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(CLASE 1 Y 2)
ORIGEN DE LA VIDA
CARACTERÍSTICAS DE LOS SERES VIVOS
NIVELES DE ORGANIZACÍON DE LA MATERIA
(MATERIA INERTE)
(MATERIA VIVA)
ALGUNAS CLASIFICACIONES DE LA BIODIVERSIDAD
CLASIFICACION DE LA BIODIVERSIDAD EN 5 REINOS (Whittaker):
Esta clasificación se basa en tres criterios:
Caractericemos cada uno de los reinos en base a estos criterios…
REINO MONERA:
REINO PROTISTA:
REINO FUNGI:
REINO ANIMAL:
REINO VEGETAL:
CLASIFICACIÓN ECOLÓGICA:
Tiene en cuenta los roles que desempeñan los distintos seres vivos en una cadena trófica.
ORGANIZACIÓN CELULAR
TEORÍA CELULAR:
CÉLULA: unidad estructural y funcional de los seres vivos. Unidad mínima de vida.
CARACTERÍSTICAS COMUNES DE TODAS LAS CÉLULAS:
TIPOS CELULARES:
CÉLULAS PROCARIOTAS:
CÉLULA EUCARIOTA:
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PROCARIOTA |
EUCARIOTA ANIMAL |
EUCARIOTA VEGETAL |
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NÚCLEO |
Ausente |
Presente |
Presente |
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MATERIAL GENÉTICO |
Una molécula ADN circular, no asociada a histonas, dispersa en citoplasma. |
Varias moléculas de ADN lineales, asociadas a histonas, dentro del núcleo. |
Varias moléculas de ADN lineales, asociadas a histonas, dentro del núcleo. |
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PARED CELULAR |
Formada por peptidoglucano |
Ausente (excepto en hongos, de quitina) |
Formada por celulosa |
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COMPARTIMENTOS MEMBRANOSOS |
Ausentes |
Golgi, retículos, lisosomas, peroxisomas, mitocondrias, vacuolas pequeñas. |
Golgi, retículos, lisosomas, peroxisomas, mitocondrias, vacuolas grandes, cloroplastos, glioxisomas. |
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RIBOSOMAS |
70 S |
80 S |
80 S |
|
CENTRÍOLOS |
Ausente |
Presente |
Ausente |
|
CITOESQUELETO |
Ausente |
Presente |
Presente |
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DIVISIÓN CELULAR |
Fisión binaria |
Mitosis/Meiosis |
Mitosis/Meiosis |
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TIPO DE NUTRICIÓN |
Autótrofa/Heterótrofa |
Heterótrofa |
Autótrofa |
VIRUS, VIROIDES Y PRIONES
PARÁCITOS INTERCELULARES OBLIGADOS
Parásitos: no pueden metabolizar ni reproducirse por sí solos. Utilizan la maquinaria, materias primas, energía y etc. de “otro”.
Intracelulares: parasitan a células ingresando a su interior.
Obligados: la única alternativa para poder multiplicarse es en dependencia de una célula a la que infectarán.
Se diferencian en su estructura química:
CICLOS DE MULTIPLICACIÓN VIRAL
(CLASE 3 Y 4)
TÉCNICAS DE ESTUDIO DE LAS CIENCIAS
MICROSCOPÍA
Límite de resolución resolución: mínima distancia distancia entre dos puntos que puede distinguir distinguir o resolver resolver un sistema sistema óptico. Por ejemplo, ejemplo, el ojo humano no consigue consigue distinguir distinguir dos líneas que estén separadas separadas por una distancia distancia menor a 100 micrones micrones (es decir, las ve como una sola línea). Un microscopio microscopio con un gran limite de resolución resolución permitirá permitirá observar observar detalles detalles que otro de menor limite no llega a resolver resolver.
FRACCIONAMIENTO CELULAR
Técnica bioquímica para separar los distintos orgánulos y componentes celulares para su estudio. Se inicia con la homogeneización. El tejido se tritura de manera que las células se comprimen y se libera su contenido. Luego se somete a ese extracto a centrifugaciones a diferentes velocidades y tiempos
CULTIVO CELULAR.
Permiten estudiar el comportamiento de las células (como metabolizan, como se reproducen, etc.)
COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LOS SERES VIVOS
LA MOLÉCULA DE AGUA
GRUPOS FUNCIONALES
SOLUBILIDAD EN AGUA
Moléculas polares forman puentes de hidrógeno con el agua.
Según comportamiento en agua hay moléculas:
MONÓMEROS Y POLÍMEROS
O: Monómero
O-O-O-O-O-O-O: Polímero
Polímeros:
GLÚCIDOS
Son polihidroxialdehidos o polihidroxicetonas (¿son solubles en agua?)
Se los suele clasificar según la cantidad de monómeros que los constituyen:
MONOSACÁRIDOS
Función: fuente de energía a corto plazo
Los demás monosacáridos derivan de las triosas. Aquellos isómeros que no son enantiómeros se llaman diasteroisómeros.
DISACÁRIDOS
Dos monosacáridos
OLIGOSACÁRIDOS
POLISACÁRIDOS
Función: reserva en eucarionte vegetal
Función: reserva en eucarionte animal
Función: estructural en eucarionte vegetal (forma la pared).
Función: estructural en eucarionte animal (exoesqueleto de artrópodos y pared en hongos)
LÍPIDOS
ÁCIDOS GRASOS
ACILGLICÉRIDOS
MONOGLICÉRIDOS (anfipáticos)
DIGLICÉRIDOS (anfipáticos)
TRIGLICÉRIDOS (hidrofóbicos)
FOSFOACILGLICÉRIDOS
ESFINGOLÍPIDOS
CERAS
TERPENOS
ESTEROIDES
ÁCIDOS NUCLEICOS
LOS NUCLEÓTIDOS
Nucleótido:
Nucleósido:
BASES NITROGENADAS
NUCLEÓTIDOS DE IMPORTANCIA BIOLÓGICA
POLINUCLEÓTIDOS
Los nucleótidos se unen entre sí por enlaces covalentes: las uniones fosfodiéster. El fosfato unido al C5 de un nucleótido se une con el oxhidrilo del carbono 3 de otro nucleótido. Un extremo de la cadena tiene el fosfato del C5 libre y el otro tiene libre el oxhidrilo del C3. Por eso las cadenas de nucleótidos tienen una direccionalidad o sentido ( 5´- 3´ o 3´- 5´)
ADN
ARN
(CLASE 5 Y 6)
PROTEÍNAS
LOS AMINOÁCIDOS
AMINOÁCIDOS ESENCIALES Aquellos que no pueden ser sintetizados y deben incorporarse con la dieta.
ESTRUCTURAS PROTEICAS
Secuencia ordenada de los aminoácidos en la cadena polipeptídica (determinada genéticamente). De ella depende la forma tridimensional que tendrá la proteína. La unión que estabiliza esta estructura es la unión peptídica
Las uniones que estabilizan estas estructuras son uniones puentes de hidrógeno.
