Comienzo de la vida

UP 3:
Estudiantes de primer año de la carrera de medicina de la UNR, mientras le explican
como preparar un mate a uno de ellos, (pues se crio en otro país donde no es común, y esta
es una típica bebida argentina), conversan sobre el cursado de primer año de la carrera.
… me inscribi en la facultad de medicina porque me gusta trabajar con seres humanos, que
me importa a mi saber de procariotes, y/o de otros seres vivos? Realmente crees que en otras
facultades del país y del mundo esto es considerado necesario?
… para que me sirve entender como se divide una celular y las moléculas que lo constituyen,
si no quiereo ser bioquímico molecular?, yo quiero ser medica, medica!!!
… claro, según tu criterio, surgimos por generación espontanea, el código genético es una
pavada, la medicina no se sostiene en los avances moleculares, solo en los semiológicos y es
mas, somos individuos aislados, de los otros seres vivos y de otros humanos? Según vos no
importa estudiar porque y como la celula de mi hígado no es lo misma que la celula de mi
corazón?. No te preguntaste como las células de tu organismo conservan un volumen
adecuado para su funcionamiento?. Dale, tomemos el mate que nos tenemos que poner a
estudiar.
…yo ya lei algo y me quedaron dudas. Quizás deberíamos ir a clase de consulta?
Programa:
El comienzo de la vida y la jerarquía de lo viviente. Teoría celular. Introducción a bases
moleculares de la herencia. Organismos procariotas y eucariotas: concepto de nucleo celular.
Bases moleculares de la herencia. Estructura de acidos nucleicos. Concepto de síntesis
de ADN, modelo de Watson y Crick. Regulación genetica. Tipos de ARN. Transcripción.
Procesamiento alternativo. Concepto de síntesis de proteínas. Traducción.
Código genético. Del ADN a las proteínas.
La jerarquía de lo viviente. De la celula al ecosistema. Concepto de organismo,
población, comunidad y ecosistema.
Células toltipotenciales. Células diferenciadas. Células embrionarias.
Fisiología de los sistemas.
El origen de la vida
Hace aproximadamente 5000 millones de años, la estrella que es nuestro Sol comenzó
su existencia, a partir de la acumulación de partículas de polvo y gases de hidrogeno y helio,
que formaban remolinos en el espacio. La inmensa nube se condenso gradualmente a medida
que los atomos de hidrogeno y de helio eran atraídos unos a otros por la fuerza de la
gravedad y caian en el centro de la nube, cobrando velocidad. Cuando la aglomeración se
hizo mas densa, los atomos se movieron mas rápidamente y el gas de la nube se torno mas y
mas caliente. Se intensifico la violencia de las colisiones hasta que los atomos de hidrogeno
chocaron con tal fuerza que sus nucleos se fusionaron formando atomos de helio adicionales
y liberando energía nuclear.
Los planetas se formaron a partir de los restos de gas y de polvo que giraban alrededor
de la estrella recién formada.
Se estima que los planetas comenzaron su existencia hace aproximadamente 4600
millones de años. Cuando la Tierra aun estaba caliente, los materiales mas pesados se
reunieron en un centro mas denso. A medida que la Tierra se enfriaba, fue formándose una
corteza externa.
Se supone que la atmosfera primitiva estaba formada principalmente por hidrogeno y
helio. Estos se habrían fugado hacia el espaco exterior debido a que las fuerzas
gravitacionales eran aun muy débiles.
A partir de los gases desprendidos por los volcanes, se habría formado una atmosfera
secundaria a partir de la actividad volcánica, por lo que seria rica en N2, CO2 y agua con
pequeñas cantidades de otras sustancias. El agua habría emanado de los geiseres en forma
gaseosa y habrá permanecido como vapor de agua en la atmosfera. Al descender la
temperatura, las nubes de vapor se habría condensado y se habrían formado los océanos
calientes y poco profundos de la Tierra primitiva.
La vida en la tierra existe en lo que denominamos biosfera. Esta se extiende solo entre
8 y 10 km en la atmosfera y aprox la misma distancia en las profundidades del mar.
