Apuntes de Biología Celular PDF

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Accede a apuntes, guías, libros y más de tu carrera final-de-biologia-celular 35 pag. Descargado por Ludmila Pagani ([email protected]) Encuentra más documentos en www.udocz.com  SUBUNIDAD NUMERO 1: Origen del universo El origen de la tierra se remonta a 4600 millones de años aproximadamente. Las condiciones del planeta en ese momento eran muy diferentes a las actuales, abundaban las tormentas y descargas eléctricas, el oxígeno no existía y durante mucho tiempo el planeta fue una masa líquida que se fue enfriando lentamente. Mientras esto ocurría en los mares primitivos se propiciaba el medio adecuado para el desarrollo de la vida. La vida surgió hace 3800 millones de años cuando los sistemas inter-actuantes de moléculas quedaron encerrados en membranas para formar células. Concepto de célula La célula es la unidad fundamental de los seres vivos, contiene todo el material necesario para mantener los procesos vitales como: crecimiento, nutrición y reproducción. Teoría celular Postula que todos los organismos están compuestos por células, y que todas las células derivan de otras precedentes. De este modo, todas las funciones vitales emanan de la maquinaria celular y de la interacción entre células adyacentes; además, la tenencia de la información genética, base de la herencia, en su ADN, permite la transmisión de características de generación en generación. Características de los primeros seres vivos -Unicelulares: algunos con base ARN y otros con ADN. -Procariotas: el ADN se encuentra disperso en el citoplasma. -Anaerobios: no necesitaban de oxígeno para realizar sus funciones. -Heterótrofos: se nutren de otros organismos para obtener la materia orgánica ya sintetizada. -Reproducción asexual. -Genoma y metabolismo simples. Teoría endosimbiotica Postula que una célula se introduce en el interior de otra, obteniendo beneficios mutuos mediante una relación de simbiosis, en la que se clasifican 3 incorporaciones: ·1era: una célula que utiliza el azufre y el calor como fuente de energía se une con una bacteria nadadora. Así se inicia la capacidad de moverse de algunas células eucariotas gracias al flagelo y la aparición de la membrana nuclear. ·2da: la unión de la célula procariota aeróbica al interior de la célula anaeróbica, explica la aparición de los orgánulos peroxisomas y mitocondrias. Aparece la célula eucariota animal y fungí (hongos). ·3ra: la célula aeróbica realiza la simbiosis con una célula procariota que tiene la capacidad de obtener la energía de la luz (fotosíntesis) dando origen al cloroplasto. Teoría de la evolución de Darwin y Wallace La evolución biológica se debe pensar en término de poblaciones. La misma se basa en la variabilidad genética dentro de las poblaciones y en la selección natural. La selección natural, es un proceso que consiste en dos pasos: primero en la población aparecen variaciones producidas al azar, en segundo lugar los organismos con variaciones favorables tienen más probabilidades de sobrevivir transmitiendo en algunos casos sus características a su progenie. En las poblaciones naturales algunos genes incrementan su frecuencia de una generación a la siguiente. Si un individuo tiene una combinación de genes favorables es más probable que sus genes estén presentes en proporción incrementada en la generación siguiente. De manera inversa si la combinación de genes no es favorable es menos probable que el individuo sobreviva y se reproduzca. Evolución: cambio lento y gradual a lo largo del tiempo. Descargado por Ludmila Pagani ([email protected]) Encuentra más documentos en www.udocz.com  Características de los seres vivos: -Son sistemas altamente organizados y complejos. -Intercambian sustancias y energía con el medio externo. Son expertos en la conversión energética. El conjunto de reacciones químicas y de transformaciones de energía incluida la síntesis y la degradación de moléculas constituyen el metabolismo. -Son capaces de mantener estable su medio interno a pesar de que intercambian materiales continuamente con el medio externo, esto es posible por el fenómeno de la homeostasis. -Tienen la capacidad de autorregulación, de auto-conservación y de reaccionar frente a estímulos se sustenta en la presencia del material genético, que orienta el desarrollo y el funcionamiento del individuo. -Tienen la capacidad de reproducirse, transmitir su información a su descendencia y así generar nuevos seres vivos con sus mismas características. Dominios en los que se agrupan los seres vivos -Bacterias: mayoría de los seres vivos microscópicos unicelulares o que forman agregados sin núcleos ni orgánulos celulares, son las más abundantes del planeta y están presentes en todos los ecosistemas. -Arqueas: son unicelulares y sin núcleo aunque la composición de su pared exterior y sus rutas metabólicas son mucho más complejas que las de las bacterias. -Eukarya: todos los eucariotas, tienen núcleo y orgánulos con rutas bioquímicas más complejas que permiten una mayor complejidad estructural más allá de las unicelulares. Taxonomía de los seres vivos La taxonomía es la ciencia de la clasificación y denominación de los organismos. DOMINIO-REINO-DIVISION-CLASE-ORDEN-FAMILIA-GENERO-ESPECIE. Ecosistema bucal y su relación con la salud La cavidad bucal del organismo humano es un gran ecosistema, en ella existen microorganismos que se relacionan entre sí y con el huésped, están inmersos en un ambiente específico, con elementos abióticos con los que están estrechamente relacionados. Cuando existe un equilibrio entre dichos seres vivos que configuran el ecosistema hacemos referencia al estado de salud bucal y cuando este se rompe, nos encontramos ante una boca enferma. Existe una amplia variedad de tejidos, microorganismos y ambientes, por lo que se subdividen entre los ecosistemas primarios que son los diferentes tipos de mucosas que recubren los tejidos blandos, las superficies dentales, la película adquirida y la placa o biofilm dental. La microbiota es muy compleja, en la cavidad bucal se encuentran más de 700 especies debido a las condiciones peculiares de nutrientes, pH y humedad. Podemos encontrar: Bacterias, Hongos, Protozoos y Virus. SUBUNIDAD NUMERO 2: Glúcidos (glucosa, almidón) Lípidos (Jamón, pescado, queso) Orgánicas: Proteínas (elastina, keratina, colágeno) BIOMOLECULAS Ácido nucleico (ADN y ARN) -H2O. Inorgánicas Sales minerales. Descargado por Ludmila Pagani ([email protected]) Encuentra más documentos en www.udocz.com  Estructura Monómeros Polímeros Funciones -Formados por C, H y Monosacáridos:(glucosa, Disacáridos:(sacarosa, Estructurales: celulosa, quitina. Hidratos de O. ribosa, fructuosa, etc). samaltosa, lactosa) Reguladoras: heparina, carbono. -Enlace glucósidico. componentes del glucocalix. -Compuesto Ácidos grasos: largas cadenas Saponificables: 2/3 Estructurales: fosfolípidos de principalmente por C, de C e H. moléculas de ácidos membrana, colesterol. H y pequeñas -Insaturados: dobles enlaces. grasos, unidas a 1 Energéticas: tejido adiposo. Lípidos o grasas. proporciones de O. -Saturados: cadena lineal. molécula de glicerol. Reguladoras: vitaminas y No saponificables: no hormonas. poseen ácidos grasos. -Compuestos por C, Nucleótidos: grupo fosfato, ADN: acido Energéticas: ATP (adenosina H, O y P. azúcar desoxirribosa o ribosa desoxirribonucleico. trifosfato). y base nitrogenada. ARN: ácido Reguladoras: comunicación Base purica: adenina y ribonucleico. intracelular, almacenamiento de Ácidos nucleicos. guanina. información genética, regulación Base pirimidica: timina y de la expresión genética. citosina. En el ARN cambia la timina por el uracilo. -Formadas por C, H, Aminoácidos. Dipéptido: unión de 2 Transportan sustancias: O, N y en algunos -20 tipos de aminoácidos. aminoácidos. hemoglobinas, proteinas de casos por P y S. Oligopeptido: 10 “. membrana. -Enlace peptídico. Péptido: 30 a 20 “. Defensa: inmunoglobinas. Polipeptido: hasta 4000 Estructurales: forman parte de “. los ribosomas y la m. plasmática, Proteínas. Según las estructuras: sirven como soporte y armazón de -Estructura primaria. las células (citoplasma). -Estructura secundaria. Mensajeras: insulina, hormona -Estructura terciaria. del crecimiento. -Estructura cuaternaria. Contraccion y movimiento: actina y miosina. Catalizadoras: enzimas. Tipos celulares -Células procariotas: células arqueas y bacterias. Poseen una membrana plasmática que sirve de límite celular para el intercambio de materiales, por fuera de la cual existe una pared celular que tiene la función de protección y sostén. También un citoplasma, integrado por citosol o matriz que contiene agua, enzimas y moléculas biológicas. El único organoide citoplasmático que posee son los ribosomas que contienen ARN y proteínas. Estos participan en la síntesis de proteínas. Posee además, una molécula de ADN que se encuentra en contacto directo con el citoplasma ocupando una zona llamada nucleoide. A ello se debe la denominación de procariota dado a que carecen de núcleo verdadero. Algunas bacterias poseen además una pequeña molécula extra llamada Plásmido. -Células eucariotas: células animales y vegetales además de hongos y protistas. Las células eucariotas poseen un núcleo bien organizado, cuyo material genético junto con proteínas histonicas se encuentra formando cromosomas. El núcleo tiene una doble membrana con poros nucleares, esta membrana se denomina membrana nuclear o carioteca. Contiene también el citoplasma con distintos organoides como el aparato de Golgi, retículo endoplasmatico liso y rugoso, lisosomas y peroxisomas. También tienen orgánulos de doble membrana como las mitocondrias y los cloroplastos (solo en células vegetales). Componentes de las células -Membrana plasmática: Delimitando a la célula, funciona como una barrera selectiva que permite el paso de oxígeno, nutrientes y desechos que se distribuyen en el volumen total de la célula. -Citoplasma: es la región que se encuentra entre el núcleo y la membrana plasmática, en la que cual se encuentran delimitados por membranas losLudmila Descargado por diferentes Pagani orgánulos de las células eucariotas. ([email protected]) Encuentra más documentos en www.udocz.com -Núcleo: contiene la mayoría de los genes de la célula eucarionte (algunos genes se localizan en las mitocondrias/cloroplastos). La envoltura nuclear separa su contenido del citoplasma. Poros de cerca de 100 nm de diámetro perforan la envoltura, mediante estos las membranas interna y externa de la envoltura nuclear se conectan y regulan la entrada y salida de ciertas partículas y macromoléculas grandes. Dentro del núcleo, el ADN está organizado en unidades separadas denominadas cromosomas, que son estructuras que transportan la información genética. -Nucléolo: es una estructura que se ubica dentro del núcleo, en él se sintetiza un tipo especial de ARN denominado ARN ribosómico. Este ARN ribosómico se ensambla con proteínas ribosómicas específicas provenientes del citoplasma para constituir las subunidades grandes y pequeñas de los ribosomas. -Retículo endoplasmático: es una red de membranas extensa, constituye más de la mitad de la totalidad de las membranas de muchas células eucariontes y está formado por una red de túbulos membranosos y sacos denominados cisternas. Hay dos regiones diferentes pero conectadas entre sí, que difieren en su estructura y función; el RE liso (no posee ribosomas en su superficie) y el RE rugoso (posee ribosomas en su superficie).  