Ejercicios: El ciclo celular y su regulación

Nombra las dos grandes etapas del ciclo celular y las tres fases en las que se divide la interfase, indicando qué ocurre de forma general en cada una.

¿Qué ocurre durante la fase S del ciclo celular? Razona por qué es imprescindible que esta fase termine antes de que la célula entre en división.

¿Qué es un punto de control del ciclo celular? Nombra uno de ellos y explica qué es lo que verifica antes de permitir que el ciclo continúe.

Explica qué es el ciclo celular y nombra sus dos grandes periodos, indicando qué ocurre de forma general en cada uno.

El esquema representa el ciclo celular como un círculo dividido en cuatro etapas numeradas. Nombra las etapas 1, 2, 3 y 4, y explica por qué se representa el ciclo como un círculo y no como una línea con principio y fin.

¿Qué acontecimiento fundamental ocurre durante la fase S del ciclo celular? Explica por qué es imprescindible que ocurra antes de que la célula se divida.

El esquema representa el ciclo completo de una célula que tarda $24\ \text{h}$ en dividirse. Calcula cuántas horas dura su fase S y explica qué proceso celular ocurre durante ella.

Algunas células, como las neuronas adultas, salen del ciclo celular y permanecen en una fase denominada G0. Explica qué significa estar en G0 y qué consecuencia tiene este hecho para la capacidad de regeneración del tejido nervioso.

Ordena estas fases del ciclo celular tal como ocurren en el tiempo: fase M, fase G1, fase G2, fase S. Describe brevemente qué hace la célula en cada una.

En un cultivo de células, el ciclo celular completo dura $24\ \text{h}$ y la interfase ocupa el $90\ \%$ del tiempo. Calcula cuántas horas dedica cada célula a la interfase y cuántas a la fase de división.

Una célula en fase G1 tiene una determinada cantidad de ADN. Indica en qué momento del ciclo esa cantidad se ha duplicado y en qué momento vuelve a reducirse a la mitad en cada célula hija.

Se analiza mediante citometría de flujo la cantidad de ADN por célula en un tejido somático animal en proliferación ($2n = 8$). El análisis identifica tres subpoblaciones celulares bien delimitadas: Subpoblación 1 con 4 pg de ADN, Subpoblación 2 con valores intermedios y continuos entre 4 y 8 pg, y Subpoblación 3 con 8 pg de ADN.

1. a) Asigna de forma justificada cada subpoblación a su fase correspondiente de la interfase (G1, S o G2). Determina cuántos cromosomas, cuántas cromátidas y cuántas moléculas de ADN bicatenario posee una célula individual perteneciente a la Subpoblación 3.
2. b) Si se añade al cultivo colchicina (fármaco que despolimeriza los microtúbulos del huso acromático), predice en qué subpoblación se acumularán las células y deduce cuántos cromosomas y cuántas cromátidas contendrá una célula si elude la mitosis sin dividirse (endomitosis).

Tras un accidente cerebrovascular (ictus), las neuronas destruidas no se regeneran y suelen quedar secuelas neurológicas permanentes. En cambio, tras una quemadura superficial que destruye miles de células de la epidermis, la piel es capaz de regenerarse por completo en pocos días.

1. a) Justifica esta diferencia médica explicando el estado del ciclo celular en el que se encuentran las células maduras de ambos tejidos.
2. b) Un equipo de investigación propone reactivar el ciclo celular en neuronas adultas para reparar lesiones cerebrales, forzándolas a salir de la fase G0. Predice qué dificultades o riesgos funcionales podría acarrear forzar la mitosis en células altamente especializadas integradas en circuitos sinápticos estables.

Considera dos células esféricas modelo, la célula A (radio = 1 µm) y la célula B (radio = 3 µm).

1. a) Sabiendo que la superficie de una esfera es $S = 4\pi r^2$ y su volumen es $V = \frac{4}{3}\pi r^3$, calcula la relación superficie/volumen ($S/V$) para cada una de ellas.
2. b) El intercambio de gases y nutrientes con el medio depende de la superficie de la membrana, mientras que la demanda metabólica depende del volumen citoplasmático. A partir de tus cálculos numéricos, justifica por qué la célula B se encuentra en un límite crítico de viabilidad si no se divide.
3. c) Ciertas células humanas muy activas, como los enterocitos del epitelio intestinal, alcanzan un tamaño considerable sin dividirse. Deduce qué adaptación morfológica en su membrana les permite mantener una relación $S/V$ elevada.