Estabilizada por uniones puentes de hidrógeno y otras uniones débiles (uniones hidrofóbicas, iónicas, etc.).
En ocasiones se forman uniones covalentes llamadas puentes disulfuro.
Resulta de la unión (por uniones débiles) de más de una cadena polipeptídica.
HEMOGLOBINA Y MIOGLOBINA
MIOGLOBINA:
Globina + Grupo hemo
Almacena O2 en el músculo y transporte hacia las mitocondrias
HEMOGLOBINA:
4 Globinas + 4 Grupos hemo
Transporta O2 de pulmones a células. Transporte de CO2 de células al pulmón
FUNCIÓN DE SATURACIÓN DEL O2
CARACTERÍSTICAS DE LA HEMOGLOBINA
La hemoglobina es una proteína ALOSTÉRICA. Además de los grupos hemo dispone de otros sitios en su estructura, los sitios alostéricos a los que pueden unirse moduladores que inducen un cambio de conformación en la hemoglobina (esto influye principalmente en su afinidad por el O2)
MECANISMO DE ACCIÓN DE LA HEMOGLOBINA
EFECTO DEL Ph
A menor pH mayor P50 > Menor afinidad por el O2 > Se libera O2
COMPARACIÓN HEMOGLOBINA – MIOGLOBINA
|
MIOGLOBINA |
HEMOGLOBINA |
|
Almacena O2 en el músculo y transporte hacia las mitocondrias |
Transporte O2 de pulmones a células Transporte de CO2 de células a pulmón |
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Una cadena polipeptídica Estructura terciaria |
Cuatro cadenas polipeptídicas Estructura cuaternaria |
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Función de saturación de O2 : curva hiperbólica |
Función de saturación de O2 : curva sigmoidea |
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Menor P50 |
Mayor P50 |
|
Mayor afinidad por el O2 |
Menor afinidad por el O2 |
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No alostérica |
Alostérica (forma T : sin O2 , forma R: con O2 ) |
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No presenta efecto cooperativo |
Presenta efecto cooperativo |
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No afectada por H+ y BPG |
Afectada por H+ y BPG (estabilizan forma T) |
NOCIONES BÁSICAS DE ENERGÍA
PRIMERA LEY DE TERMODINÁMICA (Ley de conservación de la energía)
SEGUNDA LEY DE TERMODINÁMICA (Ley de la entropía en aumento)
Toda transformación energética termina con menos energía que con la que comenzó. El universo tiende al desorden. La entropía del universo siempre está en aumento, porque la energía útil (que permite el orden) se transforma en parte en no útil (calor).
Proceso espontáneo: el contenido energético al inicio es mayor que en el estado final (DG < 0). En dicho proceso se ha liberado energía al medio (proceso exergónico). Ocurren sin causas o estímulos externos.
Proceso no espontáneo: es un proceso en el cual el contenido energético inicial es menor que en el estado final (DG > 0).Por lo tanto en dicho proceso se ha entregado energía al sistema (proceso endergónico). Para producirse requieren un agente externo.
INTRODUCCIÓN AL METABOLISMO CELULAR
METABOLISMO
Reacciones anabólicas: de síntesis o construcción. Son endergónicas.
Reacciones catabólicas: de degradación. Son exergónicas
ATP COMO ACOPLADOR ENERGÉTICO
Las reacciones anabólicas se acoplan con la hidrólisis de ATP y las catabólicas con la síntesis de ATP
EL CICLO DEL ATP
ENZIMAS
ENZIMAS ENERGÍA DE ACTIVACIÓN
Las enzimas son catalizadores biológicos, aceleran las reacciones químicas por medio de una disminución en la energía de activación.
Al disminuir la energía de activación, se acelera el proceso, se aumenta la velocidad partiendo del mismo punto inicial para llegar a idéntico punto final.
CARACTERÍSTICAS DE LAS ENZIMAS
CLASIFICACIÓN ESTRUCTURAL DE LAS ENZIMAS
Enzimas simples > Proteicas
Enzimas conjugadas > Apoenzimas (porción proteica)+Cofactor (porción no proteica)>Holoenzima (Toda la enzima)
Los cofactores pueden ser:
FACTORES QUE INFLUYEN EN LA CINÉTICA ENZIMÁTICA
Vmax: saturación enzimática
Km: concentración de S a la cual la velocidad = ½ Vmax (o saturación del 50%)
La velocidad aumenta proporcionalmente con un incremento en la concentración de enzimas
Los inhibidores pueden ser irreversibles o reversibles. Dentro de los reversibles están los competitivos, no competitivos y acompetitivos.
INHIBIDORES COMPETITIVOS:
INHIBIDORES NO COMPETITIVOS:
INHIBIDORES ACOMPETITIVOS:
REGULACIÓN ENZIMÁTICA
Inhibición por producto final (o retroalimentación negativa)
A > (enzima 1) > B > (enzima 2) > C > (enzima 3) > D >>>>(RETROALIMENTACIÓN NEGATIVA)>>>>A
Características enzimas alostéricas:
Son distintas formas estructurales de una misma enzima
(CLASE 7 Y 8)
MEMBRANAS BIOLÓGICAS
CARACTERÍSTICAS GENERALES
FUNCIONES DE MEMBRANA
ESTRUCTURA DE LAS MEMBRANAS
La membrana está compuesta por:
LÍPIDOS: FOSFOLÍPIDOS
LÍPIDOS: COLESTEROL
MOVIMIENTO DE LOS LÍPIDOS EN LA BICAPA
Difusión o movimiento lateral: Dentro de una misma monocapa
Flip-flop: Entre monocapas (poco frecuente)
PROTEÍNAS
PROTEÍNAS INTEGRALES
PROTEÍNAS PERIFÉRICAS
HIDRATOS DE CARBONO (GLÚCIDOS)
TRANSPORTE DE MEMBRANA
PERMEABILIDAD SELECTIVA
Atraviesan libremente la membrana:
El resto atraviesa la membrana por proteínas integrales que actúan como transportadores
Esta selección se basa fundamentalmente en características de las moléculas que atraviesan la membrana: la polaridad o la presencia de una carga neta, el tamaño y el gradiente de concentración.
MECANISMOS DE TRANSPORTE
Según la necesidad o no de consumo de ATP para el transporte tenemos transporte pasivos (no consumen energía de ATP) y transportes pasivos (consumen energía de ATP)
TRANSPORTE PASIVO
TRANSPORTE ACTIVO
TRANSPORTE PASIVO
Los carriers se unen a la molécula a transportar y luego sufren un cambio conformacional reversible que les permite transportar el soluto de un lado al otro de la membrana (translocación).
¿Qué sucedería si sumergimos un glóbulo rojo en una solución isotónica, hipertónica e hipotónica?
Isotónica: Quedará igual
Hipertónica: Cederá agua de su estructura y encogerá
Hipotónica: Aceptará agua del entorno y engordará, pudiendo llegar a reventar.