El REL tiene funciones en distintos procesos metabólicos, como la síntesis de lípidos, el metabolismo de los hidratos de carbono y la desintoxicación de fármacos y venenos, además, produce las hormonas sexuales de los vertebrados.  Muchas células especializadas secretan proteínas producidas por los ribosomas adheridos al RER. Las proteínas de secreción salen del RER envueltas en las membranas de vesículas que brotan como burbujas de una región especializada denominada RE transicional, recibiendo el nombre de vesículas de transporte. La mayoría de las proteínas de secreción son glucoproteínas. -Aparato de Golgi: Se compone de sacos membranosos aplastados. Los dos polos de una pila del aparato de Golgi se refieren a la cara “cis” y a la cara “trans”, estas actúan, respectivamente, como el departamento receptor y emisor del aparato de Golgi. La cara “trans” origina las vesículas, que se desprenden del Golgi y viajan hacia otros sitios. Habitualmente, los productos que provienen del RE se modifican durante su tránsito desde la región “cis” a la región “trans” del aparato de Golgi. -Lisosoma: es un saco membranoso compuesto de enzimas hidrolíticas que la célula animal utiliza para digerir diversos tipos de macromoléculas. Los lisosomas también utilizan enzimas hidrolíticas para reciclar el material orgánico de la propia célula, donde un orgánulo dañado o una pequeña cantidad de citosol son rodeados por una membrana y un lisosoma se fusiona a esta vesícula. Las enzimas lisosómicas degradan el material encerrado en la nueva vesícula y los monómeros orgánicos vuelven al citosol para ser reutilizados. Con la ayuda de los lisosomas, la célula se renueva continuamente. -Vacuolas: Realizan hidrólisis y son similares a los lisosomas, las hay de tipo alimentaria, contráctiles y centrales. Son importantes en las células vegetales. -Ribosomas: son partículas constituidas por ARN ribosómico y proteínas, donde se lleva a cabo la síntesis de proteínas. Los ribosomas libres están suspendidos en el citosol, mientras que los ribosomas unidos están adheridos a la cara externa del retículo endoplasmático o a la envoltura nuclear, las proteínas sintetizadas en los ribosomas libres tienen funciones en el citosol. Los ribosomas unidos generalmente producen proteínas que están adheridas a la inserción dentro de membranas. -Mitocondrias: son los sitios de la respiración celular. Las mitocondrias no sólo contienen ribosomas, sino también una pequeña cantidad de ADN. Son orgánulos semiautónomos que crecen y se reproducen dentro de la célula. Está rodeada por dos membranas, cada una de ellas formada por una doble capa de fosfolípidos con una serie de proteínas específicas embebidas en las membranas. La membrana externa es lisa, pero la membrana interna tiene numerosos pliegues hacia el interior que se denominan crestas. La membrana interna divide a la mitocondria en dos compartimentos internos. El primero es el espacio intermembrana, y el segundo la matriz mitocondrial. La matriz contiene muchas enzimas diferentes, así como ADN mitocondrial y ribosomal. -Peroxisomas: es un compartimiento metabólico especializado, delimitado por una sola membrana. Contiene enzimas que transfieren hidrógeno de varios sustratos al oxígeno y producen peróxido de hidrógeno (H2O2) como subproducto. Algunos utilizan oxígeno para degradar los ácidos grasos en moléculas más pequeñas que luego pueden transportarse a las mitocondrias donde se utilizan como combustibles para la respiración celular. Descargado por Ludmila Pagani ([email protected]) Encuentra más documentos en www.udocz.com  -Citoesqueleto: es una red de fibras que se extiende a través del citoplasma, desempeña un papel importante en la organización de las estructuras y las actividades de la célula y está compuesto por tres tipos de estructuras moleculares. La función más obvia es proporcionar soporte mecánico a la célula y mantener su forma. Además, proporciona un anclaje para muchos orgánulos incluso moléculas enzimáticas del citosol. Participa también en varios tipos de movimientos, incluyendo a las modificaciones de la localización de la célula cómo los movimientos más limitados de las partes de la célula. -Matriz extracelular: las células animales tienen una elaborada matriz extracelular. Los principales ingredientes son glucoproteínas secretadas por las células. La más abundante de estas glucoproteínas es el colágeno que forma fibras fuertes fuera de las células y constituye cerca de la mitad del total de proteínas del cuerpo humano. Puede regular el comportamiento de una célula, ajustando la orientación de sus microfilamentos a la textura de las fibras de la matriz extracelular. Citoesqueleto MICROTUBULOS FILAMENTOS INTERMEDIOS MICROFILAMENTOS Estructuras celulares formadas por Están formados por agrupaciones de Son finas fibras de proteínas globulares polímeros proteicos de 25 nm de proteínas fibrosas, su diámetro es de de 3 a 7 nm, le dan soporte a la célula. interior, se originan en el centro 20nm, son únicos en las células Compuestos predominantemente de una organizador de micro túbulos y que animales. proteína contráctil llamada “actina”. Características se extienden a lo largo de todo el Solo están presentes en células de citoplasma, están formados por dos organismos supracelulares. proteínas globulares, la alfa y la beta tubulina. Intervienen en el desplazamiento de Su función principal es la de Su función es mantener la forma de la vesículas de secreción, movimiento organizar la estructura tridimensional célula, la formación de protuberancias de orgánulos, transporte intracelular interna de la celular. También, citoplasmáticas, como pseudópodos, Funciones de sustancias, división celular participan en algunas uniones participan en las uniones intercelulares, (mitosis y meiosis) y constituyen la intercelulares. la traducción de señales y la movilidad estructura interna de cilios y celular. flagelos. Pueden encontrarse dispersos por Aparecen en algunas células Se sitúan en la periferia de la célula y se todo el citoplasma o formando animales, formando una red que sintetizan desde puntos específicos de Unión intercelular estructuras estables como cilios, contacta con el núcleo y se extiende la membrana celular. flagelos y centriolos. hasta la periferia celular. También se encuentran en la lámina nuclear. Resistencia - Son las únicas que proporcionan - mecánica resistencia mecánica. ¿Qué son los virus? Un virus es una partícula de código genético, ADN o ARN, encapsulada en una vesícula de proteínas. Los virus no se pueden replicar por sí solos, necesitan infectar células y usar los componentes de la célula huésped para hacer copias de sí mismos. A menudo, el virus daña o mata a la célula huésped en el proceso de multiplicación. ¿Qué son los viroides? Son pequeños fragmentos de ARN mono catenarios circulares libres, no codifican ninguna proteína, dependen de la célula huésped para su replicación. Se pliega intensamente por la complementariedad de sus bases. Tienen un gran poder infeccioso en plantas vasculares y se sospecha su existencia en el reino animal. ¿Qué son los priones? Son proteínas infecciosas sin la intervención de ácidos nucleicos, producen infecciones en el sistema nervioso central. Se consideran responsables de las patologías conocidas como el mal de la vaca loca. La célula se destruye y libera priones que van a otras células. La transmisión se realiza por la ingestión o en el caso humano por prácticas quirúrgicas. Biofilm dental Es el principal agente etiológico de las caries y de las enfermedades periodontales y la forma de crecimiento más frecuente de las bacterias y se define como: “Una comunidad bacteriana inmersa en un medio líquido, caracterizada por bacterias que se hallan unidas a un sustrato o superficie y unas a otras; se encuentran embebidas en una matriz extracelular producida por ellas mismas y muestran un fenotipo alterado” Descargado por Ludmila Pagani ([email protected]) Encuentra más documentos en www.udocz.com Está compuesto por bacterias, que representan un 20% del volumen aprox, y una matriz o glicocálix, que representaría el 80%. Esta matriz está compuesta por una mezcla de exopolisacáridos, proteínas, sales minerales y material celular. Los exopolisacáridos representan el componente fundamental de la matriz y son producidos por las propias bacterias del biofilm. Se forma a partir de una serie ordenada de eventos resultando en una comunidad de bacterias estructural y funcionalmente organizada. Las etapas de formación son: 1. Formación de la película adquirida (PA)-acelular: comienza a formarse a los pocos minutos de una higiene a fondo de los dientes. 2. Transporte de bacterias hasta la PA y adhesión reversible: llegan a ella las primeras bacterias que provienen en su mayoría de la microbiota salival. Algunas se unen a ella de manera reversible; muchas de estas bacterias desaparecerán, otras persistirán uniéndose entre sí o a otras nuevas que van llegando y reforzando sus mecanismos de adhesión al reconocer de forma específica sus receptores. Esta es una etapa de un estado metabólico bajo. 3. Colonización primaria: se produce la adhesión irreversible entre receptores de la PA y adhesinas de las nuevas bacterias o de las que previamente existían. Una vez establecidas comienzan a multiplicarse hasta las 48hs de la formación aprox. En esta etapa predominan los fenómenos de agregación. 4. Colonización secundaria y terciaria: esta etapa involucra la maduración de la biomasa bacteriana. Tras la multiplicación activa de los microorganismos establecidos en la fase anterior, disminuye la velocidad de crecimiento de algunos de ellos y se incorporan otros que son transportados por los mismos mecanismos que utilizaron los primeros microorganismos colonizadores. La placa aumenta de grosor, las zonas más profundas se van haciendo más anaerobias y muchas bacterias fundamentalmente aeróbicas desaparecen. Son predominantes los fenómenos de agregación y coagregación. 