajadores su motivación y su productividad, y después analizaría si los trabajadores con mayor motivación son o no los más productivos. Es importante recalcar que, en la mayoría de los casos, las mediciones en las variables a correlacionar provienen de los mismos sujetos. No es común que se correlacionen mediciones de una variable hechas en unas personas con mediciones de otra variable realizadas en otras personas.11 Por ejemplo, no sería válido correlacionar mediciones sobre la motivación efectuadas a los mencionados trabajadores de Bogotá con mediciones sobre la productividad hechas a otros trabajadores (de otras empresas o trabajadores argentinos).

       Propósito

       La utilidad y el propósito principal de los estudios correlacionales son saber cómo se puede comportar un concepto o variable conociendo el comportamiento de otra u otras variables relacionadas. Es decir, para intentar predecir el valor aproximado que tendrá un grupo de individuos en una variable, a partir del valor que tienen en la variable o variables relacionadas. Un ejemplo tal vez simple, pero que ayuda a comprender el propósito predictivo de los estudios correlacionales, sería el correlacionar el tiempo dedicado a estudiar para un examen de estadística con la calificación obtenida en él. En este caso se mide en un grupo de estudiantes cuánto dedica cada uno de ellos a estudiar para el examen y también se obtienen sus calificaciones en el examen (mediciones en la otra variable); posteriormente se determina si las dos variables están o no correlacionadas y, si lo  están,  de qué manera. En  el  caso  de  que  dos  variables  estén correlacionadas, ello significa que una varía cuando la otra también varía (la correlación puede ser positiva o negativa). Si es positiva quiere decir que sujetos con altos valores en una variable tenderán a mostrar altos valores en la otra variable. Por ejemplo, quienes estudian más tiempo para el examen de estadística tenderán a obtener una más alta calificación en el examen. Si es negativa, significa que sujetos con altos valores en una variable tenderán a mostrar bajos valores en la otra variable. Por ejemplo, quienes estudian más tiempo para el examen de estadística tenderán a obtener una calificación más baja en el examen. Si no hay correlación entre las variables, ello nos indica que éstas varían sin seguir un patrón sistemático entre sí: habrá sujetos que tengan altos valores en una de las dos variables y bajos en la otra, sujetos que tengan altos valores en una de las variables y valores medios en la otra, sujetos que tengan altos valores en una variable y altos en la otra, sujetos con valores bajos en una variable y bajos en la otra, y sujetos con valores medios en las dos variables. En el ejemplo mencionado, habrá quienes dediquen mucho tiempo a estudiar para el examen de estadística y obtengan altas calificaciones en él, pero también quienes dediquen mucho tiempo y obtengan bajas calificaciones, quienes dediquen poco tiempo y saquen buenas calificaciones, quienes dediquen poco y les vaya mal en el examen. Si dos variables están correlacionadas y se conoce la correlación, se tienen bases para predecir —con mayor o menor exactitud— el valor aproximado que tendrá un grupo de personas en una variable, sabiendo qué valor tienen en la otra variable.

Gametogénesis



La gametogénesis es el proceso mediante el cual se forman los gametos masculinos (espermatogénesis) y femeninos (ovogénesis ). Ocasionalmente ocurren en los gametos las no disyunciones, esto significa que los cromosomas homólogos no logran separarse o en la meiosis II las cromátidas no logran separarse, y así existen errores al final de la división. Puede ocurrir en la Mitosis también. 


Ovogénesis: Durante el desarrollo embrionario de la mujer, en la 3ra. Semana en la pared del Saco Vitelino aparecen los gonocitos, los cuales migran a los esbozos gonadales a la 5ta. Semana. En los esbozos gonadales, los gonocitos se dividen por mitosis y forman oogonias al 3 er mes de vida embrionaria. Las oogonias proliferan por divisiones mitoticas y forman los oocitos I (2n) alrededor de 1 millón por cada ovario. Los oocitos I comienzan la primera división meiótica, pero esta división se detiene antes del nacimiento en un prolongado diploteno, denominado estado de dictioteno, ( La mujer al nacer posee 2 millones de ovocitos I en diploteno, pero solo 400 alcanzan la madurez ). En la pubertad bajo control hormonal un oocito I continua la meiosis cada 28 días que no es mas que la ovulación un proceso que experimenta un solo oocito cada mes durante el período reproductivo ( desde los 12 hasta los 50 años ). La meiosis prosigue entonces en el oocito que ha ovulado. Las 2 células que resultan de la meiosis I, tienen diferente tamaño, una denominada el oocito II (n) contiene casi todo el citoplasma y es rico en nutrientes, la otra el cuerpo polar (n) , recibe muy poco citoplasma. El oocito II es expulsado del ovario y por movimientos peristálticos de la musculatura lisa de las trompas de Falopio alcanza el útero. 
-Si en este trayecto por las trompas (72 horas después de ser expulsado) alcanza a ser fecundado, ese oocito II termina la meiosis II y se forma el óvulo, célula de mayor tamaño con mayor cantidad de ARNm,, enzimas para las primeras etapas del desarrollo embrionario y otra el cuerpo polar, célula mas pequeña. Los cuerpos polares se desintegran.
-Si no hay fecundación ese oocito II al alcanzar el útero muere y se desprende junto con la pared del endometrio del útero en el proceso llamado mestruación.