Tres características distinguen las células vivas de otros sistemas bioquímicos:
-
La capacidad para duplicarse generación tras generación.
-
La presencia de enzimas.
Una membrana que separa a la célula del ambiente circundante y le permite
mantener una identidad química distinta.
-
Oparin y Haldane propusieron que la aparición de la vida fue precedida por un largo
periodo, lo que a veces se denomina evolución química.
Con respecto a la identidad de las sustancias se ha llegado a un acuerdo:
-
Había muy poco o nada de oxigeno.
Los cuatro elementos (H,O,C y N) que constituyen mas del 95% de los tejidos
vivos, estaban en alguna forma en la atmosfera y en las aguas de la Tierra.
-
Oparin formulo la hipótesis de que, se formarían moléculas organicas a partir de los
gases atmosféricos que se iban acumulando en los mares y lagos de la Tierra. Dado que no
había oxigeno libre para reaccionar y degradarlas, habrían persistido. Debido a las
radiaciones ultravioletas muchas combinaciones de moléculas se habrían roto y se volverían a
formar.
Moléculas organicas pequeñas reaccionar entre si formando moléculas msa grandes,
se ensamblan en agregados mas complejos, e intercambian materia y energía con el
ambiente. Asi se habría desarrollado un metabolsimo sencillo, punto de partida de todo el
mundo viviente.
Se paso de la etapa de la evolución química a la etapa que Oparin denomino evolución
prebiologica o prebiótica.
Miller, experimento que casi cualquier fuente de energía habría convertido las
moléculas que se cree estaban en la superficie terrestre, en una variedad de compuestos
organicos complejos.
Teoría celular
Esta teoría dice que: "todos los organismos vivos están compuestos de una o más
células" y que estas células son las unidades más pequeñas que pueden llamarse "vivas".
La esencia de la teoría celular considera a las células la unidad más pequeña en la cual
la vida puede existir, manifestando todas las características asociadas a ella. Es decir, a pesar
de la diferente diversidad de formas, tamaños y funciones de los seres vivos, en todos hay un
fondo común elemental: la célula. Aunque los virus pueden ser considerados de naturaleza
biológica, ellos no son capaces de mantener una existencia independiente.
A la conclusión que llegamos es que esto ya no debería ser llamada teoría, ya que está
totalmente comprobado que todos los seres vivos del mundo están formados pura y
exclusivamente por células.
Éstas forman la vida de un ser gracias a su propia vida y si una de ellas muriese sería
remplazada con el nacimiento de otra igual a la anterior.
Organismos procariotas y eucariotas. Concepto de nucleo celular.
Celulas procariotas
Son células que carecen de núcleo y presentan una forma alargada (bacilos). Las
bacterias son células procariotas. A las células procariotas se las considera una de las células
más simples y arcaicas que existen.
Las células procariotas están formadas por una pared celular rígida de componentes
proteicos; una membrana plasmática, formada por una doble capa de lípidos y de proteínas;
encimas; ácidos nucléicos, tanto ADN que presenta una estructura circular como ARN y
ribosomas. La membrana plasmática tiene unos pliegues hacia el interior denominados
mesosomas.
Celulas eucariotas
Las células eucariotas poseen un núcleo donde se encuentra el ADN. Se dividen en
dos grupos, células eucariotas animales y células eucariotas vegetales.
Celulas eucariotas animales
Son células eucariotas con una forma irregular y que son heterótrofas, es decir, se
alimentan de materia orgánica ya sintetizada. Poseen numerosos orgánulos, que son: el
aparato de Golgi, las vacuolas, los nucleolos, los ribosomas, los lisosomas, el retículo
endoplasmático, las mitocondrias, los centriolos, los diplosomas. Ademas poseen la
membrana nuclear protege el material genético y la membrana plasmática.
