Biología 1er parcial

Biología 1er parcial.
SEMANA 1 – TEMA 1
Origen de la vida:
•Paleontología: rama de la biología que estudia los restos fósiles de seres o estructuras
biológicas.
•Fósiles + antiguos: 1) Metanobacterias y 2) Procariontes: fósiles unicelulares.
•El oxígeno no estaba en forma de gas como ahora (tampoco había o3). Se encontraba
formando compuestos:
Había vapor de agua, metano, anhídrido carbónico, monóxido de carbono, nitrógeno, ácido
sulfúrico y amoníaco.
El vapor se condensó al enfriarse la corteza terrestre y calló en forma de lluvia = océanos.
Tormentas eléctricas y energía solar en forma de rayos UV fueron absorbidas por la tierra y
dieron lugar a transformación de los gases disueltos en la atmósfera en compuestos orgánicos
no biológicos.
Oxigeno libre: Producido por los primeros microorganismos que aprovecharon el sol para
hacer fotosíntesis liberando O2.
Teorías del origen en la antigüedad:
IDEALISTA o VITALISTA: La vida fue creada por Dios. Primero existe el alma, luego el cuerpo.
MATERIALISTA: La materia se origina antes que el alma. Corriente MECANICISTA, el cuerpo se
rige por leyes físico-químicas.
GENERACIÓN ESPONTÁNEA: La vida se genera a expensas de materia inanimada o no
organizada. Se pensaba que el agua en la que había materia en descomposición era fuente de
vida. Esta teoría la derriba Luis Pasteur.
TEORÍA CELULAR: Luis Pasteur.
TODOS LOS ORGANISMOS VIVOS, DERIVAN DE OTROS ORGANISMOS VIVOS.
Según LP: AIRE (Masa solida de gérmenes) + medio favorable para desarrollo = vida.
Lo demuestra con el experimento del matraz (libro página 7) – fin de la generación
espontánea. Pero no resuelve el origen de la vida (Darwin)
TEORÍA DE DARWIN: Los seres vivos son producto de una evolución biológica.
Las materias inorgánicas darán origen a compuestos orgánicos biológicos y estos
evolucionarán a las primeras formas de vida.
1
Gases sueltos ► reaccionan químicamente ► compuestos orgánicos no biológicos (azucares y
aminoácidos ► intermediarios entre inorg. y org. mas simpes ► Base de las
macromoléculas► la energía de la radiación de la tierra hace que estas moléculas se unan ►
polimerización ► Polímeros biológicos: compuestos químicos que forman la materia viva.
Los polímeros son formados por monómeros: Los esenciales son aminoácidos, fosfatos,
azucares simples, ácidos grasos y bases orgánicas.
TEORÍA DE OPARÍN HALDANE: Ambos postulaban que la vida surge de la materia no viva en las
condiciones de la atmosfera primitiva y por un proceso de evolución de la materia.
Sustancias proteicas se fueron combinado y originaron a los coacervados. Éstos dieron origen a
los sistemas más sencillos de vida.
Haldane: Inicialmente ► macromolécula capaz de autoduplicarse ► ADN
Fox: Formación de polímeros ► ambiente seco o caliente ► al calentarse formaban
microesferas1 formando un límite muy similar a l de la membrana celular.
Fox y Oparín: Los coacervados o microesferas con características de sistemas coloides, habían
desarrollado la capacidad de autoduplicarse. En un coloide sus partículas no forman una
solución, no se disuelven y no se depositan en el fondo.
Puede estar en estado SOL o GEL.
•Características para que un sistema se considere viviente que deben darse todas en
simultaneo:
1-Organización específica: Desde lo más particular hasta lo más general. Es decir, una
complejidad desde nivel molecular hasta nivel de comunidades o social.
2- Homeostasis: constancia de su medio interno. Equilibrio entre el medio interno y el externo.
3- Reproducción: capaces de producir otros sistemas similares.
4- sistemas dinámicos obligatoriamente abiertos: Si un sistema es aislado se su medio no
puede funcionar. No vive.
Niveles de organización de la materia:
Partículas subatómicas son las más pequeñas que pueden descomponerse de la materia. Le
siguen los átomos. Estos pueden combinarse en compuestos químicos.
Las moléculas orgánicas son compuestos químicos que se organizan en estructuras sub
celulares multimoleculares: complejos de compuestos. Por encima se encuentra el nivel
celular, que es el primero que tiene atributos de vida. En este nivel ubicamos a los organismos
unicelulares. Agrupación celular: colonias. En organismos pluricelulares cuando hay más de un
grupo con características morfológicas y funcionales propias, decimos que hay tejido (conj. De
1
Es lo mismo que coacervados
2
células con un mismo origen embrionario que cumplen la misma función). Los tejidos se unen
formando órganos.
Seres vivos agrupados, sociedad. Conjunto de individuos de la misma especie, comunidad. Y
por último todas las comunidades de la tierra constituyen la Biosfera.
Entonces:
Unicelulares: Partículas subatómicas ► átomos ►células ►colonias
Pluricelulares: Partículas subatómicas ► átomos ►células ►tejidos ►órganos► seres vivos ►
sociedad ► comunidad ►Biosfera
Nota: Solo las macromoléculas pueden observarse en el microscopio electrónico que permite
discriminar partículas que miden entre 0.5 y 200 nanómetros.
1mm= 1.000 micrones =1.000.000 nanómetros
SEMANA 1 - TEMA 2
Componentes químicos celulares:
Solo 4 componentes de todos los existentes, conforman la materia viva: CHON – Carbono,
Hidrogeno – O2 y Nitrógeno.
Agua:
•La vida no se originó en el agua. Las moléculas de agua tomaron parte de las reacciones
químicas y a partir de ello pudieron formarse compuestos orgánicos que dieron origen a
agregados más complejos.
•En la mayoría de los organismos el agua constituye 80%.
•H2O: Tiende a formar uniones entre el H+ (carga parcial positiva) de una molécula y el O(carga parcial negativa) de otra. Esto se llama puentes de hidrógeno, dan gran cohesión a sus
moléculas.
•Posee alto calor de vaporización por lo cual lo seres vivos podemos atravesar altas
temperaturas.
• Forma parte de reacciones bioquímicas fundamentales como: hidrólisis de polímeros y
fotosíntesis.
•Propiedad física más importante: cohesión de sus moléculas. Le da alta tensión superficial. (lo
que permite que el agua suba por los tallos de las plantas altas).
•capacidad calorífica o alto calor específico: absorbe mucho calor si elevar mucho su
temperatura. Amortiguador térmico que protege las moléculas orgánicas sensibles.
•Forma parte del hábitat de muchos seres vivos.
3
Otros componentes inorgánicos:
•Todos los componentes inorgánicos de las células son de origen mineral y derivan del medio
físico externo. Son minerales sólidos. Muchos compuestos inorgánicos como los nitratos,
sulfatos y óxidos metálicos, una vez incorporado a sus células pasan a formar parte de
moléculas orgánicas más complejas. Ej: el mg de la clorofila y el Fe2 dela hemoglobina.
Compuestos orgánicos:
Las sustancias orgánicas son compuestos de carbono. El carbono es mucho más versátil, tiene
la posibilidad de formar largas cadenas lineales o cadenas ramificadas en anillos cerrados.
Hay 4 clases de compuestos orgánicos presentes en todas las células: Hidratos de carbono,
lípidos, proteínas y nucleótidos.
HIDRATOS DE CARBONO:
Monosacáridos: son azúcares simples, constituida por 3 y 7 carbonos. La pentosa ribosas y
desoxirribosas son fundamentales de los nucleótidos.
Las hexosas: monómeros corrientes a partir de los cuales se constituyen las grandes moléculas
de polisacáridos estructurales y de reserva. Entre ellos se encuentran la glucosa, la galactosa y
la fructosa. Forma de cadena o de anillo cuando esta polimerizada.