TRANSPORTE ACTIVO
(CLASE 9 Y 10)
SISTEMAS DE ENDOMEMBRANAS
COMPONENTES DEL SISTEMA DE ENDOMEMBRANAS (SVC)
Conjunto de sacos y túbulos membranosos que separan la luz del sistema del citoplasma. Componentes relacionados y comunicados entre sí fisica y/o funcionalmente mediante vesículas membranosas.
PEROXISOMAS:
GLIOXISOMAS:
CITOESQUELETO
CARACTERÍSTICAS GENERALES
Conjunto de filamentos proteicos que tienen las siguientes funciones básicas:
- dan forma a la célula y permiten el mantenimiento de esa forma
- participa en el movimiento celular (de apoyo sobre un sustrato o asociado a un medio acuoso)
- se relaciona con el transporte intracelular de vesículas.
Componentes:
Funciones:
Funciones:
Funciones:
DIFERENCIACIONES DE MEMBRANA
Regiones de la membrana plasmática especializadas para realizar ciertas funciones (absorción, unión mecánica entre células,interacción entre células). Según su ubicación se denominan:
MICROVELLOCIDADES: Son prolongaciones citoplasmáticas que se encuentran en algunas células y que permiten aumentar la superficie de la membrana para la absorción de nutrientes. Están compuestas en su interior por microfilamentos de actina dispuestos en forma paralela.
UNIONES INTERCELULARES: Permiten la unión de células entre sí o bien entre células y la matriz extracelular (material que rodea a las células). Estas uniones se producen con participación de proteínas que sirven de “nexo” célula-célula o bien célula matriz.
Son básicamente tres tipos de uniones:
Se caracterizan porque:
Las uniones estrechas impiden el traslado por movimiento lateral de las proteínas por la bicapa desde la membrana apical a la lateral o basal. Como consecuencia, se mantienen las diferencias en la composición proteica de los distintos sectores de la membrana.
Desmosoma:
Hemidesmosoma:
Unión adherente (Membrana de células):
Unión adherente (Célula – Matriz extracelular):
MATRIZ EXTRACELULAR
CARACTERÍSTICAS GENERALES:
Ocupa los espacios que quedan entre células. Su consistencia es variable de acuerdo a los distintos tejidos (elástica en los cartílagos, muy dura en los huesos, gelatinosa en la córnea).
Tiene función mecánica y estructural. También se relaciona con la regulación de la forma y funciones celulares (como la proliferación, migración y desarrollo).
COMPOSICIÓN DE LA MATRIZ:
Proteoglucanos: son la base fundamental de la matriz extracelular. Inmersos en ellos se encuentran los otros componentes. Son polianiones (muy ricos en cargas negativas) por lo cual están muy hidratados, ocupando grandes volúmenes. Forman geles muy hidratados que funcionan del mismo modo que una esponja embebida en agua: si reciben presión, se deforman y expulsan el agua. Si dejan de recibir presión, recuperan la forma original y se rehidratan
Proteínas fibrosas: son proteínas que están inmersas en la matriz de proteoglucanos. Son básicamente dos:
Colágeno: Características y síntesis
CARACTERÍSTICAS GENERALES:
SÍNTESIS:
a- Fase ribosomal: inicio de la síntesis en ribosomas libres hasta la aparición del péptido señal. Éste será reconocido por la PRS, se detiene la síntesis y el ribosoma migra hacia el REG (todo esto en 3 ribosomas a la vez ya que son 3 cadenas)
b- Fase cisternal: en el REG se elimina el péptido señal, se producen hidroxilaciones (agregado de OH) y glicosilaciones (para cada una de las cadenas). Las 3 cadenas se enrollan y se unen por puentes de hidrógeno. Luego pasa por el Golgi y de allí, por exocitosis, a la matriz.
c- Fase matricial: es la fase de maduración. Consiste en la eliminación de secuencias específicas en los extremos amino y carboxilo terminal y el ensamble final para formar fibras o redes.
Proteínas de adhesión: Son proteínas que posibilitan la unión de la matriz con las células. Se unen simultáneamente a los colágenos de la matriz y a las integrinas celulares. Ejemplos: fibronectina y laminina.
(CLASE 11 Y 12)
FOTOSÍNTESIS
LA LUZ VISIBLE
Ocupa una región específica del espectro electromagnético: desde los 400 nm. a 700 nm. de longitud de onda. El violeta tiene la longitud de onda más corta y la luz roja tiene la más larga. Cuanto menor es la longitud de onda, mayor es la energía de la luz. Las longitudes de onda largas tienen un contenido energético menor.
¿DÓNDE OCURRE LA FOTOSÍNTESIS?
Hoja > Tejido vegetal > Cloroplasto.
EL PROCESO FOTOSINTÉTICO
CO2 + H2O >>>>> GLUCOSA (C6 H12 O6) + O2
CO2 a GLUCOSA >Reducción
H2O a O2 > Oxidación
Se divide en dos etapas:
HIPÓTESIS QUIMIOSMÓTICA
Cuando hay un transporte de electrones a lo largo de una cadena transportadora, los electrones en su trayecto liberan energía. Esa energía es utilizada para transportar H+ generando así un gradiente de H+. La energía de ese gradiente se utilizará para la síntesis de ATP. De esto se ocupa el complejo ATP sintetasa.
TRANSPORTE DE e- >>> BOMBEO DE H+ >>>> GRADIENTE DE H+ >>>> SÍNTESIS ATP
ETAPA BIOQUÍMICA (CICLO DE CALVIN)
INTEGRACIÓN FASE FOTOQUÍMICA Y BIOQUÍMICA
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FASE |
S |
P |
LUGAR |
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FOTOQUÍMICA |
NADP |
NADPH |
Membrana tilacoide |
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H2O |
O2 |
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ADP+Pi |
ATP |
||
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BIOQUÍMICA |
ATP |
ADP+Pi |
Estroma |
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NADPH |
NADP |
||
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CO2 |
GLUCOSA |
RESPIRACIÓN CELULAR
EL PROCESO DE RESPIRACIÓN CELULAR
Degradación de materia orgánica con la finalidad de obtener energía en forma de ATP.
