1670- Van Leeuwenhoek describió organismos pequeños como protozoos y flagelados parasitarios, nematodos, espermatozoides, etc. Talló lentes y creó su propio microcopio. Estudió también el desarrollo embrionario de varios animales comenzando con la investigación en la nueva ciencia de la histología y embriología.

1665- Hooke, describe tejidos de distintos vegetales como helechos y corteza de árbol de alcornoque. Con la observación microscópica de esta ultima propone el término cellula para designar a las estructuras presentes en el corcho. En realidad solo observo su “envase” y no a la celula.

Grew introduce el concepto de tejido, como el conjunto de células que cumplen una misma función.

1840- Schleiden y Schwann comparten con Virchow (1855) el mérito de la formulación de la teoría celular, como resultado de investigaciones microscópicas en tejidos de renacuajos (Schleiden y Schwann); (Virchow) “toda celula porviene de otra celula preexitente, producto de una división natural”, estudió las transformaciones de tejidos y células en procesos patológicos.

Schultze define a la celula como “una porción de protoplasma en cuyo interior se encuentra un nucleo”

Strasburger establece la distinción entere citoplasma y nucleoplasma.

Pasteur postuló la hipótesis mas conocida como la teoría de los gérmenes de la enfermedad la cual trató sobre las infecciones causadas por microorganismos.

Koch identificó la bacteria productora de la tuberculosis.

1928- Fleming descubre los antibióticos con la penicilina.

Para esa época ya eran conocidos los cromosomas, considerados los portadores de herencia.

En la década del 40, se corrobora la hipótesis de Morgan y Sutton (retomando las ideas de Mendel) de que los genes se encuentran en los cromosomas.

De los conocimientos bioquímicos que dieron a conocer a los cromosomas, se descubrió la genética molecular.

1994- Avery demostró que el ADN formaba parte de los cromosomas y que las características genéticas se transmitían a través de el. El ADN es material genético.

1953- Crick y Watson propusieron el modelo de doble hélice para la estructura del ADN, aceptando el papel de portador y transmisor de información genética que tiene el ADN.

Decada del 60- Se decubre el código genético universal mediante el cual la información contenida en el ADN se traduce en distintas proteínas.

1973- Boyer y Cohen introducen la celula bacteriana ADN de sapo, dando inicio a la técnica de clonación de genes, es decir, a la inserción de porciones de ADN de una especie dadora en un organismo huésped o receptor y su replicación en este ultimo.

1800- Burdach designa como Biologia a la Ciencia que estudia a todas las criaturas y fenómenos vitales.

1884- Gram desarrollo la técnica de tinción, utilizando colorantes que permitió diferenciar a las bacterias teniendo en cuenta la composición de su pared celular. Gram positivas: se combinan con los colorantes, presentan peptidoglucanos en mayor proporción, resistentes. Gram negativas: no se combinan con los colorantes, presentan menor proporción de peptidoglucanos, poseen una membrana externa constituida por una bicapa lipídica y proteínas. (células procariontes).

Los peptidoglucanos son grandes moléculas conformadas sobre la base de un disacárido unido a un péptido.

SIGLO XIX- Siglo de las grandes aproximaciones a las leyes de la vida. La teoría de la evolución de Darwin-Wallace; los estudios embriológicos de Haeckel y Baer; los trabajos de Histologia humana de Roux; el descubrimiento del ADN por Miescher; las Leyes de la Genetica de Mendel; la teoría celular, etc.

Siglo XIX Darwin publica “el origen de las especies” fue avalada por gran cantidad de experiencias, desechando asi la teoría de Lamarck

Mendel, fue el reconocedor de los fenómenos de la herencia que Darwin no pudo explicar, siendo así Mendel el fundador de la genética clásica.

Siglo XX- Se teoriza sobre la aparición de las primeras protobacterias y el origen espontaneista-evolucionista de la vida.

 

Generalidades de los seres vivos:

1. Capacidad de reproducirse: pueden generar un nuevo individuo
2. Capacidad de crecer y desarrollarse: crecer: aumentar de tamaño incorporando materia o aumentando su cantidad de células. Desarrollarse: son cambios cualitativos; etapas por las que trasncurre un ser vivo.
3. Formados por células: la unidad estructural y funcional de la materia viviente.
4. Organización: son sistemas organizados que trabajan en conjunto, entre mas componentes mas complejo es el sistema.
5. Irritabilidad: reaccionan ante un estimulo, como lo puede ser el medioambiente.
6. Metabolismo: son sistemas transformadores de materia y energía
7. Sistemas abiertos: porque intercambian materia y energía, es decir, realizan el metabolismo.
8. Evolución: históricamente los seres vivos de adaptan al medioambiente en el que coexisten. Biodiversidad.
9. Autopoiesis: la capacidad que tienen de constituirse a si mismos, porque requieren materia para constituirse.
10. Homeostasis: mantienen su medio interno relativamente constante a pesar de los cambios que hayan a su alrededor.

Niveles de organización de la materia viva:

Las células pueden formar colonias y tejidos: COLONIAS: máximo nivel de organización de materia viva en seres unicelulares. TEJIDOS: agregados de células semejantes ordenadas de una determinada manera que se organizan para cumplir una misma función.

• Particulas subatómicas (p+, n, e-)
• Atomos (C,H,O,N,P,S)
• Moléculas (O2,CO2, H2O, azucares, aminoácidos, acidos grasos)
• Macromoléculas (polímeros, proteínas, acidos nucleicos, polisacáridos)
• Complejos de macromoléculas (ribosomas, membrana, citoesqueleto, virus)
• Nivel celular
• Nivel tisular
• Nivel de órganos
• Aparatos y sistemas

1. Poblacion
2. Comunidad
3. Ecosistema
4. Bioma
5. Biosfera

BIODIVERSIDAD:

• Ligado al concepto de ecosistema, biodiversidad es el numero de diferentes especies que conviven en un determinado hábitat.

Microscopios y estudio de las células:

El limite de resolución es la menor distancia entre dos puntos que puede diferenciar un sistema ocular, en la especie humana esta medida es de 0,2 mm.

Escalas:

ʌ = 1 micrometro = 10^ -6 m

nm = 1 nanómetro = 10^ -9 m

Ȧ = 1  Angstron = 10^ -10 m

LUPAS: permiten observar en detalle y el relieve de partes de invididuos visibles al ojo humano, como embriones, artrópodos, hongos, etc.

MICROSCOPIOS: son utilizados para observar células y tejidos vivos o post-mortem de un tamaño de entre 100 y 0,1 ʌ (óptico).

Caracteristicas generales de la celula:

• Nos aproximamos al concepto de vida encontrando una uniformidad en la biodiversidad.
• Capacidad de autoregulacion
• Complejidad creciente
• Alto grado de organización
• Todos los seres vivos están compuestos por células y productos celulares.
• Las nuevas células provienen de las ya existentes.
• DENOMINAMOS A LA CELULA COMO UNIDAD ESTRUCTURAL Y FUNCIONAL DE LOS SERES VIVOS.
• Las células son sistemas complejos: Las estructuras y organelas realizan funciones especificas pero hacen posible una organización general entre ellas. (procariontes y eucariontes).
• Las células se reproducen: a través de división celular. División celular meiótica: forma una gameta.
• Las células metabolizan: realizan metabolismo (anabolismo construye materia y almacena energia y catabolismo degrada materia y libera energía).
• Las células mantienen un equilibrio interno:
• Las células poseen irritabilidad: la capacidad de responder a los cambios que se producen en su medio interno o externo.
• Las células evolucionan: mediante las adaptaciones que adquieren genéticamente.