Disacáridos: dos unidades de hexosa. Sacarosa 3 una molécula de fructosa y una de glucosa.
Maltosa: 2 glucosas y lactosa: 1glucosa + 1 galactosa.
Triglicéridos: Los tejidos animales de reserva y protección térmica y mecánica. Grasas, aceites.
Fosfolípidos: Forma parte de la membrana celular y de las organeras de una célula. Conforma
la bicapa lipídica. Tiene un extremo hidrófilo y uno hidrofóbico. Propiedad fundamental para el
intercambio con el medio y regulación osmótica.
Esteroides: El colesterol es uno de ellos.
Comprenden las hormonas sexuales y de las capsulas suprarrenales.
PROTEINAS:
Son macromoléculas muy versátiles. Formada por cadenas de aminoácidos.
A los aminoácidos que deben ser captados de los alimentos se los llama esenciales. La carencia
de estos en la dieta, limita el desarrollo del organismo.
Hay otros que los sintetiza el cuerpo y se llaman no esenciales.
2
3
hierro
Azúcar de mesa
4
Se sintetizan en el citoplasma por polimerización4 de aminoácidos, a través de un sistema de
lectura de la información contenida en el ADN.
ESTRUCTURA:
Primaria: Secuencia lineal de aminoácidos. Puede estar compuesta por más de na cadena
polipeptídica. Posee una configuración especia determinada que se denomina cadena
secundaria y terciaria.
Secundaria: depende de cómo están unidas las cadenas y disposición del eje. La + común: alfahélice. Estabiliza las macromoléculas porque permite formar puentes de hidrógeno entre los
monómeros enfrentados. Un giro completo de hélice involucra 4 aá.
Terciaria: Configuración de plegamiento final. Las proteínas fibrosas no poseen esta
estructura. La mayoría son globulares, es decir plegadas formando una configuración redonda.
Cambios de temperatura o pH, pueden desnaturalizar la proteína. Esto consiste en la ruptura
de dos enlaces de las estructuras terciarias y secundarias. Una vez que se desnaturaliza no
puede recuperar su actividad biológica.
FUNCIONES DE LAS PROTEÍNAS:
Enzimas: Proteínas catalizadoras. Control de reacciones químicas.
proteínas estructurales: El esquema de una célula es básicamente proteico. La membrana
celular y todas sus estructuras de membrana (fosfolípidos + proteico). Las que conforman el
coloide citoplasmático pueden sufrir una variación SOL-GEL.
proteínas que forman parte de la estructura de soporte y protección: colágeno (cartílago y
hueso) y la queratina (uñas y piel).
Otras funciones: Algunas regulan la síntesis celular a través de la regulación de los genes. Las
hormonas pancreáticas, el glucagón y la insulina y las hormonas de la hipófisis son proteínas. El
transporte de o2 está dado por la hemoglobina que es una proteína. Forman anticuerpos.
ÁCIDOS NUVLEICOS
De lo general a lo particular:
Polinucleótidos ► nucleótidos ► 3 moléculas simples: base nitrogenada ( PURINA o
PIRIMIDINA) + azúcar simple (RIBOSA o DESOXIRIBOSA) + grupo fosfato.
ADN y ARN contienen 4 bases nitrogenadas. 2 PURINAS (iguales en los dos) y 2 PIRIMIIDINAS
(ADIMINA + 4 BASE EXCLUSIVA DE C/U - (URACILO (arn) y TIMINA (adn)-).
ADN: ADIMINA – TIMINA / CITOCINA – GUANINA
ARN: ADIMINA – UTACILO / CITOCINA -GUANINA
4
Proceso químico por el que los reactivos, monómeros se agrupan químicamente entre sí, dando lugar a
una molécula de gran peso, llamada polímero,
5
Enlace fosfodiester: El grupo fosfato actúa como enlace entre nucleótidos.
ADN:
•Doble hélice formada por dos cadenas de Polinucleótidos.
•Plegamiento alrededor de la hélice por uniones específicas entre las bases. A-T y C-G.
•La secuencia de las bases en una de las cadenas que constituye la doble hélice son
complementarias entre sí.
Funciones:
Actividades fundamentales:
Autosintética: Duplicación de la doble hélice en la mitosis.
Heterosintética: Control de toda la actividad celular a través de la síntesis de proteínas.
•La secuencia de nucleótidos es el banco de información genética de todo ser vivo. Cada
secuencia es particular y proporciona la información para la síntesis de todas las estructuras y
funciones del organismo. ► código genético.
• C°: 10° y 45° la mayoría de los organismos.
•PH: Cercano al neutro. Hay una gran producción de ácidos en el interior que es controlado
por tampones fisiológicos y mecanismos de regulación pulmonar y renal. El tampón de Buffer
es el más importante en la homeostasis del PH
• REDOX: formada por dos subreacciones simultaneas que: Óxido y Reducción. Un átomo que
pierde electrones queda más electropositivo se OXIDA. Cuando un átomo gana electrones
queda más electronegativo se REDUCE. Respiración y fotosíntesis son procesos redox porque
implican transporte de electrones.
•Difusión- Osmosis: F(x) Intercambio entre células y el medio
Difusión: Movimiento de moléculas de una región de mayor concentración a una de de menor
concentración. La velocidad de esta difusión (desplazamiento) depende de temperatura y
tamaño de la molécula.
Osmosis: la difusión del agua a través de una membrana semipermeable5
5
Permite el paso del solvente agua, pero no de solutos.
6
SEMANA 1 – TEMA 3
METABOLISMO CELULAR – ENZIMAS
El ATP es una molécula que traslada la energía de un lado al otro y es adecuada para propulsar
las reacciones ANABÓLICAS.
ENZIMAS:
•Forman complejos6 con los sustratos
7
que facilitan la reacción y disminuye
la cantidad de energía necesaria para
ésta.
•Afectan la velocidad y no el sentido de la reacción.
•Alto grado de especificidad con la reacción que catalizan.
•La temperatura afecta la reacción: Termodependiente. Entre 20° y 40°. Menos o más: Nula
•PH específico.
•No se alteran, ni se gastan (complejos temporales).
•Coenzimas: sustancias que se unen temporalmente – Grupos proteicos: permanente
•Ayudan al aprovechamiento óptimo de la utilización de materia y energía de la célula –
responden a la necesidad de las células.
6
7
Combinaciones temporales
Moléculas reaccionantes
7
CÉLULA:
•unidad estructural y funcional de todos los seres vivos.
•Toda célula precede de una célula preexistente.
Estructuralmente: Unidad de sustancia viva que incluye uno o más cromosomas y está
limitada por una membrana semipermeable
Funcionalmente: Unidad más sencilla de vida capaz de sobrevivir y reproducirse.
Procariontes ► no poseen membrana nuclear, ni organelas citoplasmáticas.
Organismos más primitivos en el curso de la evolución de los procariontes ► bacterias y algas
azules.
SEMANA 2 – TEMA 1
MEMBRANA PLASMÁTICA:
•Químicamente: asociación de fosfolípidos y proteínas.
•Organización muy compleja. “Mosaico fluido”: Bicapa lipídica dentro de la cual hay proteínas
y ambos componentes son capaces de experimentar una difusión lateral dentro de la bicapa.
• es igual: plasmática; nuclear y organelas celulares.
•Rigen y controlan los intercambios con el medio, procesos de osmosis y absorción.
COMPOSICIÓN QUÍMICA DE MEMBRANA:
•PROTEINAS: Organización estructural, en la permeabilidad (como transportadores), como
“receptores” reconociendo a distintas sustancias, por ejemplo, enzimas y
antígenos.
•LÍPIDOS: En su mayoría son fosfolípidos.
•GLÚCIDOS: Siempre se encuentra combinados con proteínas o lípidos – Glucoproteínas /
glucolípidos.
Los fosfolípidos tienen una cabeza polar (hidrofílico) y un extremo no polar (hidrofóbico).