Espermatogénesis: En un embrión masculino aparecen los Gonocitos los cuales migran a los esbozos gonadales, donde se incorporan a los tubos seminíferos, en cuyas paredes están las espermatogonias (2n) (células madres espermatogónicas). Las espermatogonias se dividen por mitosis muchas veces lo cual le confiere el crecimiento a los testículos. Las espermatogonias dan origen debido a muchas divisiones mitóticas a los espermatocitos I. En la pubertad estos espermatocitos I comienzan la meiosis I y se forman los espermatocitos II. Estos espermatocitos II terminan la meiosis II y se forman las espermátidas, las cuales se convierten en espermatozoides por un proceso de transformación, crecimiento y maduración ( sin divisiones ) denominado, espermiogénesis. Cada espermatocito II produce 4 espermatozoides, es un proceso continuo a lo largo de la vida del adulto, en los vertebrados, dura el proceso completo de 8 a 9 semanas. Un hombre normal en cada eyaculación ( 4 ml de semen) posee 400 millones de espermatozoides.



Mitosis


La mitosis
es un proceso de división celular en el que a partir de una célula diploide se obtienen dos células diploides, es decir con igual carga cromosómica que la célula que le dio origen. Consta de cuatro fases: Profase, Metafase, Anafase y Telofase.


Profase: Este estadio se caracteriza por un acortamiento y engrosamiento de los cromosomas, de manera que éstos se pueden distinguir unos de otros. La envoltura nuclear se desintegra. Los centriolos (los organizadores del huso) siempre cercanos a la envoltura nuclear y situados perpendicularmente, se duplican y migran a polos opuestos de la célula ( existen 4 cuerpos cilindricos huecos cuya pared está formada por 9 grupos de microtúbulos donde cada grupo tiene 3 túbulos) y se forma el huso o aparato mitótico que son un conglomerado de microtúbulos donde algunos de ellos se unen a los cromosomas por el centrómero en una placa denominada cinetocoro, que se encuentra en lados opuestos del centrómero y cada uno está asociado con una cromátida lo que le permite en etapas posteriores la separación de las cromátidas y arrastran a los cromosomas hacia un polo del huso. El número de microtúbulos que se unen a cada cinetocoro varía según las especies, en ocasiones hay hasta 150. Los cromosomas ya condensados están constituidos por dos cromátidas idénticas (hermanas) que son el resultado de la duplicación del ADN en la fase S.


Disposición de los diferentes tipos de Microtúbulos durante la formación del aparato mitotico: Antes de comenz la metafase sedebe formar el aparato mitotico para suje y orientar el desplazamiento de los cromosomas durante la división celular. Las fibras del huso que están unidas a los centromeros del cromosoma se denominan fibras cnetocóricas. Las fibras que van de polo a polo son las Polares. Las fibras que estan en los centríolos formando parte del aster se denominan microtubulos astrales.


Metafase: Los cromosomas son dirigidos por las fibras del huso al ecuador de la célula formando así la placa metafásica. Al final de esta etapa el centrómero de cada cromátida se divide.
Los centrómeros de cada cromosoma ya divididos, comienzan a separarse y las 2 cromátidas hermanas migran a polos opuestos ( constituidos en cromosomas pero con 1 sola cromátida). Este movimiento depende del huso, cuyas fibras se contraen en presencia de ATP. El centrómero de cada cromosoma se ubica hacia el polo y los telómeros hacia el ecuador, es decir forman una V .


