Fisiología Humana (Tema 3) - MVL98 - PDF

TEMA 3. LA CELULA. CODIFO GENETI... MVL98 Fisiología Humana 1º Grado en Enfermería Escuela de Enfermería de la Fundación Jiménez Díaz Universidad Autónoma de Madrid Reservados todos los derechos. No se permite la...

TEMA 3. LA CELULA. CODIFO GENETI... MVL98 Fisiología Humana 1º Grado en Enfermería Escuela de Enfermería de la Fundación Jiménez Díaz Universidad Autónoma de Madrid Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-1500717 LA CƒLULA. CîDIGO GENƒTICO NòCLEO Es un org‡nulo unido a una membrana y rodeado por una doble estructura. Se comunica con el citoplasma a travŽs de los poros celulares. Contiene ADN,ARN y prote’nas. El tipo de ARN depende de los genes que estŽn activos en cada tipo cŽlula. Durante la divisi—n celular, el ADN y las prote’nas que lo rodean se condensan para formar los cromosomas que se hacen visibles al microscopio. Contiene nucleolos que forman los ribosomas, los cuales salen desde el nœcleo al ret’culo endoplasm‡tico, y son fundamentales para la s’ntesis de prote’nas. ADN: REPLICACIîN, TRANSCRIPCIîN Y TRADUCCIîN EL ADN es un ‡cido nucleico que contiene las instrucciones genŽticas usadas en el desarrollo y funcionamiento de todos los organismos vivos conocidos y algunos virus, y es responsable de su transmisi—n hereditaria. La funci—n principal de la molŽcula de ADN es el almacenamiento a largo plazo de informaci—n. El ADN est‡ formado por una larga secuencia de nucle—tidos. Cada nucle—tido contiene una de las 4 bases nitrogenadas propias del ADN: adenina, timina, citosina y guanina. En los seres vivos el ADN forma una cadena de dos hebras enlazadas en doble hŽlice. Las dos hebras est‡n unidas entre s’ mediante puentes de hidr—geno que aparean las bases nitrogenadas: Adenina-Timina, Citosina- Guanina. Est‡ formado por la uni—n de muchos desoxirribonucle—tidos. La mayor’a de las molŽculas de ADN poseen dos cadenas antiparalelas ( una 5«-3«y la otra 3 «-5«) unidas entre s’ mediante las bases nitrogenadas, por medio de puentes de hidr—geno.La adenina enlaza con la timina, mediante dos puentes de hidr—geno, mientras que la citosina enlaza con la guanina, mediante tres puentes de hidr—geno. El ADN es el portador de la informacion genŽtica, se puede decir por tanto, que los genes est‡n compuestos por ADN. el ADN es una macromolŽcula constituida por dos hebras o Þlamentos enrollados uno sobre otro en sentido dextr—giro (es decir, en el del movimiento de las agujas del reloj), formando as’ una doble hŽlice. Cada hebra est‡ constituida por una larga secuencia de nucle—tidos, que forman el esqueleto de la macromolŽcula de ADN. Los nucle—tidos se unen entre s’ por un enlace fosfodiŽster entre los azœcares (es decir, entre un grupo fosfato, PO4-3, enlazado a un azœcar y un hidroxilo, OH, del azœcar del nucle—tido precedente). La informaci—n genŽtica est‡ contenida en las distintas secuencias de nucle—tidos del esqueleto del ADN. Las dos hŽlices de ADN se mantienen unidas por enlaces dŽbiles de naturaleza f’sica, los enlaces de hidr—geno, y por enlaces qu’micos dŽbiles, los enlaces de Van der Waals. Los pares de bases son perpendiculares al eje principal de la molŽcula: una vuelta completa de la hŽlice sobre s’ misma comprende diez pares de bases. Las dos hŽlices est‡n polarizadas, es decir, poseen una direcci—n, que viene determinada por el extremo libre del œltimo nucle—tido, el cual puede ser el carbono nœmero 3 o 1 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-1500717 el nœmero 5 de la molŽcula de desoxirribosa; en consecuencia, cada hebra de ADN poseer‡ una extremidad 5' - 3' y la otra en direcci—n 3' - 5', y se dice que son antiparalelas. REPLICACIîN ADN Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. La enzima responsable de la s’ntesis del ADN es la ADN polimerasa, que empareja cada base complementaria. La s’ntesis se produce siempre en la misma direcci—n, del extremo 