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final de biología, apuntes, cuadros conceptuales
Tipo: Apuntes
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La diferencia entre la célula eucariota y procariota es que los organismos eucariotas tienen un núcleo rodeado de una membrana, mientras que los procariotas, no. En los procariotas el DNA se encuentra en una región del citoplasma, llamada nucléoide, a diferencia de la célula eucariota, donde la información genética se encuentra en el núcleo. El citoplasma de una célula eucariota es la parte interior no ocupada por el núcleo. Por lo tanto, el citoplasma incluye orgánulos, tales como las mitocondrias; también comprende el citosol, sustancia semifluida, donde están suspendidos los orgánulos los cuales desempeñan las funciones específicas para que se haya especializado la estructura. Propiedad Procariotas(eubacterias y arqueas) Eucariotas (animales, vegetales, hongos, protistas) Tamaño Pequeño Grande Núcleo rodeado de membrana No Si Nucléolo Ausente Presente Retículo endoplasmatico Ausente Presente Aparato del Golgi Ausente Presente Orgánulos Ausente Presente Microtúbulos Ausente Presente Microfilamentos Ausente Presente Filamentos intermedios Ausente Presente Exocitosis y endocitosis Ausente Presente Modo de división celular Fisión celular Mitosis y meiosis
Información genética Presente en una zona llamado Nucleótido. la DNA unido a proteínas, histonas con las que forman los cromosomas Procesamiento del RNA Pequeño Múltiple *Ribosomas Pequeño Grande
La membrana plasmática no solo define los límites de la célula, sino que también le permite interactuar con su ambiente de forma controlada. Las células deben excluir, absorber y excretar varias sustancias, todas en cantidades específicas. También deben ser capaces de comunicarse con otras células, identificándose y compartiendo información entre ellas. Para realizar estas funciones, la membrana plasmática necesita lípidos, los cuales crean una barrera semipermeable entre la célula y su entorno. También necesita proteínas, que participan en el transporte a través de la membrana y en la comunicación celular, y carbohidratos (azúcares y cadenas de azúcar), que se unen a lípidos y proteínas y ayudan a que las células se reconozcan entre ellas. Los principales componentes de la membrana plasmática son los lípidos (fosfolípidos y colesterol), las proteínas y grupos de carbohidratos que se unen a algunos de los lípidos y proteínas.
El modelo de mosaico fluido describe la membrana celular como un tapiz de varios tipos de moléculas (fosfolípidos, colesteroles, y proteínas) que están en constante movimiento. Este movimiento ayuda a que la membrana celular mantenga su papel de barrera entre el ambiente interior y el exterior de la célula. El modelo aceptado actualmente para la estructura de la membrana plasmática, llamado modelo de mosaico fluido , fue propuesto por primera vez en 1972. Este modelo ha evolucionado con el tiempo, pero todavía proporciona una buena descripción básica de la estructura y el comportamiento de las membranas en muchas células.
concentraciones, pero se llega a un tope cuando todas las proteínas transportadoras están saturadas.
