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Questions and Answers
¿Qué proceso celular permite el crecimiento del organismo a partir de una sola célula y la reparación de tejidos lesionados o desgastados en organismos multicelulares?
¿Qué proceso celular permite el crecimiento del organismo a partir de una sola célula y la reparación de tejidos lesionados o desgastados en organismos multicelulares?
La apoptosis es un proceso de muerte celular no programada debido a daño severo.
La apoptosis es un proceso de muerte celular no programada debido a daño severo.
False
¿Qué descubrió Friedrich Miescher en 1869 en los núcleos de las células?
¿Qué descubrió Friedrich Miescher en 1869 en los núcleos de las células?
ADN
En el ADN, la adenina se empareja con la __________.
En el ADN, la adenina se empareja con la __________.
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Relacionar las bases nitrogenadas con sus tipos:
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¿Por qué los ácidos nucleicos son solubles en agua?
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¿Cuál es la estructura más estable entre el ADN y el ARN?
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¿A qué longitud se completa una vuelta completa de la doble hélice en la estructura B del ADN?
¿A qué longitud se completa una vuelta completa de la doble hélice en la estructura B del ADN?
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La forma B de ADN es la más común en condiciones de baja humedad.
La forma B de ADN es la más común en condiciones de baja humedad.
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Los nucleosomas permiten la __________ del ADN y regulan su accesibilidad para procesos como la transcripción.
Los nucleosomas permiten la __________ del ADN y regulan su accesibilidad para procesos como la transcripción.
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¿Qué enzima añade secuencias de ADN a los extremos de los telómeros durante la replicación?
¿Qué enzima añade secuencias de ADN a los extremos de los telómeros durante la replicación?
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Durante la fase S (Síntesis) de la interfase, la célula replica su ADN y los centrosomas se duplican.
Durante la fase S (Síntesis) de la interfase, la célula replica su ADN y los centrosomas se duplican.
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¿Cuál es la función de la helicasa durante la replicación del ADN?
¿Cuál es la función de la helicasa durante la replicación del ADN?
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¿Qué función realizan las proteínas ciclinas en la regulación del ciclo celular?
¿Qué función realizan las proteínas ciclinas en la regulación del ciclo celular?
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La ___________ es una fase del ciclo celular durante la cual la célula no se divide ni se prepara para la división.
La ___________ es una fase del ciclo celular durante la cual la célula no se divide ni se prepara para la división.
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Relaciona correctamente los mecanismos de reparación del ADN con sus descripciones:
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La meiosis resulta en cuatro células hijas diploides.
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¿Qué son los puntos de control del ciclo celular y cuál es su función principal?
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La fisión binaria es un proceso de división celular asexual en el que una célula madre se divide en dos células hijas genéticamente ________.
La fisión binaria es un proceso de división celular asexual en el que una célula madre se divide en dos células hijas genéticamente ________.
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Relaciona las siguientes fases de la mitosis con sus características principales:
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¿Qué es el proteoma?
¿Qué es el proteoma?
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¿Qué es la diferenciación celular?
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La transcripción es el proceso mediante el cual se sintetiza ADN a partir de una plantilla de ARN.
La transcripción es el proceso mediante el cual se sintetiza ADN a partir de una plantilla de ARN.
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El ARN ribosomal (ARNr) cataliza la formación de enlaces peptídicos entre ___ durante la síntesis de proteínas.
El ARN ribosomal (ARNr) cataliza la formación de enlaces peptídicos entre ___ durante la síntesis de proteínas.
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Relaciona el proceso con su descripción:
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¿Dónde se une el primer aminoacil-ARNt al ARNm en el ribosoma durante la iniciación?
¿Dónde se une el primer aminoacil-ARNt al ARNm en el ribosoma durante la iniciación?
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¿Qué actividad del ribosoma forma un enlace peptídico entre los aminoácidos del sitio P y del sitio A durante la elongación?
¿Qué actividad del ribosoma forma un enlace peptídico entre los aminoácidos del sitio P y del sitio A durante la elongación?
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El código genético es ambiguo, lo que significa que un codón puede codificar múltiples aminoácidos.
El código genético es ambiguo, lo que significa que un codón puede codificar múltiples aminoácidos.
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La _ es una función ribozimática del ARNr en la subunidad grande del ribosoma durante la elongación.