5' al extremo 3' de la hebra plantilla; cuando la doble hŽlice se abre para que cada una de sus hebras pueda servir de plantilla, cada una de ellas posee una direcci—n opuesta a la de la otra; de este modo, la s’ntesis de las nuevas hŽlices hijas se produce simult‡neamente sobre las dos hŽlices plantilla: cada una en direcci—n opuesta a la otra. Se forman as’ dos molŽculas hijas idŽnticas, constituida cada una por una hŽlice antigua, usada como plantilla, y una hŽlice nueva sintetizada. Este tipo de duplicaci—n se denomina semiconservativa porque la doble hŽlice hija conserva s—lo una de las dos hebras de la molŽcula madre. En la actualidad es posible observar, mediante el microscopio electr—nico, las horquillas de replicaci—n previstas por el modelo semiconservativo elaborado por Watson y Crick, es decir, los puntos en que la doble hŽlice se abre para que se produzca la s’ntesis; de hecho, se constata que la duplicaci—n de la molŽcula de ADN se produce simult‡neamente en las dos direcciones opuestas con dos horquillas de replicaci—n. En las cŽlulas procariotas, con ADN circular, la duplicaci—n del ADN se inicia en un œnico punto de origen y continœa en las dos direcciones hasta que las dos horquillas de replicaci—n se encuentran. En las cŽlulas procariotas, en las que la cantidad de ADN es superior, la duplicaci—n se inicia en varios puntos dispersos en la molŽcula, cada uno de los cuales actœa como origen de una replicaci—n que procede en ambas direcciones. Adem‡s de la ADN polimerasa, en el proceso de duplicaci—n del ADN intervienen otras enzimas, como por ejemplo la helicasa, que "desenrolla" la parte de la doble hŽlice que ha de abrirse para que se inicie la replicaci—n. TRANSCRIPCIîN Se utiliza como molde una hebra de ADN. La ARN polimerasa sintetiza el ARN mensajero (ARNm). El ARNm migra desde el nœcleo al citoplasma. El ARNm pasa diferentes tipos de maduraci—n y durante el splicing se eliminan las secuencias no codiÞcantes (se eliminan los intrones y permanecen los exones). Una secuencia codiÞcante de ARNm est‡ compuesto por tres bases que dan lugar a un cod—n. 2 1 descarga sin publicidad = 1 coin Fisiología Humana Banco de apuntes de la a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-1500717 TRADUCCIîN El ribosoma se une al ARNm en el cod—n de inicio (AUG) que es reconocido solo por el ARNt iniciador. El ribosoma procede a la fase de elongaci—n de la s’ntesis de prote’nas. Durante esta fase, lo complejos compuestos por un amino‡cido ligado a ARNt, se unen Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. secuencialmente por el anticod—n al cord—n espec’Þco de ARNm por complementariedad de bases. El ribosoma se mueve cod—n a cod—n a lo largo del ARNm. Los amino‡cidos se van a–adiendo de uno en uno, traduciendo a secuencias polipept’dicas dictadas por el ADN y representadas por el ARNm. Al Þnal, un factor liberador se une al stop cod—n, terminando la traducci—n y liberando el pilopŽptido completo desde el ribosoma. DIVISIONES CELULARES CICLO CELULAR Es el conjunto ordenado de eventos que culmina con el crecimiento de la cŽlula y la divisi—n en dos cŽlulas hijas. Las cŽlulas que no est‡n en divisi—n no se consideran que estŽn en el ciclo celular. - FASE G1: Se inicia con una cŽlula hija. Se produce el crecimiento y desarrollo de la cŽlula, por lo que hay una gran s’ntesis de prote’nas. - FASE S: La cŽlula va a duplicar su ADN, ya que las cŽlulas hijas de la mitosis tienen una sola crom‡tida. - FASE G2: La cŽlula completa su crecimiento y se prepara para la mitosis. MITOSIS La mitosis es el proceso de divisi—n celular por el cual se producen dos cŽlulas hijas idŽnticas entre ellas e idŽnticas a la cŽlula progenitora. - PROFASE: La cromatina se condensa hasta formar cromosomas, cada uno compuesto por dos crom‡tidas, unidas por el centr—mero. Los centr’olos se duplican, constituyendo los centrosomas, que se alejan hacia los lados opuestos del nœcleo, constituyendo el huso acrom‡tico. Desaparecen la membrana nuclear, que se rompe en ves’culas, y el nucleolo. - METAFASE: Los cromosomas se alinean en la placa ecuatorial (formando la placa metaf‡sica/ecuatorial) y se sujetan en su lugar por los microtœbulos unidos al huso mit—tico y a parte del centr—mero. - ANAFASE: Las crom‡tidas de cada cromosoma se alejan a ambos polos, arrastradas por los centr—meros. 