Telofase: Los cromosoma constituidos por 1 cromátida llegan a los polos y la célula recorre ahora a la inversa los pasos de la profase para volver al estadio de interfase. Los cromosomas se desenrollan y empiezan a llevar a cabo sus funciones fisiológicas ( dirección de la síntesis de proteínas, replicación, etc.). Se forma de nuevo la envoltura nuclear alrededor de cada conjunto de cromosomas, se forman los nucleolos y tiene lugar la citocinesis.


Citocinesis: Es la división del citoplasma, después de la mitosis ( telofase), la que permite después que ha ocurrido una distribución equitativa de la carga cromosómica en cada célula hija la separación y creación de dos células independientes. 
Existen diferencias entre la citocinesis de una célula animal y de una célula vegetal, ya que ésta última conlleva a la formación de una pared de celulosa. 
  




- La citocinesis de una célula animal: Comienza con la formación de un surco de segmentación en la mitad de la célula, constituido por filamentos de actina y miosina que después de cierto tiempo provocan el estrangulamiento del mismo, pasando por un cuerpo medio hasta que se separan por completo las 2 células. 
  
  
- La citocinesis de una célula vegetal:  Inicia sus procesos desde el período G2 de la interfase, exactamente en la mitad de la célula los microtúbulos corticales se fusionan formando una franja que rodea la célula justo por debajo de la membrana plasmática, la cual se estrecha gradualmente y predice donde se formará la nueva pared celular cuando la célula se divida. Ya en telofase se forma el fragmoplasto, constituido por 2 juegos de microtúbulos polares, se asocian a él las vesículas del Golgi que contienen los precursores de la pared (polisacáridos) en la región ecuatorial fusionándose y formando la placa celular.  Luego en la periferia de la placa se reclutan nuevas vesículas de Golgi y se fusionan en el exterior de la placa (lámina media de pectina). La membrana de la placa celular en crecimiento se fusiona con la membrana plasmática de la célula madre completando así, la nueva pared celular.




Meiosis



La meiosis es un proceso de división reduccional, donde a partir de 1 célula diploide (2n) se obtienen 4 células haploides (n). Está precedida por una fase de duplicación cromosómica (S) incluida dentro de la Interfase. Posee dos divisiones: Meiosis I y Meiosis II

La formación de los gametos se hace posible gracias a la meiosis, tanto en los animales en los gametocitos I y II como en la formación de las esporas en las plantas en las células madres de las esporas de la generación esporofítica , ya que un organismo con sus dos copias de cada cromosoma debe formar células hijas que tengan solamente una copia de cada uno, en otras palabras el material genético se reduce a la mitad de manera que cuando los gametos se combinan para formar el cigoto se restablece el número original de cromosomas, en lugar de duplicarse.

Meiosis I:  Es una división reduccional porque separa cromosomas homólogos ( maternos, paternos ).
Comienza con una Profase I la cual es particularmente compleja y se ha dividido en 5 fases: Leptoteno, Cigoteno, Paquiteno, Diploteno y Diacinesis. 

LEPTOTENO: Existe una condensación inicial de los cromosomas cada uno constituido por 2 cromátidas. En general se comporta de manera similar a la profase de la mitosis, en el sentido de la duplicación del centrómero, formación del huso, disgregación de la envoltura nuclear y nucleolo. 

CIGOTENO: A medida que los cromosomas se condensan se acortan y se van apareando los homólogos punto por punto en toda su longitud, este proceso se denomina sinapsis. La sinapsis está mediada de una manera desconocida por un complejo proteináceo que aparece entre los cromosomas homólogos denominado complejo sinaptonémico. Estos 2 cromosomas homólogos en sinápsis se denominan bivalentes. 
  
PAQUITENO: Se realiza el intercambio de segmentos entre los cromosomas homólogos, llamado entrecruzamiento. Cuando dos cromátidas se encuentran una cerca de la otra, algunas enzimas pueden romper las hebras de ambas cromátidas y volverlas a unir de manera distinta. Así pues aunque los genes tengan una posición fija en un cromosoma, los alelos que inicialmente estaban asociados al cromosoma paterno pueden terminar asociados al cromosoma materno. El entrecruzamiento incrementa en gran manera la variabilidad genética de los gametos al asociar alelos que no estaban previamente juntos. A medida que los pares de cromosomas homólogos continúan acortándose y engrosándose, estas formaciones cromosómicas se denominan tétradas, porque están constituidas por 4 cromátidas. 