Células eucariotas vegetales
Son células eucariotas con formas poligonales, y que en su mayoría son capaces de
realizar la fotosíntesis. Todas las células eucariotas vegetales son autótrofas, es decir, se
fabrican su propio alimento. Poseen también numerosos orgánulos que citamos a
continuación: el aparato de Golgi, las vacuolas (presentan un tamaño mucho mayor en las
células vegetales, desplazando al núcleo y demás orgánulos), nucleolos, los ribosomas, los
lisosomas, el retículo endoplasmático, las mitocondrias y los cloroplastos. Poseen una
membrana nuclear para proteger la información del núcleo, una membrana plasmática y la
pared celular, compuesta de celulosa.
Nucleo celular
En el nucleo esta contenida la información de manera codificada que rige las
estructuras y funciones de un organismo. Esta información se encuentra contenida en el
interior del ADN, unido a determinadas proteínas llamadas histonas y a otras constituyendo la
cromatin nuclear.
Forma: generalmente es redondo, se adapta a la forma general de la celula que lo
contiene.
Tamaño: generalmente es un tercio del citoplasma, en ciertas células esta relación
puede alterarse a favor del nucleo o a favor del citoplasma.
Numero: generalmente único, pero algunas células son multinucleadas por dos
mecanismos: plasmodio, cuando el nucleo divide su nucleo pero no su citoplasma; y sincicio,
cuando dos o mas células uninucleadas se fusionan compartiendo sus nucleos.
Posición: generalmente central. Algunos pueden ser excéntricos o periféricos por dos
mecanismos: desplazamiento por grandes inclusiones; o desplazamiento por otros organoides
en células polarizadas.
Tinción: siempre basofilo.
Acidos nucleicos
Son compuestos aislados originalmente de un material rico en nucleos celulares. Son
llamados acidos por su contenido de acido fosfórico. Y nucleicos porque fueron aislados de
los nucleos celulares.
Contienen C,H,O,N y P, poseen carácter acidico.
A ellos les están asignadas importantes funciones: a) son depositarios de la
información genetica. b) tienen un papel fundamental en la síntesis de proteínas en las células
y dirigen el ensamble correcto de aminoácidos en secuencias definidas.
Nucleótidos:
Son las unidades estructurales de los acidos nucleicos. Están formados por: una base
nitrogenada, un monosacarido de cinco carbonos (aldopentosa) y acido ortofosforico.
Bases nitrogenadas: derivan de los nucleos heterocíclicos purina y pirimidina, por lo
que se las llama bases puricas o pirimidicas. Las bases pirimidicas son: timina, citosina,
uracilo. Las puricas: guanina, adenina.
Aldopentosas: puede ser tanto la D-ribosa como la D-2-desoxirribosa. La pentosa se
una al N9 de una base purica o al N1 de una pirimidica, formando un enlace beta glucosidico.
La union de una base nitrogenada con la pentosa forma un nucleosido.
Acido fosfórico: se una a la pentosa de un nucleosido a nivel de su C5 por una union de
tipo ester (acido fosfórico + alcohol del C5). Cuando un nucleosido se une a un acido forma un
nucleótido.
Polinucleotidos:
Se forma por la union de muchos nucleótidos entre si. Esta union se establece por
esterificación entre el P de C5 de un nucleótido y el OH del C3 de la pentosa del nucleótido
siguiente. Por eso se llama union 5-3. Es una union de tipo fosfo diester. Un extremo de la
cadena del polinucleotido tiene libre su P y se llama extremo 5’ y el otro tiene el OH del C3
libre, llamándose extremo 3’.
Estructura molecular del ADN
Se encuentra en los nucleos celulares, unido a histonas y en las mitocondrias. La union
a las proteínas forma complejos nucleoproteicos llamados cromatina, cuya
supercondensacion en la mitosis forma los cromosomas.