En la bicapa cabezas polares quedan expuestas al exterior de la célula y al agua del citoplasma.
Y en el medio un “cordón” pobre en agua, hidrofóbico. Esto le da la propiedad
de impermeabilidad de la membrana para las moléculas solubles en agua.
Porque las que atraviesan la primera capa, no atraviesan la segunda.
En algunos sitios de la bicapa se observan las proteínas intrínsecas o integrales que atraviesan
Parcial o totalmente la bicapa. Estas pueden ser:
8
-ESTRUCTURALES: transportadores o carriers. Llevan ciertas sustancias a través de la
membrana.
-ENZIMATICAS función enzimática
-RECEPTORES para hormonas o neurotransmisores
-ANTIGÉNICAS: Provocar rta del sistema inmune
-PROTEINAS QUE FORMAN CANALES para el paso de iones como potasio y sodio
-PROTEINAS COMO BOMBAS: extraen o inducen algún ión con gasto de energía ► transporte
contra gradiente
Oras unidas a las integrales por fuera de la bicapa son las extrínsecas o periféricas ► Ej: Actina
y espectrina (es lo que le da forma y movimiento a la célula)
La membrana es como la piel de la célula, capaz de recibir estímulos y responder a ellos.
Constante intercambio con la MEC.
La membrana suele estar cubierta por glucocalix, es un recubrimiento de glucoproteínas y
glucolípidos que es capaz de reconocer similares.
SEMANA 2 - TEMA 2
MECANISMOS DE TRANSPORTE A TRAVEZ DE LA MEMBRANA
La membrana es una barrera que presenta permeabilidad selectiva.
• Absorción de moléculas a través de la membrana:
•Pasiva o simple: de zonas de mayor concentración a zonas de menor concentración.
-Difusión facilitada: El soluto utiliza una proteína de transporte o carrier8 y va a favor de la
gradiente de concentración, sin gasto de energía. (Ejemplo más imp. El de la
glucosa).
-Otro mecanismo de este tipo es el de proteínas intrínsecas que forman un poro fijo que
atraviesa a toda la membrana
•Activa o “bombas”: moviliza sustancias contra gradiente con gasto de energía (ATP: lo
hidroliza para tomar la energía). Zona de menor concentración a zonas de
mayor. (Ejemplo más imp. El de la bomba de sodio y potasio, saca sodio mete
potasio).
8
La proteína introduce al soluto en la superficie opuesta de la membrana. La deja y luego vuelve a la
superficie para poder repetir el ciclo. (Taxi celular)
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CARACTERISTICAS DE AMBOS:
•Especificidad: Reacciona solo con sustancias seleccionadas.
•Saturación:
-Pasiva: Flujo de moléculas proporcional dentro y fuera de la célula.
-Activa: El flujo se incrementa con la concentración extra celular y la célula absorbe la máxima
cantidad posible. Capacidad máxima. Sistema saturado.
•Competencia: Moléculas similares que ingresan utilizando el mismo transporte.
CITOPLASMA CELULAR: Matriz amorfa, Citoesqueleto, ribosomas, sistema vacuolar
citoplasmático y Organelas.
Sistema coloidal con orgánulos. Medio interno de la célula. Entre la membrana y el núcleo.
Cuando las proteínas están unidas fuertemente la consistencia es GEL. Si la unión es débil,
varia a SOL.
ORGÁNULOS:
CITOESQUELETO: Trama dinámica compuesta por:
-Microtúbulos: tubos de tubulina. Forman parte del esqueleto. Ayudan en el transporte de
sustancias desde y hacia la célula. Participa en la división celular
-Microfilamentos: son más pequeños que los Microtúbulos. Hay dos: Contráctiles y no
contráctiles.
Los contráctiles pertenecen a los microfilamentos del musculo y a todas las variedades que
contengan actina y miosina, también son responsables de la contractilidad de la célula.
La ACTINA se modifica de fibrilar a globular y es la responsable del cambio de sol a gel del
citoplasma. También está presente en los glóbulos blancos y le proporciona su movimiento
ameboideo.
Los no contráctiles gran proporción en los tegumentos como la piel. Contribuyen a mantener
forma y posición de células.
RIBOSOMAS: Se ubican en la red del Citoesqueleto, pero son producidas en el nucléolo como
sub unidades menores y mayores que luego salen al Nucleoplasma a través de los poros. Al
salir pueden acoplarse y esta es la instancia donde están maduros. Están compuestos por ARNr
y proteínas distribuidos en subunidad mayor y menor. Acá se lleva a cabo la unión de lo áa que
forman las proteínas. Es el lector del ARN para sintetizar proteínas. (ver página 17)
Las subunidades solo se unen al momento de la producción de la proteína.
A veces varios ribosomas (entre 3 y 10) se anclan a la cadena de ARNm y para traducir al
mismo tiempo. Se denomina poliribosomas.
Son comunes para todas las síntesis de proteínas.
10
SISTEMA VACUOLAR CITOPLASMÁTICO:
•RER: Ligado a la síntesis proteica. Formado por cisternas amplias con una disposición muy
ordenada que a veces se comunican por túbulos. Tienen ribosomas (se ven como pelotitas)
pegadas en las paredes del lado externo. Cuando las proteínas entran el laberinto de cisternas
son producidas, estas son para secretar, exportar, fuera de la célula. Produce: Proteínas de
exportación, proteínas de membrada y enzimas hidrolíticas.
•REL: Formado por cisternas dispuestas irregularmente. Sin ribosomas en sus paredes.
Comunicada por vesículas. Se produce la degradación de glucosa (glucolisis).
• COMPLEJO DE GOLGI: cisternas paralelas. Continuidad con el retículo endoplasmatico.
La función más importante está relacionada con la síntesis liberación de secreciones.
*Ciclo secretor: Recibe, en su cara formadora, proteínas, lípidos y lipoproteínas del retículo
endoplasmatico. Lo modifica y lo condensa. Luego es empaquetado por la cara cóncava o de
maduración, con una membrana apropiada y así se forma la vacuola condensante que a su vez
constituye el granulo de secreción que viajará a la membrana para salir de la célula por
exositosis.
•LISOSOMAS: Pequeñas vesículas que contienen enzimas hidrolíticas, donde se produce el
desdoblamiento de moléculas complejas. El lisosoma recién formado no cumple una acción
digestiva, pero para el secundario esta acción enzimática es la principal. Se pueden distinguir
en:
*Vacuolas digestivas: Fagocitosis.
*Cuerpos residuales: Porciones sin digerir que mantienen las vacuolas son extraídos y
expulsados por exositosis.
*Vacuolas autofágicas: Intracelularmente engloban estructuras para que desaparezcan y se
formen otras nuevas en su lugar
ORGANELAS:
•CENTRIOLOS: cilindros alargados, huecos. Se ubican cerca del núcleo celular, en el citoplasma.
En todas las células hay por lo menos un par, diplosoma. Cuando la célula se prepara para la
mitosis, de cada centriolo brota uno. Formándose dos pares diploides.
•MITOCONDRIAS: ovoides, separadas del resto del citoplasma por una membrana. Contienen
las crestas mitocondriales donde se lleva a cabo la respiración celular y la fosforilación
oxidativa. ► Es el proceso por el cual se forma el ATP. Un nucleótido de adenina unido a tres
fosfatos. Uno de estos fosfatos tiene una unión muy fuerte que al romperse libera la energía
que utilizará la célula para distintos trabajos. El ATP proviene de la degradación de los
alimentos
11
Bioquímica de la respiración
La respiración es un proceso REDOX (Oxido – Reducción)
Para esto se utilizan sustancias de reserva: almidón y glucógeno. Que son polímeros de
glucosa, siendo este el sustrato respiratorio por excelencia.
Ciclo de KREBS
.
12
SEMANA 3 – TEMA 1
•NUCLEO CELULAR:
-Contiene la información genética – ADN, Genes.