GLUCÓLISIS
ENERGÍA CONSUMIDA: -2 ATP
ENERGÍA PRODUCIDA: 4 ATP + 2 NADH
BALANCE TOTAL: 2 ATP + 2 NADH
|
SUSTRATOS |
PRODUCTOS |
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Glucosa |
2 ácidos pirúvicos |
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2 ADP+Pi |
2ATP |
|
2 NAD |
2 NADH |
DESCARBOXILACIÓN OXIDATIVA
|
SUSTRATOS |
PRODUCTOS |
|
2 Ácidos pirúvicos |
2 Acetil CoA |
|
|
2 CO2 |
|
2 NAD |
2 NADH |
CICLO DE KREBS
|
SUSTRATOS |
PRODUCTOS |
|
2 Acetil CoA |
4 CO2 |
|
6 NAD |
6 NADH |
|
2 FAD |
2 FADH |
|
2 GDP + 2 Pi |
2 GTP (=2 ATP) |
CADENA RESPIRATORIA Y FOSFORILACIÓN OXIDATIVA
|
SUSTRATOS |
PRODUCTOS |
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NADH |
NAD |
|
FADH |
FAD |
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O2 |
H2O |
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ADP+Pi |
ATP |
INTEGRACIÓN
RESUMEN DEL RENDIMIENTO ENERGÉTICO MÁXIMO OBTENIDO POR LA OXIDACIÓN COMPLETA DE LA GLUCOSA
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PRODUCCIÓN DE MOLÉCULAS EN : |
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|||
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PROCESO |
CITOSOL |
MATRIZ MITOCONDRIAL |
TRANSPORTE ELECTRÓNICO |
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GLUCÓLISIS |
2 ATP 2 NADH |
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6 ATP |
2 ATP 6 ATP* |
|
|
RESPIRACIÓN |
Ácido pirúvico a Acetil CoA |
|
2 x (1 NADH) |
2 x (3 ATP) |
6 ATP |
|
Ciclo de Krebs |
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2 x (1 ATP) 2 x (3 NADH) 2 x (1 FADH2) |
2x (9 ATP) 2 x (2 ATP) |
2 ATP 18 ATP 4 ATP |
|
|
TOTAL |
38 ATP |
||||
*En algunas células, el costo energético de transportar electrones desde el NADH, formado en la glucólisis, a través de la membrana interna de la mitocondria, baja la producción neta de estos 2 NADH a 4 ATP; así la producción máxima total en estas células es 36 ATP.
LOS SERES VIVOS Y LA RESPIRACIÓN CELULAR
FERMENTACIÓN
(CLASE 13 Y 14)
NÚCLEO CELULAR
El núcleo tiene tres funciones primarias, todas ellas relacionadas con su contenido de ADN. Ellas son:
En el núcleo se localizan los procesos a través de lo cuales se llevan a cabo dichas funciones. Estos procesos son:
LA ENVOLTURA NUCLEAR
- La membrana externa en contacto con el citoplasma tiene ribosomas adheridos, que sintetizan las proteínas que se vuelcan al espacio perinuclear.
- El espacio o cisterna perinuclear es un espacio de 10 a 50 nm, se continua con el REG.
- La membrana interna posee proteínas integrales que se unen a la lámina nuclear y a los cromosomas.
- La lámina nuclear, capa fibrosa de 10 a 15 nm en la que apoya la membrana interna, está formada por filamentos intermedios, polímeros de lámina o laminina nuclear. Ellas se unen a las proteínas integrales de membrana
EL PORO NUCLEAR
Los poros actúan como una compuerta selectiva a través de la cual ciertas proteínas ingresan desde el citoplasma, como también permiten la salida de los distintos ARN y sus proteínas asociadas.
Importación de proteínas
1-Se forma el complejo IMPORTINA ACTIVO (señal de localización nuclear NSL más importina)
2-El complejo importina funcional se pone en contacto con los filamentos citosólicos, donde guiado por las nucleoporinas, llega al poro central.
3-La translocación de complejo importina/carga es regulado por una RanGTPasa , que se une a la subunidad b de la importina. posibilitando el ingreso de la proteína nuclear.
4- El complejo penetra al interior del núcleo
5- Las subunidades de importina se separan y la carga es liberada.
6-La disociación de las subunidades causa entonces un cambio en su forma, dejando al descubierto la NES (señal de exportación) de cada subunidad.
7-Otras proteínas en el poro central reconocen la NES y retornan las subunidades al citoplasma.
Exportación de ARN
Los ARNm maduros que presentan la poli A se asocian con proteínas, formando una partícula de ribonucleoproteína (RNP). Estas partículas se mueven linealmente a través de la canasta nuclear. Las RNP son recicladas hacia el núcleo. En el citoplasma, las CRBP ( del inglés, cytoplasmic RNA-binding proteins) reemplazan a las RNP para guiar a los ARNs a sus destinos citosólicos correctos.
EUCROMATINA: cromatina más laxa, poco condensada. Transcripcionalmente activa (se expresa) HETEROCROMATINA: cromatina más condensada. Transcripcionalmente inactiva.
Condensación de la cromatina
Proteínas
Histonas
H1, + ADN = NUCLEOSOMA
H2A, H2B
H3, H4
Al momento de la división celular el ADN se condensa progresivamente hasta alcanzar el máximo grado de compactación: el cromosoma.
NUCLEOLO
En el nucléolo tiene lugar la formación de subunidades ribosómicas, la síntesis y procesamiento de ARNr, es un aglomerado de fibras de cromatina de distintos cromosomas. En el hombre, los pares 13,14, 15, 21 y 22, aportan sectores de cromatina que forman el nucléolo. Todos estos cromosomas son acrocéntricos y presentan constricciones secundarias denominadas organizadores nucleolares (NOR), donde están los genes que codifican ARNr
Aparece como una estructura simple carente de componente membranoso, en la que diferenciamos dos regiones:
LA EXPRESIÓN GENÉTICA
ALGUNAS DEFINICIONES…
GEN: secuencia de ADN que posee información para un producto celular con función específica. Es la unidad informativa del ADN, responsable de una característica transmisible.
GENOMA: conjunto de genes de una especie.
EXPRESIÓN GENÉTICA: es el desciframiento o decodificación de la información contenida en el ADN. Se da en dos etapas consecutivas.
ORGANIZACIÓN DEL GENOMA
|
PROCARIOTAS |
1 ADN circular |
Sin histonas |
En el citoplasma |
Genomas pequeños |
La mayoría es codificante |
Menor complejidad |
|
EUCARIOTAS |
Muchos ADN lineales |
Asociado a histonas |
Dentro del núcleo |
Genomas grandes |
La mayoría es no codificante |
Mayor complejidad |
COMPLEJIDAD DEL GENOMA EUCARIOTA
3 tipos de secuencias:
EL FLUJO DE LA INFORMACIÓN GENÉTICA
LA TRANSCRIPCIÓN
5´ATTCGACCGAATTT 3´ (Hebra antimolde)
3´TAAGCTGGCTTAAA 5´ (Hebra molde)
(TRANSCRIPCIÓN)
5´AUUCGACCGAAUUU 3´ (Molécula de ARN)
ETAPAS DE LA TRANSCRIPCIÓN
Iniciación:
Elongación:
Terminación:
LA TRANSCRIPCIÓN EN PROCARIOTAS
1) Un solo tipo de ARN pol, oligomérica.
2) NO factores de transcripción
3) Promotor: caja de Pribnow ( TATAAT y TTGACA)
4) Terminación: dependiente o independiente de rho.