DIPLOTENO: El complejo sinaptonémico se desintegra y mientras los cromosomas se siguen acortando y engrosando, parecen ahora repelerse uno a otro a lo largo de su longitud. En este momento se observan configuraciones en forma de X a lo largo de las tétradas, llamadas quiasmas y tienen enorme importancia porque indican donde hubo el entrecruzamiento. El número de quiasmas es variable, aunque son típicos 2 ó 3 por bivalente. 

DIACINESIS: Ocurre la terminalización de los quiasmas que se deslizan a lo largo del cromosoma hasta alcanzar los extremos, liberando a los cromosomas uno del otro a excepción de sus extremos. Tiene lugar la unión de los cromosomas a las fibras del huso. 

METAFASE I: Los cromosomas homólogos, formando las tétradas cada una orientada por las fibras del huso a través de su centrómero se disponen en el ecuador de la célula, formando la placa metafásica. Aún los homólogos apareados se colocan en lados opuestos.

ANAFASE I:    Las tétradas constituidas por 2 cromosomas homólogos, cada uno con sus dos cromátidas unidas, se separan a un polo distinto dirigidos por las fibras del huso que están unidas al centrómero por el cinetocoro. A diferencia de la mitosis los centrómeros no se dividen. Ahora el cromosoma constituido por 2 cromátidas se denomina díada . El objetivo inicial de la meiosis, que es la separación de los homólogos en células distintas, se ha logrado. Sin embargo, como cada díada está formada por 2 cromátidas hermanas es necesaria otra división para reducir cada cromosoma a una sola cromátida.

TELOFASE I:  La duración de la telofase II puede o no estar reducida en el tiempo, según los organismos. Los cromosomas se ubican en cada polo de la célula. Vuelven los cromosomas a descondensarse, se forma la envoltura nuclear, el nucleolo. Se disgrega el huso . Ocurre la citocinesis. En ocasiones puede no ocurrir generando células con doble carga cromosómica, ( 2 núcleos). Ahora comenzará una fase conocida como intercinesis donde no hay duplicación del material cromosómico ( replicación del ADN ) y las células pueden comenzar la Meiosis II. 



MEIOSIS II :  Es básicamente una división mitótica en la que las cromátidas hermanas de cada cromosoma son arrastradas a polos opuestos de la célula. Por cada célula original que entra en la meiosis I se producen 4 células en la Telofase II. La meiosis II se dice que es una división ecuacional, porque aunque reduce la cantidad de material genético por célula a la mitad, no reduce en cambio el número de cromosomas por célula, porque separa cromátidas hermanas.

PROFASE II : Se condensan los cromosomas formados por 2 cromátidas hermanas, se disgrega la envoltura nuclear, el nucleolo. Los centríolos se duplican, migran a los polos opuestos y se forma el huso mitótico.

METAFASE II : Los cromosomas son dirigidos por el huso hasta el ecuador de la célula formando la placa metafásica. Ocurre ahora división del centrómero.

ANAFASE II : Los cromosomas ahora constituidos por una cromátida migran a polos opuestos. Aquí ocurre separación de cromátidas hermanas.

TELOFASE II : En los polos los cromosomas se descondensan, aparece la envoltura nuclear rodeando el material cromosómico, se forma el nucleolo, el huso se disgrega. Ahora comienza la citocinesis y cada célula posee un número haploide, la mitad de la carga de la célula original.
  

Importancia de la Meiosis:
- Reduce el número diploide de cromosomas, de tal manera que cada una de las células hijas recibe 1 juego cromosómico haploide completo.
- Debido al entrecruzamiento existe la posibilidad de aumentar las combinaciones alélicas de los gametos. En cada generación no se transmiten los alelos maternos y paternos todos juntos, sino que existe la posibilidad de que se trasmitan nuevas combinaciones, como resultado del proceso de entrecruzamiento. También existe la posibilidad, por el que los cromosomas maternos y paternos se combinan al azar en cada uno de los gametos por el proceso de segregación independiente de los cromosomas homólogos. El proceso por el que se generan nuevas combinaciones de alelos ya sea por entrecruzamiento o segregación independiente se denomina recombinación.
   