-Dirige la actividad celular por medio de la replicación y transcripción genética. Mitosis.
-Envoltura nuclear: dos membranas lipídicas, una dentro de otra. La primera en contacto con
el citoplasma. La membrana es atravesada por nucleoporinas9 o poros nucleares por medio de
los cuales se realiza transporte de moléculas proteicas entre núcleo y citoplasma.
-Nucleoplasma: citoplasma nuclear.
-Cromatina: Estructura fundamental del núcleo. Son los cromosomas de la célula luego de la
división celular. Es fundamental proporcionando la información genética y la correcta
segregación para realizar la transcripción y síntesis proteica exacta. Duplica el ADN en la
reproducción celular y es ahí donde se compacta al máximo y conforma los cromosomas10.
Se divide en dos según su tinción:
-Eucromatina (tinción suave): Zonas relajadas del cromosoma. Regiones del genoma
disponibles para la transcripción. Ubicación, interior del Nucleoplasma “puede leerse la info y
transcribirse”
-Heterocromatina (tinción muy intensa): Zonas muy compactadas que no permiten ser leídas
para la transcripción. Hay dos tipos: a) Constitutiva: Características compartidas con toda la
especie. B) Facultativa: Propias de cada individuo.
•NUCLEOLO: Cumulo de ARN y proteínas. Sin membrana. Altamente especializado y adyacente
a los cromosomas
•PROTEINAS NUCLEARES:
HISTONAS: Proteínas estructurales. Fundamentales en el empaquetado de nucleosomas11.
Controlan la compactación de la doble hélice de ADN. Dos grupos:
-Histonas nucleosómicas: Intervienen en la formación de los nucleosomas –H2A, H2B, H3,
H4.
-Histona H1: Interviene en la asociación de nucleosomas. O sea, determina hasta donde se
enrolla cada perla.
9
Son proteínas
En la mitosis la cromatina toma la forma de cromosoma
11
Unidad básica de la cromatina. Es el “paquetito” de 8 bases
10
13
Las histonas pueden sufrir modificaciones, mutaciones que pueden alterar la expresión
genético.
Mecanismo de compactación:
2 histonas de cada una de las nucleares forman el núcleo
de 8 histonas: 1 tetrámeros (H3, H4) x 2 y 2 dímeros (H2A,
H2B).
El ADN se va a enrollar alrededor y la histona H1 le va a
servir de soporte.
Se ve la forma de collar de perlas.
Luego estos nucleosomas se enrollan de a seis y se puede
ver la instancia “fibra de nucleosomas empaquetados”
EL CROMOSOMA CONDENSADO SOLO SE FORMA CUANDO LA CÉLULA SE VA A DIVIDIR.
NO HISTONAS: Proteínas enzimáticas contenidas en la cromatina. Algunas descondensan el
empaquetamiento del ADN realizado por las histonas y permite que pequeños segmentos del
ADN formen moléculas de ARN.
•CROMOSOMAS: La doble hélice de ADN se encuentra condensada y recibe este nombre. Hay
46 cromosomas divididos en 23 pares. La mayoría de cada pareja de cromosomas son idénticos
o casi.
•CROMÁTIDES: cromosomas duplicados, aún unidos por el centrómero. (interfase)
•CENTRÓMERO: Centro de constricción de los cromosomas.
•TELOMERO: Son los extremos del cromosoma. Allí hay proteínas y ADN. Si hay daño ahí, hay
daño en el cromosoma, en el ADN. Dentro de sus funciones está mantener el registro de
divisiones celulares. Es determinante de la vida celular y el momento en el que entra en
senescencia replicativa. Se va acortando con cada MITOSIS. Estas estructuras se replican en el
ciclo celular gracias a las telomerasas. La telomerasa es una ribonucleoproteina y tiene la tarea
de proteger al telómero – control diferencial. Al verse inhibida hay perdida de secuencia
telomérica.
SEMANA 3 – TEMA 2
ADN: 1 ácido fosfórico + 1 desoxirribosa + 4 bases nitrogenadas (2 purinas – adenina y guanina
– y 2 pirimidinas (timina y citosina)
El grupo fosfato queda por fuera uniendo las pentosas mediante enlaces fosfodiester.
Da una vuelta cada 10nucleótidos.
Hebras complementarias anti paralelas.
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La replicación celular comienza con la duplicación del ADN. Recién después se produce la
MITOSIS.
El ADN es semiconservativo porque cada hebra contiene un molde preexistente y una nueva.
DUPLICACIÓN: Consiste en la formación de dos o más cadenas de ADN a partir de una ya
existente.
Cada hebra va en un sentido. 5´ 3´ es la cadena adelantada. Esta hebra se duplicará más rápido
y fácil.
La hebra anti paralela es la que va en dirección 3´ 5´ y se duplicara de forma más lenta y más
compleja.
a) Inicio:
La helicasa rompe los puentes de hidrógeno separando el ADN en dos hebras. Formando
burbujas de replicación que se irán uniendo a medida que el ADN se vaya replicando hasta
formar dos hebras distintas.
La topoisomerasa o girasa va desenrollando el ADN y controlando la tensión de los extremos.
Se agregan las proteínas SSB que evitarán que se unan las hebras de nievo.
b) Duplicación de la hebra adelantada: 5´ 3´. (izquierda a derecha)
La RNA primasa coloca el ARN cebador estos son los primeros nucleótidos que
servirán de guía al ADN polimerasa 3 para completar la hebra con los nucleótidos
complementarios. Este proceso es la polimerización. La hebra va creciendo de modo
continuo en dirección 5´ 3´. Cuando se termina de copiar este molde el ARN cebador
es reemplazado por ADN mediante la acción de otro, ADN polimerasa 1.
c) Duplicación de la hebra retardada: 3´ 5´ (derecha a izquierda)
Se va replicando por fragmentos, llamados fragmentos de Okazaki. Al principio el RNA
primasa coloca un ARN cebador. El ADN polimerasa 3 comienza a colocar los nucleótidos
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complementarios faltantes. La horquilla se va desenrollando a medida que va
completando los fragmentos. Entonces por cada fragmento que se completa, se vuelve a
repetir el proceso: el RNA primasa coloca un ARN cebador. El ADN polimerasa 1 comienza
a colocar los nucleótidos. A medida que se van completando estos tramitos y empiezan a
formar una cadena el ARN cebador es reemplazado por ADN mediante la acción de otro,
ADN polimerasa 1. La ligasa va a ir sellando estos fragmentos reemplazados, para formar
una cadena continua.
ARN POLIMERAS:
TIPO
ADN
POLIMERASA
ALFA (1)
ADN
POLIMERASA
BETA
AND
POLIMERASA Y
LOCALIZACIÓN
Núcleo
F(x)
Inicia la síntesis
Núcleo
Reparación
Mitocondria
ADN
POLIMERASA
omega (3)
ADN
POLIMERASA 2
Núcleo
Replicación del
genoma
mitocondrial
Elongación y síntesis
del ADN
Núcleo
Corrección causada
por agentes físicos
Nota
Es el que reemplaza el
cebador de RNA
Es la que realiza la
mayor parte del trabajo.
Copiando la cadena.
Actúa en cadenas
mutadas
Mecanismos de reparación:
Existe una fase entre la replicación del ADN y la mitosis que es la corrección de daños en caso
de que los nucleótidos colocados en la hebra molde, no sean los correctos. En caso de que el
daño no se solucione, la célula puede quedar en senescencia, mutar o inducirse a apoptosis.
•REPARACIÓN DIRECTA: Se reparan roturas del enlace fosfodiester entre nucleótidos. Participa
el ADN ligasa y la alquitransferasa que repara el daño.
•REPARACION POR ROTURA O DIVICIÓN DE BASES: Se saca el nucleótido mutado y se remplaza
por otro que se une a los adyacentes.