5. Placa madura: se constituye una placa relativamente estable y aunque el equilibrio puede verse alterado por algunas variaciones o fluctuaciones internas la composición microbiana suele cambiar poco. En cualquiera de las etapas mencionadas se producen fenómenos de despegamiento de las bacterias por acción de enzimas proteasas que rompen las uniones de adherencia entre la PA y las bacterias y entre las mismas bacterias. Estos microorganismos despegados de la placa pasan a la saliva desde donde están dispuestos a colonizar nuevamente salvo que sean arrastrados al aparato digestivo. Bacterias de la cavidad bucal Las bacterias de la cavidad bucal se dividen en gram-positivas y gram-negativas, estos términos (positivo y negativo) no tienen nada que ver con la carga eléctrica, simplemente designan dos grupos distintos de bacterias. La bacteria gram-positiva posee una pared celular gruesa y consiste en varias capas interconectadas de peptidoglicano así como algo de ácido teicoico, generalmente el 80%-90% de la pared es peptidoglicano. La pared de la célula gram-negativa contiene una capa mucho más delgada compuesta únicamente de peptidoglicano y está rodeada por una membrana exterior compuesta de fosfolípidos, lipopolisacaridos y lipoproteínas, solo el 10%-20% de la pared es peptidoglicano. Tipos celulares de los tejidos dentales Ameloblastos: células cilíndricas polarizadas, se caracterizan por secretar la matriz orgánica sobre la cual se depositan los iones fosfatos, calcio y flúor entre otros, constituyendo el esmalte. Los ameloblastos se degeneran una vez que el esmalte está completamente formado, más o menos cuando el diente hace erupción a través de la encía. Odontoblastos: células cilíndricas altas con núcleos grandes de localización basal, son las encargados de la secreción de la dentina, forman una capa epitelial sobre la superficie destinaria interna, es decir, en la superficie que está en contacto con la pulpa. La matriz orgánica recién sintetizada que está más cerca del cuerpo del odontoblasto se denomina “predentina” y todavía tiene que mineralizarse. Cementoblastos y cementocitos: son los encargados de formar el cemento, células muy similares a los osteoblastos y osteocitos que componen el tejido óseo. Descargado por Ludmila Pagani ([email protected]) Encuentra más documentos en www.udocz.com  SUBUNIDAD NUMERO 3: Membrana plasmática y modelo de mosaico fluido La membrana plasmática se trata de una película de solamente 8 nm de espesor que controla el tráfico de sustancias hacia dentro y hacia fuera de la célula a la que rodea. Los lípidos y las proteínas son los componentes esenciales de las membranas, aunque los hidratos de carbono también son importantes. Los lípidos más abundantes en ambas membranas son los fosfolípidos. Un fosfolípido es una molécula anfipática, lo que significa que tiene tanto una región hidrófila (soluble en agua) como una región hidrófoba (insoluble en agua). La membrana presenta un modelo de mosaico fluido, en donde la membrana es una sustancia con un “mosaico” de varias proteínas embebidas en o adheridas a una doble capa de fosfolípidos. Muchos de los lípidos y algunas de las proteínas pueden desplazarse lateralmente en el plano de la membrana o cambiando su ubicación desde una capa de fosfolípidos a otra mediante un movimiento alternado de translocación llamado “flip-flop”. Las membranas deben ser fluidas para funcionar en forma apropiada, cuando una membrana se solidifica, cambia su permeabilidad y las proteínas enzimáticas de la membrana pueden volverse inactivas. Los fosfolípidos forman la estructura principal de la membrana, pero las proteínas determinan la mayor parte de las funciones específicas de la misma.  Las proteínas integrales penetran en la región hidrófoba central de la bicapa lipídica. Muchas son proteínas transmembrana, que atraviesan la membrana por completo.  Las proteínas periféricas no están embebidas en la bicapa lipídica; se encuentran unidas débilmente a la superficie de la membrana, a menudo a las partes expuestas de las proteínas integrales. En la cara citoplasmática de la membrana plasmática algunas proteínas de membrana se mantienen en su lugar por sus adherencias al citoesqueleto y en la cara exterior, ciertas proteínas de membrana se adhieren a las fibras de la matriz extracelular. Las proteínas transmembrana, los glucolípidos y las proteínas de secreción son transportadas en vesículas hacia la membrana plasmática. Allí, las vesículas se fusionan con la membrana y se liberan las proteínas de secreción de la célula. La fusión de las vesículas coloca a los hidratos de carbono de las glucoproteínas y glucolípidos, en la cara externa de la membrana plasmática. Funciones de las proteínas de membrana Transporte: una proteína que atraviesa la membrana puede formar un canal hidrofílico a través de la membrana que es selectiva para determinado soluto y otras proteínas de transporte desplazan una sustancia de un lado de la membrana al otro cambiando su forma.  Actividad enzimática: una enzima con su sitio activo expuesto a las sustancias de la solución adyacente. Traducción de señales: una proteína de membrana puede tener un sitio de unión con una forma específica que se adapta a un mensajero químico, el mensaje puede ocasionar un cambio en la transformación de la proteína que transmite el mensaje al interior de la célula. Reconocimiento intercelular: algunas glucoproteínas funcionan como etiquetas de identificación que son reconocidas específicamente por otras células. Uniones intercelulares: las proteínas de membrana de células adyacentes pueden engancharse mediante varios tipos de uniones. Adherencia al citoesqueleto y a la matriz extracelular: los microfilamentos u otros compuestos del citoesqueleto pueden estar unidos a proteínas de membrana, las proteínas que se adhieren a la MEC pueden coordinar los intercambios extracelulares e intracelulares. Propiedades de la membrana Asimetría: las 2 hemicapas que la componen son distintas en cuanto al tipo y proporción de fosfolípidos y proteínas que la conforman. Permeabilidad selectiva: permite el paso de ciertas partículas a través de ella, de esta forma solo pueden entrar a la célula aquellas partículas que necesite la misma y evita que ingresen las que no son útiles. Adhesión: no solo sirve para anclar y situar a las células para formar andamios sino también como una forma de comunicación celular. Reconocimiento celular: proceso en el cual las moléculas de glúcidos constituyen la base química para el reconocimiento mutuo entre Descargado células. por Ludmila Pagani ([email protected]) Encuentra más documentos en www.udocz.com  Principales características del trasporte pasivo -El movimiento de los solutos sigue el gradiente de concentración, de mayor concentración a menor concentración. -Depende del gradiente de concentración, del tamaño de las partículas y de la temperatura. -Se movilizan iones y moléculas pequeñas. -No requiere de ATP. -Es medido por proteínas transmembrana, canales y transportadores, en la difusión facilitada. Difusión simple: cualquier sustancia se difundirá a favor de su gradiente de concentración. No debe realizarse ningún trabajo para que esto ocurra, la difusión es un proceso espontáneo Difusión facilitada: muchos iones y moléculas polares, cuyo paso impide la bicapa lipídica, se difunden pasivamente con la ayuda de proteínas de transporte que atraviesan la membrana. Los dos tipos de proteínas de transporte son los canales proteicos y las proteínas transportadoras. Osmosis: es un tipo de transporte pasivo en el cual solo las moléculas de agua son transportadas a través de la membrana. El movimiento se realiza desde el medio de mayor concentración de agua (menor concentración soluto) hacia al de menor concentración de agua (mayor concentración de soluto y solvente), con ello permite equilibrar las concentraciones del soluto de los medios separados por las membranas celular. La función de la osmosis es mantener hidratada a la célula. -Solución isotónica: la concentración de agua es la misma que dentro de la célula. La célula está en un equilibrio dinámico y no se dañaran por una ganancia o pérdida de agua. -Solución hipotónica: la concentración de agua es menor dentro de la célula. Una célula colocada en esta solución obtendrá agua por osmosis y se hinchara en tamaño, esto resulta una presión interna. Una célula animal puede lisarse o estallar pero una célula vegetal es capaz de resistir a esta presión. -Solución hipertónica: la concentración de agua es mayor que dentro de una célula. Las células animales perderán agua y se marchitaran debido a la disminución de presión y una célula vegetal perderá agua de su gran vacuola central, la membrana plasmática y el citoplasma se contraerá alejándose de la pared celular. Principales características de transporte activo -Se realiza a través de proteínas integrales de membrana. -Es específico del soluto. -Experimenta saturación, esto es, cuando todos los sitios de unión del soluto están ocupados, por más que se adicione más sustrato el flujo se mantiene constante. -La célula transporta material en contra de su gradiente de concentración. -Utiliza como fuente de energía al ATP. Bombas de protones: son complejos enzimáticos integrales de membrana capaces de movilizar protones a través de la membrana desde la matriz mitocondrial hacia el espacio intermembrana. Bomba de sodio y potasio: es una enzima denomina ATPasa que bombea iones sodio hacia el exterior de la célula y al mismo tiempo bombea iones de potasio hacia el interior. Esta bomba es responsable de mantener las diferencias de concentraciones de sodio y potasio a través de la membrana celular, así como de establecer un voltaje eléctrico negativo en el interior de las células. Transporte acoplado: también es denominado como transporte activo secundario utiliza energía para transportar moléculas a través de una membrana, extrae la energía necesaria de un potencial electroquímico creado por bombas que bombean iones hacia el interior o exterior de la célula. Simporte: hace uso del movimiento a favor del gradiente de un soluto desde una zona de alta concentración hacia una zona de baja concentración, para mover otra molécula desde una zona de baja concentración hacia una de alta concentración (contra su gradiente de concentración), ambas moléculas son transportadas en la misma dirección. Antiporte: dos especies de iones u otras clases de solutos son bombeadas en direcciones opuestas a través de la membrana. Uniporte: la proteína transportadora mueve Descargado por moléculas Ludmila “G” en un solo sentido a favor del gradiente. Pagani ([email protected]) Encuentra más documentos en www.udocz.com  Proteínas transportadoras y canales iónicos Las proteínas transportadoras de membrana median el transporte de la mayoría de las moléculas de mayor tamaño como la glucosa. Los iones son pequeños, pero al ser partículas con cargas positivas o negativas son rechazados por las regiones hidrofóbicas de la capa fosfolipídica y sólo pueden atravesar las membranas a través de canales iónicos o bombas transportadoras. Gradiente electroquímico Propiedades eléctricas y químicas de la membrana celular, consta de dos partes, el potencial eléctrico y una diferencia en la concentración de productos químicos a través de una membrana. La diferencia de potenciales electroquímicos puede ser interpretada como un tipo de energía potencial disponible para el trabajo en una célula. La energía se almacena en forma de potencial químico, que representa el gradiente de concentración de un ion a través de una membrana celular y la energía electroestática, que representa la tendencia de un ion a moverse bajo la influencia de un potencial transmembrana. Uniones intercelulares