5) Procesamiento de ARNr y ARNt (NO ARNm)
6) ARNm policistrónico
LA TRANSCRIPCIÓN EN EUCARIOTAS
1) 3 tipos de ARN pol:
2) Necesitan factores de transcripción basales y específicos
3) Promotor: caja de Hogness-Goldberg (TATA y CAAT)
4) Secuencias de terminación propias de eucariontes
5) Procesamiento de ARNr , ARNt y del ARNm
6) ARNm monocistrónico
(CLASE 15 Y 16)
SÍNTESIS DE PROTEÍNAS
El ARN mensajero (ARNm)
ARNm tiene la información (en la secuencia de nucleótidos) que determina la secuencia de aminoácidos de una proteína.
Los nucleótidos del ARNm se “leen” agrupándolos en tripletes o codones. Un codón es una secuencia de 3 nucléotidos consecutivos presentes en el ARNm.
5´CCUAGAUGCCCUUUGCAGGCUAACCCU 3´
(___)
CODÓN
El ARN de transferencia (ARNt)
El ARN ribosomal (ARNr)
El código genético
Establece equivalencias entre codones y aminoácidos. Características:
Codones importantes:
¿En qué consiste la traducción?
Proceso de síntesis de proteínas
ETAPA DE INICIACIÓN
ETAPA DE ELONGACIÓN
ETAPA DE TERMINACIÓN
TRADUCCIÓN EN EUCARIOTAS YPROCARIOTAS
En procariontes la traducción es co- transcripcional
En eucariontes la traducción es post- transcripcional
REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GENÉTICA
Diferenciación celular
En los individuos pluricelulares, todas las células de un mismo individuo son genéticamente idénticas. A lo largo del desarrollo las células van pasando por un proceso de diferenciación celular. La diferenciación celular tiene que ver con la expresión diferencial de los genes. Esa expresión diferencial de los genes se debe a diversos mecanismos de regulación de la expresión genética.
Por ejemplo, supongamos que el genoma de cierta especie consiste en 4 genes: A, B, C y D. La expresión de estos genes es diferencial en las células epiteliales y en las neuronas. Célula epitelial: tiene los genes A, B, C y D. Se expresan los genes A, C y D pero no el B Neurona: tiene los genes A, B, C y D. Se expresan B y C pero A y D no Por lo tanto, los ARNm y proteínas que se producen en la célula epitelial no son los mismos que los que se forman en las neuronas: hay una expresión diferencial de los genes. ¿Qué es lo que hace que en la célula epitelial se expresen A, C y D (pero no B) y en la neurona B y C (pero no A y D)? MECANISMOS DE REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GENÉTICA
Regulación de la expresión genética en procariontes
La regulación es muy simple y se da a nivel de la transcripción. Los genes que participan de una misma vía metabólica se expresan en forma conjunta, bajo un único promotor y una única secuencia reguladora para todo el conjunto: el operón.
GEN REGULADOR: gen cuya expresión es una proteína represora o represor
PROMOTOR: secuencia de ADN que será reconocida por la ARN polimerasa
OPERADOR: secuencia de ADN a la que puede unirse el represor
GENES ESTRUCTURALES: genes que se expresan en conjunto y que participan de una misma vía metabólica.
OPERON: conjunto formado por promotor + operador + genes estructurales.
Operón lactosa
Sus genes estructurales cuando se expresan generan como producto enzimas que son necesarias para degradar la lactosa. Si hay lactosa presente, serán necesarias las enzimas que permitan degradarla. Si no hay lactosa presente esas enzimas no son necesarias.
SIN LACTOSA
El gen regulador produce una proteína represora activa (puede unirse al operador). La ARN polimerasa no puede acceder a los genes estructurales que entonces no se transcriben, no se expresan.
CON LACTOSA
El gen regulador produce una proteína represora activa. Al haber lactosa, ésta se une al represor. De este modo el represor se inactiva, ya no puede unirse al operador. Ahora la ARN polimerasa puede acceder a los genes estructurales que pueden entonces expresarse. Se sintetizarán así las enzimas que permitirán degradar la lactosa. La lactosa es un inductor.
Operón Triptofano
Sus genes estructurales cuando se expresan generan como producto enzimas que son necesarias para sintetizar triptofano. Si no hay triptofano en el medio, serán necesarias las enzimas que permitan su síntesis. Si hay triptofano presente esas enzimas no son necesarias.
SIN TRIPTOFANO
El gen regulador produce una proteína represora inactiva ( no puede unirse al operador). La ARN polimerasa puede acceder a los genes estructurales que entonces se transcriben, se expresan.
CON TRIPTOFANO
El gen regulador produce una proteína represora inactiva. Al haber triptofano, éste se une al represor. De este modo el represor se activa y puede unirse al operador. Ahora la ARN polimerasa no puede acceder a los genes estructurales que entonces no pueden expresarse. No se sintetizarán así las enzimas que permitirán sintetizar triptofano. El triptofano es un co-represor.
Comparación operón lactosa- operón triptófano
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OPERÓN LACTOSA |
OPERÓN TRIPTOFANO |
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Sus enzimas participan de una vía catabólica |
Sus enzimas participan de una vía anabólica |
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Inducible ( expresión en presencia de lactosa) |
Reprimible ( se expresa en ausencia de triptofano) |
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La lactosa es un inductor |
El triptofano es co-represor |
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El represor se sintetiza en forma activa |
El represor se sintetiza en forma inactiva |
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El represor actúa solo |
El represor actúa en presencia del co-represor |
Regulación de la expresión genética en eucariontes
El agregado de CH3 en el gen hace que éste no se exprese.
Splicing alternativo: de un mismo gen se pueden obtener varias proteínas diferentes
Aquellos ARNm que tienen cola poliA pueden salir del núcleo hacia el citoplasma
A- Presencia de proteínas represoras que se unen al ARNm en el sector comprendido entre el extremo 5´y el codón inicio. Impiden la unión con el ribosoma.
B- Estabilidad del ARNm: cuanto más larga es la cola poliA, más estable es el ARNm y podrá ser traducido más veces.
5- Regulación post-traducción
Se relaciona con el tiempo de vida media de cada proteína:
A- la presencia de ciertos aminoácidos al comienzo de la proteína aseguran una mayor estabilidad o vida media más larga.
B- correcto plegamiento: las chaperonas contribuyen al correcto plegamiento. Si están mal plegadas pueden ser degradadas en el proteasoma si previamente fueron “marcadas” con ubiquitina.
(CLASE 17 Y 18)
TRANSDUCCIÓN Y PROPAGACIÓN DE SEÑALES
ALGUNAS DEFINICIONES…
SEÑAL, LIGANDO o MOLÉCULA INFORMACIONAL: molécula capaz de desencadenar una respuesta específica en una célula. Ejemplos: hormonas, feromonas, factores de crecimiento y neurotransmisores.
CÉLULA SECRETORA: célula que emite una señal o ligando.
CÉLULA DIANA: célula que recibe la señal emitida por la célula secretora.
RECEPTOR: proteína presente en la célula diana (en el citosol o la membrana) y que reconoce específicamente a la señal.