El ADN esta formado por dos cadenas polinucleotidicas enrrolladas sobre un eje
conformando una estructura helicoidal. En esta doble hélice de ADN, los grupos polares o
hidrofilicos (pentosa y acido fosfórico) se orientan hacia el exterior, donde le dan cargas
negativas a la molecula. Mientras que las bases nitrogenadas hidrófobas se ubican hacia el
interior, uniéndose entre si por puentes de H muy débiles, que por su gran nro constituyen en
conjunto una union importante. La A siempre se una a la T mediante dos puentes, mientras
que la G siempre a la C mediante tres puentes. A esto se le llama complementariedad de
bases. Finalmente las cadenas se orientan en forma ivertida, una desde el 5’ al 3’ y la otra al
revés. Es decir que tiene estructura antiparalela. Esto es denominado el modelo de Watson y
Crick.
Composición química:
-
Acido fosfórico.
-
Desoxirribosa.
-
Bases puricas: adenina y guanina.
-
Bases pirimidicas: citosina y timina.
-
El contenido de bases puricas es igual al contenido de bases pirimidicas.
-
Existe igual cantidad de A que de T.
-
Existe igual cantidad de C que de G.
Características:
-
Helicoidal.
-
Antiparalela.
-
Complementaria.
-
Polianionica.
-
Hidrosoluble.
-
Compacta pero flexible.
En el nucleo de células eucarioticas el ADN se une a proteínas como las histonas,
formando cromatina. Las uniones entre ambas son de tipo salino o electrostático, entre el OH
libre de los acidos fosfóricos y el NH2 de las proteínas. La union del ADN acido con proteínas
básicas tiende a estabilizar la molécula. Las histonas forman un cilindro sobre el cual se
enrrolla el ADN, formando nucleos de empaquetamiento llamados nucleosomas.
El ADN contiene el código genético que es la información para la síntesis de todas las
proteínas del organismo. Este código esta expresado en la secuencia de bases nitrogenadas
del ADN. Asi, tres bases forman un triplete, que simbolizan un Aa. Miles de tripletes forman un
gen, que es la porción que codifica para la síntesis de una proteína especifica. El código
presenta las siguientes características:
-
Es universal, todas las especies comparten el mismo.
-
Es redundante o repetitivo, tiene fragmentos que se repiten a lo largo de su cadena.
Es degenerado, porque las cuatro bases pueden formar 64 tripletes diferentes,
existiendo al menos 3 tripletes para cada Aa. Además existen 3 que no codifican a ninguno, y
se los llama tripletes mudos. Son: ATT, ATC y ACT y sirven para indicar el final de la cadena.
-
-
Es colineal, debe leerse base a base desde el ppio al final.
Acido ribonucleico
Es un polinucleotido cuyas principales diferencia con el ADN son:
-
El azúcar presente es D-ribosa en lugar de d-2-desoxirribosa.
-
En el ARN no existe la base pirimidica timina, se encuentra uracilo.
-
La molécula de ARN esta formada por una cadena polinucleotidica, no dos.
La molecula de ARN tiene mayor flexibilidad conformacional y capacidad para ejercer
fiversas funciones.
En las células existen cuatro tipos principales de acido ribonucleico: mensajero,
ribosómico, de transferencia y ARN nuclear pequeño.
Acido ribonucleico mensajero:
Se lo encuentro distribuido en el nucleo y en el citoplasma. El ARN nuclear tiene mas
peso que el citoplasmático, esto se explica por el proceso de splicing que sufre en el nucleo.
El splicing consiste en el corte de la cadena de ARNhn, la eliminación de sus fragmentos sin
sentido (intrones) y la union de fragmentos con sentido (exones). Finalmente se le agrega una
molecula de 7-metil.GTP, al extremo 5’ (extremo CAP) y de 20 a 50 unidades de acido
adenilinico (AMP) al extremo 3’ (cola poli A). la cabeza de 7 metil GTP sirve para que el
ARNm sea reconocido por los ribosomas, mientras que la cola poli A, le da estabilidad a la
molecula durante su migración del nucleo al citoplasma.
Su papel fisiológico es transmitir información genetica desde ADN nuclear hacia el
sistema de síntesis de proteínas en citoplasma y servir de guia para el ensamble de
aminoácidos en el orden correcto.
Acido ribonucleico de transferencia:
También llamado soluble, es el de menor tamaño molecular.