Propiedades del agua:

• Al tener una densidad negativa en el oxigeno y una positiva en cada hidrogeno (una polaridad), la molecula de agua obtiene la capacidad de solvente.
• Es el solvente en el cual se hallan disueltas las sustancias necesarias para la existencia de las células.
• Tiene propiedades físico-quimicas únicas, como punto de fusión, calor de vaporización, capacidad calorífica, punto de ebullición y tensión superficial.
• Las moléculas de agua establecen un dipolo permanente (ya que es asimétrica) y como consecuencia de esta polaridad, tienden a unirse entre si mediante enlaces puente de hidrogeno.
• Los compuestos ionicos y polares son solubles en agua.

IMPORTANTES:

• Cohesion: unión entre moléculas de agua.
• Adhesión: unión de la molecula de agua con otras polares.
• Alto calor especifico del agua: energía necesaria para aumentar un grado de 1 gramo de agua, manteniendo la temperatura de los organismos relativamente constante.
• Alto calor de vaporización: termorregulador, exceso de calor corporal absorbido por el agua de la transpiración.
• Menor densidad del hielo con respecto al agua liquida

Celulas procariontes y eucariontes:

FLAGELOS: Extenciones largas y delgadas constituidas por monómeros de flagelina (procariontes).

ORGANELAS: compartimientos celulares rodeados por membranas. (eucaironte)

SIMBIOSIS: Organismos procariotas establecen una asociación muy estrecha donde ambos se benefician de la misma.

	PROCARIONTES	EUCARIONTES
Tipo celular	Celulas carentes de nuleo organizado y organelas	Células con nucleo organizado, organelas y sistema de membranas internas
Nivel de organización	Celular a colonial	Celular a sistema de órganos
Tamaños celulares	1 a 10 µm	5 µm a 1 m
Movilidad intracelular	Ausente	Se observa en el movimiento de organelas y división celular
Genoma	Cromosoma circular único en el protoplasma, ADN no asociado a histonas	Varios cromosomas no circulares, con ADN asociado a histonas ubicado en el nucleo celular
Biosintesis proteica	Ocurre en el protoplasma, el ARNm se transcribe simultáneamente, no hay maduración	Transcripción, ensamble de ribosomas, maduración de ARNm en el nucleo, traducción en el citoplasma
Division celular	Fision binaria transversal en su mayoría	Mitosis (asexual) meiosis (sexual)
Pared celular	Presente en algunos grupos, compuesta mayormente por peptidoglicanos	Presente en vegetales, hongos (celulosa, quitina, polisacáridos)
Cilios y flagelos	Cilios ausentes. Flagelos simples, un solo filamento	Presentes en protistas, animales y algunas plantas
Metabolismo	Anaeróbico, aerobico	Aerobico, anaeróbico, facultativo.
Citoesqueleto	Ausente (presente en micoplasmas)	Presente, formado por microtubulos, microfilamentos y filamentos intermedios

 

Compartimientos celulares delimitados por una membrana:

• Nucleo
• Vesículas: se encargan de aislar materiales de diferentes regiones de la celula.
• Cisternas: cavidades aplanadas que se extienden a través del citoplasma, subdividiéndolo en compartimientos intercomunicados.

Compartimientos delimitados por doble membrana:  (donde ocurren reacciones de transformación y            .    .                                                                                    almacenamiento de energía útil)

• Mitocondrias: organelas libres en el citoplasmas. Intervienen en la oxidación de moléculas organicas y en la consecuente energía en la celula. Delimitadas por una membrana externa lisa y permeable; con una membrana interna selectivamente permeable de igual espesor que la lisa; entre medio existe una cámara externa. Sitio celular de mayor consumo de O2.
• Cloroplastos: organelas en células autótrofas, en ellos se realiza la fotosíntesis. Delimitados por una doble membrana que encierra un espacio ocupado por el estroma, dentro del cual se halla un tercer sistema de membranas, los tilacoides; los cuales se organizan en apilamentos llamados granas.
• Plastidos: celula vegetal, contienen microgotas de lípidos y material genético propio.
• Sistema de endomembranas: Sistema vacuolar citoplasmático SVC: formado por el retículo endoplasmatico, el aparato de Golgi, la envoltura nuclear, endosomas y lisosomas. Tiene funciones comunes a todas sus partes, como la compartimentalización del citoplasma y en particular de los distintos sistemas enzimáticos. Proporciona vías de conducción intracelular para diversas sustancias. Su ubicación en la celula se debe a que están en relación con el citoesqueleto.
• RE: complejo tridimensional de cavidades intercomunicadas. Participa en la síntesis, modificación y transporte de sustancias a través de toda la celula. Suele acumular Ca2+, fundamental para la contracción de musculos esqueléticos y del corazón.
• REG: presencia de numerosos ribosomas adosados a sus paredes; serie de cavidades aplanadas. Esta formado por sistemas de cisternas amplias paralelas entre si, con una disposición ordenada formando pilas de membranas. Asociado con el transporte y procesamiento de proteínas que sintetizan en los ribosomas, las cuales están destinadas a ser secretadas para cumplir su función fuera de la celula, integrarse en las endomembranas o en la membrana plasmática. También están formados por distintas moléculas de ARN y proteínas, las cuales poseen al comienzo de su cadena una péptido señal. En eucariontes existen partículas de reconocimiento de señal capaces de reconocer y unirse a esta péptido señal que se asoma desde el ribosoma. Las proteínas que se producen en el REG son integrales de las membranas, de los sistemas enzimáticos, aquellas que serán secretadas y enzimas hidrolíticas. Las enzimas lisosomales se sintetizan en el REG.
• REL: Conjunto de túbulos y vesículas que realiza la síntesis de diversos tipos de lípidos (triglicéridos se sintetizan en el lumen), fosfolípidos. Predomina en células productoras de lípidos, hepáticas, intestinales, de los ovarios y testículos. De disposición irregular se encarga de detoxificar. En este suele acumularse el Ca2+ y además se realiza la A través de sus membranas se realizan intercambios ionicos activos y pasivos, se crean diferencias de potencial eléctrico y de concentración de iones.
• Sistema de Golgi: Formado por una serie de cisternas delimitadas por una membrana lisa, las cuales se apilan en un número variable, según los distintos tipos de celula. Funciona como un sistema modificador y distribuidor de proteínas sintetizadas en los ribosomas del REG, transportadas en vesículas de transición, que fusionan con la membrana de la cisterna del Golgi mas cercana al nucleo (durante esto las proteínas son modificadas, adicionando glúcidos o acidos grasos para luego enviarlos a la membrana o lisosomas), además acepta los lípidos sintetizados del REA, asi como también las porciones de membranas que vienen en las vesículas desprendidas del RE. Finalmente se liberan vesículas secretoras conteniendo las proteínas procesadas, se funden con la membrana plasmática liberando su contenido al exterior. En él se producen proteoglicanos constituyentes de la matriz intercelular y del glucocalix.
• Envoltura nuclear: formada por una doble membrana que semeja cisternas del RE muy aplastadas, atravesada por poros proteicos que permiten el ingreso de proteínas con señal nuclear asi como la salida de complejos macromoleculares que se sintetizan en el nucleo y trabajan en el citoplasma como lo son los ribosomas.
• Lisosomas: pequeñas vesículas dispersas en el citoplasma que contienen enzimas digestivas para la degradación de moléculas complejas o mejor conocidas como enzimas hidroliticas. Se originan en el aparato de Golgi como lisosomas primarios. Los lisosomas secundarios se originan cuando uno o varios lisosomas se fusionan con la vesicula formada por una celula del sistema de defensa + una porción de la membrana plasmática. Contiene proteínas transportadoras que dejan salir hacia el citoplasma aminoácidos, nucleótidos y azucares. Posee una bomba de H+ que los acumula en el interior. Su medio interno es acido con un pH de 5.
• Endosomas: conjuntos de vesículas y tubulos. Pueden ser precoces y tardíos. Se diferencian de los lisosomas en que tienen un menor grado de acidez y diferentes enzimas, aunque en ellos también hay una bomba H+ que mantiene el pH acido pero no tan bajo como los lisosomas.
• Microcuerpos: grupo heterogéneo de vesículas relacionadas con reacciones de degradación. Pueden ser peroxisomas, glioxisomas o hidrogenosomas. PEROXISOMAS: contienen enzimas que degradan el peróxido de hidrogeno producido como consecuencia de la degradación de lípidos, también participan en la detoxificacion de etanol. Son sitio importante de consumo de O2. GLIOXISOMAS: contienen enzimas para la conversión de lípidos en glúcidos. HIDROGENOSOMAS: funciones similares a la mitocondria, produciendo energía para protistas flagelados de la flia de los tricomonatidos.
• Ciclo secretor: una de las principales funciones del complejo de Golgi, la secreción celular. La proteínas lípidos y lipoproteínas llegan a la cara convexa cis del Golgi donde comienza su secreción mediante una vesicula por exocitosis.