Las células vecinas con frecuencia se adhieren, interactúan y se comunican a través de regiones especiales de contacto físico directo. - Uniones estrechas: red de proteínas transmenbranales que forman puntos de adhesión entre célula y célula, cruciales en mantener la diferencia de concentraciones de moléculas hidrófobas pequeñas. Las membranas de las células adyacentes están estrechamente presionadas una con la otra, mantenidas juntas mediante proteínas específicas. - Desmosomas: Uniones de anclaje, funcionan como remaches que aseguran a las células juntas dentro de fuertes vainas. Los desmosomas son puntos de contacto similares a botones. - Uniones en hendidura: Uniones comunicantes, forman canales citoplasmáticos entre células adyacentes. Están constituidas por proteínas de membrana especiales que rodean a un oro, a través del cual pueden pasar iones, hidratos de carbono, aminoácidos y otras moléculas pequeñas. Son necesarias para la comunicación entre las células en diferentes tipos de tejidos. -SUBUNIDAD NUMERO 4: Flujo de energía y materia en las células Los organismos vivos establecen y mantienen su estructura a expensas de su entorno, por lo que incorporan materia y energía para realizar procesos metabólicos celulares y devolver al medio otra forma de materia y energía equivalente. Las células de dichos organismos, son muy eficaces en la obtención de energía química necesaria para la biosíntesis de los componentes celulares, el transporte a través de la membrana o el trabajo mecánico de las modificaciones estructurales de su citoesqueleto. Las células vivas son entonces sistemas abiertos capaces de intercambiar materia y energía con su entorno a través de las reacciones del metabolismo celular que les permiten realizar varios tipos de trabajo a partir de un estado estacionario alejado del equilibrio. Clasificación según los procesos de trasformación de energía Los organismos autótrofos son aquellos que transforman la energía presente en fuentes inorgánicas para producir su materia orgánica.  Los organismos que utilizan la luz como fuente de energía se denominan fototrofos, y el proceso que realizan de transformación energética es la fotosíntesis. La fotosíntesis es la conversión de materia inorgánica en materia orgánica gracias a la energía de la luz del sol y ocurre en plantas, algas, cianobacterias y algunos protozoos. Los organismos que utilizan la energía liberada de reacciones inorgánicas, por ejemplo a partir de amonio y ácido sulfhídricos, se denominan quimioautotrofos y el proceso de transformación energética que realizan es la quimiosintesis. La quimiosintesis es la síntesis de ATP a partir de la energía que se libera en reacciones de compuestos inorgánicos reducidos y ocurre en bacterias. Descargado por Ludmila Pagani ([email protected]) Encuentra más documentos en www.udocz.com Los organismos heterótrofos son aquellos que transforman la energía de los compuestos orgánicos producidos por los autótrofos y producen nuevos compuestos orgánicos necesarios para desarrollar sus procesos vitales. En el caso de que estos procesos ocurran en presencia de oxigeno hablamos de respiración celular. La respiración celular es el conjunto de reacciones bioquímicas por las cuales determinados compuestos orgánicos son degradados completamente por oxidación y ocurren en animales, hongos y protozoos.  En el caso de que se produzcan en ausencia de oxigeno hablamos de fermentación. La fermentación es un proceso catabólico de oxidación incompleta que no requiere oxigeno; el producto final es un compuesto orgánico y existen diversos tipos de fermentaciones, este proceso ocurre en bacterias, hongos y protozoos. Clasificación según el requerimiento energético Los organismos aerobios son aquellos que necesitan oxígeno para vivir pero en sus células realizan procesos aeróbicos y anaeróbicos, ocurren en organismos pluricelulares y unicelulares. Los organismos anaerobios no pueden vivir en presencia de oxígeno y sus células solo realizan procesos anaeróbicos muchos organismos unicelulares son anaeróbicos, además, hay algunos que son anaeróbicos estrictos (solamente viven en ausencia de oxigeno) y otros microorganismos son anaerobios facultativos (pueden vivir en presencia o ausencia de oxigeno). Metabolismo celular Definimos al metabolismo como el conjunto de reacciones bioquímicas y procesos fisicoquímicos que ocurren en una célula y en el organismo, estos procesos interrelacionados son la base de la vida y permiten las diversas actividades de las células. Se divide en dos procesos conjugados: -Catabolismo: conjunto de procesos metabólicos que libera energía, incluye la degradación y oxidación de moléculas, el objetivo es proveer energía, poder reductor y componentes requeridos por reacciones anabólicas, las distintas formas de catabolismos dependen de las reacciones redox que involucran la transferencia de electrones de moléculas donantes a aceptoras como el oxígeno, nitrato y sulfato. -Anabolismo: procesos metabólicos constructivos en los que la energía liberada por el catabolismo se utiliza para sintetizar moléculas complejas que dan lugar a diferentes estructuras celulares. Las reacciones químicas del metabolismo están organizadas en vías o rutas metabólicas en la que un compuesto químico (sustrato) es transformado en otro (producto), este a su vez, funciona como sustrato para generar otro producto y todo esto ocurre en una secuencia de reacciones en las que intervienen diferentes enzimas. Las enzimas son proteínas que tienen la función de ser catalizadores biológicos, que aumentan la velocidad de las reacciones químicas y son muy importantes ya que de no existir, las reacciones en los sistemas biológicos serían mucho más lentas y la vida no sería posible, son específicas, es decir que actúan sobre un determinado sustrato en donde después de la formación enzima-sustratos se van a formar nuevos productos pero la enzima no se modifica y puede ser utilizada nuevamente en otro proceso. Reacciones energéticas En los organismos heterótrofos, las reacciones que transforman energía se agrupan en 5 vías metabólicas (glucolisis, oxidación del piruvato, ciclo del ácido cítrico y la cadena transportadora de electrones, además de la fermentación). La oxidación del piruvato, el ciclo del ácido cítrico y la cadena transportadora de electrones solo ocurren en presencia de oxígeno, esto se conoce como respiración celular. La glucolisis y la fermentación se realizan en ausencia de oxígeno.  La respiración celular en las células eucariotas se lleva a cabo en las mitocondrias, la glucolisis se produce en el citoplasma celular, la oxidación del piruvato y el ciclo de Krebs en la matriz mitocondrial y la cadena de transporte de electrones se encuentra en la membrana mitocondrial interna.  En las células procariotas la glucolisis, la fermentación y el ciclo de Krebs ocurren en el citoplasma, por otro lado, la oxidación del piruvato y la cadena transportadora de electrones ocurren en la membrana celular. Descargado por Ludmila Pagani ([email protected]) Encuentra más documentos en www.udocz.com  Respiración celular  Glucólisis: ocurre en el citoplasma celular y no utiliza oxígeno, representa el comienzo del metabolismo de la glucosa en todas las células, convierte la glucosa que es un azúcar de 6 carbonos y la divide en dos azúcares de 3 carbonos. Estos azúcares más pequeños luego se oxidan y los átomos remanentes se reordenan para formar 2 moléculas de piruvato, además de 2 ATP y 2 NADH reducido por cada molécula de glucosa. El NADH reducido es una coenzima que se ha reducido y un transportador de electrones clave en las reacciones redox.  Oxidación del piruvato: el piruvato que se forma como producto final de la glucolisis se difunde hacia la matriz mitocondrial por medio del transporte activo y allí es convertido, en primer lugar, en un compuesto llamado acetil coenzima A, o acetil CoA. Ciclo de Krebs: el acetil CoA entra al ciclo del ácido cítrico y como productos finales vamos a tener: NADH reducido, FADH reducido, ATP y CO2. Las coenzimas reducidas, NADH y FADH, transportan su carga de electrones de alta energía hacia la cadena de transporte. Estas 3 reacciones son altamente exergonicas, es decir que liberan energía. Fosforilacion oxidativa: es la totalidad del proceso de la síntesis de ATP resultante de la oxidación de los transportadores de electrones en presencia de oxígeno y consta de 2 etapas: la cadena transportadora de electrones y la quimiosmosis. En la cadena transportadora de electrones, los electrones del NADH y del FADH reducidos pasan a través de una serie de transportadores de electrones asociados con la membrana, el flujo de electrones a lo largo de esta cadena transportadora involucra el transporte activo de protones a través de la membrana interna de la mitocondria, fuera de la matriz creando un gradiente de concentración de protones. En la quimiosmosis, los protones se difunden nuevamente hacia la matriz mitocondrial a través de un canal de protones que acopla esta difusión a la síntesis de ATP. En conjunto, el transporte de electrones y la quimiosmosis componen la fosforilación oxidativa que emplea la energía liberada por la cadena de transporte de electrones para impulsar la síntesis de ATP. Fermentación La fermentación ocurre una vez que se forma el ácido pirúvico en la glucolisis y no hay presencia de oxígeno. Si bien la fermentación es una forma de conseguir ATP, la respiración produce hasta 19 veces más del mismo por molécula de glucosa. Hay dos tipos de fermentación que son más comunes que el resto: - Fermentación alcohólica: a partir de la glucolisis se forma el piruvato, ATP y NADH reducido, posteriormente, el piruvato a través del CO2 es eliminado y se forma acetaldehído que luego es reducido por el NADH que va a producir NADH oxidado y como producto final el alcohol etílico o etanol. - Fermentación ácida láctica: la glucolisis va a producir piruvato además de ATP y NADH reducido (agente reductor) que es el que reduce el piruvato y da como producto final ácido láctico o lactato. -SUBUNIDAD NUMERO 5: El genoma y su importancia Es el patrimonio genético de un organismo, es decir, el conjunto total del material hereditario presente en una célula. La mayoría de los organismos eucariotas poseen su genoma constituido por ADN y este se encuentra a nivel nuclear bajo dos formas estructuralmente diferentes a lo largo del ciclo celular, la cromatina (material filamentoso disperso en la mayor parte del núcleo) en la interfase y los cromosomas (entidades morfológicas independientes) en los momentos previos a la división celular, ambas formas están constituidas por moléculas lineales de ADN bicatenario estrechamente asociadas a proteínas. El genoma de los cloroplastos y las mitocondrias también está formado por cromosomas circulares al igual que en las células procariotas, en estos organismos, el genoma es de menor tamaño y relativamente sencillo, es un único cromosoma formado por una molécula circular de ADN localizado en suspensión en el citosol pero anclada a la membrana celular. La importancia