ARNt participa en la síntesis de proteínas transportando aminoácidos libres del citosol
hasta el lugar de ensamble. Actua como molecula adaptadora, que asegura la ubicación de
cada aminoácido en el sitio correspondiente.
Su disposición es semejante a una hoja trilobulada, plegada como una L. La cadena
posee segmentos que se aparean formando trozos de una doble hélice y porciones
desplegadas que forman los lobulos o asas de la molecula. En conjunto, el trébol tiene su
extremo 5’ G o C, pero en el extremo 3’ tiene la secuencia C-C-A para los 3 ultimos
nucleótidos. El Aa transportado por él se une por un enlace tipo éster entre el COOH de Aa y
el OH del C3 de la ribosa de la ultima adenina.
Acido ribonucleico ribosomal:
Es la especie mas abundante.
Es el nucleo prostético de nucleoproteínas componentes de ribosomas, pequeños
granulos localizados en el citoplasma, libres o únicos a retículo endoplasmatico rugoso.
Sus moléculas presentan plegamientos definidos y numerosos segmentos en doble
hélice.
Acido ribonucleico nuclear pequeño:
Otras partículas con ARN existentes en las células integran las ribonucleoproteinas
nucleares pequeñas y las ribonucleoproteinas citosolicas pequeñas. Es rico en uracilo. Las
snRNP intervienen en el procesamiento de ARNm en el nucleo.
Código genético
Es la secuencia de nucleótidos del ARNm y de aa que constituyen una proteína.
Hay 4 BN y 20 aa distintos. Las 4 BN se pueden combinar en tripletes, con lo que van a haber
64 tripletes, 3 tripletes son de terminación y 1 de iniciación.
Características del código genético
•
•
•
•
Es universal, excepto en orgánulos energéticos y algunos protozoos ciliados.
Está formado por una secuencia lineal de BN (codones) que codifican un aa.
No es ambiguo, cada codon codifica un único aa.
Entre los codones, no existe separación. Hay siempre la misma separación entre las
BN.
Es degenerado, un mismo aa puede codificar para distintos codones, son los codones
sinónimos.
•
Balanceo de tercera base: esta base, puede cambiarse por otra base, con lo que se
coloca otro aa.
•
Replicación
Es la capacidad del ADN de producir copias de sí mismo.
Normas de la replicación
Es semiconservativa.
•
Es bidireccional: a partir de un punto del cromosoma, va en las dos direcciones.
•
En virus y bacterias hay un único punto de origen, mientras que en eucariotas
hay varios.
•
Es semidiscontinua: en la hebra conductora se van a sintetizar fragmentos grandes de
forma continua, mientras que en la hebra retardada, la síntesis es discontinua (se incorporan
nucleótidos que forman pequeños fragmentos que se disponen de forma separada, son
los fragmentos de Okazaki)
•
La replicación avanza por adicción de nucleótidos en dirección 3' ---- 5', la que valla en
sentido contrario es la hebra retardada.
•
El inicio de la síntesis de cada fragmento requiere un extremo hidroxilo libre, que es
proporcionado por un ARN cebador.
•
Enzimas de la replicación
ADN polimerasas: con dos funciones:
•
Actividad polimerasa: catalizan la unión de nucleótidos en la cadena de ADN.
•
Actividad exonucleasa: catalizan la rotura de los enlaces de los nucleótidos cuando
las moléculas tienen un extremo libre.
•
ARN polimerasas: catalizan la formación de cadenas de ARN.
•
Topoisomerasas y girasas: adaptan la estructura espacial de la doble hélice a las
necesidades del proceso de síntesis.
•
Ligasas: sellan las uniones entre los fragmentos de las cadenas.
•
Helicasas: van a separar las dos cadenas de ADN.
•
Proteínas SSB: mantienen separadas las dos cadenas monocatenarias y actúan
conjuntamente con las helicasas.
•
Primera etapa de la replicación - Etapa de desenrollamiento
Comienza el desenrollamiento de la cadena en un punto de la misma. En ese punto hay
una secuencia determinada de nucleótidos.