TIPOS DE SEÑALES QUÍMICAS (según distancia entre célula secretora y célula diana)
Secreción autócrina: el ligando producido por la célula secretora se constituye en señal para esa misma célula
Secreción parácrina: el ligando producido por la célula secretora tiene como diana a las células vecinas, las de sus cercanías.
Secreción endócrina (hormonas): el ligando recorre siempre muy largas distancias desde la célula secretora hasta la célula diana.
Sinapsis: se da en las células nerviosas. Es un espacio muy reducido que separa una neurona de otra y esa mínima distancia deberá ser recorrida por el ligando (en este caso un neurotransmisor)
TIPOS DE SEÑALES QUÍMICAS (según las características químicas de la señal)
Señales hidrofóbicas: hormonas tiroideas, hormonas esteroideas, etc. Son capaces de atravesar libremente la membrana plasmática. El receptor está en el citoplasma. Una vez que se produce la unión receptor-ligando, se unen a secuencias específicas del ADN y activan o suprimen la expresión de ciertos genes.
Señales hidrofílicas: neurotransmisores, factores de crecimiento, péptidos. No pueden atravesar la membrana y por lo tanto debe producirse una transducción de esa señal. El receptor está en la membrana. Hay distintos tipos de receptores de membrana:
Señalización y receptores asociados a proteína G
EJEMPLO: ADRENALINA
La adrenalina es una hormona que se secreta especialmente en situaciones de stress. La respuesta final ante esta señal es la obtención de grandes cantidades de glucosa para luego obtener ATP.
La transducción de esta señal sigue los mismos pasos descriptos para receptores asociados a proteína G. Puntualmente en este caso tenemos:
Ligando: adrenalina
Receptor: receptor de adrenalina ( o beta – adrenérgico)
Proteína G acoplada: Gs
Enzima de membrana: adenilato ciclasa
Segundo mensajero: AMPc
De este modo se logra transducir la señal al medio intracelular. Ahora, a partir del AMPc deberá desencadenarse la respuesta celular. ¿Cómo ocurre?...
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EJEMPLO: ACETILCOLINA
La acetilcolina es un neurotransmisor y por lo tanto es un mediador de muchas sinapsis del sistema nervioso. Influye en la estimulación del sistema gastro-intestinal y del sistema muscular.
La transducción de esta señal sigue los pasos descriptos para receptores asociados a proteína G. Puntualmente en este caso tenemos:
Se logró transducir la señal, ahora falta ver cómo se llega a la respuesta celular…
Amplificación de la señal
Una señal que activa a una molécula de receptor que se acopla a una proteína G, activará a su vez a muchas de estas proteínas G que a su vez activarán a enzimas de la membrana. Además, la proteína G permanece activa mientras no se hidrolice el GTP. Durante ese tiempo la enzima a la que se unió seguirá activa y produciendo el segundo mensajero.
CICLO CELULAR
FASES DEL CICLO CELULAR
EL ADN A LO LARGO DEL CICLO CELULAR
Supongamos que tenemos una célula con 4 cromosomas: ¿cuántos cromosomas y cuantas cromátides o moléculas de ADN hay en distintos momentos de la interfase?
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FASE |
CANTIDAD DE CROMOSOMAS |
CANTIDAD DE CROMÁTIDES |
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G1 |
4 |
4 (Porque cada cromosoma tiene una cromátide) |
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S |
4 |
8 (Porque cada cromosoma tiene dos cromátides) |
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G2 |
4 |
8 (Porque cada cromosoma tiene dos cromátides) |
CONTROL DEL CICLO CELULAR
CICLINAS Y QUINASAS
CICLINAS: su concentración varía a lo largo del ciclo. Llegan a un máximo y luego su concentración disminuye.
QUINASAS: agregan fosfatos a sustratos específicos. Solamente se activan cuando la concentración de ciclinas alcanza un valor máximo
CONTROL G1 – S
CONTROL G2 – DIVISIÓN
CONTROL DEL CICLO EN CÉLULAS CON DAÑO EN EL ADN
DUPLICACIÓN DEL ADN
El proceso de replicación del ADN
ADN original
5´A A T C G G T A T T C G C G G A 3´
3´T T A G C C A T A A G C G C C T 5´
ADN copia 1
5´A A T C G G T A T T C G C G G A 3´
3´T T A G C C A T A A G C G C C T 5´
ADN copia 2
5´A A T C G G T A T T C G C G G A 3´
3´T T A G C C A T A A G C G C C T 5´
Características de la duplicación de ADN
SEMICONSERVATIVA
Cada ADN nuevo conserva una hebra del ADN original (la otra hebra es nueva)
BIDIRECCIONAL: desde el origen de replicación progresa en dos direcciones.
SEMIDISCONTINUA: una cadena nueva se sintetiza en forma continua y la otra en fragmentos.
ASIMÉTRICA: la disposición de la cadena continua y la discontinua es asimétrica entre horquillas de la misma burbuja de replicación.
Pasos de la duplicación
Reconocimiento del punto de iniciación (ORI) o señal de iniciación:
Separación de las hebras de ADN:
Síntesis de las hebras nuevas
ADN polimerasa III
En una horquilla, una cadena nueva se sintetiza en forma continua, la otra en pequeños fragmentos (fragmentos de Okasaki)
Eliminación de los cebadores
Enzimas de duplicación del ADN
Acción de la telomerasa
El último cebador se elimina pero NO puede reemplazarse: el telómero se acorta.
El acortamiento telomérico se relaciona con el envejecimiento celular
La enzima TELOMERASA alarga los telómeros (es una transcriptasa inversa)
Está activa solamente en células germinales y tumorales
(CLASE 19 Y 20)
MECANISMOS DE REPARACIÓN DEL ADN
Corrección de pruebas
Mecanismo que ocurre durante la replicación.
Por la actividad exonucleasa 3’ 5´de ADN pol: comprueba que el nucleótido recién incorporado es correcto o no. Si es incorrecto lo elimina y reemplaza.
Reparación de apareamientos incorrectos
Durante la replicación las hebras molde están metiladas en zonas específicas (esto permite diferenciar la hebra molde de las nuevas)
Se eliminan una gran cantidad de nucleótidos que incluyen el error y luego se reemplaza toda la secuencia completa.
Reparación por corte de base
Primero se elimina la base del nucleótido mal apareado.
Luego se elimina la pentosa fosfato.
Finalmente se reemplaza por el nucleótido correcto
Reparación por corte de nucleótido
Se detecta una alteración estructural en el ADN y se realiza un corte a de aproximadamente 12 pares de bases que incluye a la alteración.
La ADN pol I reemplaza por la secuencia correcta
Reparación directa
Para reparar alteraciones producidas por la exposición a radiación UV que provocan la unión de dos timinas adyacentes.
Participan enzimas fotoliasas que se activan por la UV y rompen la unión entre las dos timinas.