biológica del genoma consiste en sus porciones codificantes que son los genes, estos poseen la información necesaria para dar lugar a sus moléculas funcionales que son los distintos ARN’s y a las proteínas, estos productos son responsables de toda la actividad celular, sus características morfológicas y el comportamiento de un organismo. Descargado por Ludmila Pagani ([email protected]) Encuentra más documentos en www.udocz.com  ADN y ARN´s Estructura química Localización celular Función Es una doble cadena helicoidal con giro a la Se ubican en el núcleo Constituye el depósito fundamental de la derecha antiparalelas, complementarias y celular formando la información genética. diferentes compuestas por la unión de cromatina o cromosomas. Contiene instrucciones genéticas usadas en nucleótidos a través de uniones fosfodiester. Además, se encuentran en el desarrollo (síntesis de proteínas) y Nucleótidos: pequeña cantidad en la funcionamiento de todos los organismos -Pentosa desoxirribosa. matriz mitocondrial y en vivos y algunos virus, y es responsable de ADN -Ácido fosfórico. los cloroplastos. su transmisión hereditaria. -Bases nitrogenadas: piridinas (citosina, Las secuencias de las bases de ADN nos timina) y purinas (adenina, guanina). informan sobre que aa y en qué orden van a Las bases nitrogenadas de cadenas opuestas unirse para formar la proteína. están unidas por puentes de hidrogeno. Es una cadena simple compuesta por la Se ubican en el citoplasma Actúa como intermediario llevando la ARN unión de nucleótidos a través de uniones celular. información del ADN al citoplasma para mensajero fosfodiester. sintetizar proteínas. Nucleótidos: Es el producto final de la transcripción, -Pentosa ribosa. dicta con exactitud a través de sus codones -Ácido fosfórico. (tripletes de bases) la secuencia de -Base nitrogenada: pirimidinas (citosina, aminoácidos necesaria para formar una uracilo) y purinas (adenina, guanina). cadena polipeptidica necesaria para el proceso de traducción. Es una cadena simple compuesta por la Se ubican en los ribosomas Se combina con distintas proteínas para ARN unión de nucleótidos a través de uniones junto con las proteínas formar los ribosomas que luego ribosomal fosfodiester. sintetizadas. intervendrán en la síntesis de proteínas Nucleótidos: según la secuencia de nucleótidos presentes -Pentosa ribosa. en el ARNm. -Ácido fosfórico. -Base nitrogenada: piridinas (citosina, uracilo) y purinas (adenina, guanina). Es una cadena simple compuesta por la Se ubican en el citoplasma Se encarga de transportar los ARN unión de nucleótidos a través de uniones celular. aminoácidos libres del citoplasma al transferencia fosfodiester. lugar de la síntesis proteica, posee una Nucleótidos: porción aceptora de aa específica y el -Pentosa ribosa. extremo anticodon complementario a las -Ácido fosfórico. bases del ARNm. -Base nitrogenada: piridinas (citosina, uracilo) y purinas (adenina, guanina). ADN, genes y cromosomas Los cromosomas de las células contienen el material genético en las moléculas de ADN. El número total de cromosomas (incluidos los genes) de un organismo constituyen su genoma. Los genes llevan la información para la elaboración de todas las proteínas requeridas por el organismo, las que determinan las características estructurales, el funcionamiento, el metabolismo, la resistencia a infecciones y otras enfermedades. El ADN contiene toda la información necesaria para construir y mantener la vida desde una simple bacteria hasta el organismo humano. Un gen, unidad física y funcional, es fundamental en la herencia. Los genomas varían en cantidad de genes dependiendo de la especie; por ejemplo, en el genoma humano solamente el 10% del total del ADN corresponde a genes, y el 90% restante tiene una función aún desconocida. El número aproximado de genes humanos es de 20.000 a 30.000. Replicación o duplicación del ADN Se produce una vez en cada ciclo celular durante la fase S, que es cuando la célula progenitora duplica su ADN antes de dividirse en cada célula hija. Es importante mencionar que la duplicación es semiconservativa ya que se conserva la hebra molde en cada molécula nueva de ADN generada y bidireccional porque este proceso se copia en dos sentidos. Se lleva a cabo en la hoquilla de replicación ya que el cromosoma es muy extenso, por esto mismo hay diversas horquillas o burbujas de replicación. Podemos explicar a la replicación del ADN mediante 3 etapas: -Primera etapa: se desenrolla la hebra de ADN y actúan las siguientes enzimas, la helicasa corta los enlaces puente de hidrogeno entre las bases nitrogenadas, la girasa en conjunto con la topoisomerasa ayudan a que la cadena no se vuelva a enrollar y también actúan los SSBP que son como pelotitas que se pegan a las dos hebras para que no se vuelvan a formar los enlaces puente de hidrogeno. Descargado por Ludmila Pagani ([email protected]) Encuentra más documentos en www.udocz.com -Segunda etapa: la hebra tiene dos direcciones que son de 3’ a 5’ y de 5’ a 3’. En esta etapa la ADN polimerasa realiza solo la copia en sentido de 5’ a 3’ por lo que la hebra de 3’ a 5’ se va a copiar completa y sin ser cortada, ya que las hebras son complementarias. La ADN polimeraza necesita de un cebador denominado ARN primasa que se encarga de poner los primeros codones para que la ADN polimerasa pueda comenzar a copiar. La hebra que va en sentido de 5’ a 3’ se copia de a pedazos, se pone el cebador para que se vayan formando los fragmentos de Okasaki, por lo que a esta cadena se la denomina “cadena retrasada”. -Tercera parte: cuando las dos hebras están copiadas interviene la ADN ligasa y se encarga de unir a los fragmentos de Okasaki; y la ADN polimerasa reemplaza el cebador de ARN por ADN corrigiendo la cadena para que quede toda en ADN, esto se conoce como la maduración de la cadena retrasada. Genes y proteínas: el código genético A través de estos hallazgos pudo establecerse que los genes se expresan por procesos como la transcripción y la traducción; ambos procesos constituyen los caminos celulares para obtener una proteína o ARN. Además se observó que el código genético es compartido por todos los organismos conocidos, incluyendo virus y algunos orgánulos, como la mitocondria. Este hecho indica que el código genético ha tenido un origen único en todos los seres vivos conocidos. Sin embargo, la diversidad de especies en la naturaleza o bien la diversidad celular dentro de un mismo organismo pluricelular demuestra que la regulación de la expresión de los genes mediada por el medio ambiente es vital para la biodiversificación de los fenotipos. El código genético es el conjunto de pautas que rigen la transferencia de la información contenida en el ARN y en el ADN, para la síntesis de proteínas. Establece la correspondencia entre los 64 posibles tripletes de bases del ARNm y los 20 aminoácidos que pueden llegar a sintetizar un polipeptido. Transcripción del ARN Es un proceso mediante el cual se sintetizan moléculas de ARN a partir de una porción de ADN. La porción de ADN copia recibe el nombre de “transcripto”. Se requiere de la presencia de la enzima ARN polimerasa dentro de la cual se distinguen 3 procesos: -ARN polimerasa I: participa en la transcripción del ARN ribosomal. -ARN polimerasa II: participa en la transcripción de ARN mensajero. -ARN polimerasa III: participa en la transcripción del ARN de transferencia. La transcripción comienza en el punto de unión de la enzima ARN polimerasa, el ADN se abre mediante la helicasa que se encarga de separar las bases nitrogenadas y a medida que la ARN polimerasa se mueve a lo largo de la molécula de ADN se separan las dos cadenas. Los nucleótidos se ensamblan en el ARN en una dirección de 5’ a 3’ a medida que la enzima lee la cadena molde en dirección de 3’ a 5’. La cadena de ARN es complementaria y diferente a la cadena de ADN no transcrita en lo que respecta al reemplazo de timina por uracilo. Transcripción de ARNm Se desenrolla el ADN en el sitio donde comenzara el proceso de copia, esto ocurre gracias a la helicasa que separa las bases nitrogenadas, la ARN polimerasa se une a una secuencia especial de la cadena de ADN que se denomina promotor que es donde se inicia la transcripción y señala a partir de que nucleótido debe transcribirse el gen. A partir de esta cadena de ADN por acoplamiento de bases nitrogenadas complementarias se sintetiza una molécula de ARN mensajero que copia el código genético de ADN. La síntesis termina cuando la ARN polimerasa se encuentra con una secuencia de terminación o stop, se separa del ADN y el ARNm recién formado se despega permitiendo que las dos hebras de ADN se unan de nuevo. El ADN de una célula eucariota contiene secuencias de exones (codifican para una proteína determinada) y secuencias de intrones (no codifican o no son utilizadas para traducir una proteína pero serán transcriptas igual porque se encuentran intercaladas). El ARN recién formado se llama transcrito primario y deberá pasar por modificaciones para dar origen a un ARN mensajero maduro, estas modificaciones pueden ser la eliminación de intrones o splicing, o la adición de dos estructuras a manera de capuchón en los extremos de la cadena. A diferencia de las células eucariotas, en las procariotas la transcripción a menudo da como resultado una molécula de ARNm que contiene secuencias que codifican para varias cadenas polipeptidicas diferentes. Las secuencias están separadas por codones de terminación y de iniciación. Descargado por Ludmila Pagani ([email protected]) Encuentra más documentos en www.udocz.com  Síntesis de proteínas (traducción) Las proteinas se sintetizan en el retículo endoplasmatico rugoso, se transportan al aparato de Golgi y por último, se trasladan a la membrana plasmática. La transcripción comienza cuando se copia un fragmento requerido de una secuencia de ADN en una secuencia de nucleótidos de ARN, la enzima que lleva a cabo este proceso es la ARN polimerasa. Una vez que se realiza la copia, el ARNm va a llevar la mitad de la información contenida en el ADN a un ribosoma y la otra mitad la va a llevar el ARNt, cuando estos dos se unen comienza la traducción. El ARNt llega al ribosoma, se encuentra con una doble cadena de ADN instalada por el ARNm y comienza a combinar sus bases nitrogenadas (Adenina, Guanina, Timina y Citosina) pasando por el sitio A y el sitio P, hasta que finalmente sale del ribosoma en forma de aminoácidos. Estos aminoácidos son unidos por el ARNr hasta completar una cadena de 20 aminoácidos, formando a la proteína. Cuando termina el proceso de traducción, la cadena polipeptidica es transportada por los lisosomas al aparato de Golgi en donde se le da las características particulares de las proteínas y cuando está formada el aparato de Golgi las libera y nuevamente los lisosomas la transportan hacia la membrana plasmática. La secuencia lineal de codones en el ARNm contiene la información para iniciar la síntesis con el codón de iniciación AUG y terminar la síntesis proteica con codones de terminación UAA, AUG y UGA, que no codifican para ningún aminoácido, solo avisan que se termina la síntesis. Regulación de la síntesis de proteínas Estos mecanismos para regular y controlar la expresión génica le permitirán a las células y al organismo poder corregir posibles errores y generar la variabilidad de proteínas necesarias para su genotipo, las regulaciones pueden ser a nivel nuclear con un control pre transcripcional durante la transcricion o post transcripcional, y a nivel citoplasmático con controles del ARNm previo a la traducción durante el momento de la traducción o modificaciones post traduccionales. SUBUNIDAD NUMERO 6: Sistema de endomembranas Muchas de las diferentes membranas de la célula eucarionte son parte del sistema de endomembranas que lleva a cabo varias tareas dentro de la célula. Las membranas se relacionan por continuidad física directa o por la transferencia de segmentos de membrana con forma de minúsculas vesículas. Retículo endoplasmático: es una red de membranas extensa que constituye más de la mitad de la totalidad de las membranas de muchas células eucariontes, está formado por una red de túbulos membranosos y sacos denominados cisternas. Hay dos regiones diferentes pero conectadas entre sí; el RE liso (no posee ribosomas en su superficie) y el RE rugoso (sí posee ribosomas en su superficie). En este orgánulo se fabrican la mayoría de los componentes de la membrana celular, así como también, sustancias y/o moléculas que son exportadas por la célula.  