Virus y agentes subvirales:

• Estas estructuras NO son células, se incluyen en un nivel de organización de menor complejidad.
• Formados por macromoléculas biológicas similares a las que poseen el resto de materia viviente, pero carecen de la compleja red de sistemas, indispensables para el crecimiento y multiplicación.
• Deben valerse de una celula y utilizarla, por lo tanto se los conoce como parasitos intracelulares obligatorios.

VIRUS:

• Son parasitos intracelulares obligatorios que dependen de las complejas estructuras de la celula huésped para su replicación.
• Su reproducción se produce mediante ensamblaje de componentes individuales en vez de función binaria o demás propias de la celula de materia viviente.
• Son agentes filtrables, no tienen metabolismo (lo realizan a partir de la celula huésped), genoma ADN o ARN nunca ambos, capside desnuda o con envoltura.
• Su información genética se encuentra tanto en el ADN como en su ARN correspondiente.
• Poseen tropismo, es decir, la capacidad que tiene de absorberse a la membrana de la celula especifica para después infectarla.
• RETROVIRUS: el ARN se convierte en ADN que se integra al genoma del huésped.

AGENTES SUBVIRALES:

Viroides: son entidades infectivas subvirosicas que producen enfermedades a las plantas.

Priones: definido como particula infecciosa proteica, sin presencia de acido nucleico. Se pueden transmitir esporádica#, heredarlo o vía infección.

 

Sistemas biológicos:

Principales tipos de uniones débiles presentes son van der Waals, interacciones hidrofóbicas y uniones puente hidrogeno.

BIOMOLECULAS:

Glucosidos: derivados de monosacáridos, grupo funcional aldehído o cetona y alcoholes.

Lípidos: característica común de ser insolubles en solventes polares

Proteínas: todas formadas por los 20 aminoacidos.

Acidos nucleicos: responsables de nuestra identidad, resultado de la combinación en largas cadenas de 4 nucleotidos diferentes.

• Proteínas: 50% del peso seco, todas las características de los seres vivos dependen de éstas, biomoléculas de mayor variedad estructural y diversidad funcional à pueden ser dinámicas o estructurales. La unidad estructural es el aminoácido. Los aminoácidos se combinan entre si mediante uniones peptídicas formando cadenas lineales no ramificadas, formando una cadena polipeptidica. Todas las uniones peptídicas participan en la formación de puentes hidrogeno que estabilizan la α hélice. DOMINIOS: son porciones continuas de una cadena polipeptídica que adoptan una estructura espacial compacta y globular con una función específica dentro de la molécula. La estructura cuaternaria de una proteína se refiere a la manera en que interactúan las subunidades de una proteína multimerica.
• Proteinas conjugadas: son aquellas que contienen grupos prostéticos y no peptídicos (apoproteina se unen mediante uniones covalentes formando la proteína conjugada). Unas de las mas importantes son la Hb y la Mb que se unen al O2 por medio de un grupo prostético Hemo el cual se ubica en un bolsillo hidrofóbico de la globina que impide el paso del agua, es por ello que allí se encuentra el Fe2+, ya que si estuviera fuera del bolsillo se oxidaria y se convertiría en Fe3+. Es este Fe2+ el involucrado a la hora de transportar O2.
• Hemoglobina: tres funciones principales 1) transportar O2 desde los pulmones hacia los tejidos donde los libera, 2) transportar el CO2 desde los tejidos hacia los pulmones que lo eliminan, y 3) participar en la regulación del pH de la sangre. Posee un comportamiento cooperativo. Es una proteína alosterica. Además transporta CO2 y H+; y su afinidad por el O2 depende del pH del medio, pp de CO2 y de la presencia de fosfatos organicos.
• Mioglobina: se encuentra localizada en el musculo y sirve de reserva de O2 intracelular facilitando su difusión hacia las mitocondrias. 1) es capaz de unirse al O2, 2) no permite que el O2 se reduzca, 3) puede liberarlo de acuerdo a las necesidades de los tejidos. Mayor afinidad por el O2 que la Hb, esta afinidad no se ve afectada por alteraciones en el medio. Su grado de saturación depende únicamente de la pp de O2.
• EFECTO BOHR: Los H+ disminuyen la afinidad de la Hb por el O2, uniéndose a la Hb estabilizando la forma T.
• 2,3bifosfatoglicerato o BPG: se encontró en los eritrocitos, disminuye la afinidad de la Hb por el O2, se une a la HbH en relación 1:1. Esta unión BPG-O2 a la Hb son mutuamente excluyentes. Es el encargado de estabilizar la forma tensa T de la HbH que tiene MENOR afinidad por el O2. Su papel es de regulación del transporte de O2.
• Colágeno: Proteina fibrosa. Poseen una estructura primaria atípica. Tiene exclusivamente la triple hélice en su estructura secundaria o también llamada tropocolageno. Su estructura determina sus funciones de protección y soporte. La fibra colágena es inextensible.

 

• Acido nucleico: Son macromoléculas que almacenan la información hereditaria. Contienen en su secuencia las instrucciones para que la celula sintetice proteínas. Nucleótidos. Su propiedad mas importante es formar parte de la estructura de los acidos nucleicos. Se componen por una base nitrogenada, un aladopentosa y 1,2,3 acidos fosfóricos. Los nucleótidos son transportadores de energía, los NTP mas utilizados son el ATP y el GTP. Para estabilizar la estructura del ATP o ADP la celula dispone de cationes bivalentes, como el Mg2+. Tambien funcionan como mediadores fisiológicos: 1) transmicion de info del medio extracelular al intercelular, 2) actúan como 2dos mjeros, 3) agregación plaquetaria en el proceso de coagulación, 4) regulación de la dilatación de los vasos sanguíneos de las arterias coronarias, 5) regulador de la síntesis de ARNr y ARNt en bacterias, 6) efectores alostericos.

 

• Las coenzimas poseen nucleótidos en su composición. Las mismas actúan como transportadores transitorios de electrones o grupos funcionales específicos (ion hidruro, grupo acetilo). Son coenzimas NAD+, NADP+, FAD, FMN, CoA.
• FAD: capaz de fijar y transportar H+.
• NAD+: difiere del NADP por la presencia de un residuo fosfato, unido al hidroxilo en 2` de la ribosa
• CoA: coenzima que sirve para las reacciones de acetilación, fija y transporta acetilos.