• REPARACION POR ROTURA O DIVICIÓN DE NUCLEÓTIDOS MODIFICADOS: Cuando el ADN se
encuentra distorsionado o mutado, suele producirse por agentes químicos o por radiaciones
UV. Se abre la doble cadena e intervienen las endonucleasas que cortan los nucleótidos
mutados. Ocurre normalmente en el proceso de transcripción.
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ARN: Se obtiene a partir de la copia de una de las hebras de ADN. E es un paso intermedio
entre el ADN y las proteínas. Otras diferencias con el ADN, el ARN es monocatenario, cambia la
desoxirribosa por ribosa y la timina por uracilo. Además, a diferencia del ADN que siempre está
ene l núcleo de la célula, el ARN sale al citoplasma donde desempeña su papel fundamental en
la síntesis de proteínas.
El ARN se obtiene por medio de un proceso llamado:
TRANSCRIPCIÓN – COPIA DE ADN A ARN
El ADN tiene una región que clasifica para una molécula de ARNm. Esta región comienza con
un promotor y finaliza con una terminación.
El sitio de iniciación sirve para que el ARN polimerasa sepa por donde comenzar. Una vez que
este ARN pol. Se posiciona sobre el ADN las hebras se separan. Irá copiando las bases
complementarias en sentido 3´ (cadena adelantada). Así se irá formando la cadena de
nucleótidos que dará origen a un ARN MENSAJERO primario o inmaduro. El ARN pol. Finaliza la
copia una vez que llega a la zona de terminación del ADN y se separa de este, dejando caer la
hebra de ARNm.
El ARNm inmaduro tiene zonas codificadas llamadas EXONES y zonas no codificadas llamadas
INTRONES. Para que madure, deben desaparecer esas zonas sin codificación y unirse las
codificadas. Esto sucede mediante el proceso de SPLICING. Esta hebra madura de ARNm va a
abandonar el núcleo celular, pasando por los poros nucleares, para llegar al citoplasma donde
desarrollará su principal función que es la síntesis de proteínas.
17
TRADUCCIÓN – SÍNTESIS DE PROTEINAS
Zona A: Ingresan los ARNt con el aá activo
Zona P: Es donde está el ARNt que está llevando
la cadena de aá en ese momento
Zona E: Salida. El ARNt vació sale del ribosoma.
3 etapas:
•INICIACIÓN:
Una porción de 3 nucleótidos del ARNm forman un CODÓN o TRIPLETE y cada uno de estos
codificará una aá específico.
Hay 3 codones específicos que codificarán el inicio de la traducción y 3 para el final.
La subunidad menor de un ribosoma o ARN ribosomal, se unirá a la hebra de ARNm, un poco
antes del codón de iniciación.
Hay otro tipo de ARN, el ARNt que forma el anticodón, esto significa que tendrá los
nucleótidos complementarios para el ARNm. A su vez, el ARNt lleva los aá activos consigo.
Cuando sucede el encentro entre los ARN t y m, la subunidad mayor del ribosoma se acopla y
forma como una pequeña maquina donde se sintetizarán las proteínas. Aquí finaliza la etapa 1.
•ELONGACIÓN:
A medida que los anticodones del ARNt se van apareando con los codones del ARNm, los aá
activos que trae el ARNt se van uniendo dentro del ribosoma. A medida que se van uniendo,
los ARNt van quedando sin carga (aá) y van saliendo del ribosoma. Los aá se van uniendo y van
formando una cadena, que finalmente dará lugar a un polipéptido.
•FINALIZACIÓN:
Al encontrarse con el codón de terminación, un factor de terminación se une y da la señal de
que la traducción finalizó. Así es como el producto final, el polipéptido neoformado es
liberado, el complejo ribosoma se disocia y se completa el ciclo de traducción.
El complejo podrá unirse de nuevo en caso de reiniciar el proceso.
ARN pol 1: Se encuentra en el núcleo y transcribe los principales genes del ARNr.
ARN pol 2: Se encuentra en el Nucleoplasma. Responsable de la transcripción de los genes que
codifican proteínas en la síntesis de ARNm.
18
ARN pol 3: Se encuentra en el Nucleoplasma y transcribe los principales genes de ARNm, ARNr
y ARNsn.
ACCIÓN DE LOS ANTIBIÓTICOS EN DISINTAS ETAPAS DE LA TRADUCCIÓN:
Antibiótico: sustancia química producida por un microorganismo capaz de inhibir el desarrollo
de otro por medio de una acción antimicrobiana.
Inhibidores de la síntesis de las proteínas en bacterias patógenas durante el proceso de
traducción.
Cuanta menos afinidad por la célula eucariota (animal) mejor funcionan ya que n intervienen
con la biología del huésped. Toxicidad selectiva, es decir afinidad por la célula procariota
infectante.
Tipos de
antibióticos
Natural o biológico
Semisintéticos
Sintéticos
Descripción
Por el cultivo de un microorganismo
Modificación química en bases sintetizadas por microorganismo vivos
Formados químicamente
•Dentro de los agentes microbianos:
BACTERICIDAS: Matan la bacteria.
BACTERIOSTÁTICOS: Inhiben el desarrollo y reproducción del germen sin matarlo. Permite que
el sistema inmunológico naturalmente intervenga.
•RECONOCIMIENTO DE BACTERIA por medio de tinción GRAM+ o GRAM- (Histología)
Esto determinará la composición de la bacteria.
GRAM-: Tiene dos paredes delgadas; lo que se tiñe es el azúcar.
GRAM +: Capa más gruesa de peptidoglcanos que absorben más color.
•RESISTENCIA A ANTIBIÓTICOS:
Natural: Propia de cada familia de bacterias.
Adquirida: La adaptación de gérmenes a antibióticos que en algún momento le resultaban
tóxicos.
19
MITOSIS: División celular
•El ciclo de vida de una célula es el período de tiempo que trascurre desde la reproducción de
una célula hasta la siguiente reproducción.
Cumple la función de distribuir los cromosomas duplicados de tal modo que todas las células
obtengan una dotación completa e idéntica. Esto depende de la correcta distribución de los
cromosomas en el huso
La división celular se da por medio de la sucesión de varios procesos. Estos son:
INTERFASE o ESTADO DE REPOSO ► G1 – S – G2 | + | MITOSIS► PRO-MET-ANA-TELO
►Interface: 95 % del tiempo de reproducción.
•G1: La célula es pequeña porque es nueva y se encuentra en constante crecimiento para
poder obtener el tamaño necesario para dividirse y formar células hijas. Se encuentra
sintetizando ARN, proteínas y citoplasma
•S: En esta instancia se duplica todo el material genético de las células. Sigue estado relajado e
imperceptible al microscopio. Se obtienen las cromátides hermanas
•G2: El ADN comienza a condensarse y la célula empieza a prepararse propiamente para la
división. Se forman los centriolos en el citoplasma, estos van a ser los encargados de alinear y
separar a los cromosomas durante la mitosis.
-En G2 y G1 hay puntos de control donde se detiene la célula en caso de que el ADN esté
dañado o sin replicar.
20
►Mitosis:
•Profase: Las cromátides hermanas formadas en la fase S se encuentran compactadas y unidas
por el centrómero. La membrana nuclear comienza a desaparecer para liberar a los
cromosomas. Los centriolos se empiezan a separar hacia los polos opuestos para formar los
husos mitóticos 12.
•Prometafase: Los centriolos atraviesan las cromátides, traccionan y las separan. Como si las
partieran a la mitad. En esta instancia, aún no las separan del todo.
•Metafase: Los centriolos se separan un poco más. Las ásteres permanecen unidas a las
cromátides. Las cromátides tiran para el centro y de este modo se alinean. El ADN se
encuentra contraído.
•Anafase: Las fibras del huso traccionan las cromátides para cada polo de la célula.
•Telofase: fase final. Las fibras del huso empiezan a desaparecer. Los cromosomas se “relajan”
se desenrollan, liberando las fibras de ADN. Comienza la formación de membrana celular de
cada juego de cromosomas. Al mismo tiempo, comienza a dividirse el citoplasma, que hasta
entonces contiene a estos dos potenciales núcleos.