El REL tiene funciones en distintos procesos metabólicos, como la síntesis de lípidos, el metabolismo de los hidratos de carbono, la desintoxicación de fármacos y venenos, además, se producen las hormonas sexuales de los vertebrados.  Muchas células especializadas secretan proteínas producidas por los ribosomas adheridos al RER, a medida que una cadena polipeptídica crece a partir de un ribosoma, entra a la luz del RER a través de un poro formado por un complejo proteico en la membrana. La cadena se pliega adoptando su conformación nativa; la mayoría de las proteínas de secreción son glucoproteínas. Las proteínas de secreción salen del RER envueltas en las membranas de vesículas que brotan como burbujas de una región especializada denominada RE transicional, recibiendo el nombre de vesículas de transporte. Aparato de Golgi: Muchas vesículas de transporte que proceden del RE viajan hasta el aparato de Golgi. Dentro de él, los productos del RE se modifican y almacenan, y posteriormente se envían a otros destinos. Se compone de sacos membranosos aplastados que se parecen a una pila de panes árabes. Los dos polos de una pila del aparato de Golgi se refieren a la cara “cis” y a la cara “trans”, estas actúan, respectivamente, como el departamento receptor y emisor del aparato de Golgi La cara “trans” origina las vesículas, que se desprenden del Golgi y viajan hacia otros sitios. Habitualmente, los productos que provienen del RE se modifican durante su tránsito desde la región “cis” a la región “trans” del aparato de Golgi. A veces, se modificanDescargado las proteínas y los fosfolípidos de las membranas. por Ludmila Pagani ([email protected]) Encuentra más documentos en www.udocz.com Lisosoma: es un saco membranoso compuesto de enzimas hidrolíticas, que lleva a cabo la digestión celular con un proceso que se denomina fagocitosis, formando una vacuola alimentaria que se fusiona luego con un lisosoma cuyas enzimas digieren el alimento, también utilizan enzimas hidrolíticas para reciclar el material orgánico de la propia célula, donde un orgánulo dañado o una pequeña cantidad de citosol es rodeado por una membrana y un lisosoma se fusiona a esta vesícula, las enzimas lisosómicas degradan el material encerrado en la nueva vesícula y los monómeros orgánicos vuelven al citosol para ser reutilizados. Con la ayuda de los lisosomas, la célula se renueva continuamente. Comunicación entre las organelas Los orgánulos que componen el sistema de endomembranas se comunican mediante diferentes vesículas que vesículas son los orgánulos de transporte entre los compartimientos endomembranales, se generan por el desprendimiento de porciones de membrana biológica de los orgánulos principales y a su vez, fusionándose con la membrana de alguno de estos orgánulos. Péptido señal Está constituido por unos 5 a 30 aminoácidos que están colocados en un orden particular y que son los primeros que aparecen cuando se está sintetizando la cadena polipeptidica. La péptida señal decide sobre el destino, la ruta de transporte y la eficiencia de secreción de una proteína. Endocitosis y exocitosis: concepto La endocitosis es un mecanismo clave por el cual las células introducen moléculas grandes, partículas extracelulares e incluso pequeñas células, englobándolas en una invaginación de la membrana citoplasmática, formando una vesícula que termina por desprenderse de la membrana para incorporarse al citosol. Estos mecanismos tienen como fin regular la composición de los lípidos y proteínas de la membrana plasmática, realizan una regulación de como las células interactúan en su entorno y por ende es su apoyo fundamental para la fisiología celular y la homeostasis. -Fagocitosis: es el mecanismo de endocitosis más común, consiste en la introducción de un sólido al medio intracelular. Estos pueden ser: una molécula de gran tamaño, una partícula o un microorganismo, como por ejemplo: bacterias, polvo atmosférico, células o restos celulares. -Pinocitosis: consiste en la captación de material del espacio extracelular por invaginación de la membrana citoplasmática. Con el desprendimiento hacia el interior celular de una vesícula que contiene liquido con posibles moléculas disueltas o partículas sólidas en suspensión. -Endocitosis mediada por receptor: es de tipo específica, captura macromoléculas específicas del ambiente, fijándose a través de proteínas ubicadas en la membrana plasmática. La exositosis es la expulsión o secreción de sustancias a través de la fusión de vesículas con la membrana celular. Es el proceso celular por el cual las vesículas situadas en el citoplasma se fusionan con la membrana citoplasmática, liberando su contenido al medio extracelular, la mayoría de hormonas, neurotransmisores y otras moléculas de la señalización son secretadas por exositosis. -Vía constitutiva: en toda célula eucariota existe un tráfico constante de vesículas que brotan de la red trans del Golgi y siguen en dirección a la membrana plasmática, donde se fusionan para liberar su contenido, se denomina constitutiva porque opera de manera continua y aporta lípidos y proteínas recién elaboradas a la membrana plasmática, por esta vía la membrana plasmática puede crecer en aquellas células que deben agrandar su contenido antes de la división celular. También lleva proteínas a la superficie celular que se liberaran al exterior, proceso que se denomina secreción, algunas de estas proteínas transportadas se adhieren a la superficie celular donde se convertirán en proteínas periféricas de la membrana plasmática y algunas se incorporaran en la matriz extracelular mientras que se difunden en el líquido extracelular donde nutren o señalizan otras células. -Vía regulada: funciona solo en células especializadas en secreción, estas células producen grandes cantidades de hormonas, mucus, enzimas digestivas o proteínas que se almacenan en vesículas secretoras para su liberación al exterior, estas vesículas brotan de la red trans del Golgi y se acumulan cerca de la membrana plasmática, en ese espacio aguardan la señal extracelular que promueve su fusión con la membrana plasmática y liberación del contenido hacia el exterior. Descargado por Ludmila Pagani ([email protected]) Encuentra más documentos en www.udocz.com  ¿Qué es la clatrina? Es una proteína citosolica que se sintetiza en los ribosomas libres del citosol, se encarga de inducir la curvatura de la membrana y la formación de vesículas producidas por endocitosis que surgen desde el Golgi destinadas a ser lisosomas o para ser secretadas solo por secreción regulada. La clatrina forma el recubrimiento de las microcavidades de membranas celulares donde se sitúan los receptores de lipoproteínas de la endocitosis mediada por receptor. Mecanismos generales de secreción de proteínas relacionadas al SEM Una de las vias de secreción principal comienza con la biosíntesis de proteínas sobre los ribosomas adheridos al RER, su tráfico interno por este orgánulo continuo por vesículas de transporte a través del complejo de Golgi hacia la superficie celular, o a otra organela. El destino de cualquier polipeptido sintetizado en el citosol depende de la secuencia de señales contenidas en su secuencia de aminoácidos, esta secuencia le permite su distribución y destino hacia el orgánulo que la requiere, las proteínas que carecen se estas señales generalmente quedan como residentes en el citosol. Matriz extracelular Los tejidos poseen una matriz extracelular que las mismas células secretan y que depositan alrededor de ellas, esta le otorga resistencia a la carga mecánica como sucede en los tejidos de sostén como los huesos. Los tejidos conectivos animales están compuestos en gran medida por matriz extracelular y otorgan la resistencia a la tensión, los diversos tipos de tejidos conectivos deben sus características específicas al tipo de colágeno que contienen. Otras moléculas de la matriz son: la elastina (proteína fibrosa que conforma fibras elásticas y que le permiten a la piel, arteria o pulmones, estirarse y recuperar su forma sin desgarrarse), la fibronectina (proteína que conecta al colágeno extracelular con la superficie celular), la integrina (atraviesa la membrana plasmática, la parte extracelular se une a la fibronectina y su parte intracelular se adhiere a través de un conjunto de moléculas de adaptación a los filamentos de actina), también posee polisacáridos y proteínas que en forma de geles rellenan los espacios de la matriz y otorgan resistencia a la compresión. El colágeno Pertenece a una familia de proteínas que son las más abundantes en el cuerpo humano y forma fibras proteicas que resisten la fuerza de desgarro, esta molécula es la principal proteína en la matriz orgánica de huesos, tendones y la piel. Tiene una estructura de triple hélice, larga y rígida en la que las 3 cadenas polipeptidicas se entrelazan formando una súper hélice, a su vez, estas moléculas se ensamblan y constituyen polímeros ordenados denominados fibrillas de colágeno, estas fibrillas pueden empaquetarse unas con otras y formar fibras de colágeno más gruesas. Las células generan el colágeno en los ribosomas adheridos al RER y los secretan a través del sistema de endomembranas en su forma precursora denominada pro colágeno, esta molécula precursora posee péptidos adicionales en cada extremo que impiden el ensamblado de las fibrillas a nivel intracelular, a nivel extracelular enzimas conocidas como proteinasas de pro colágeno cortan estos dominios terminales permitiéndole el ensamble y formando la proteína funcional. SUBUNIDAD NUMERO 7: Fisión binaria Las células procariotas se reproducen por fisión binaria (reproducción