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Relaciona los siguientes niveles de regulación de la expresión génica con sus descripciones:
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Study Notes
Procesos Celulares Fundamentales
División Celular
- La división celular es el proceso por el cual el material celular se distribuye entre dos células hijas.
- En organismos unicelulares, la división celular aumenta la cantidad de individuos en la población.
- En organismos multicelulares, la división celular permite el crecimiento del organismo a partir de una sola célula y la reparación de tejidos lesionados o desgastados.
Fisión Binaria (en células procariotas)
- La mayoría de las bacterias se reproducen mediante fisión binaria.
- La célula simplemente crece al doble de su tamaño y luego se divide en dos.
- La investigación sobre la división celular bacteriana ayuda a comprender los mecanismos genéticos que la regulan y puede conducir al desarrollo de nuevos antibióticos.
Ciclo Celular
- El ciclo celular consta de fases: interfase (G1, S y G2) y mitosis.
- Durante la interfase, la célula crece, duplica su ADN y se prepara para la división.
- La mitosis es la fase de división celular propiamente dicha, donde el núcleo se divide en dos núcleos hijas idénticos.
- La citocinesis sigue a la mitosis y separa el citoplasma y los orgánulos en las células hijas.
Muerte Celular
- La apoptosis es un proceso programado de muerte celular que elimina células dañadas o innecesarias.
- La necrosis es la muerte celular no programada debido a daño severo.
Antecedentes Históricos del Conocimiento de la Estructura del Material Genético
- Friedrich Miescher (1869): Descubrió una sustancia en los núcleos de las células que llamó "nucleína" (hoy conocida como ADN).
- Frederick Griffith (1928): Demostró el fenómeno de la "transformación" y sugirió la existencia de un "principio transformador" (ADN).
- Avery, McLeod y McCarty (1944): Demostraron que el "principio transformador" identificado por Griffith era, de hecho, ADN.
- Alfred Hershey y Martha Chase (1952): Confirmaron que el ADN, y no las proteínas, era el material genético de los virus.
- Erwin Chargaff (1950): Descubrió dos reglas esenciales sobre la composición del ADN.
- Rosalind Franklin y Maurice Wilkins (1952): Realizaron estudios de difracción de rayos X del ADN.
- James Watson y Francis Crick (1953): Propusieron el modelo de doble hélice del ADN.
Componentes Fundamentales de los Ácidos Nucleicos
Nucleótidos
- Unidades básicas de los ácidos nucleicos.
- Cada nucleótido consta de tres componentes:
- Base nitrogenada.
- Azúcar pentosa.
- Grupo fosfato.
Nucleósidos
- Similares a los nucleótidos, pero carecen del grupo fosfato.
- Un nucleósido consta de dos componentes:
- Base nitrogenada.
- Azúcar pentosa.
Bases Nitrogenadas
- Purinas: adenina (A) y guanina (G).
- Pirimidinas: citosina (C), timina (T) y uracilo (U).
- En el ADN, las bases se emparejan de manera específica: adenina (A) con timina (T) y guanina (G) con citosina (C).
- En el ARN, la adenina se empareja con uracilo (U) y la guanina con citosina (G).
Estructura de los Ácidos Nucleicos
Aspectos Generales
- Los ácidos nucleicos están formados por cadenas de nucleótidos.
- Cada nucleótido consta de una base nitrogenada, un azúcar pentosa y uno o más grupos fosfato.
- Los ácidos nucleicos tienen una dirección 5' a 3'.
Formas de Representación Lineal
- La secuencia de nucleótidos en los ácidos nucleicos se representa comúnmente de manera lineal, listando las bases nitrogenadas en el orden en que aparecen de 5' a 3'.
Propiedades Físico-Químicas
- Solubilidad: Los ácidos nucleicos son solubles en agua debido a los grupos fosfato ionizados.
- Estabilidad: El ADN es más estable que el ARN debido a la falta de un grupo hidroxilo en el carbono 2' de la desoxirribosa.
- Absorción UV: Los ácidos nucleicos absorben luz ultravioleta, con un pico máximo alrededor de 260 nm, debido a las bases nitrogenadas aromáticas.
Estructuras del ADN: B, A y Z
- Estructura B del ADN: Es la forma más común en condiciones fisiológicas.