Por tanto las primeras enzimas que intervienen son las helicasas, que rompen los
puentes de hidrógeno entre las bases nitrogenadas y abren la doble cadena. Al separar estas
dos cadenas, se generan una tensiones que van a ser eliminadas por las topoisomeras o por
las girasas. Las cadenas se mantienen separadas gracias a la acción de las SSB.
Segunda etapa
Cuando hemos separado las hebras, va a comenzar la síntesis de cadenas
complementarias, a partir de los moldes. Este proceso lo cataliza la ADN polimerasa III, la
cual va a necesitar:
•
Una hebra de ADN que va a recorrer en sentido 5' ---- 3', sobre la cual sintetiza la
hebra complementaria.
•
Nucleótidos en sentido 5' ---- 3' porque la nueva hebra crece en este sentido, pero
además esos nucleótidos tienen que ser los complementarios de los de la hebra parental.
•
ATP para proporcionar energía en la unión de los nucleótidos.
•
Una cadena de ARN, que sea corta (unos 40 ó 50 nucleótidos), es el ARN
cebador o primer, el cual es sintetizado por la ARN polimerasa, también llamada primasa.
La doble hélice se separa como una cremallera, se forma la horquilla de replicación,
la cual es una zona de intersección entre las zonas recién sintetizadas y las no replicadas.
La ADN polimerasa III recorre el ADN molde en dirección 3' a 5', con lo que va a haber
una síntesis continua en una hebra, que es la que llamamos hebra conductora. En la otra
hebra (hebra retardada) la dirección de nucleótidos es contraria (5' a 3') con lo que la ADN
polimerasa III no va a poder recorrerla, esto provoca una síntesis discontinua.
Para la hebra retardada, hay que colocar unos fragmentos de ADN, que son
los fragmentos de Okazaki (1000 ó 2000 nucleótidos) cada uno de ellos requiere de un ARN
cebador (formados por la ARN polimerasa) para iniciar la secuencia de nucleótidos.
Posteriormente se van a eliminar los fragmentos cebadores por la acción de la ADN
polimerasa I, y en su lugar coloca los nucleótidos correspondientes. Gracias a las ligasas se
van a unir los fragmentos de Okazaki y los nucleótidos colocados por la ADN polimerasa I,
formando así una hebra continua.
Cada hebra parental forma una doble hélice con su correspondiente hebra de nueva ->síntesis.
A pesar de estas etapas, la replicación es un proceso muy rápido. En la Ecoli se unen
unos 45.000 nucleótidos/minuto.
Aunque este mecanismo sea muy preciso, va a cometer errores, pero el ADN es la
única molécula capaz de efectuar correcciones en sí misma. La replicación no concluye hasta
que se comprueba que la respuesta sintetizada es correcta. Si hay un nucleótido mal
colocado, se va a eliminar por la acción de las endo o exonucleasas y las ADN polimerasas
rellenan los huecos con los nucleótidos correspondientes, después las ligasas unen los
fragmentos. Con todo esto se va a producir 1 error por cada 1010 nucleótidos. La fidelidad en
la copia es grandísima, pero siempre hay un pequeño margen para las mutaciones, que
contribuyen a los cambios evolutivos.
En la cadena nueva, las adeninas no están metiladas.
Posibles lesiones del ADN
•
•
Rayos ultravioleta: producen dímeros de timina que impiden la replicación.
•
Desaminación hidrolítica.
Radiaciones ionizantes y reacciones oxidantes.
Transcripción
Es la síntesis de ARN por un molde de ADN.
Las bases del ARN son A,U,G,C y la del ADN se diferencia en que en lugar de U tiene T.
La información va al citoplasma para la síntesis de proteínas.
La síntesis de ARN se va a producir por la acción de la ARN polimerasa, a partir del ADN.
Para que actúe la ARN polimerasa vamos a necesitar un molde de ADN bicatenario, que
une los nucleótidos en sentido 5' --- 3'. También necesitamos ATP.