 

• ADN y ARN: Se componen por entre un grupo fosfato, una pentosa y una base nitrogenada; y existen uniones fosfodiester entre las pentosas. Por lo tanto poseen un esqueleto covalente formado por pentosas unidas a fosfatos.
• Se lee 3` à 5`. También existen uniones de Van der Waals e hidrofóbicas entre los pares de bases adyacentes, pero la estabilidad esta dada por las uniones puente hidrogeno (A- -T) (C- - -G). La doble hélice es una molecula flexible que puede encontrarse en forma lineal o circular. Superenrrollamiento negativo.
• La replicación de ADN es semiconservativa.
• El ADN no es molde directo para la síntesis de proteínas, sino que el principal sintetizador de proteínas es el ARNm 5%, ARNr 50% y ARNt 45%. Es decir, en el ADN se encuentra la información para sintetizar las proteínas, que es traducido a secuencias de aminoácidos de las proteínas (código genético, esta constituido por tripletes). No se lee directamente la información del ADN, sino que a partir de este se sintetiza una molecula de ARNm, cuya secuencia de nucleótidos se complementa a la de ADN que contiene la información. Este ARNm es leído cada tripletes de nucleótidos, equivaliendo cada uno a un aminoácido, de manera tal que la secuencia de nucleótidos del ADN lleva un mje único para la síntesis de cada polipéptido.
• El ARN tiene composición química y estructura tridimensional diferentes al ADN.
• ARNt: interpreta la información genética contenida en el ARNm y permite formar el polipéptido codificado de dicha información.
• ARNr: Son sintetizados por la molecula precursora ARNr 45S. Forma parte de los ribosomas en conjunto con proteínas.
• ARNm: tranfiere el código genético del nucleo al citoplasma
• ARNsn: nuclear pequeño, presente en eucariontes, interviene en la maduración del ARNm.

 

• Glucidos: aportan una parte considerable de la energía necesaria para cubrir las necesidades metabólicas, el papel fundamental es el de los monosacáridos.
• Esterificacion: los alcoholes primarios de pentosas y hezosas se esterifican con acido fosfórico, formando compuestos de importancia metabolica total.
• Aminacion: se reemplaza el oxhidrilo de un alcohol por un grupo amino, dejando como resultado glucosaminoglucanos, glucoproteínas o glucolipidos.
• Disacáridos: resultan de la condensación de dos monosacáridos con perdida de una molecula de agua, mediante unión glucosidica. (sacatosa, maltosa, isomaltosa, celobiosa, lactosa)
• Oligosacáridos: unión de mas de 2 monosacaridos, relacionados con las glucoproteínas y glucolipidos. Con funciones de reconocimiento y señalización.
• Polisacáridos: polímeros que por hidrolisis enzimática o acida dan unidades de monosacáridos. Se dividen en HOMOPOLISACARIDOS (por hidrolisis dan un solo tipo de monosacárido, glucosa) y HETEROSACARIDOS (por hidrolisis dan distintos tipos de monosacáridos, GAG).

 

• Lipidos: serie heterogenea de compuestos poco solubles o insolubles en agua, pero solubles en solventes no polares. Se dividen en saponificables e insaponificables.

 

• Saponificables: contienen en su estructura un acido graso esterificado entre su alcohol y el acido graso. Por ejemplo el glicerol (sin N) y el esfingol (N+). La estructura de los acidos grasos pueden definirse en 1) cabeza polar (grupo carboxilo) y 2) la cola no polar (parte hidrocarbonada), conociéndolas por ser biomoléculas anfipaticas. La solubilidad en agua disminuye a medida que aumenta el numero de atomos de C. La saponificación se ejerce cuando se rompe el enlace éster, reconstruyendo al glicerol, mientras que el acido graso toma el catión constituyendo un jabon.
• El rol fundamental de los glicéridos es de reservorios energéticos citoplasmáticos. Dentro de los acilgliceridos se encuentran los triglicéridos.
• Los fosfoacilgliceridos poseen una unión ester en el C3 con el acido fosfórico mientras que el C1 y C2 se unen con acidos grasos. Cumple funciones estructurales formando gran parte de la membrana. La esfingomielina es abundante en la capa externa de la matrix lipida de las membranas, son derivados del esfingol y también son anfipaticas.
• Los glucolipidos son abundantes en el tejido nervioso y se caracterizan por tener una parte hidrofóbica y un oligosacárido hidrofilico.
• Las micelas son lípidos anfipaticos que no se encuentran dentro de la matriz lipídica de la membrana.
• Insaponificables: su mayoría no presentan uniones esteres ya que derivan de la polimerización de un hidrocarburo de 5C, el isopreno clasificados en terpenos y esteroides.
• Los terpenos están formados por dos o mas isoprenos. De ellos derivan la coenzima Q y vitaminas liposolubles como A, E, K. Al ser hidrofóbicos se los encuentra asociados a la matriz lipídica de las membranas.
• Los esteroides son derivados cíclicos del isopreno. Algunas hormonas esteroideas, esteroles, vitaminas y acidos biliares son derivados del ciclopentanoperhidrofenantreno.
• Los esteroles se originan a partir del escualeno. El esterol mas abundante en los tejidos de animales es el colesterol. Es una molecula hidrofóbica con un leve carácter polar en el alcohol del C3. A partir del colesterol se sintetizan las sales biliares, la forma activa de la vitamina D y las hormonas de corteza suprarrenal y sexual.

Metabolismo:

• El ATP se transforma en ADP+P al transformar energía para que ocurra una reacción endergonica. Su enlace fosfato es rico en energía para estas reacciones.
• El ADP se transforma en ATP, ya que toma la energía libre producida en una reacción exergonica. Se regenera el ATP a partir de la energía liberada de las reacciones exergonicas.
• Por eso decimos que el ATP realiza el acoplamiento energético de ambas reacciones que ocurren en el metabolismo celular.
• El metabolismo se divide en dos fases principales llamadas catabolismo y anabolismo.

CATABOLISMO: constituye la base de degradación en la cual las moléculas nutritivas complejas relativamente grandes se degradan a moléculas mas sencillas. El objetivo de esto es obtener la energía contenida en los enlaces de estas moléculas complejas para ser utilizadas en la celula, en forma de ATP a partir de la fosforilacion del ADP (exergonico).

ANABOLISMO: constituye la fase constructiva en la cual se produce la biosíntesis de los componentes moleculares de la celula a partir de precursores sencillos. Para ello se deben formar nuevos enlaces químicos y por consecuencia utilizar energía. El ATP es el encargado de aportar esta energía a toda la celula (endergonico).

Enzimas: actúan como catalizadores biológicos, que aumentan la velocidad con que ocurren ciertas reacciones químicas e intervienen en la interconversion de distintos tipos de energía.

• Las enzimas son altamente especificas, es decir, que participan de una determinada reacción química reconociendo y actuando sobre un sustrato en particular.
• Son eficientes en pequeñas cantidades.
• Realizan procesos catalíticos.
• Se recuperan luego de la reacción, puede actuar sobre numerosas moléculas de sustrato.
• No alteran el equilibrio de las reacciones que catalizan.
• Las mas comunes son de naturaleza proteica, y sus estructuras se ven afectadas por la Tº y el pH.
• Se clasifican en enzimas SIMPLES (simplemente proteicas) y enzimas CONJUGADAS (proteicas y otra sustancia no proteica).
• La parte proteica sola es inactiva y lleva el nombre de apoenzima.
• Los componentes no proteicos, que suelen interactuar con la apoenzima de modo transitorio, reciben el nombre de cofactores enzimáticos, algunos son iones inorgánicos y otros pueden ser coenzimas del tipo NAD, FAD, NAPD, CoA, etc. Si dicha enzima esta unida fuertemente a la parte proteica, se lo llama grupo prostético.
• En el sitio activo se encuentran los aminoácidos que participan del proceso catalítico.
• Es indispensable mantener la estructura terciaria de la enzima para que sea catalíticamente activa.
• Las uniones entre enzimas y sustratos son débiles, determinando que la unión sea reversible y que la enzima se recupere al final de la reacción.
• Exiten dos modelos que cumplen con esto, el modelo de llave-cerradura, y el modelo de ajuste inducido en el cual su complementariedad se alcanza solamente luego de la interaccion entre ambos.