3 1 descarga sin publicidad = 1 coin a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-1500717 - TELOFASE: Los cromosomas hijos llegan a los polos y los microtœbulos desaparecen. La cromatina condensada se expande y la membrana nuclear reaparece. - CITOCINESIS: El citoplasma se divide, la membrana celular se invagina produciendo dos cŽlulas hijas. MEIOSIS Es el proceso por el que una cŽlula progenitora diploide (con ambos cromosomas hom—logos) se divide para producir 4 cŽlulas hijas haploides. Es el tipo de divisi—n celular por el que se producen las cŽlulas germinales: espermatozoides y —vulos. - Antes de que se produzca la primera divisi—n, los cromosomas se duplican. - PROFASE 1: Se condensan los cromosomas, se forma el huso acrom‡tico y desaparecen la membrana nuclear y el nucleolo. Se produce la sinapsis y el sobrecruzamiento , dando lugar a la recombinaci—n genŽtica. - METAFASE 1: Los cromosomas hom—logos se alinean en la placa ecuatorial. - ANAFASE 1: Se produce la tracci—n de las Þbras del huso, que provoca la separaci—n de cromosomas hom—logos, uno a cada polo. - TELOFASE 1: La membrana nuclear reaparece y puede darse la divisi—n del citoplasma. Obtenemos 2 cŽlulas hijas con la mitad de cromosomas que la cŽlula madre. - PROFASE 2: El ADN no se replica. - METAFASE 2: Los cromosomas se alinean en la placa ecuatorial. - ANAFASE 2: Los centromeros se dividen y las crom‡tidas hermanas migran separadamente a cada polo. - TELOFASE 2: Se completa la divisi—n celular. Se obtienen 4 cŽlulas hijas. Una cŽlula progenitora produce 4 cŽlulas hijas que tiene la mitad de cromosomas que la cŽlula original. Gracias al sobrecruzamiento son genŽticamente diferentes. REGULACIîN DEL CICLO CELULAR Todas la cŽlulas eucariotas tienen un "reloj molecular" que determina cuando debe dividirse. Para programar estos sucesos el "reloj del ciclo celular" se vale de diversas molŽculas proteicas. Los dos " engranajes" moleculares de este reloj son las ciclinas y las quinasas (CDK) - CDK: Kinasa dependiente de las ciclinas: agrega fosfato a una prote’na. - Ciclinas: Son las mayores llaves de control para el ciclo celular, causando que cŽlula se mueva de G1 a S o G2 a M. - P53: Es una prote’na que funciona bloqueando el ciclo celular si el ADN est‡ da–ado. Si el da–o es severo esta prote’na puede causar la apoposis (muerte 4 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-1500717 celular). Los niveles de P53 est‡n incrementados en las cŽlulas da–adas. Esto otorga tiempo para reparar el ADN por bloqueo del ciclo celular. - P27: Es una prote’na que se une a ciclinas y CDK bloqueando la entrada en fase S. - FPM (Factor Promotor de la Maduraci—n): incluye la CDK y ciclinas que desencadenas la progresi—n del ciclo celular. Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. PUNTOS DE CONTROL (CHECKPOINTS) Varios sistemas para interrumpir el ciclo celular cuando algo va mal, es un Òcontrol de calidadÓ del ciclo celular. - Fase S: Se detectan los fragmentos de Okazaki y no continœa el ciclo hasta que han desaparecido. - Da–o del ADN: Se controla antes de que la cŽlula entre en fase S (G1 checkpoint), durante la fase S y despuŽs de la replicaci—n (G2 checkpoint). - Control del huso: Detectan cualquier error en las Þbras del huso al unirse a los cinetocoros y detienen la cŽlula en la metafase (M checkpoint). Detectan alineamientos incorrectos del huso y bloquean la citocinesis. Si el da–o es irreparable se produce la apoptosis. 5 1 descarga sin publicidad = 1 coin