Respiración Celular



La Respiración Celular es el proceso por el cual las células degradan las moléculas de alimento para obtener energía.
La respiración celular es una reacción exergónica, donde parte de la energía contenida en las moléculas de alimento es utilizada por la célula para sintetizar ATP. Decimos parte de la energía porque no toda es utilizada, sino que una parte se pierde.
Aproximadamente el 40% de la energía libre emitida por la oxidación de la glucosa se conserva en forma de ATP. Cerca del 75% de la energía de la nafta se pierde como calor de un auto; solo el 25% se convierte en formas útiles de energía. La célula es mucho más eficiente.
La respiración celular es una combustión biológica y puede compararse con la combustión de carbón, bencina, leña. En ambos casos moléculas ricas en energía son degradadas a moléculas más sencillas con la consiguiente liberación de energía.
Tanto la respiración como la combustión son reacciones exergónicas.
Sin embargo existen importantes diferencias entre ambos procesos. En primer lugar la combustión es un fenómeno incontrolado en el que todos los enlaces químicos se rompen al mismo tiempo y liberan la energía en forma súbita; por el contrarío la respiración es la degradación del alimento con la liberación paulatina de energía. Este control está ejercido por enzimas específicas.
En segundo lugar la combustión produce calor y algo de luz. Este proceso transforma energía química en calórica y luminosa. En cambio la energía liberada durante la respiración es utilizada fundamentalmente para la formación de nuevos enlaces químicos (ATP).
La respiración celular puede ser considerada como una serie de reacciones de óxido-reducción en las cuales las moléculas combustibles son paulatinamente oxidadas y degradadas liberando energía. Los protones perdidos por el alimento son captados por coenzímas.
La respiración ocurre en distintas estructuras celulares. La primera de ellas es la glucólisis que ocurre en el citoplasma. La segunda etapa dependerá de la presencia o ausencia de O2 en el medio, determinando en el primer caso la respiración aeróbica (ocurre en las mitocondrias), y en el segundo caso la respiración anaeróbica o fermentación (ocurre en el citoplasma).

La glucólisis, lisis o escisión de la glucosa, tiene lugar en una serie de nueve reacciones, cada una catalizada por una enzima específica, hasta formar dos moléculas de ácido pirúvico, con la producción concomitante de ATP. La ganancia neta es de dos moléculas de ATP, y dos de NADH por cada molécula de glucosa.
Las reacciones de la glucólisis se realizan en el citoplasma, como ya adelantáramos y pueden darse en condiciones anaerobias; es decir en ausencia de oxígeno.
Los primeros cuatro pasos de la glucólisis sirven para fosforilar (incorporar fosfatos) a la glucosa y convertirla en dos moléculas del compuesto de 3 carbonos gliceraldehído fosfato (PGAL). En estas reacciones se invierten dos moléculas de ATP a fin de activar la molécula de glucosa y prepararla para su ruptura.

Paso 1
La serie de reacciones glucolíticas se inicia con la activación de la glucosa
Glucosa + ATP  glucosa 6 fosfato + ADP

La reacción del ATP con la glucosa para producir glucosa 6-fosfatoy ADP es exergónica. Parte de la energía liberada se conserva en el enlace que une al fosfato con la molécula de glucosa que entonces se energiza.

Paso 2
La glucosa 6-fosfato sufre una reacción de reordenamiento catalizada por una isomerasa, con lo que se forma fructosa 6-fosfato.



Paso 3
La fructosa 6-fosfato acepta un segundo fosfato del ATP, con lo que se genera fructosa 1,6-difosfato; es decir fructosa con fosfatos en las posicio-nes 1 y 6.

La enzima que regula esta reacción es la fosfofructocinasa.
Nótese que hasta ahora se han invertido dos moléculas de ATP y no se ha recuperado energía.
La fosfofructocinasa es una enzima alostérica, el ATP es un efector alostérico que la inhibe. La interacción alostérica entre ellos es el principal mecanismo regulador de la glucólisis. Si existe ATP en cantidades suficientes para otros fines de la célula, el ATP inhibe la actividad de la enzima y así cesa la producción de ATP y se conserva glucosa. Al agotar la célula la provisión de ATP, la enzima se desinhibe y se reanuda la degradación de la glucosa. Este es uno de los puntos principales del control de la producción de ATP.
Paso 4
La fructosa 1,6 -difosfato se divide luego en dos azúcares de 3 carbonos, gliceraldehído 3-fosfato y dihidroxiacetona fosfato. La dihidroxiacetona fosfato es convertida enzimáticamente (isomerasa) en gliceraldehído fósfato. Todos los pasos siguientes deben contarse dos veces para tener en cuenta el destino de una molécula de glucosa.