 

• CINETICA ENZIMATICA: se estudia la velocidad de las reacciones químicas catalizadas por enzimas, midiendo la cantidad de moléculas de producto formadas por unidad de tiempo, y también cantidad de moléculas de sustrato desaparecidas en un tiempo determinado.
• Cuando se llega a una velocidad máxima la única manera de ser aumentada es aumentando la concentración de sustrato, sino existe una saturación.
• La velocidad de la reacción va a ser la mitad de la velocidad máxima, es decir, la concentración de sustrato necesaria para alcanzar la mitad de la velocidad máxima es igual a la Km de la enzima.
• Cuando menor sea el valor de Km, mayor será la afinidad de la enzima por su sustrato y viceversa.
• Cuando se alcanza la temperatura optima, la actividad va disminuyendo, viéndose afectadas las uniones entre aminoácidos que mantienen la estructura terciaria de la proteína.
• A bajas temperaturas la enzima se inactiva y a altas temperaturas se desnaturaliza.
• La sensibilidad al pH varia dependiendo de la composición de aminoácidos de la proteína. Si las cargas de unión entre el sitio activo y la enzima son modificadas se vera afectada la capacidad de unión entre la enzima y el sustrato.

 

• INHIBICION DE LA ACTIVIDAD ENZIMATICA: utilizan inhibidores enzimáticos, puede ser:
• 1) Reversible: el inhibidor de fija a la enzima dando por resultado una perdida de la actividad, a su vez puede ser de tres tipos: 1) Competitiva: similitud estructural con el sustrato y compite con el por el sitio activo, gana el de mayor concentración *disminuye la afinidad de la E por su S pero no altera su Vmax*; 2) No Competitiva: se une simultáneamente con el sustrato a una molecula de enzima, tienen diferentes sitios de unión, este tipo de inhibición no puede revertirse por aumento de concentración de sustrato *no varia la afinidad E-S pero la Vmax disminuye notablemente*; 3) Acompetitiva: se une exclusivamente al complejo ES formando un complejo ESI, se da en casos de varios sustratos en la reacción *disminuyen Vmax y Km*.
• 2) Irreversible: provocada por sustancias que producen un cambio permanente en la molecula de la enzima, como consecuencia pierde definitivamente su actividad.

 

• REGULACION DE LA ACTIVIDAD ENZIMATICA: regulación de la actividad catalítica: consiste en modificar la actividad de las moléculas de enzimas preformadas sin variar la cantidad ya sintetizada por la celula.
• A) Sistemas multienzimaticos o vías metabolicas: las enzimas se encuentran alineadas para facilitar la tranferencia de productos. La enzima que cataliza la primera etapa puede ser modulada negativamente por el producto final, lo que se llama feedback o retroinhibicion.
• B) Efectos alostericos: las enzima alostericas o reguladoras presentan igualdad de condiciones para concentraciones de sustrato como para velocidad. La molecula de sustrato no actua solamente como tal sino que también como modulador que acelera la actividad catalítica. Estas enzimas también pueden estar reguladas por moduladores positivos o negativos, y a su vez si el modulador es el sustrato será homotropico y si es distinto del sustrato será heterotropico.
• Es común que en una via metabolica la enzima que cataliza la primera etapa sea alosterica.

 

• MODIFICACION COVALENTE:
• 1) Reversible: la modificación mas frecuente consiste en la fosforilacion o desfosforilacion ejercida por otras enzimas en presencia de ATP. Por ejemplo, la enzima fosforilasa involucrada en la degradación de glucógeno. La ventaja de estas enzimas interconvertibles radica en que se pueden ejercer a corto plazo, variando la proporción de enzima activa.
• 2) Irreversible: enzimas que sintetizan en forma de precursores inactivos y son activadas a un tiempo y lugar fisiológicamente apropiado. Por ejemplo las enzimas digestivas.
• Isoenzimas: son enzimas con diferentes formas estructurales pero con una misma actividad catalítica. Una de las mas conocidas es la lacticodeshidrogenasa LDH que posee cinco izoenzimas y participa en el metabolismo energético.

MEMBRANA PLASMATICA:

Todas las células tienen una membrana plasmática y protoplasma. Y todas las EUCARIONTES poseen organelas con membranas y un nucleo rodeado por la envoltura nuclear. Todos los intercambios con el medio se producen a través de la membrana plasmática.

• La membrana tiene la propiedad de permeabilidad selectiva, lo que quiere decir que regula el intercambio de materiales entre la celula y el medio que la rodea.
• Estructura compleja, responsable del control de funciones vitales para la celula; da lugar al transporte restringido de solutos y agua, y a su vez estos pueden estar regulados originando la acumulación de ciertos iones, la generación y mantenimiento de gradientes de concentración y el mantenimiento hídrico entre demás funciones. Responsable del mantenimiento de las diferentes composiciones químicas entre los liquidos intra y extracelulares.
• Es débil, carece de resistencia mecánica y tanto en eucariontes animales como vegetales es reforzada por otras cubiertas mas gruesas y resistentes.
• Posee antígenos, que son etiquetas.
• Se compone de:
• 1) Proteínas: 60%, participan en la organización estructural, permeabilidad, son receptores, transmisores de señales o informaciones de enzimas o poniendo una etiqueta en la superficie de cada tipo celular;
• 2) Lipidos: 40%, en su mayoría fosfolípidos, también hay glicolipidos y colesterol, hay fosfolípidos neutros y acidos que se unen a proteínas, además los lípidos constituyen la lamina continua que envuelve a la celula y la limita;
• 3) Glucidos: 2 a 10%, se encuentran en combinación: glicoproteínas, glicolipidos, se unen mediante enlaces covalentes dispuestos al espacio extracelular, en mayoría son olgiosacaridos compuestos por diferentes monosacáridos.
• Los lípidos forman una capa fluida dentro de la membrana.
• Las membranas biológicas son estructuras dinámicas y reguladas que participan en el funcionamiento de la celula y también lo regulan.
• Entre las proteínas integrales que forman la bicapa lipídica existen: proteínas estructurales que tienen una función principalmente mecánica, proteínas carriers o transportadores que llevan ciertas sustancias a través de la membrana, proteínas con función enzimática, proteínas receptores para distintas moléculas que llevan información especial como hormonas, proteínas trasnductoras de la señal que lleva alguno de los receptores, proteínas con propiedades antígenas que son capaces de provocar respuesta por parte de sistemas inmunitarios.
• Algunas proteínas integrales forman canales por los que pasan iones como el potasio, sodio, calcio, cloro, etc para los cuales la bicapa lipídica es impermeable. Otras funcionan como bombas que extraen o introducen iones con gasto de energía por parte de la celula, ya que se estaría realizando en contra del gradiente de concentración.
• La disposición de lípidos y proteínas en la membrana es asimétrica, ambas caras de la membrana resultan diferentes en su composición.
• El citoesqueleto esta relacionado con proteínas como la actina y espectrina, produciendo asi la interaccion entre la membrana y el citoesqueleto.
• Los glúcidos de la membrana son en general oligosacáridos asociados a proteínas formando glicoproteínas. Participan en el reconocimiento celular. También se encuentran como proteoglicanos constituidos por glúcidos, polisacáridos grandes y proteínas. Forman una cubierta que protege la delicada superficie de la celula e integran el glucocalix que la rodea.

Mecanismos de transporte a través de la membrana a favor del gradiente:

• Difusión simple pasiva: desplazamiento de moléculas de soluto de una región de mayor concentración a una de menor concentración producida a través de la membrana y no requiere de energía metabólica. Puede ser a través de la bicapa o de canales abiertos la mayor parte del tiempo.
• Difusión facilitada: movimiento a favor del gradiente de concentración que requiere de un transportador o canal. Estos transportadores o canales son proteínas integrales formadas por varias subunidades de polipéptidos. Este transporte utiliza indirectamente energía del metabolismo.
• Osmosis: cuando dos compartimientos con distintas concentraciones de solutos esta separados por una barrera semipermeable el agua difunde de la solución menos concentrada a la más concentrada. isotónica: no gana ni pierde agua, hipertónica: la célula pierde agua, hipotónica: la célula gana agua.