•CITOCINESIS: Miosinas y filamentos de actina forman, meridionalmente, un anillo contráctil
en el córtex celular. Este anillo estrangulará la célula hasta que ésta se divida. Aquí termina el
proceso de división, obteniendo como resultado, dos células idénticas con 23 pares de
cromosomas homólogos, 46 cromátides.
-En la fase M también hay una fase de control que chequea que los cromosomas estén
alineados.
-No todas las células tienen el mismo ritmo. Ej: Algunas células como el musculo liso pasan
años sin duplicarse. Las neuronas por ejemplo no solo se duplican en la etapa fetal. Las células
hepáticas se duplican hasta que los órganos tienen el tamaño necesario.
12
Los husos son los “hilos” o “pinzas” que tracciónaran y alinearan los cromosomas
21
MEIOSIS: solo se da en células sexuales.
La meiosis consigue mantener constante el número de cromosomas de las células de la especie
para mantener la información genética.
Los gametos son las únicas células no diploide, el espermatozoide y el óvulo. Cada uno tiene 23
cromosomas. Al combinarse en la fecundación, compondrán una célula de 46.
Gracias a la meiosis, esencialmente al crossing over los gametos van a poder tener información
materna y paterna.
Una célula diploide es capaz de dar 4 células haploides que la madurar serán gametos
(espermas u óvulos)
Cada célula diploide contiene un cromosoma homologo. Esto significa que cada cromatide
representará, una a la madre y otra al padre. Teniendo ambas la misma codificación, pero
puede estar escrita distinto. Por ejemplo, los dos van a tener codificación para color de ojos,
pero en uno puede ser celeste y en el otro marrón.
MEIOSIS I: Reduccional.
FASE S: El material genético de la célula se duplica (cada pata). Se encuentra relajado no en
forma de cromosoma condensado.
PROFASE I
•LEPTOTENO: Se condensan, se unen los dos iguales y obteniendo dos cromosomas idénticos.
Uno materno y uno paterno.
•CIGOTENO: Los cromosomas se alinean y se aparean. Esto se llama sinapsis. Se superponen
formando un bivalente que presenta 4 filamentos (las 4 patitas que se duplicaron antes) que
en sí es una tétrada.
22
•PAQUITENO: Se produce el crossing-over que es propiamente el intercambio de fragmentos
de los cromosomas, “marmolado” las estructuras, las patitas. (Esto es lo que permite que cada
gameto lleve info materna y paterna.)
•DIPLOTENO: Los cromosomas se empiezan a separar quedando unidos en los puntos donde
se intercambió el material que es llamado quiasmas.
•DIASINESIS: Los cromosomas se contraen al máximo y se separan.
METAFASE I: Los cromosomas se alinean. Los cenríolos viajan a los polos.
ANAFASE I: Los cromosomas se traccionan enteros a los polos. A diferencia de la mitosis ques e
divide una cromátides para cada lado.
TELOFASE I: Desaparecen los microtubulos, reaparece el núcleo, se separan las células y se
descondensan los cromosomas un poco.
-Resultado, 2 células haploides con doble cromátides.
-FIN DE MEIOSIS I –
MEIOSIS II: Ecuacional.
En esta instancia no hay proceso de S, es decir no se duplica el ADN.
PROFASE II: Se recondensan cromosomas, desaparece el núcleo. Comienza aparición y
migración de centriolos.
METAFASE II: Se alinean los cromosomas y las ásteres de los centriolos se adhieren a los
cromosomas.
ANAFASE II: Las ásteres traccionan y separan una cromátide para cada lado.
TELOFASE II: Desaparecen los microtubulos, reaparece el núcleo, se divide la célula y
finalmente podemos obtener dos células haploide verdaderas, sin copia.
-
4 células haploides con 23 cromosomas –
SEMANA 4 – TEMA 3
CULTIVOS DE TEGIDOS – LINEAS CEULARES
Tiene sus orígenes en el siglo XIX como método para el estudio del comportamiento de células
animales libres de variaciones sistémicas ocurridas dentro de su propio organismo durante su
normal homeostasis y sometida al estrés de experimentos.
Al principio se realizaban estas técnicas sin disgregar los fragmentos del tejido, por lo cual la
mitosis y el crecimiento se restringían. En una siguiente instancia, se disgrego estos tejidos de
los fragmentos y se pudo observar cambios, aumentaban el crecimiento celular ya que se
utilizaban células dispersas.
•Historia:
Lo más difícil de lograr era el medio adecuado para el desarrollo de la célula. Un medio
nutritivo adecuado.
23
Otro problema era la facilidad con la que los cultivos se contaminaban.
En 1952 Gley y Col, establecen la primera línea celular humana, las células HeLa.
Mientras que las células normales de dividen hasta el límite llamado “hayflick”, en las células
humanas es de unas cincuenta veces, la célula hela no cumplen esto.
No envejecen, mientras se les proporcione el lugar adecuado, oxígeno, nutrientes y espacio
para deshechos, siguen creciendo y reproduciéndose. Presentan una resistencia inusual. Son
capaces de dividirse en 24 hs y doblar su tamaño con una rapidez sorprendente. Son tan
agresivas que son capaces de contaminar cualquier tejido, aunque sea con una sola célula.
Esta línea celular tiene sus orígenes en un tumor alojado en el útero de la paciente Henrieta
Pleasant hace ya 60 años.
CULTIVOS CELULARES
El cultivo celular es el conjunto de técnicas que permiten el mantenimiento de la células “in
vitro” las cuales permiten reproducir las condiciones “in vivo13”.
Al principio el interés por esta práctica se basaba en el estudio de las propias células, como
crecen, cuanto, cual era sus necesidades básicas, etc. Hoy en día ► ciclo celular, control de
crecimiento de células tumorales y modulación de la expresión genética, explicar el gran
número de células maduras en el organismo a partir de la fecundación.
Esta práctica es muy adecuada para como modelo de estudio del desarrollo y la diferenciación
celular.
Hay algunas investigaciones como el trabajo con animales transgénicos, que no pueden
llevarse a cabo sin esta práctica.
Las células y/o tejidos humanos se puede extraer de: Biopsias, post-mortem, placenta o
procedimientos quirúrgicos.
Se investigan diversos procesos infecciosos por distintos patógenos; las células de placenta,
sirven para investigar que fármacos la atraviesan.
Los cultivos animales se han dividido por su capacidad de anclaje o adherencia. De acuerdo a
esto, pueden crecer en monocapa o suspensión. Por lo general las células provenientes de
órganos crecen en monocapa. Hay otras células, como por ejemplo las HeLa que pueden
crecer de cualquier manera.
13
Mantiene sus propiedades fisiológicas, bioquímicas y genéticas.
24
CULTIVOS PRIMARIOS, LINEAS CELULARES, CULTIVOS SECUNDARIOS, COCULTIVO.
CULTIVO PRIMARIO
LINEAS CELULARES
CULTIVOS SECUNDARIOS
COCULTIVO
Células extraídas directamente de un tejido
original, de u animal recién sacrificado.
Cuando el cultivo primario es sometido a
procesos de trasformación que le confieren
la capacidad ilimitada de duplicación.
Cuando un cultivo primario genera una gran
tasa de reproducción, se divide para
continuar su evolución.
Es el más utilizado y más efectivo por su
naturaleza. Se puede obtener de Explantes o
células disgregadas. En estos cultivos se
pierde la interacción célula – célula.
Cuando las células ocupan toda la superficie
se dicen que han alcanzado la confluencia y
se inhiben por contacto ► quiescencia. Por
eso es necesario realizar lo que se llama sub
cultivo o pase, así se puede seguir
observando el comportamiento.
Conservan bien la morfología del órgano del
cual se extrajeron y las células son diploides.
Cuando en el cultivo coexisten dos células de
distinto linaje que pueden ser separadas.