asexual). Un progenitor unicelular se divide para formar dos células hijas de menor tamaño idénticas desde el punto de vista genético. Es un tipo de reproducción típica de las bacterias, comienza con la duplicación del único cromosoma circular bacteriano y con un aumento considerable del tamaño celular, las dos copias migran hacia los polos y las proteínas necesarias para formar la maquinaria de división se ensamblan para que ocurra la separación usualmente en forma de anillo contráctil, luego se forma una especie de pared transversal que separa los dos cromosomas y se produce la separación de las dos células hijas. Recombinación génica en células procariotas La recombinación mezcla elementos genéticos de dos células diferentes en una misma célula dando lugar a un nuevo genotipo, tiene como consecuencia la variabilidad genética entre organismos y la transmisión de caracteres genéticos entre individuos de una población. Tiene lugar el apareamiento de moléculas de ADN que son homólogos y el intercambio de estas cadenas, formando un genotipo recombinante. En las bacterias existe la recombinación pero es ocasional, fragmentaria y no es necesaria para completar el ciclo de vida, pero es muy beneficiosa para la población. Descargado por Ludmila Pagani ([email protected]) Encuentra más documentos en www.udocz.com Ocurre mediante la transferencia de una porción del genoma desde una bacteria dadora hacia una bacteria aceptora y se forma un mero cigoto o cigoto parcial que contiene el genoma entero de la célula aceptora y una parte de la célula dadora. Existen 3 tipos de mecanismos de recombinación génica en bacterias: Conjugación: requiere el contacto directo entre dos bacterias, es un proceso polarizado ya que siempre va en la misma dirección. Hay células que siempre actúan como dadoras (factor F+) y otras que actúan como receptoras (factor F-). Transducción: este mecanismo esta mediado por un virus bacteriano denominado bacteriófago. Para que un fago infecte a una bacteria debe unirse a la superficie de la bacteria. Durante el ciclo de reproducción del fago se forman una partícula defectuosa dentro de la bacteria que contiene parte del ADN del fago y parte de la bacteria, esto se llama partícula transductora y cuando la bacteria se rompe, se liberan las partículas virales que pueden volver a infectar nuevas bacterias. Transformación: la célula aceptora toma genes de una molécula de ADN de la célula dadora que se encuentra en un medio que rodea a esta célula aceptora, la célula dadora se fragmenta y también lo hace la molécula de ADN, uno de estos fragmentos es captado por la célula aceptora, si hay fragmentos homólogos tiene lugar el intercambio de cadenas de ADN. Reproducción de los virus Tiene lugar cuando el virus penetra la célula hospedadora y utiliza toda la maquinaria replicativa de la célula para generar nuevas partículas víricas, este proceso recibe el nombre de ciclo lítico. En el crecimiento lítico el ADN viral circular se replica varias veces, la progenie de bacteriófagos lisan la célula hospedadora liberando nuevas partículas virales infectantes. Otros virus, penetran en la célula hospedadora y permanecen en ella sin introducir nuevas partículas víricas completas, estos virus siguen un ciclo lisogenico. Ciclo Celular El ciclo celular es un conjunto de sucesos ordenados que conducen al crecimiento de las células y a la división de 2 células hijas. Se inicia en el instante en el que aparece una nueva célula descendiente de otra, termina en el momento en que esta nueva célula origina 2 células hijas. Todas las células que se encuentran en el ciclo celular se denominan proliferantes, en cambio las que se encuentran en la fase G0 se denominan células quiescentes. La célula puede encontrase en dos estados claramente diferentes, en el estado de no división o interfase, o en el estado de división o fase M. Fases del ciclo celular -Interfase: fase más larga del ciclo, ocupando el 90% del ciclo, comprende tres etapas (G1, S y G2). -G1: primera fase en la que existe un crecimiento celular con síntesis de proteínas y de ARN, tiene una duración de 6 a 12hs aprox, tiempo en el que la célula duplica su tamaño y masa debido a la continua síntesis de todos sus componentes. -S: segunda fase en la que se produce la replicación o síntesis del ADN, obteniendo como resultado la duplicación de cada cromosoma y la formación de dos cromatidas idénticas. Con la duplicación del ADN el núcleo contiene el doble de proteínas nucleares y de ADN. Tiene una duración de 10 a 12hs. -G2: tercera fase en la que continua la síntesis de proteínas y de ARN, al final de este periodo pueden observarse en el microscopio cambios en la estructura células que indican el principio de la división celular. Tiene una duración aproximada de entre 3 a 4hs, termina cuando la cromatina empieza a condensarse al iniciar la mitosis. -Fase M: la célula progenitora se divide en dos células hijas idénticas, esta fase incluye la mitosis (profase, metafase, anafase y telofase) y la citocinesis que se inicia en la telofase mitótica. Dura alrededor de 30 min. Descargado por Ludmila Pagani ([email protected]) Encuentra más documentos en www.udocz.com  Regulación del ciclo celular El ciclo es controlado por un sistema que vigila cada paso realizado en regiones concretas, la célula comprueba que se cumplan las condiciones para pasar a la etapa siguiente y si no se cumplen, el ciclo se detiene. Existen tres puntos de control principales, el primer punto es la transición de G1 a S (controla que el ambiente sea favorable y que el ADN este intacto), el segundo es el paso de G2 a M (verifica que el ambiente sea favorable y que el ADN se haya replicado correctamente) y por último, el tercer punto es el avance de metafase a anafase (controla que todos los cromosomas se hayan unido al huso mitótico). Los genes que regulan el ciclo celular se dividen en 3 grandes grupos: Primer grupo: genes que codifican proteínas para el ciclo, como enzimas y precursores de la síntesis de ADN o enzimas para la síntesis y ensamblaje de tubulina. Segundo grupo: genes que codifican proteínas que regulan positivamente el ciclo, también llamados proto oncogenes que activan la proliferación celular para que las células quiescentes pasen de la fase S y entren en división, algunos de estos genes codifican las proteínas del sistema de cinasas que constituyen la parte central del sistema de control de las células en proliferación, pero son activadas en momentos oportunos y luego vuelven a ser desactivadas con rapidez y de ciclinas que forman parte de la regulación pero no ejercen la actividad enzimática por sí mismas, deben unirse a las cinasas para poder realizar la activación y desactivación en los momentos apropiados. Por esto se denominan a las cinasas como “cinasas dependientes de ciclinas” o “Cdk”. Tercer grupo: genes que codifican proteínas que regulan negativamente el ciclo, también denominados genes supresores tumorales. Mitosis Es la división del material genético de una célula madre a dos células hijas genéticamente idénticas y que produce células para el crecimiento y la reparación tisular. Es un proceso de división conservativo, ya que el material genético se mantiene de una generación celular a la siguiente, conservando el número de conjuntos de cromosomas en sus dos células hijas. - Interfase: el material genético de la célula madre va a duplicarse al igual que el centrosoma. - Profase: las fibras de cromatina se enrollan más y se condensan en cromosomas y cada cromosoma duplicado aparece como dos cromátides hermanas. Comienza a formarse el huso mitótico y los centrosomas se alejan en dirección a dos polos opuestos. La envoltura nuclear se fragmenta y algunos microtúbulos se unen a los cinetocoros de los cromosomas. - Metafase: los centrosomas ya se encuentran en dos polos opuestos. Los cromosomas se congregan sobre la placa metafásica, un ecuador imaginario. Se terminan de unir los cinetocoros de los cromosomas con los microtúbulos del huso mitótico. - Anafase: las dos cromátides hermanas comienzan a separarse y a convertirse en cromosomas individuales,estos cromosomas comienzan a moverse a sitios opuestos de la celular. Al final de la fase, los dos extremos de la célula contienen conjuntos equivalentes y completos de cromosomas. - Telofase: Dos núcleos hijos comienzan a formarse en la célula con fragmentos de la envoltura nuclear de la célula madre y parte del sistema de endomembranas. Los cromosomas comienzan a descondensarse y luego se da lugar a la citocinesis y las dos células hijas aparecen poco después del final de la mitosis. - Citocinesis: ocurre la división del citoplasma, a través de la segmentación. El primer paso es la aparición del surco de segmentación, una hendidura profunda en la superficie celular cerca del “ecuador”. Sobre el lado citoplasmático del surco de segmentación se encuentra un anillo contráctil de microfilamentos de actina con moléculas de miosina que interactúan para hacer que el anillo se contraiga y el surco de segmentación se profundice hasta que la célula progenitora se divida en dos células hijas. Huso mitótico: muchos de los acontecimientos de la fase M dependen del huso mitótico, estructura constituida por fibras compuestas por microtúbulos y proteínas asociadas. El ensamble de los microtúbulos del huso comienza en el centrosoma, un orgánulo sin membrana que funciona a lo largo de todo el ciclo celular para organizar los microtúbulos celulares. Cinetocoro: es una estructura proteica compleja a la que se unen los microtubulos, aunque la estructura y su función no se conoce completamente, contienen varios motores de moléculas y otros componentes. Descargado por Ludmila Pagani ([email protected]) Encuentra más documentos en www.udocz.com  Meiosis La meiosis está involucrada en la reproducción sexual, los gametos son haploides (tienen un solo juego de cromosomas), las demás células son diploides (tienen dos juegos de cromosomas, uno materno y otro paterno). Es un tipo especial de división celular en la que el número de cromosomas se reduce con precisión a la mitad. Ocurre en las glándulas sexuales para la reproducción de los gametos. Este proceso se lleva a cabo en dos divisiones nucleares y citoplasmáticas denominadas Meiosis I y Meiosis II, ambas comprenden: profase, metafase, telofase y anafase. Las dos divisiones sucesivas producen cuatro núcleos haploides, cada uno con un cromosoma de cada tipo. Meiosis I: es la etapa más compleja, esta es una división reduccional que es responsable del mantenimiento cromosomo característico de cada especie. Miembros de cada par homólogo de cromosomas se emparejan durante la profase formando bivalentes (dos valores opuestos). Se forma una estructura proteica denominada complejo sinaptonemico permitiendo que se produzca la recombinación entre ambos cromosomas homólogos, posteriormente se produce una gran condensación cromosómica, los bivalentes se sitúan en la placa ecuatorial durante la primera metafase dando lugar a la migración de cromosomas a cada uno de los polos durante la primera