Mecanismos de transporte a través de la membrana en contra de su gradiente:

• Transporte activo por bombas: moviliza sustancias en contra de su gradiente de concentración, con gasto de energia metabolica acoplado al transporte (ATP). Ocurre a través de bombas que son proteínas integrales con doble función de enzimas y canales. El mas común es el modelo de bomba de Na+ y K+.
• Transporte en masa: interviene la membrana con toda su estructura y se realiza con gasto de energia, aunque tenga mecanismos completamente diferentes. Los materiales que entran en masa a la celula lo hacen por endocitosis, y los que salen lo hacen a través de exocitosis.

RECEPTORES DE MEMBRANA:

• Los receptores ligados a canales son proteínas formadas por varias cadenas proteicas que atraviesan hasta 4 veces la membrana. Son receptores de neurotransmisores y transductores muy rapidos de la señal.
• Se conocen como receptores acoplados a proteínas G aquellos capaces de asociarse a una proteína de la membrana que liga GTP que traducirá la señal por activación o inhibición de otra enzima de la membrana. Son monomericos y atraviesan 7 veces la membrana. Uno de los mas conocidos pueden activar la enzima adenilato ciclasa  que producirá el mjero intracelular AMPc. Finalmente actúan sobre los canales ionicos modificando su estado.
• Hay diferentes tipos de receptores de péptidos, que tienen función enzimática en la misma molecula o cuyo dominio intracelular esta acoplado a una enzima. Formados por una proteína integral que atraviesa solo 1 vez la membrana, se conocen cinco tipos diferentes pero los mas conocidos son tirosina-kinasa y receptores acoplados a las mismas.

 

SISTEMA VACOULAR CITOPLASMATICO (SVC):

• Tiene funciones comunes a todas sus partes, como la compartimentalización del citolasma y en particular de los distintos sistemas enzimáticos. Proporciona vías de conducción intracelular para diversas sustancias.
• Su ubicación en la celula se bede a que están en relación con el citoesqueleto.

CITOESQUELETO:

• Formado por un sistema dinamico y complejo de proteínas, que es responsable de la fomar de la celula, de la posición de las organelas en el citoplasma, asi como de movimientos de la celula en su conjunto.
• Constituido por una red de proteínas, sus componentes actúan entre si armando una red bajo la membrana formando también parte de ella.
• Participa en la traducción de los mjes que llegan desde el exterior.

 

• a) Microtubulos: son estructuras submicroscopicas formadas por proteínas, principalmente la tubulina, una proteína globular que al polimerizarse se dispone alrededor de un eje central longitudinal determinando tubos huecos y delgados.
• Los microtubulos citoplasmáticos se disponen justo por debajo de la membrana. En prolongaciones celulares importantes actúan como esqueleto, a la vez que contribuyen al transporte de sustancias desde y hacia la celula (neuronas). Son rigidos y fuertes. Las organelas viajan unidas a microtubulos.
• Para funcionar como motores los microtubulos necesitan ayuda de otras proteínas asociadas como la dineina (intervienen en el movimiento de los cromosomas sobre los microtubulos que forman el huso durante la división celular) y la kinesina (depende del ATP y procede por pasos, las cabezas tienen actividad ATPasa al igual que en la deneina).
• Sus principales funciones son: 1) permitir o facilitar el desplazamiento de sustancias y la consecuente redistribución del material intracelular.
• 2) participan en la determinación de la forma celular y su mantenimiento, especialmente en las prolongaciones, proporcionando un sostén a las organelas.
• 3) intervienen en la movilidad de células aisladas tanto de la membrana como de otras partes de la celula y de esta como un todo.
• 4) intervienen en el movimiento de cilias y flagelos.
• 5) son importantes en la división celular.
• Centrosomas: esta constituido por dos centriolos y a partir de este se forman los microtubulos citoplasmáticos. Estan involucrados en la formación de cilias y flagelos, ya que serian los que originan cuerpos basales.
• Cuerpos basales: se encuentran justo por debajo de la membrana, se originan los microtubulos que constituyen las fibrillas de las cilias o flagelos. De estructura similar a los centriolos, no poseen microtubulos centrales como los cilios y flagelos.
• Cilios y flagelos: ejemplos de estos pueden ser: las células epiteliales de nuestras vías respiratorias (cilios) y la gameta masculina (flagelos). Los cilios se presentan en un numero abundante mientras que el flagelo se presenta aislado. De estructura similar se organizan a partir de un cuerpo basal hacia afuera, siempre rodeados de la membrana. La velocidad que baten los cilios es dependiente de la concentración de AMPc, por lo cual se forma una hiperpolarizacion.

 

• B) Microfilamentos: más pequeños que los microtubulos, poseen actina y miosina es decir todas las proteínas contráctiles de los musculos. Estos microfilamentos son los responsables de la contractilidad de la celula muscular. Asociados al movimiento.
• ACTINA: proteína responsable de la contracción de células, globular que se polimeriza dando largos filamentos. Hay un conjunto pool de moléculas de actina aislada que se denomina globular que debe unir ATP para asi poder formar microfilamentos. Son mas flexibles y abundantes. Son microfilamentos de actina los que forman el esqueleto de las microvellosidades.
• MIOSINA: constituye el motor imprescindible para el movimiento de filamentos de actina. De dominios globulares se conoce a la miosina II. Las miosinas de tipo I son menos conocidas pero se localizan bajo la membrana.

 

• C) Filamentos intermedios: son filamentos compactos, no se ramifican y se pueden relacionar con microtubulos. Estan formados por diversas proteínas muy parecidas. Su polimerización no requiere de la hidrolisis de nucleótidos. Son resistentes a la traccion, insolubles y resistentes al ataque por proteasas. Suelen ensamblarse y desensamblarse constantemente. Son filamentos NO contráctiles que se encuentran en la piel como queratina, en las neuronas como neurofilamentos.

 

• Proteinas con factores de transcripción: receptores de membrana y citoplasmáticos, proteínas kinasas, proteínas fosfatasas, y proteínas G que se unen al GTP.

 

 

FOTOSINTESIS:

• Proceso de oxido-reducción. Que ocurre en dos etapas:
• 1) Fotoquimica: depende de la luz, se desarrolla en las granas de los cloroplastos. La energia lumínica es aprovechada para formar ATP y reducir NADP+ que se convierte en NADPH2. Los electrones y H+ reducen NADP+ proveniente de la oxidación del agua. En consecuencia se forma O2.
• 2) Bioquimica: no depende directamente de la luz pero para ocurrir es necesario el ATP y el NADPH2, formados en la previa etapa. Las moléculas de CO2 son reducidas y ensambladas por electrones H+ y la energia aportada por el ATP. Dando como producto final la glucosa que se encuentra en los cloroplastos.