- Estructura A del ADN: Es la forma que se adopta en condiciones de baja humedad.
- Estructura Z del ADN: Es la forma en condiciones de alta salinidad o secuencias específicas ricas en GC.
Estructura de los Nucleosomas
- Los nucleosomas son la unidad básica de la estructura de la cromatina en las células eucariotas.
- Están formados por un segmento de ADN enrollado alrededor de un núcleo de proteínas histonas.
- Ocho moléculas de histonas forman el octámero de histonas.
- Aproximadamente 147 pares de bases de ADN se enrollan alrededor del octámero de histonas en 1.65 vueltas.
Replicación del ADN
Concepto de Replicación del ADN
- La replicación del ADN es el proceso mediante el cual se copia el ADN antes de la división celular.
- Asegura que cada célula hija reciba una copia exacta del material genético.
Modelos de Replicación del ADN
- Modelo Conservativo: La molécula de ADN parental permanece intacta y se forma una nueva molécula de ADN hija completamente nueva.
- Modelo Semiconservativo: Cada molécula hija de ADN contiene una hebra original (parental) y una hebra nueva.
- Modelo Dispersivo: Las hebras parentales de ADN se fragmentan y se recombinan de manera que cada hebra hija contiene segmentos mezclados de ADN parental y nuevo.
Experimentos de Meselson-Stahl
- Demostraron que el modelo de replicación del ADN es semiconservativo.
- Utilizaron bacterias Escherichia coli y nitrógeno pesado (N15) para marcar el ADN, y luego observaron la replicación del ADN en presencia de nitrógeno ligero (N14).
Enzimología de la Replicación del ADN
Topoisomerasas
- Alivian el superenrollamiento del ADN durante la replicación.
- Topoisomerasa I: Corta una sola hebra del ADN y permite que la hebra rota gire alrededor de la otra hebra intacta para aliviar el superenrollamiento.
- Topoisomerasa II (Girasas en procariotas): Corta ambas hebras del ADN y permite que una parte de la molécula de ADN pase a través de la rotura.
Helicasas
- Desenrollan la doble hélice del ADN separando las dos hebras para permitir que las polimerasas accedan a las hebras molde.
- Utilizan energía de la hidrólisis de ATP para romper los enlaces de hidrógeno entre las bases nitrogenadas.
ARN y ADN Polimerasas
- Sintetizan una corta secuencia de ARN (cebador o primer) que proporciona un extremo 3'-OH libre para que la ADN polimerasa inicie la síntesis de ADN.
- La ADN polimerasa sintetiza la hebra de ADN en dirección 5' a 3', mientras que la ARN polimerasa sintetiza la hebra de ARN en dirección 5' a 3'.### Replicación del ADN
- La replicación del ADN es un proceso altamente coordinado que involucra varias enzimas con funciones específicas.
- Se divide en etapas clave: inicio, elongación y terminación, con un apartado especial para la replicación de los telómeros.
Etapa de Inicio
- Involucra la activación de topoisomerasas, helicasas, proteínas de unión a cadena sencilla y primasa.
- Las topoisomerasas alivian la tensión torsional que se genera delante de la horquilla de replicación cortando y religando el ADN.
- Las helicasas desenrollan la doble hélice del ADN rompiendo los enlaces de hidrógeno entre las bases nitrogenadas.
Etapa de Elongación
- La ADN polimerasa sintetiza nuevas cadenas de ADN en la dirección 5' a 3'.
- La cadena líder se sintetiza de manera continua en la dirección 5' a 3'.
- La cadena rezagada se sintetiza de manera discontinua en pequeños fragmentos llamados fragmentos de Okazaki, que luego se unen mediante la enzima ligasa.
Etapa de Terminación
- La replicación termina cuando las dos horquillas de replicación se encuentran o cuando la replicación ha alcanzado el final de la molécula de ADN.
- En procariotas, esto suele ocurrir en una región específica del ADN conocida como el terminador.
- En eucariotas, la replicación termina cuando las burbujas de replicación se fusionan.
Replicación de los Telómeros
- Los telómeros son secuencias repetitivas de ADN situadas en los extremos de los cromosomas.
- Durante la replicación, la enzima telomerasa añade secuencias de ADN a los extremos de los telómeros para compensar la pérdida de ADN que ocurre en cada ronda de replicación.