•Explantes primarios: Pequeños fragmentos de tejidos u órganos que se adhieren a un soporte
sólido o liquido donde proliferaran.
TIPOS DE CULTIVOS PRIMARIOS
Cultivos en MONOCAPA:
Dos tipos:
•Cultivos en monocapa:
Las células se adhieren sobre un soporte de vidrio o plástico. El anclaje al sustrato es un
prerrequisito para la proliferación. Es el método más utilizado para las células, menos para las
hematopoyéticas. Formación de monocapa que cubre la superficie de crecimiento hasta la
confluencia. Los cultivos primarios son los que mejor crecen.
•Cultivos en suspensión:
Su crecimiento no depende del anclaje. Este tipo de cultivo es apto para casi todas las células,
hematopoyéticas, tumorales, células madre y líneas celulares transformadas. Alcanzan la
confluencia (máxima capacidad de cubrimiento) cuando las células son bastante grandes o
cuando se acaban los nutrientes.
En todo tipo de tejido existe una fracción que es capaz de crecer en suspensión ► Células
madres o stem cels.
Este tipo de cultivo es deseable cuando los productos son intracelulares o cuando presentan
problemas con la capacidad de anclaje.
25
El crecimiento de las células va ligado al espacio del cultivo, algunas detienen su crecimiento y
otras lo incrementan.
LINEAS CELULARES:
Las líneas celulares continuas están formadas por células que se diferencian genética y
morfológicamente de las células de las que se originaron. Pueden provenir de tumores o de
células experimentadas.
Se caracteriza por no inhibirse por contacto y crecer de manera indefinida. El paso de un
cultivo a esta línea se denomina transformación.
La formación de un cultivo primario a una línea celular:
1-Aumenta el número de células obtenidas.
2-acaban predominando uno o dos tipos. Los que tienen mayor tasa de crecimiento.
3- La población celular se hace homogénea y uniforme.
4- Sus características se conservan para las siguientes generaciones. Se conservan en nitrógeno
líquido forever.
Se pueden replicar entre 20 y 100 veces, luego entran en senescencia. Esto ocurre por
acortamiento de los telómeros.
•cultivos histotípicos y organotípicos:
Histotípicos: Cultivos de un solo tipo celular que consigue alcanzar una elevada densidad
celular – como ocurren en los tejidos.
Organotípicos: Varios tipos celulares que interaccionan entre si de forma que intenta
parecerse lo más posible a la original.
Esto puede ser utilizado para injertos o en trasplantes.
Ventajas e inconvenientes de los cultivos celulares:
Ventajas:
a) Permiten un control preciso del medio ambiente.
b) Caracterización y homogeneidad de la muestra: Una muestra es siempre heterogénea,
sin embargo, al cabo de uno o dos pases se vuelven homogéneas.
c) Economía: Se reducen mucho los costos, por ejemplo, en producción de fármacos.
d) Conservación: Pueden almacenarse por largos períodos en temperaturas bajo cero por
medio de técnicas criogénicas.
e) Ética: miles de animales se sacrifican por año para la experimentación. Con el cultivo
celular, aunque no es lo mismo que el ensayo in situ, se pueden evitar algunos
sacrificios.
Desventajas:
a) Técnica sensible: Completa asepsia.
26
b) Relación entre cantidad de muestra y producción: a medida que se necesita más
cantidad, e complejiza los instrumentos que se utilizarán y debe agrandarse el staff de
producción.
c) Inestabilidad
d) Desdiferenciación o identificación: la relación entre las células cultivadas y las
originales, pueden perderse.
e) La validez del modelo in vitro:
Lo que se observa in vitro y lo que se observa in vivo sobre las mismas células puede variar.
CLASE 4 – TEMA 4
CICLO CELULAR – FACTORES DE CRECIMIENTO Y RECEPTORES ESPECIFICOS- APOPTOSIS
Las células del organismo se dividen en tres etapas según su capacidad proliferativa y su
relación con el ciclo celular.
Quiniscentes ► inactivas. Se encuentran en la Fase Go, pero pueden ser estimuladas y pasar a
G1. Pueden reconstruir el tejido del que proceden. A este grupo pertenecen las células
parenquimatosas de casi todos los órganos glandulares (hígado, riñones, páncreas, etc.)
Lábiles ► se duplican toda la vida. Van de mitosis en mitosis. Reemplazando células que se
destruyen continuamente. Epitelios superficiales
Células Madre: Producen la regeneración en los tejidos. Capacidad ilimitada de reproducción
La células no divisibles o permanentes ► abandonan el ciclo celular y no pueden entrar en
mitosis pos nacimiento. La mayoría pertenecen a las células nerviosas, las células miocárdicas y
de la musculatura. Ej: neuronas.
•Es necesario que las células tengan un andamiaje para desarrollarse favorablemente y
conformar las estructuras, de lo contario proliferaran desorganizadamente formado masas.
•Las células mesenquénicas14 y el tejido conjuntivo del adulto son quiniscentes. Sin embargo,
todas proliferan al producirse una lesión.
•La multiplicación celular está regulada por químicos del microambiente que estimulan o
inhiben. Puede estimularse por la muerte celular, lesiones y por deformación mecánica de los
tejidos. Es fundamental para la regeneración.
•El crecimiento está regulado por factores de crecimiento procedentes de otras zonas del
cuerpo. Algunos en la sangre y otros en tejidos adyacentes.
•Las células normales dejan de crecer cuando agotan el espacio.
14
Fibroblastos, células endoteliales, fibras musculares lisas, condrocitos y osteocitos.
27
•Los factores más importantes son los que reclutan a las células quiniscentes o en reposo y las
incorporan al ciclo celular.
•Recepción de información por parte de la célula se da por un proceso de corrección de
proteínas tras membrana llamados receptores, cuya función es adquirir la información del
espacio extracelular y transferirla al interior de la célula. Los receptores de la superficie actúan
como “antenas” de la célula.
Mecanismos de señalización celular:
Señalización autócrina ► Las células responden a moléculas de señalización que ellas mismas
secretan. Las células tumorales por ejemplo pueden estimular, así, su propio crecimiento.
Señalización parácrina ► Una célula produce sustancias que actúan sobre una célula diana15
próxima. Es frecuente en reparación de heridas.
Señalización endócrina ► las hormonas son sintetizadas por las células de los órganos
endócrinos y actúan sobre células diana muy alejadas, viajando por la sangre.
FACTORES DE CRECIMIENTO:
Relacionan a la célula con su medio externo (extracelular) y son capaces de modificar a la propia célula o
las vecinas.
Los factores de crecimiento corresponden a un conjunto proteico y/o biorreguladores cuya funcionalidad
fundamental es el control del ciclo celular llevando a las células a la mitosis y de este modo a la
proliferación. Influyen sobre el crecimiento y la diferenciación.
Una cascada de señales desde el exterior, al interior del citoplasma, conocida como transcripción, finaliza
activando la expresión genética y produciendo la transcripción específica de los genes en los ribosomas.
NOMBRE:
FACTOR DE
CRECIMIENTO
SIGLAS
Epidérmico
(Epidermal Growth
Factor)
EGF
15
F(x)
•Regulación del crecimiento celular, proliferación y sobrevivencia.
•Mediador de la comunicación celular con una función esencial en
la biología celular y tisular, en especial epidérmico.
•La capa cornea es la que menos posee mientras que la basal es la
que más posee.
•Intermediario en la acción de la VD3.
•Regenera el epitelio tisular tras necrosis aguda.
•Actúa como intermediario de acción con algunos fármacos.
•Mitogénico para tejidos mesodérmico y ectodérmico.
•Facilita la liberación de células hipofisarias.
•Facilita la cicatrización de úlceras.
•Estimula la maduración de tejidos letales.
•Regenera lesiones sobre mucosa gástrica•Implicado en la génesis tumoral.