anafase. Etapas de la meiosis I: - Profase I: los cromosomas se condensan en filamentos largos dentro del núcleo, los cromosomas homólogos comienzan a acercarse hasta quedar recombinados en toda su longitud, este complejo resultante se conoce como bivalente o tetra, donde los cromosomas homólogos (uno materno y uno paterno) se aparean formándose así las cromátidas homologas. Una vez que los cromosomas están apareados, se produce el crossing over (intercambio del material genético). El final de la profase I meiotica ocurre por la rotura de la membrana nuclear. - Metafase I: el huso acromático aparece totalmente desarrollado, los cromosomas se sitúan en el plano ecuatorial y unen sus centrómeros a los filamentos del uso. - Anafase I: los quiasmas se separan de forma uniforme, los microtubulos del huso se acortan en las regiones de cinetocoro por lo que los cromosomas homólogos se dirigen a los lados opuestos de la célula. - Telofase I: cada célula hija tiene la mitad del numero de cromosomas, pero cada cromosomas contiene un par de cromatidas, los microtubulos del huso comienzan a desaparecer y una membrana nuclear nueva rodea a cada sistema haploide, los cromosomas comienzan a desarrollarse nuevamente dentro de la membrana nuclear y por ultimo ocurre la citocinesis para la división de la célula. Meiosis II: las cromatidas hermanas que forman cada cromosoma se separan y distribuyen entre los núcleos de las células hijas. Entre estas dos etapas sucesivas no existe la fase S (replicación del ADN) y luego la maduración de estas celulas hijas da lugar a los gametos. Etapas de la Meiosis II: - Profase II: comienza a desaparecer la envoltura nuclear y el nucléolo, se pueden ver largos cuerpos filamentosos de cromatina que comienzan a condensarse como cromosomas visibles, se forma el huso entre los centriolos que ya han comenzado a desplazarse hacia los polos. - Metafase II: las fibras del huso se unen a los cinetocoros de los cromosomas y estos se alinean a lo largo del plano ecuatorial. - Anafase II: las cromatidas unidas a las fibras del huso se separan y se desplazan a los polos opuestos, ahora cada cromatida se denomina cromosoma. - Telofase II: hay un miembro de cada par homólogo en cada polo, cada uno es un cromosoma no duplicado, se reensamblan las envolturas nucleares, desaparece el huso acromático y los cromosomas se alargan para formar hilos de cromatina, luego ocurre la citocinesis produciendo dos células hijas. Descargado por Ludmila Pagani ([email protected]) Encuentra más documentos en www.udocz.com  Crossing over Ocurre una vez que los cromosomas se encuentran apareados, en este proceso las cromatidas homologas no hermanas intercambian material genético, dando como resultado el aumento en gran medida de la variación genética entre la descendencia de progenitores que se reproducen por vía sexual. Los cromosomas continúan condensándose hasta que se puede observar las dos cromatidas de cada cromosoma, además, en este momento se pueden observar los lugares del cromosoma donde se ha producido la recombinación, estas estructuras tienen forma de x y reciben el nombre de quiasmas, cada quiasma se origina en un sitio de entrecruzamiento. Fallas en el proceso de división celular y sus consecuencias en salud Los errores en la división son muy pocos frecuentes pero en la mitosis pueden ocurrir fallas en el proceso, especialmente durante las primeras divisiones celulares en el cigoto, estos errores mitóticos pueden ser muy peligrosos para el organismo porque el descendiente futuro de la célula madre defectuosa mantendrá la misma anomalía. Las alteraciones cromosómicas son las causantes de las cromosomopatías: -No disyunción: ocurre cuando un cromosoma puede no separarse durante la anafase, si esto ocurre una célula hija recibirá dos cromosomas hermanos y la otra se quedara sin ninguno. -Delecion: perdida de una región o banda cromosómica. -Translocación: intercambio genético entre dos cromosomas no homólogos. -Inversion: reordenamiento de una parte del cromosoma. -Duplicación cromosómica: ganancia de una región cromosómica. Gametogénesis La reproducción sexual se caracteriza por la fusión de dos células sexuales haploides para formar un cigoto diploide, por lo que se deduce que en un ciclo vital sexual debe ocurrir la meiosis antes de que se originen los gametos como en los animales y en otros pocos organismos donde la meiosis precede de manera inmediata a la formación de los gametos. Las únicas células haploides son los gametos, que se forman cuando algunas células de la línea germinal experimentan la meiosis y este proceso se denomina gametogénesis. La gametogénesis masculina denominada espermatogénesis conduce a la formación de cuatro espermatozoides haploides por cada célula que entra en la meiosis. En cambio, la gametogénesis femenina, llamada ovogénesis genera un solo ovulo por cada célula que entra en la meiosis. Apoptosis Es una forma de destrucción o muerte celular programada provocada por las mismas células con el fin de autocontrolar su desarrollo y crecimiento. Se desencadena por señales celulares controladas genéticamente, tiene una función muy importante en el organismo ya que hace posible la destrucción de las células dañadas, evitando la aparición de enfermedades como el cáncer que es consecuencia de una replicación indiscriminada de una célula dañada. Este es un proceso ordenado que generalmente da ventajas al conjunto de organismo durante su ciclo normal de vida. Puede ocurrir cuando una célula está dañada y no tiene la posibilidad de ser reparada o cuando ha sido infectada por un virus, la decisión de iniciar la apoptosis puede provenir de la misma célula, del tejido circundante o de una reacción proveniente del sistema inmunológico. Cuando la capacidad de la célula para realizar la apoptosis se encuentra dañada o si el inicio de la apoptosis ha sido bloqueado, la célula dañada continúa dividiéndose resultando en un tumor que puede ser canceroso. Necrosis Es un estado irreversible de la célula con incapacidad de mantenimiento de la integridad de la membrana plasmática y en la cual se liberan los elementos citoplasmáticos, hay destrucción de las proteínas por acción de los lisosomas propios o provenientes de las enzimas líticas de leucocitos vecinos ya que la necrosis atrae los componentes de la inflamación. La célula pierde su función específica y solamente forma parte de los restos celulares que seguirán fagocitados por los macrófagos. Recombinación génica en eucariotas La recombinación génica mezcla elementos genéticos de dos células diferentes en una misma célula dando lugar a un nuevo genotipo, tiene como consecuencia la variabilidad genética de los organismos de una población y la transmisión de caracteres genéticos entre los individuos de una población. Ocurre el apareamiento de moléculas de ADN que son homólogos y el intercambio de estas cadenas de ADN, formándose un genotipo recombinante. Descargado por Ludmila Pagani ([email protected]) Encuentra más documentos en www.udocz.com  SUBUNIDAD NUMERO 8: Conceptos importantes Crecimiento: aumento en el número y tamaño de las células. Desarrollo: sucesión de cambios que tienen lugar en un organismo a partir de la fecundación, primero hablamos de un desarrollo embrionario y luego el post natal que origina un organismo adulto. Diferenciación: proceso por el que una célula experimenta un cambio progresivo hasta convertirse en un tipo celular especializado, se produce debido a la expresión génica diferencial. Determinación: fenómeno previo a la diferenciación por el cual una célula está comprometida irreversiblemente a cumplimentar un determinado programa de diferenciación celular. Potencialidad: capacidad que tiene una célula para producir otros tipos celulares, la totipotencialidad quiere decir que tiene el 100% de la capacidad para producir diferentes tipos celulares y la pluripotencialidad es una gran potencialidad pero menor que la totipotencial. Homeobox: son una secuencia de ADN que forma parte de genes implicados en la regulación del desarrollo y estos genes que tienen un homeobox se denominan genes homeoticos ya que codifican proteínas que son factores de transcripción de genes involucrados en la conformación de los segmentos corporales en un embrión es decir, que participan del desarrollo embrionario. La fecundación Es la fusión de las gametas (células sexuales) que se obtienen mediante la meiosis, esta fusión va a generar una primera célula denominada huevo o cigoto. A partir de esta primera célula comienza la división mediante la mitosis conformando el desarrollo embrionario. Además se hacen presentes diversos eventos celulares que hacen que las células se vayan determinando para realizar una función específica. En el desarrollo embrionario van a participar genes homeoticos que son aquellos que se activan y participan exclusivamente durante el desarrollo embrionario y la expresión diferencial de genes mediante la transcripción y traducción que son mecanismos que tienen que ver con la expresión. Lo primero que ocurre en la fecundación es que un solo espermatozoide ingresa a las zonas que protegen al ovulo y comienzan a ocurrir una especie de modificaciones, que impiden que se unan otros espermatozoides. Se une el núcleo y los 23 cromosomas aportados por cada gameto, de esa forma se restaura el numero cromosómico de las especie humana que es de 46 cromosomas, inmediatamente después de la fusión de los núcleos, la célula comienza a dividirse por mitosis y sus células hijas seguirán reproduciéndose permitiendo el desarrollo hasta llegar al estadio de embrión. Estadios embrionarios -Huevo o cigoto: es la única célula totipotencial (capacidad completa de producir todo un organismo a partir de una sola y única célula), y comienza a dividirse en otras células. A esta célula a su vez se la caracteriza usando el término de célula indiferenciada ya que no tiene una función particular para la cual depende su forma, porque su función es dar origen a las demás células. -Mórula: es un macizo celular compacto que está formado por 16 células aprox y cada una de estas células son pluripotenciales (gran potencialidad pero menor que las totipotenciales). -Blástula: se genera un hueco o cavidad que contiene líquido, las células comienzan a diferenciarse. -Gástrula: la blástula comienza a plegarse y comienzan a notarse diferentes células que empiezan a diferenciarse para formar al final de la gástrula un disco trilaminar es decir, 3 capas diferentes de células. -Embrión: se desarrolla a partir del fin de la gástrula. Descargado por Ludmila Pagani ([email protected]) Encuentra más documentos en www.udocz.com  Disco trilaminar Aparece en la gástrula con 3 capas embrionarias diferentes entre sí y cada una de estas capas tiene la potencialidad suficiente para generar todas las células de diferentes tejidos. -Ectodermo: es la capa externa, se van a formar células del tejido epitelial y nervioso. -Mesodermo: la capa del medio, se generan los tejidos óseo, sanguíneo, cartilaginoso, adiposo y muscular. -Endodermo: la capa interna, a partir de estas cé