ESTABILIDAD DEL GENOMA
Procesos que mantienen la estabilidad del genoma
a- Duplicación del ADN: debido a la fidelidad con que trabaja la ADN pol. Reconoce el molde de ADN y en base a él sintetiza la hebra nueva. Además hace una segunda lectura, la corrección de pruebas, de manera que revisa el nucléotido colocado previamente antes de insertar el nuevo.
b- Reparación del ADN: gran cantidad de mecanismos de reparación específicos, posteriores a la duplicación del ADN
Mecanismos que introducen variaciones en el genoma
a- Mutaciones: alteraciones o cambios es la información genética. Según la cantidad de nucleótidos involucrados hay mutaciones:
b- Familias de multigenes: Genes relacionados (por provenir de un mismo gen ancestral) que codifican proteínas diferentes.
c- Pseudogenes: al igual que las familias de multigenes, provienen de un mismo gen ancestral pero acumularon tantas mutaciones que no son funcionales
d- Transposones: elementos genéticos móviles o “genes saltarines”, con capacidad de movilizarse dentro del genoma.
e- Virus y plásmidos: los virus pueden considerarse elementos genéticos móviles, capaces de tomar parte del genoma de una célula y transferirlo a otra en una infección posterior. Los plásmidos pudieron generar variabilidad transfiriéndose de un procarionte a otro.
DIVISIÓN CELULAR
CÉLULAS HAPLOIDES Y DIPLOIDES
DIPLOIDE o 2n: célula que posee un doble juego de cromosomas. Los cromosomas existen de a pares (cromosomas homólogos).
HAPLOIDE o n: célula que posee un juego simple de cromosomas. Los cromosomas NO existen de a pares
En un diploide, de cada gen hay dos copias (una por homólogo).
En un haploide, de cada gen hay una sola copia.
Ejemplos:
En células diploides, los cromosomas se agrupan de a pares (10 pares de homólogos). Y tiene 20 cromosomas en total
2n= 20
En células haploides, los cromosomas NO se agrupan de a pares, por lo tanto, tiene 15 cromosomas.
n=15
MITOSIS
Una célula origina dos nuevas células hijas, con las mismas características morfológicas y fisiológicas de la célula preexistente. Objetivos: repartir equitativamente la información genética. Las células hijas tienen laØ misma información, idéntica a su vez a la de la célula madre. En los organismos unicelulares la división mitótica da origen a un nuevoØ organismo (reproducción) En los organismos multicelulares las células somáticas se multiplican porØ mitosis para formar tejidos, órganos, regeneración y para permitir el crecimiento del individuo (todas las células serán entonces genéticamente iguales, excepto las gametas)
INTERFASE
PROFASE (2n=4):
METAFASE
ANAFASE
TELOFASE
CITOCINESIS
Resultado: 2 células hijas con la misma cantidad de cromosomas que la original. DIVISIÓN ECUACIONAL
CITOCINESIS EN EUCARIONTE ANIMAL (estrangulación)
CITOCINESIS EN EUCARIONTE VEGETAL (tabicamiento)
MEIOSIS
En individuos de reproducción sexual. Objetivo: formación de gametas
MEIOSIS I
INTERFASE
PROFASE I
METAFASE I
ANAFASE I
TELOFASE I
CIOCINESIS
RESULTADO DE LA MEIOSIS I: 2 CÉLULAS HIJAS GENÉTICAMENTE DISTINTAS ENTRE SÍ Y A LA CÉLULA ORIGINAL. LAS CÉLULAS HIJAS TIENEN LA MITAD DE CROMOSOMAS QUE LA CÉLULA MADRE (DIVISIÓN REDUCCIONAL)
MEIOSIS II
INTERFASE II
PROFASE II
METAFASE II
ANAFASE II
TELOFASE II
CITOCINESIS
Resultado de la Meiosis II: 4 células hijas haploides, distintas entre sí y a la original.
GAMETOGÉNESIS
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ESPERMATOGÉNESIS |
OVOGÉNESIS |
|
Meiosis a partir de pubertad |
Meiosis a partir de vida intrauterina |
|
4 gametas viables |
1 gameta viable |
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Capacidad de producir gametas toda la vida |
Capacidad de producir gametas limitada a la vida fértil |
NO DISYUNCIÓN MEIÓTICA
Es la no separación de homólogos en anafase I o de cromátides en anafase II. Unas gametas tendrán un cromosoma demás y otras uno de menos.
(CLASE 21 Y 22)
GENÉTICA
MEIOSIS, FECUNDACIÓN Y HERENCIA
LOCUS: lugar físico que ocupa un gen en el cromosoma.
ALELO: alternativas o variantes posibles para un gen.
ALELO DOMINANTE: siempre que está presente se expresa (en mayúsculas)
ALELO RECESIVO: en presencia del dominante no se expresa (en minúsculas)
GENOTIPO: combinación de alelos para cierto gen o conjunto de genes.
GENOTIPO HOMOCIGOTA : los dos alelos son iguales (dos alelos dominantes o dos alelos recesivos)
GENOTIPO HETEROCIGOTA : los dos alelos son diferentes (un alelo dominante y el otro recesivo).
FENOTIPO: manifestación visible.
Conocemos las gametas posibles de la hembra y del macho . Ahora hay que evaluar las combinaciones posibles que pueden darse entre estas gametas.
Gametas posibles de la hembra: A
Gametas posibles del macho: A a
Combinaciones posibles de las gametas: tablero de Punnet
Proporciones genotípicas: 1 / 2 AA
1 / 2 Aa
Proporciones fenotípicas: 100% pelo negro
Todo individuo tiene un par de alelos para cada rasgo o gen, y que se separan o segregan durante la meiosis (PRIMERA LEY DE MENDEL)
¿Y si se cruzan dos heterocigotas?
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A |
a |
|
A |
AA |
Aa |
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a |
Aa |
aa |
Proporciones genotípicas: 25% AA, 25% aa, 50% Aa
Proporciones fenotípicas: 75% pelo negro, 25% pelo gris
¿Qué ocurriría si trabajamos con dos genes simultáneamente? Por ejemplo, color del pelo y color de los ojos?
Color pelo Color de los ojos
A = negro B = marrón
a = gris b = celeste
Hembra AA Bb x aa bb Macho
Gametas AB Ab ab
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AB |
Ab |
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ab |
AaBb |
Aabb |
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A |
a |
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A |
AA |
Aa |
Descendientes
Proporciones fenotípicas: 50% pelo negro y ojos marrones
50% pelo negro y ojos celestes
Cuando dos pares de alelos se ubican en cromosomas no homólogos, cada par se segrega independientemente de los alelos del otro gen.
¿Qué ocurriría si ambos padres son heterocigotas?