RESPIRACION CELULAR:

• Proceso de óxido-reducción que ocurre en el interior de cada celula. En las células eucariontes este proceso ocurre dentro de las La combustión de alimento requiere presencia de O2. Durante esta combustión el alimento produce CO2 y H2O. Siendo asi un proceso catabólico y exergonico.
• Al no poder sintetizarlos, debemos incorporar obligatoriamente en la dieta aminoácidos y acidos grasos esenciales.
• Es un proceso ordenado y regulado, catalizado por enzimas, la energia se libera en etapas. No se libera luz, sino que la energia es liberada en forma de calor y el resto 40% es captada y utilizada para formar ATP a partir de ADP y Pi.
• La molecula de ATP contiene mas energia que la de ADP. La cual se guarda en la unión química entre el 2do P y el 3er P de la molecula de ATP, al romperse este enlace se libera energia que se podrá utilizar en distintos trabajos celulares.
• Mitocondrias: son organelas citoplasmáticas rodeadas por membranas. Suelen ser filamentosas o granulosas y a veces se encuentran en forma de vesiculas o bastones. En las levaduras existe una única mitocondria muy ramificada. Posee plegamientos llamados crestas. En la membrana externa posee mayor proporción de lípidos que en la interna, y a su vez la interna tiene mayor proporción de proteínas que en la externa. Se asemejan a las bacterias. Son de origen endosimbiotico. Los citocromos son proteínas complejas que intervienen en las reacciones de oxidoreduccion ligadas a la actividad energética de las mitocondrias. También poseen proteínas F1.
• En especial, la respiración celular es el proceso por el cual la glucosa en degradada a CO2 y H2O en presencia de O2. Proceso que se divide en TRES etapas:
• 1) Glucolisis: ocurre en el citoplasma y consiste en la ruptura de glucosa en dos atomos de carbono. Constituido por 9 pasos, se obtienen 2 acidos pirúvicos. El proceso es exergonico parte de la energia es liberada en forma de calor y parte es ultilizada para la síntesis de ATP a partir de ADP+Pi. Finalmente se obtienen mas moléculas de ATP de las que se utilizan para iniciar el proceso. Los electrones que se producen en esta primera oxidación parcial pasan a reducir NAD+ (coenzima intermediaria de pasajes de electrones desde la glucosa al O2). Los electrones liberados pasan al NAD+ que en una etapa posterior los cede al O2. Genera 2 ATP y 2 NADH2, obtiene como resultado acido pirúvico.
• 2) Ciclo de Krebs: ocurre en la matriz mitocondrial. El acido pirúvico entra a la mitocondria dentro sufren la decarboxilacion oxidativa dando como resultado una molecula de acetilo activado, se desprende una molecula de CO2 y se reduce una de NAD+. Los acetilos formados se unen al ciclo de Krebs, en el cual el compuesto inicial y final son 4 atomos de carbono o acido oxalacetico. Durante cada vuelta se liberan 2 CO2, 3 NAD+, 1 FAD, 1 GTP.
• 3) Cadena respiratoria: ocurre en la membrana mitocondrial interna, acoplada a ésta se produce la fosforilacion oxidativa, es decir, la síntesis de ATP. Todas las moléculas de NADH2 se oxidan cediendo sus electrones al complejo NADH deshidrogenasa. De esta manera a través de varias reacciones de oxido-reduccion los electrones llegan al O2 quien se reduce con los H+ convirtiéndose en H2O.
• Teoría quimiosmotica: explica la relación entre el flujo de electrones a través de la cadena respiratoria y síntesis de ATP durante la etapa luminosa de la fotosíntesis. Propone que la energia liberada es utilizada para bombear protones hacia uno de los lados de la membrana. En el caso de la mitocondria, a medida que los electrones fluyen de NADH deshidrogenasa a O2, se produce un bombeo activo de protones generando un gradiente electroquímico. La energia acumulada en este ultimo se transforma en energia química, energia que sintetiza ATP a partir de ADP. Por cada par de electrones transferidos desde NADH2 al O2 se producen alrededor de 3 ATP.
• Balance energético: El 40% de energia queda atrapado en ATP y gradiente de protones y el resto es energia calórica.

GLUCOLISIS	2 ATP	2 NADH2	-
PIRUVICO-ACETILCOA	-	2 NADH2	-
KREBS	2 ATP	6 NADH2	2 FADH2
TOTAL:	38 ATP	10 NADH2	2 FADH2

 

 

ESTRUCTURA DEL NUCLEO:

• Los cromosomas aparecen ocupando lugares específicos.
• En el nucléolo se sintetizan, procesan y ensamblan los ARNr, haciendo que puedan ser ensamblados dentro de las subunidades ribosomales. Juega un papel importante en la regulación del ciclo celular. Es un aglomerado de fibras de cromatina de distintos cromosomas.
• Dentro del nucleo se importan proteínas sintetizadas en el citoplasma (poseen una señal de localización nuclear), factores de transcripción y factores de empalme.
• Las moléculas ensambladas y exportadas desde el nucleo son las subunidades ribosomales, ARNm, ARNt, y factores de transcripción. Los ARN salen con una proteína especial con una señal de exportación.
• El nucleo contiene los cromosomas de la celula. Cada uno consiste en una molecula única de ADN con una cantidad equivalente de proteínas. El ADN con sus proteínas asociadas se denonima cromatina, la mayor parte de las proteínas consisten en 5 clases de histonas, las cuales se unen estrechamente con los grupos fosfatos del ADN. La cromatina puede ser eucromatina (laza, central, transcripcionalmente activa, fase S temprana) y heterocromatina (representa el 10% y es transcripcionalmente inactiva, fase S tardia). Los nucleosomas son las unidades de enrollamiento de la cromatina. Formado por un centro de histonas. La unión entre la cromatina y la matriz nuclear se da a nivel de zonas conservadas denominadas SAR o MAR.

CROMOSOMA EUCARIOTA:

• Consiste de 1 molecula de ADN simple, lineal, que posee dos extremos.
• Contiene un conjunto lineal de genes que codifican para ARN y proteínas, interrumpido por muchas secuencias de ADN no codificante. Éste ultimo incluye secuencias de 170 nucleotidos en el ADN satélite que corresponden al centrómero, secuencias repetitivas en los extremos de los cromosomas llamadas telomeros, multiples secuencias señalizadoras altamente conservadas denominadas origen de replicación.
• El centrómero es un constriccion primaria. Los telomeros son necesarios para la duplicación completa del cromosoma, protegiéndolos de las nucleasas, evitan que los extremos se fusionen entre si y facilitan la interaccion del cromosoma con la envoltura nuclear. 5` TTAAGGG 3`. La telomerasa ayuda en la fomracion de un apéndice en una cadena en cada extremo del ADN. Es una ribonucleoproteina que provee un molde AAUCCC que guía la secuencia TTAGGG. La telomerasa sintetiza ADN a partir de un molde de ARN. La telomerasa activa se encuentra en células de línea germinal, eucariotas unicelulares y células cancerosas.
• La posición del centrómero nos ayuda a diferenciar los cormosomas. Antes de que una celula se divida cada cromosoma se duplica durante la fase S del ciclo. Al inicio los cromosomas duplicados se condensan en estructuras que pueden teñirse con facilidad pudiendo observárselos. Mientras los cromosomas están juntos por el centrómero se llama a cada parte del cromosoma duplicado cromatida hermana. El cinetocoro es una estructura proteica discoidal que forma parte del centrómero y ayudar a separar las cromatidas hermanas, además de ser el sitio de unión con los microtubulos del huso.
• Cariotipo:

El hombre posee 46 pares de cromosomas homologos llamados numero diploide, poseemos 23 pares de cromosomas homologos y 1 par de cromosomas sexuales. El cariotipo es una representación grafica de los cromosomas presentes en el nucleo de una celula somatica del individuo. Cada miembro del par de cromosomas homologos proviene de cada uno de los padres.

 

GENES Y GENOMA:

• El genoma es el conjunto de genes de una especie.
• El concepto mendeliano dice que el gen es una unidad informativa discreta, responsable de una característica transmisible.
• Hoy en dia, decimos que un gen es una secuencia de ADN transcripta que genera un producto con función especifica.
• Solamente en ARNm es el portador de información acerca de la secuencia aminoacida de una proteína, sin embargo los ARNr, ARNt, ARNp son todos transcriptos del ADN.

Organización del genoma:

En procariontes: el ADN procarionte se presenta como una única moluaucla circular. No existe asociación a histonas, es decir, su ADN se encuentra desnudo. El ADN se encuentra en contacto directo con el citosol, ya que no existe una envoltura nuclear y los procesos de transcripción y traducción no se hallan separados ni en tiempo ni en espacio. Cada cromosoma contiene una sola copia de cualquier gen particular.