La ARN polimerasa, va a comenzar su síntesis en genes o regiones promotoras.
Gen: secuencia de ADN que puede originar más de una proteína con funciones diferentes.
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•
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Transcripción en eucariotas
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Intervienen diversos factores proteicos, además de las 3 ARN polimerasas:
ARN polimerasa I: tiene información correspondiente a los ARNr.
ARN polimerasa II: transcribe los genes de origen del ARNm.
ARN polimerasa III: produce los ARNt y las histonas.
En todos estos casos, vamos a necesitar un proceso de maduración, antes del cual
tiene que haber un desenrollamiento de la espiral, y así el ARNm comienza la transcripción en
la región promotora, donde se encuentra situada la ARN polimerasa II (esta zona promotora,
es rica en A y T)
En las células eucariotas, no hay factor sigma, pero en cambio, existen factores
basales y varios activadores.
Una vez que comienza la transcripción, 5', se une una “caperuza” (7 metil guanosina
trifosfato) que sirve para identificar el fragmento en la transcripción y para proporcionar
estabilidad. La transcripción va a acabar cuando llegue a una zona rica en C y G.
Al llegar al extremo 3' del ARN recién sintetizado, se une la cola poliA (añade unas 200
adeninas), la enzima que la va a unir es la poliA polimerasa.
En un gen hay diferentes zonas:
•
Intrones: no codifican para ninguna proteína.
•
Exones: son los que sí codifican.
En el proceso de maduración, se van a eliminar los intrones, para unir después los
exones, de esto se encargan lasribonucleoproteínas pequeñas
nucleares o RNPpn o espliciosomas que provocan cortes.
El ARN definitivo, está formado por una secuencia continua de exones que se van a
unir por las ligasas.
Los ARNt están sintetizados por la ARN polimerasa III, en él va a haber metilaciones y
se le va a unir en el extremo 3', un codon que es el CCA, el cual está fosforizado y se le une el
aa.
Los ARNr se forman por la acción de la ARN polimerasa I, excepto los de 5 Svedbergs.
•
Traducción (síntesis de proteínas)
Una vez obtenida la copia del mensaje genético en forma de ARNm, este ARNm va a
dirigir la síntesis de proteínas en los ribosomas.
Los ribosomas van a interpretar la secuencia completa de nucleótidos del ARNm como
la información necesaria para la unión de aa específicos mediante enlaces peptídicos.
La correspondencia entre los nucleótidos del ARNm y los aa que forman una proteína
es lo que se denomina código genético.
Se denomina fase de traducción porque cambiamos de lenguaje, pasamos de
nucleótidos a aa específicos. Cada triplete da un aa.
La traducción se lleva a cabo en los ribosomas que están formados por distintos tipos
de ARNr y proteínas.
El ribosoma durante la síntesis de proteínas se encarga de:
•
Permitir la aproximación del ARNm y el transferente.
•
Permitir la orientación adecuada para la formación del enlace peptídico.
•
Participa en la alineación del ARNm.
•
Selecciona el codon de inicio, quedando determinada la pauta de lectura del molde.
•
Controla la fidelidad de la traducción.
•
Interviene en la etapa de terminación y liberación de la cadena peptídica.
La traducción es un proceso que se da de forma muy parecida en procariotas y en
eucariotas.
Lo primero es activar los aa, que es unirlos a un ARNt específico, este se da en el
citoplasma y lo cataliza la enzimaaminoacil ARNt sintetasa, también se necesita ATP.
El ARNt además de llevar unido el aa va a reconocer el codon del ARNm, así una vez
activado los aa, va a tener lugar la síntesis de proteínas (que incluso comienza antes de que
se halla sintetizado todo el ARNm)
La traducción tiene tres etapas:
•
Iniciación.
•
Elongación o alargamiento.
•
Terminación.
Iniciación
El ARNm se une a los ribosomas citoplasmáticos, cuyas dos subunidades están
separadas y deben acoplarse.
El ARNm se une por su extremo 5' a la subunidad menor del ribosoma, gracias al factor
de iniciación IF3.