Célula blanco
28
Transformante
(Transforming Growth
Factor Beta)
TGF-β
•Citosina multifuncional que afecta el desarrollo, diferenciación,
crecimiento y apoptosis en la mayoría de los tipos celulares.
•Casi todas las células pueden secretarla. Desde epiteliales hasta
hematopoyéticas.
•Estimula la fagocitosis.
•Controlar diferenciación celular, apoptosis y producción de MEC
•Efectos sobre MEC: Incremento de expresión de proteasas.
suspensión de expresión de proteasas degradadas de la MEC;
Inducción de la expresión de inhibidores de proteasas; Regulación de
la expresión de integrinas (actuado como receptores de diversos
factores de la MEC)
•Lo distingue la capacidad de inhibir la proliferación celular.
•Importantes en el proceso de cicatrización
•Papel fisiopatológico en enfermedades autoinmunes, oncológicas,
cicatrizaciones anómalas.
Fibroblástico
(Fibroblast Growth
Factor)
FGF
•Control de proliferación, diferenciación y otras funciones de células
derivadas del mesodermo (Fibroblastos, melanocitos) y del
neuroectodermo (queratinocito)
•Estimula angiogénesis.
•Mitogénicos de fibroblastos, osteoblastos, condrocitos, células
musculares lisas y mioblastos esqueléticos ►mantenimiento y
reparación tisular.
Plaquetario (Platelet
Derived Growth
Factor)
PDGF
•Participan en el proceso de cicatrización, coagulación y
regeneración tisular.
•Su principal función es promover la quimiotaxis16
•Secretado propiamente en el lugar de la fractura
•Requerido en la división celular de los fibroblastos
Insulínico (Insulin-like
Growth Factors)
IGFs
•Esencial para el desarrollo de órganos como el cerebro, el hígado y
el riñón.
•Son modificadores por epigenética
•Ligado a la liberación de hormonas femeninas y masculinas que
derivan en acné.
Endotelial Vascular
VEGF
•Inductor de formación de vasos sanguíneos en durante el
desarrollo embrionario – vasculogenesis
•crecimiento de nuevos vasos en el adulto – angiogénesis
16
Es un tipo de fenómeno en el cual las bacterias y otras células de organismos uni o pluricelulares
dirigen sus movimientos de acuerdo con la concentración de ciertas sustancias químicas en su medio
ambiente. O sea, actúan en respuesta a un estímulo químico. Un ejemplo es la respuesta de los
leucocitos en las heridas.
29
•Promueve angiogénesis en inflamaciones crónicas, tumores y
cicatrización.
El exceso produce varices o arañitas.
APOPTOSIS CELULAR – Muerte celular
NECROSIS: Es la muerte celular pasiva, que no requiere gasto de energía (ATP)
provocada por una herida o toxina. Daño mitocondrial, rotura de membrana libera su
contenido al exterior de la célula. Se pierde la homeostasia.
Este fenómeno conduce células vecinas hacia la muerte, atrayendo al mismo tiempo,
células inflamatorias. Se origina inflamación y cicatriz.
APOPTOSIS: Muerte celular programada. Es normal y necesaria en el ciclo celular. No
deja cicatriz, ni produce inflamación.
Elimina células dañadas, no deseadas o desconocidas. Tiene un papel de protector.
Puede ser estimulado o agentes internos o externos. Interviene en procesos como:
embriogénesis, mantenimiento de la homeostasia, renovación tisular, desarrollo y
funcionamiento del sistema inmune.
Para su autodestrucción implica síntesis proteica. Poseen en si misma proteínas para
“suicidarse”.
Los cardiomiocitos y las neuronas no sufren apoptosis.
En resumen:
APOPTOSIS
Muerte programada
Células aisladas
Poca o nula inflamación
Cambios nucleares evidentes
Compactación celular y de orgánulos
Implica gasto de energía
Fragmentaciones regulares del ADN
NECROSIS
Accidental - herida
Grupos celulares
Implica inflación
Ligeros cambios en el núcleo
Hinchamiento celular y organular
No gasta energía
Degradación inespecífica del ADN y
proteínas
Etapas de la apoptosis:
•Inducción: Fase reversible.
Reconocimiento de la señal de muerte externa o interna.
30
Incluyen en la vigilancia del daño del material genético mediante proteínas como p53.
P53 son genes supresores de tumores que se oponen a la proliferación celular
incontrolada a través de la inhibición de protooncogenes.
•Ejecución: Fase reversible.
Activación de proteasas específicas de apoptosis.
Citocromo: proteína más importante para el transporte electrónico producido ene l
interior de la mitocondria en donde normalmente se encuentra. Cunado es
“derramado” en el citoplasma se une a moléculas adaptadoras de la apoptosis.
•Degradación: Fase irreversible.
Evento asociado con el desmembramiento de organelas, núcleo y formación de
cuerpos apoteóticos.
Las mitocondrias vierten su contenido al citoplasma, lo cual constituye una de las
señales más importantes del compromiso celular hacia la apoptosis. La forma celular
se pierde por la destrucción del citoesqueleto y la célula se vuelve esférica. Las células
se retraen, se condensan y se fragmentan formando los “cuerpos apoteóticos”,
formados de organelas y cromatina, rodeados por membrana plasmática que
mantiene su integridad durante todo el proceso.
Los cuerpos son fagocitados por macrófagos.
BIOLOGÍA DE LA CÉLULA TUMORAL
Los factores de crecimiento inducen la proliferación celular
modificando la expresión de genes que actúa sobre las vías
reguladoras del crecimiento normal, los protooncogenes. La
expresión esta rigurosamente controlada durante el crecimiento
y regulación, pero la alteración estructural de estos
protooncogenes puede convertirlos en ► oncogenes.
El cáncer está producido por una mutación o actividad anormal de genes que
controlan el crecimiento celular.
Existen anti-oncogenes que suprimen la actividad de las anteriores.
Solo una mínima parte de las células que mutan originan cáncer, antes de inducir un
proceso oncológico:
•Las células mutadas mueren.
•Las mutadas que sobreviven suelen tener control de crecimiento.
•Las células potencialmente cancerosas son destruidas por el sistema inmune.
•Para producir cáncer es necesarios que se den varios factores al mismo tiempo.
31
Las células mutadas generan proteínas anómalas en su interior debido a genes
alterados.
Gracias a la precisión de la replicación de las hebras de ADN en cada una de las mitosis,
no generamos miles de células oncológicas. Además, están los procesos de corrección
de pruebas y reparación antes de que se produzca la mitosis.
Algunos factores externos, aumentan las posibilidades de que las células muten:
•Radiaciones UV, rayos X – Pueden romper las hebras de ADN
•Derivados de anilinas – Las sustancias químicas capaces de producir mutaciones se
llaman carcinógenos.
•Irritantes físicos como la abrasión del tracto intestinal. Cuanto más rápida es la
mitosis más posibilidades de desarrollar células cancerosas.
•Tendencia hereditaria.
•Algunos virus pueden producir ciertos tipos de cáncer como leucemia.
a- En caso de virus ADN, la propia hebra de este se inserta en el cromosoma ►
mutación - cáncer
b- Virus ARN transportan una enzima llamada transcriptasa inversa que transcribe
al ADN a partir de ARN portador de la enzima, el ADN se inserta en el genoma
► mutación - cáncer
CARACTERISTICAS INVASORAS DE LA CÉLULA CANCEROSA
•La célula cancerosa no respeta los límites de crecimiento celular
•Presentan una menor adherencia entre sí que las células normales por eso se
desplazan a través de los tejidos, viaja por el torrente sanguíneo y se transporta por
todo el cuerpo formando nidos ► Metástasis
•Canceres que producen formación de vasos que nutren al tumor.
•El tejido canceroso compite por los nutrientes con el tejido normal. Como las células
cancerosas tienen más resistencia que las normales y se multiplican más rápido, los
tejidos normales van muriendo gradualmente por falta de nutrientes.
32
33