Hembra Aa Bb x Aa Bb Macho
Gametas AB Ab aB ab AB Ab aB ab
Descendientes
|
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AB |
Ab |
aB |
ab |
|
AB |
AABB |
AABb |
AaBB |
AaBb |
|
Ab |
AABb |
AAbb |
AaBb |
Aabb |
|
aB |
AaBB |
AaBb |
aaBB |
aaBb |
|
ab |
AaBb |
Aabb |
aaBb |
aabb |
Proporciones fenotípicas
Pelo negro y ojos marrones : 9 / 16
Pelo negro y ojos celestes: 3 / 16
Pelo gris y ojos marrones: 3 / 16
Pelo gris y ojos celestes: 1 / 16
CODOMINANCIA
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Fenotipo |
Genotipo |
|
A |
AA o A0 |
|
B |
BB o B0 |
|
0 |
00 |
|
AB |
AB |
A domina sobre 0
B domina sobre 0
0 es recesivo
A y B son codominantes
CRUZAMIENTO
Cruzamiento entre un individuo con fenotipo dominante, pero de genotipo incierto
(homocigota o heterocigota), y un individuo que es homocigota recesivo.
HERENCIA LIGADA AL SEXO O AL CROMOSOMA X
GENOTIPOS POSIBLES EN HEMBRAS
XAXA XAXa XaXa
GENOTIPOS POSIBLES EN MACHOS
XAY XaY
(CLASE 23)
EVOLUCIÓN CELULAR Y DEL METABOLISMO
JEAN LAMARCK
El mecanismo de evolución que postuló Lamarck se regía por la necesidad o deseo interno de adaptación al ambiente por parte de los individuos. El medio se modifica e impone cambios en el comportamiento bajo la forma de nuevos hábitos. Y son estos hábitos el origen de todas las variaciones evolutivas. Estas variaciones adquiridas a lo largo de la vida se transmitían a los descendientes. En el libro en que Lamarck postula su teoría de la evolución (“Filosofía zoológica”) propone varios ejemplos de las consecuencias del uso o desuso y la herencia de los caracteres adquiridos. El más clásico es aquel sobre el origen de las jirafas: un herbívoro que estire el cuello para alcanzar las ramas altas, logrará que este se alargue, y tras varias generaciones de transmitir esta característica a sus descendientes tendríamos una jirafa.
El medio cambia y esto fuerza a los seres vivos a modificarse para poder así adaptarse a ese nuevo medio. Resumiendo los principales postulados de Lamarck:
✔ El origen de un nuevo órgano o transformación es motivado por una necesidad que provoca un “impulso interno” que conduce a formar ese órgano.
✔ El uso o desuso de las partes del organismo conduce a su mayor o menor desarrollo o inclusive a su desaparición.
✔ Los cambios o modificaciones adquiridas a lo largo de la vida de un individuo, se transmiten a la descendencia (herencia de los caracteres adquiridos).
DARWIN – WALLACE
En base a la observación de plantas, animales y fósiles, Darwin planteó la “hipótesis de la diversidad y la adaptación” de los individuos al medio. Sus principales postulados son:
✔ Todos los individuos provienen de otros semejantes.
✔ Todas las especies tienen un potencial reproductivo que les permitiría multiplicarse en forma geométrica, pero esto en la realidad no ocurre porque hay presiones ambientales. Los individuos producen más descendencia que la que puede sobrevivir.
✔ Las poblaciones mantienen constante el número de individuos durante largos períodos de tiempo.
✔ Los individuos de una misma especie no son todos iguales sino que presentan variaciones.
✔ Entre los individuos de una población hay diferencias, y ellas pueden heredarse.
✔ Los individuos con variaciones favorables para cierto medio, tienen más ventajas que los demás. Tienen más chances de sobrevivir, y tendrán, así, más descendientes (que heredarán esas variaciones).
✔ El ambiente, mediante diversos factores, selecciona a los organismos mejor adaptados que tendrán una reproducción diferencial respecto al resto. A esto se lo denomina selección natural.
✔ A lo largo del tiempo evolutivo, las especies sufren la influencia selectiva ambiental, de manera que cuando un grupo de organismos acumula nuevas y favorables variaciones, surge una nueva especie a partir del grupo de origen.
SINTÉTICA O NEODARWINISTA (T. Dobzhansky, E. Mayr, J. Huxley)
Básicamente, de la combinación entre la teoría darwinista, los principios de Mendel, la genética, la paleontología, surge la Teoría sintética de la evolución. Propone a las mutaciones, la recombinación génica y la selección natural como los principales motores del cambio evolutivo.
Postula fundamentalmente que:
✔ La variabilidad genética se debe, principalmente, a las mutaciones, en los individuos de reproducción asexual, y a la recombinación genética, en los de reproducción sexual.
✔ La selección natural actúa directamente sobre la variabilidad fenotípica, e indirectamente sobre la variabiliad genética.
✔ La evolución debe ser estudiada a nivel poblacional y no individual.
✔ La evolución se produce de manera gradual.
✔ La selección natural conduce a cambios en el pool de genes de la población. Un concepto importante es el de pool génico o conjunto de genes de una población. Podemos definirlo como la suma de todos los alelos de todos los genes de todos los individuos de una población. El pool génico define y caracteriza a una población. Entonces, para esta teoría, la evolución es el resultado de los cambios acumulativos en el pool génico a lo largo del tiempo. Algunos de los factores que pueden producir cambios en el pool génico (y por lo tanto conducir a cambios evolutivos) son: mutaciones, recombinación génica debida al crossing-over, flujo génico (inmigraciones y emigraciones de individuos de las poblaciones) y la selección natural , entre otros.
TEORÍA NEUTRALISTA (Motoo Kimura)
Observaron que dentro de una población hay un elevado número de genes que son polimórficos, es decir, que tienen un gran número de alelos. Muchos de esos alelos no siempre originaban proteínas diferentes y, a su vez, muchas de esas proteínas no diferían en su función, a pesar de tener estructuras primarias diferentes; por ejemplo, isoenzimas (alelos diferentes, pero que dan proteínas similares). Esta teoría sostiene que algunos mutantes pueden propagarse en una población sin tener ninguna una ventaja selectiva. Si un mutante es selectivamente equivalente a los demás alelos, su destino depende del azar. Por lo tanto, los cambios debidos a deriva génica serían tanto o más importantes que los debidos a la selección natural. En síntesis, la mayoría de los genes mutantes son selectivamente neutros, es decir, no tienen selectivamente ni más ni menos ventajas que los genes a los que sustituyen.
TEORIA SALTACIONAL O DE LOS EQUILIBRIOS PUNTUADOS (Stephen Jay Gould y otros)
Postula básicamente que los procesos macroevolutivos (a nivel de los taxones) son independientes de los microevolutivos (a nivel de especies) y no son su consecuencia directa. Características de los procesos macroevolutivos:
✔ Mayor incidencia del azar que de la selección natural.
✔ Macromutaciones y alteraciones de genes maestros (genes que regulan a otros genes) son la principal fuente de variabilidad genética.
✔ Las especies y taxones de rango superior surgen en forma esporádica y se mantienen relativamente estables durante largos períodos de tiempo.
✔ El ritmo de la evolución no es gradual sino que procede a saltos. Para los procesos microevolutivos, sostienen que son válidos los agentes de cambio y ritmos propuestos por la Teoría Sintética.
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