Luego se produce la fijación del primer aminoacil ARNt y lo fija por la formación de
puentes de hidrógeno entre las bases del anticodon del ARNt y el codon del ARNm.
El primer codon o codon de iniciación, es siempre 5'AUG3' con lo que su anticodon es
el UAG. El aa que corresponde es la meteonina en el caso de las células eucariotas y
la formilmeteonina en procariotas. Este primer aa, luego puede desaparecer, pero siempre es
el inicio. En este proceso interviene el factor de iniciación IF2.
Por último se produce el acoplamiento de la subunidad mayor del ribosoma gracias al
factor IF1, quedándose formado el complejo de iniciación. Para este proceso necesitamos la
presencia de GTP, para obtener energía, con lo que se va a pasar a ADP y un ácido fosfórico.
Este complejo va a cubrir dos tripletes del ARNm, por tanto solo tendremos dos
posiciones. El primero es el sitio P y el segundo es el sitio.
Elongación o alargamiento
Los aa se van situando a lo largo de la cadena peptídica. Vamos a distinguir tres subetapas:
•
Unión de un aminoacil ARNt al sitio A: se necesita un factor de elongación que es
el EF.
•
Formación del enlace peptídico: se unen los aa del sitio P con los del A, para ello se
necesita una enzima que es la peptidil transferasa.
•
Traslocación del dipéptido al sitio P: con esto el sitio A queda libre para ser ocupado
por otro ARNt con aa.
Terminación
Hay tres codones de terminación, UAA, UAG, UGA. Cuando el ribosoma llega a alguno
de estos codones, se acaba la traducción. Para estos codones, no hay ARNt específico,
porque no codifican para ningún aa.
En esta etapa, interviene un factor de liberación, el RF.
Como consecuencia de la traducción, se liberan:
Cadena proteica.
•
Dos subunidades ribosómicas que se separan.
•
ARNm, el cual puede ser reutilizado o destruido, que es lo más frecuente.
Se sintetizan unos 1400 aa por minuto. Para hacer esto más rápido se pueden utilizar
los polisomas o polirribosomas(asociación de varios ribosomas).
•
Diversidad celular y niveles de organización
De la celula al ecosistema
Niveles de organización
Los niveles son todos aquellos tipos de organización de la naturaleza, estos van desde
el más simple al más complejo. Estos son los niveles de organización.
Desde el punto de vista viviente se puede considerar los siguientes niveles: células,
tejido, órgano, sistema, individuo, población, comunidad, ecosistema, biosfera.
Célula: unidad mínima de un organismo capaz de actuar de manera autónoma. Todos
los organismos vivos están formados por células, y en general se acepta que ningún
organismo es un ser vivo si no consta al menos de una célula. Algunos organismos
microscópicos, como bacterias y protozoos, son células únicas, mientras que los animales y
plantas están formados por muchos millones de células organizadas en tejidos y órganos.
Tejidos: agrupación de células iguales que realizan una función especializada, vital
para el organismo. Cada tejido realiza una función propia.
Órgano: parte diferenciable del organismo, con forma, ubicación y función definidas.
Los órganos suelen estar compuestos por varios tejidos distintos. Sólo la cooperación de
todos los órganos hace posible el funcionamiento del organismo.
Sistema: asociación de órganos organizados que juntos cumplen funciones
importantes para el organismo.
Individuo: ser vivo formado por un conjunto de células organizadas en tejidos, órganos
y sistemas, que está capacitado para realizar individualmente intercambios de materia y
energía con el medio ambiente, y para formar réplicas de sí mismo(reproducción). Representa
la cima de la organización biológica y constituye el punto de partida de los niveles ecológicos.
Comunidad: Podría definirse como el conjunto de poblaciones biológicas que
comparten un área determinada y coinciden en el tiempo.
Ecosistema: sistema dinámico relativamente autónomo formado por comunidades
naturales y su medio ambiente físico. Tiene en cuenta las complejas interacciones entre los
organismos.