En eucariontes: el ADN es de estructura lineal y poseen mas de una molecula de ADN en sus nucleos, cada una corresponde a un cromosoma. Se halla asociado a diferentes proteínas entre las cuales las histonas son las mas importantes durante el empaquetamiento de ADN. Se confinan en el compartimiento nuclear donde se realiza la transcripción, mientras que la traducción se realiza en el citoplasma. Poseen genomas mas grandes que los procariontes en cuanto a cantidad, pero a su vez esto no implica una mayor complejidad genética. Se encuentra un gran exceso de ADN con funciones desconocidas.

• Se ditinguen tres tipos de secuencias:
• Secuencias altamente repetidas: representan el 10% de ADN, son secuencias cortas que se repiten en forma consecutiva y sin interrupción se hallan en la heterocromatina y no se expresan. Algunas de ellas son ADN satélite, ADN minisatelite y ADN microsatelite.
• Secuencias medianamente repetidas: representan entre el 20 y 80 % del ADN total, son secuencias de cientos de bases de longitud, pertenecientes a distintas familias cuyas copias no se repiten en forma consecutiva y sin interrupción, sino que se encuentran dispersas a lo largo del genoma. Algunas son, con función codificadora (se incluyen secuencias que codifican ARNt, ARNr y genes de histonas, ubicados en serie) y sin función codificadora (mayor parte de ADN medianamente repetido, pueden ser ECIN y ELIN.
• Secuencias de copia única: comprenden las secuencias de nucleótidos que codifican proteínas.

PASOS DE LA EXPRESION GENETICA:

Transcripción: consiste en la síntesis de ARN a partir de un molde de ADN. Se realiza en el compartimiento nuclear. Necesita la participación de la enzima ARN polimerasa ADN independiente, la cual sintetiza una cadena de ARN cuyos inicio, terminación y secuencia de bases vienen determinados en el propio gen. Es asimétrica. La cadena que se usa de plantilla, la de arriba, se llama cadena molde y en consecuencia la cadena complementaria se denomina cadena antimolde. La transcripción también necesita de una pirofosfatasa.

• El primer paso consta de la unión de la enzima ARN pol a un promotor, es decir, a una secuencia de bases especifica con alta afinidad con la enzima ARN pol y a su vez cumple la función de señal indicando cual cadena se transcribirá. La ARN pol se desplaza sobre la cadena molde en dirección 3` à5` o “rio abajo” empezando la transcripción a través del promotor que señala el punto de inicio. Este nucleótido se llama +1 y los siguientes son correlativos.
• La ARN pol solo puede desplazarse y transcribir si previamente la doble hélice sufre un desenrollamiento y fusión, generando hacia el extremo 3` una burbuja de transcripción, tramo de 12 nucleotidos en el cual las cadenas permanecen desapareadas. A medida que progresa, la doble hélice se recompone por detrás. La formación de esta burbuja causa un superenrollamiento en los sectores ubicados hacia el extremo molde 5`, que se corrige con la acción de la enzima topoisomerasa I.
• Cuando el molde ya desapareado por la burbuja expone sus bases las cuales son reconocidas por la ARN pol, a medida que las lee coloca junto a cada base el ribonucleotido trifosfato portador de la base complementaria. Una vez ubicados los dos primeros ribonucleotidos la enzima cataliza la unión fosfodiester entre ambos iniciando la cadena de ARN. Se puede decir en base a esto, que los mismos sustratos que pueden estar trifosfatados aportan la energia necesaria para su polimerización.
• La cadena de ARN va creciendo en forma antiparalela, es decir, la dirección de la síntesis de ARN es 5` à 3`.
• La transcripción concluye cuando la ARN pol alcanza una señal de terminación. La ARN pol posee cofactores enzimáticos como el Mg++ y el Mn++.

 

• En procariontes, existe una única ARN pol que sintetiza los diversos ARNs hallados en las células. Una subunidad RHO se asocia al nucleo enzimático formando una holoenzima capacitada para leer secuencias promotoras, comportándose como un factor de inicio. Poseen dos secuencias consenso TATAAT o caja de Pribnow y TTGACA que también funcionan como sitios de control de la expresión genética. Luego de haber añadido 8 nucleotidos el factor RHO se disocia de la ARN pol continuando con la transcripción el nucleo de la enzima. En cuanto a señales de terminación pueden ser dependientes de la proteína rho (en donde se enlaza fuertemente a la cadena de ARN deslizándose sobre la misma e hidrolizando ATP hasta alzanzar su extremo 3`) y pueden ser independientes de rho (la secuencia CG repetida en la terminación del ARN permiten el origen de una estructura tallo-bucle). La ARN pol no requiere factores de transcripcion.

A los ARNm se les puede agregar al final un capping (extremo5`del ARNm se adiciona una molecula de 7-metil-guanosina conocida como cap, el cual impide la degradación del ARNm inmaduro por nucleasas y fosfatasas nucleares, participa en la remoción de intrones y en el inicio de la traducción). Y también se les puede agregar una cola poli A en el extremo 3` capaz de ser una señal de poliadenilacion, proteger el extremo de la degradación y ayudar a los ARNm a salir del nucleo.

 

• En eucariontes, es llevada a cabo por tres tipos de ARN pol cada una especializada en la síntesis de diferentes tipos de ARNs.

 

	ARN POL I	ARN POL II	ARN POL III
LOCALIZACION	nucleolo	Nucleoplasma	nucleoplasma
TRANSCRIPTOS	ARNr 45 S	ARNm ARNpn	ARNt ARNr 5 S ARNpc Resto de ARNpn

 

Las ARN pol en eucariontes necesitan de factores basales de transcripción para poder unirse al promotor. Y además poseen factores de transcripción específicos los cuales relacionan a los factores basales con las regiones reguladoras de un gen. Los promotores para ARN pol II de ubican rio arriba del punto de inicio y comprenden tres sitios, la caja TATA es uno de ellos. La caja TATA se encarga de alinear la ARN pol para la correcta transcripción. Otros sitios son las cajas CG Y CAAT. La señal de terminación es desconocida, sin embargo existe una señal de poliadenilacion en la cual la secuencia AAUAAA presente en ARNm es reconocida por una endonucleasa. En los genes que codifican histonas y genes con mas de una señal no existe la señal de poliadenilacion.

 

 

CODIGO GENETICO:

• Es un código que lee la información que reside en la secuencia de bases que tienen los ARNm para construir una proteína. Formadas “palabras” llamadas tripletes de bases, o codones dentro del ARNm. Existen 64 codones diferentes para 20 aminoacidos. Esto quiere decir que existe una degeneración dentro del código genético, por codones sinónimos. Ademas el código NO es ambiguo.
• En conclusión existen 61 codones que codifican aminoácidos y existen 3 que no especifican ningún aminoácido UGA, AUG y UAA, que actúan como codones stop. El código genético es universal, lo que prueba que todos los organismos comparten un mismo origen. La excepción es el ADN mitocondrial que se lee de diferente manera.
• La lectura debe comenzar en el sitio correcto, AUG o codón de iniciación, y debe ser sin solapamiento, es decir, se leen de tres en tres solamente.

 

• Una modificación que afecta a la secuencia codificadora es la de empalme o splicing, en donde se sufre un acortamiento producto de la eliminación de intrones quedando como producto final los exones empalmados en secuencia continua. Para que se lleve a cabo este tipo de maduración se necesitan RNPpn que reconocen cortas secuencias conservadas dentro del intron y en los limites de los exones para que estos cortes sean exactos.

 

• Los ARNm son monocistronicos en eucariotas, son sectores codificadores que dictan una secuencia para una sola cadena polipeptidica. En procariotas son policistronicos, una molecula de ARNm contiene información para varias proteínas, carecen intrones y no sufren modificaciones post-transcripcionales. Ya que se realiza transcripción y traducción en un mismo momento.

Traducción: momento en el que el ARN ejecuta las instrucciones recibidas cristalizándolas en la síntesis de una proteína especifica. Se realiza en el citoplasma.