Mecanismos de Reparación del ADN
- La reparación del ADN es un proceso mediante el cual las células identifican y corrigen daños en las moléculas de ADN que codifican su genoma.
- Existen varios mecanismos de reparación del ADN, incluyendo:
- Reparación por escisión de nucleótidos (NER): corrige daños en el ADN causados por agentes como la radiación ultravioleta.
- Reparación de uniones deficientes (MMR): corrige errores de apareamiento de bases que ocurren durante la replicación del ADN.
- Reparación de roturas de doble cadena (DSB Repair): corrige roturas en ambas cadenas de la doble hélice del ADN.
Diferencias y Semejanzas entre los Mecanismos de Replicación de Procariotas y Eucariotas
- Semejanzas:
- Proceso básico similar: desenrollado del ADN, síntesis de cebadores, elongación de nuevas cadenas y terminación.
- Enzimas clave comunes: helicasas, primasas, ADN polimerasas y ligasas.
- Diferencias:
- Origen de replicación: procariotas tienen un solo origen de replicación en su cromosoma circular, mientras que eucariotas tienen múltiples orígenes de replicación en sus cromosomas lineales.
- Velocidad de replicación: la replicación es más rápida en procariotas debido a la menor cantidad de ADN y la estructura más simple del cromosoma.
- Enzimas de replicación: procariotas utilizan ADN polimerasa III para la elongación principal y ADN polimerasa I para la eliminación de cebadores de ARN y llenado de brechas, mientras que eucariotas utilizan ADN polimerasa α para la síntesis del cebador, ADN polimerasa δ para la elongación de la cadena rezagada y ADN polimerasa ε para la elongación de la cadena líder.
Ciclo Celular
- El ciclo celular es el conjunto de eventos que una célula atraviesa desde su formación hasta su división en dos células hijas.
- Se divide en varias fases específicas que regulan y aseguran la correcta duplicación y segregación del material genético.
- Las principales fases del ciclo celular son la interfase (que incluye las fases G1, S y G2), la fase M (mitosis) y la citoquinesis.
Regulación del Ciclo Celular
- La regulación del ciclo celular es esencial para asegurar que las células se dividan de manera ordenada y precisa.
- Está controlada por señales internas y externas, puntos de control específicos y una variedad de proteínas reguladoras.
- Los puntos de control del ciclo celular incluyen:
- Punto de control G1/S (punto de restricción): verifica si el ambiente es favorable para la división celular y si el ADN está intacto y listo para ser replicado.
- Punto de control G2/M: asegura que la replicación del ADN se haya completado correctamente y que no haya daño en el ADN antes de entrar en la mitosis.
- Punto de control de la metafase (mitosis): verifica que todos los cromosomas estén alineados correctamente en la placa metafásica y que todos los cinetocoros estén unidos al huso mitótico antes de permitir que la célula proceda con la anafase.
Proteínas Involucradas en la Regulación del Ciclo Celular
- Proteincinasas (CDKs): enzimas que fosforilan proteínas específicas para regular el ciclo celular.
- Ciclinas: proteínas reguladoras que controlan la actividad de las CDKs.
- Cinasas dependientes de ciclinas (CDKs): enzimas que efectúan la fosforilación de proteínas clave que impulsan la célula a través de las diferentes fases del ciclo celular.### Formas de División Celular
- La fisión binaria es un proceso de división celular asexual en el que una célula madre se divide en dos células hijas genéticamente idénticas.
- Características:
- Replicación del ADN
- Elongación celular
- Formación del tabique
- División celular
- Organismos que la utilizan:
- Bacterias
- Arqueas
- Algas unicelulares y protistas
- Tipos de fisión binaria:
- Fisión binaria simple
- Fisión binaria transversal
- Fisión binaria longitudinal
- Fisión binaria oblicua
- Características:
- La mitosis es un proceso de división celular en el que una célula madre diploide se divide para formar dos células hijas genéticamente idénticas.
- Características:
- Conservación del número de cromosomas
- División nuclear y citoplasmática
- Fases de la mitosis:
- Profase
- Prometafase
- Metafase
- Anafase
- Telofase
- Citoquinesis
- Características:
- La meiosis es un proceso de división celular que reduce el número de cromosomas a la mitad, resultando en cuatro células hijas haploides.