Debemos recordar que hasta el momento no se ha obtenido ninguna energía biológicamente útil. En reacciones subsecuentes, la célula recupera parte de la energía contenida en el PGAL.
Paso 5
Las moléculas de PGAL se oxidan es decir, se eliminan átomos de hidrógeno con sus electrones, y el NAD+ se reduce a NADH. Esta es la primera reacción de la cual la célula cosecha energía. El producto de esta reacción es el fosfoglicerato. Este compuesto reacciona con un fosfato inorgánico (Pi) para formar 1,3 difosfoglicerato. El grupo fosfato recién incorporado se encuentra unido por medio de un enlace de alta energía.

Paso 6
El fosfato rico en energía reacciona con el ADP para formar ATP. (en total dos moléculas de ATP por molécula de glucosa). Esa transferencia de energía desde un compuesto con un fosfato, de alta energía se conoce como fosforfiación.

Paso 7
El grupo fosfato remanente se transfiere enzimáticamente de la posición 3 a la posición 2 (ácido 2-fosfoglicérico).

Paso 8
En este paso se elimina una molécula de agua del compuesto 3 carbono. Este reordenamiento interno de la molécula concentra energía en la vecindad del grupo fosfato. El producto es el ácido fosfoenolpirúvico (PEP).

Paso 9
El ácido fosfoenolpirúvico tiene la capacidad de transferir su grupo fosfato a una molécula de ADP para formar ATP y ácido pirúvico. (dos moléculas de ATP y ácido pirúvico por cada molécula de glucosa).


RESUMEN DE LA GLUCÓLISIS






VÍAS ANAERÓBICAS
El ácido pirúvico puede tomar por una de varias vías. Dos son anaeróbicas (sin oxígeno) y se denomina FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA y FERMENTACIÓN LÁCTICA.
A la falta de oxígeno, el ácido pirúvico puede convertirse en etanol (alcohol etílico) o ácido láctico según el tipo de célula. Por ejemplo, las células de las levaduras pueden crecer con oxígeno o sin él. Al extraer jugos azucarados de las uvas y al almacenarlos en forma anaerobia, las células de las levaduras convierten el jugo de la fruta en vino al convertir la glucosa en etanol. Cuando el azúcar se agota las levaduras dejan de fermentar y en este punto la concentración de alcohol está entre un 12 y un 17 % según sea la variedad de la uva y la época en que fue cosechada.
La formación de alcohol a partir del azúcar se llama fermentación.
Fermentación alcohólica
El ácido pirúvico formado en la glucólisis se convierte anaeróbicamente en etanol. En el primer caso se libera dióxido de carbono, y en el segundo se oxida el NADH y se reduce a acetaldehído.
Otras células, como por ejemplo los glóbulos rojos, las células musculares y algunos microorganismos transforman el ácido Pirúvico en ácido láctico.
En el caso de las células musculares, la fermentación láctica, se produce como resultado de ejercicios extenuantes durante los cuales el aporte de oxígeno no alcanza a cubrir las necesidades del metabolismo celular. La acumulación del ácido láctico en estas células produce la sensación de cansancio muscular que muchas veces acompaña a esos ejercicios.

Fermentación láctica
En esta reacción el NADH se oxida y el ácido pirúvico se reduce transformándose en ácido láctico.
La fermentación sea ésta alcohólica o láctica ocurre en el citoplasma.



ESQUEMA BIOQUÍMICO DEL PROCESO DE FERMENTACIÓN
A)     Alcohólica : 2 ácido pirúvico + 2 NADH Þ 2 etanol + 2 CO2 + 2 NAD+
B)      Láctica : 2 ácido pirúvico + 2 NADH Þ 2 ácido láctico + 2 NAD+

La finalidad de la fermentación es regenerar el NAD+ permitiendo que la glucólisis continúe y produzca una provisión pequeña pero vital de ATP para el organismo.

RESPIRACIÓN AERÓBICA
En presencia de oxígeno, la etapa siguiente de la degradación de la glucosa es la respiración, es decir la oxidación escalonada del ácido pirúvico a dióxido de carbono y agua.
La respiración aeróbica se cumple en dos etapas: el ciclo de Krebs y el transporte de electrones y la fosforilación oxidativa (estos dos últimos procesos transcurren acopladamente).
En las células eucariotas estas reacciones tienen lugar dentro de las mitocondrias; en las procariotas se llevan acabo en estructuras respiratorias de la membrana plasmática.