- Características:
- Dos divisiones celulares (meiosis I y meiosis II)
- Variabilidad genética
- Fases de la meiosis:
- Profase I
- Metafase I
- Anafase I
- Telofase I
- Citoquinesis
- Profase II
- Metafase II
- Anafase II
- Telofase II
- Citoquinesis
- Características:
Conceptos de Gen, Genoma, Transcriptoma y Proteoma
- El gen es una secuencia de ADN que contiene la información necesaria para sintetizar un producto funcional.
- Características:
- Estructura: secuencias de exones e intrones
- Función: codifica una proteína o ARN específico
- Regulación: regiones promotoras y reguladoras
- Características:
- El genoma es el conjunto completo de material genético (ADN) de un organismo.
- Características:
- Contenido: ADN nuclear, mitocondrial y cloroplastidial (en plantas)
- Tamaño: varía considerablemente entre organismos
- Funciones: contiene toda la información necesaria para el desarrollo, crecimiento y mantenimiento del organismo
- Características:
- El transcriptoma es el conjunto completo de moléculas de ARN transcritas a partir del ADN de un organismo en un momento específico.
- Características:
- Contenido: ARNm, ARNt, ARNr y otros tipos de ARN no codificantes
- Dinámico: varía según el tipo de célula, estado de desarrollo y condiciones ambientales
- Estudio: análisis del transcriptoma mediante técnicas como la secuenciación de ARN
- Características:
- El proteoma es el conjunto completo de proteínas expresadas por un genoma en un momento específico y bajo condiciones específicas.
- Características:
- Complejidad: más complejo que el transcriptoma debido a modificaciones postraduccionales y diversidad funcional de las proteínas
- Funciones: incluyen proteínas estructurales, enzimas, proteínas de señalización, entre otras
- Estudio: se estudia mediante proteómica, utilizando técnicas como la espectrometría de masas y electroforesis en gel bidimensional
- Características:
Diferenciación Celular y Antecedentes Históricos
- La diferenciación celular es el proceso mediante el cual una célula madre no especializada se convierte en un tipo de célula especializada con funciones específicas.
- Características:
- Especialización: cambios morfológicos y funcionales específicos
- Cambios genéticos: expresión de genes específicos
- Irreversibilidad: en muchos casos, no puede revertir a un estado menos especializado
- Características:
- Antecedentes históricos:
- Siglo XVII y XVIII: observación de células con el microscopio
- Siglo XIX: desarrollo de la teoría celular
- Principios del siglo XX: descubrimientos sobre la totipotencia y diferenciación celular
- Mitad del siglo XX: progreso en el entendimiento de las células madre
- Finales del siglo XX y principios del siglo XXI: avances en células madre embrionarias e iPSCs
Bases Moleculares de la Transcripción
- La transcripción es el proceso mediante el cual se sintetiza ARN a partir de una plantilla de ADN.
- Estructura y función del ARN:
- ARNm: cadena simple de nucleótidos con una caperuza en el extremo 5' y una cola de poli-A en el extremo 3'
- ARNr: componentes principales de los ribosomas, formados por complejos de ARN y proteínas
- ARNt: molécula en forma de trébol con un anticodón en un extremo y un aminoácido específico unido en el otro
- Mecanismos de la transcripción:
- Iniciación: unión de la ARN polimerasa al promotor del gen
- Elongación: síntesis de ARN complementario al ADN
- Terminación: liberación del ARN recién sintetizado
- Etapas del proceso de la transcripción en eucariotas:
- Capping: adición de una caperuza de 7-metilguanosina en el extremo 5' del ARNm
- Poliadenilación: adición de una cola de adeninas en el extremo 3' del ARNm
- Splicing: eliminación de intrones y unión de exones
- Enzimas y factores involucrados en la transcripción:
- ARN polimerasa: cataliza la síntesis de ARN
- Factores de transcripción: ayudan a la ARN polimerasa en la transcripción
- Topoisomerasas: alivian la tensión del ADN superenrollado
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Description
Aprende sobre los procesos celulares fundamentales, incluyendo la multiplicación y división celular, ciclo celular, muerte celular y apoptosis. Descubre cómo los microorganismos se relacionan con la respuesta inmunitaria.