Para concluir, es importante destacar que el ciclo de Krebs se lleva a cabo en la matriz mitocondrial; mientras que el transporte de electrones y la fosforilación oxidativa se producen a nivel de las crestas mitocondriales.

CICLO DE KREBS
El ácido pirúvico sale del citoplasma, donde se produce mediante glucólisis y atraviesa las membranas externa e interna de las mitocondrias. Antes de ingresar al Ciclo de Krebs, el ácido pirúvico, de 3 carbonos, se oxida. Los átomos de carbono y oxígeno del grupo carboxilo se eliminan como dióxido de carbono (descarboxilación oxidativa) y queda un grupo acetilo, de dos carbonos. En esta reacción exergónica, el hidrógeno del carboxilo reduce a una molécula de NAD+ a NADH.

Ahora la molécula original de glucosa se ha oxidado a dos moléculas de CO2, y dos grupos acetilos y, además se formaron 4 moléculas de NADH (2 en la glucólisis y 2 en la oxidación del ácido pirúvico).
Cada grupo acetilo es aceptado por un compuesto llamado coenzima A dando un compuesto llamado acetilcoenzima A (acetil CoA). Esta reacción es el eslabón entre la glucólisis y el ciclo de Krebs.

El ciclo de Krebs también conocido como ciclo del ácido cítrico es la vía común final de oxidación del ácido pirúvico, ácidos grasos y las cadenas de carbono de los aminoácidos.

La primera reacción del ciclo ocurre cuando la coenzima A transfiere su grupo acetilo (de 2 carbonos) al compuesto de 4 carbonos (ácido oxalacético) para producir un compuesto de 6 carbonos (ácido cítrico).
El ácido cítrico inicia una serie de pasos durante los cuales la molécula original se reordena y continúa oxidándose, en consecuencia se reducen otras moléculas: de NAD+ a NADH y de FAD+ a FADH2. Además ocurren dos carboxilaciones y como resultado de esta serie de reacciones vuelve a obtenerse una molécula inicial de 4 carbonos el ácido oxalacético.
El proceso completo puede describirse como un ciclo de oxalacético a oxalacético, donde dos átomos de carbono se adicionan como acetilo y dos átomos de carbono (pero no los mismos) se pierden como CO2.

TRANSPORTE DE ELECTRONES O CADENA RESPIRATORIA
En esta etapa se oxidan las coenzimas reducidas, el NADH se convierte en NAD+ y el FADH2 en FAD+. Al producirse esta reacción, los átomos de hidrógeno (o electrones equivalentes), son conducidos a través de la cadena respiratoria por un grupo de transportadores de electrones, llamados citocromos. Los citocromos experimentan sucesivas oxidaciones y reducciones (reacciones en las cuales los electrones son transferidos de un dador de electrones a un aceptor).
En consecuencia, en esta etapa final de la respiración, estos electrones de alto nivel energético descienden paso a paso hasta el bajo nivel energético del oxígeno (último aceptor de la cadena), formándose de esta manera agua.
Cabe aclarar que los tres primeros aceptores reciben el H+ y el electrón conjuntamente. En cambio, a partir del cuarto aceptor, sólo se transportan electrones, y los H+ quedan en solución.

FOSFORILACIÓN OXIDATIVA
El flujo de electrones está íntimamente acoplado al proceso de fosforilación, y no ocurre a menos que también pueda verificarse este último. Esto, en un sentido, impide el desperdicio ya que los electrones no fluyen a menos que exista la posibilidad de formación de fosfatos ricos en energía. Si el flujo de electrones no estuviera acoplado a la fosforilación, no habría formación de ATP y la energía de los electrones se degradaría en forma de calor.
Puesto que la fosforilación del ADP para formar ATP se encuentra acoplada a la oxidación de los componentes de la cadena de transporte de electrones, este proceso recibe el nombre de fosforilación oxidativa.
En tres transiciones de la cadena de transporte de electrones se producen caídas importantes en la cantidad de energía potencial que retienen los electrones, de modo que se libera una cantidad relativamente grande de energía libre en cada uno de estos tres pasos, formándose ATP.