Bomba Sodio-Potasio : Expulsa 3Na+ e ingresa2K+ Para realizar el movimiento requiere energía ATP y Mg Funciones de la bomba:
Glucocalix Conjunto de cadenas de oligosacáridos que aparecen en la cara externa de la membrana. Protege la superficie de las células de posibleslesiones Confiere viscosidad a las superficies celulares, permitiendo el deslizamiento de células en movimiento ej, las sanguíneas. Presenta propiedades inmunitarias, ej los glúcidos del glucocálix de los glóbulos rojos representan los antígenos propios de los grupos sanguíneos del sistema sanguíneo ABO. Interviene en los fenómenos de reconocimiento celular, particularmente importantes durante el desarrollo embrionario. En los procesos de adhesión entre óvulo y espermatozoide. Sistema de endomembranas
Local La comunicación a través del contacto directo es un método de señalización local de las células eucariotas. Las plantas y los animales poseen uniones que conectan el citoplasma de las células adyacentes entre sí. Estas conexiones permiten que las sustancias marcadoras que se disolvieron en el citosol pasen fácilmente entre las células que están conectadas. Las células animales tienen uniones gap o en hendidura, y pueden comunicarse a través de estas uniones en un proceso llamado reconocimiento célula a célula. Las células de las plantas están conectadas a través de los plasmodesmos. El desarrollo embrionario y la respuesta inmune depende en gran medida de este tipo de señalización local. En otro tipo de señalización local (paracrina), la célula señalizadora segrega moléculas mensajeras o vesículas membranosas y (exosomas) que viajan cortas distancias. Estas moléculas reguladoras locales influyen en las células vecinas y pueden estimular "células objetivo" cercanas, para realizar una acción determinada. Un gran número de "células objetivo" pueden recibir mensajes y responder a varias moléculas cercanas al mismo tiempo. Este proceso de señalización local en las células animales se denomina señalización paracrina. A larga distancia Tanto las células animales como las vegetales utilizan hormonas para la señalización a larga distancia. En las células animales, las células especializadas liberan estas hormonas y las envían a través del sistema circulatorio a otras partes del cuerpo. Pueden llegar hasta las células objetivo que, a su vez, pueden reconocer y responder a estas hormonas, lo que produce un resultado. Esto también se denomina señalización endócrina. Los reguladores del crecimiento de las plantas, u hormonas vegetales, se mueven a través de las células o se difunden en el aire en forma de gas para alcanzar sus objetivos. A partir del año 2005, las vesículas extracelulares (VE) han sido reconocidas como vehículos de comunicación intercelular, con capacidad para transferir proteínas, lípidos y ácidos nucleicos. Estas vesículas son un sistema biológico celular universal, evolutivamente conservado desde los procariotas hasta los eucariotas y plantas superiores. Las vesículas y en particular los exosomas, son un paquete con la posibilidad de realizar una entrega simultánea de múltiples mensajeros diferentes, incluso a sitios lejanos a su origen. La señalización celular y su impacto Existen tres tipos diferentes de comunicación básica entre células:
células tumorales se vuelven estables y eso nos indica que los genes de uniones gap tienen la capacidad de inhibir tumores. Esta estabilidad ha llevado a los investigadores a creer que las uniones gap pueden formar parte de los tratamientos contra el cáncer en un futuro. La comunicación en el cáncer A menudo las células cancerosas pueden comunicarse a través de las uniones gap : son las proteínas conocidas como conexinas. Se ha demostrado que estas conexinas suprimen a las células cancerosas, pero las conexinas no solo facilitan esta supresión. Las conexinas también pueden facilitar la progresión de los tumores; por lo tanto, esto convierte a las conexinas en supresores condicionales de los tumores. Sin embargo, esta relación que conecta a las células hace que la propagación de los medicamentos a través del sistema sea mucho más efectiva a medida que algunas moléculas pequeñas consiguen circular por estas uniones gap y propagan el medicamento mucho más rápido y de forma más eficiente. La idea de incrementar la comunicación celular, o más específicamente, las conexinas, para suprimir los tumores fue y sigue siendo objeto de debate, el cual parece sustentado por el hecho de muchos tipos de cáncer, entre ellos el de hígado, carecen de la comunicación celular que caracteriza a las células
Las mitocondrias son alargadas y con forma de habichuela .Presentan doble membrana: la interna plegada hacia la interior forma las crestas mitocondriales. El contenido o matriz tiene ribosomas parecidos a los de los procariotas(menores que los del citoplasma)y moléculas de ADN desnudo y circular, por lo que puede fabricar alguna de sus proteínas.
El metabolismo oxidativo de glúcidos, lípidos y proteínas frecuentemente se divide en tres etapas, de las cuales el ciclo de Krebs supone la segunda. En la primera etapa, los carbonos de estas macromoléculas dan lugar a acetil-CoA, e incluye las vías catabólicas de aminoácidos (p. ej. desaminación oxidativa), la beta oxidación de ácidos grasos y la glucólisis. La tercera etapa es la fosforilación oxidativa, en la cual el poder reductor (NADH y FADH 2 ) generado se emplea para la síntesis de ATP según la teoría del acomplamiento quimiosmótico. El ciclo de Krebs también proporciona precursores para muchas biomoléculas, como ciertos aminoácidos. Por ello se considera una vía anfibólica, es
Objetivos del Ciclo deKrebs •Oxidar acetil~CoA aCO •Generar equivalentes de reducción (NADH yFADH2). •Suministrar intermediarios para la síntesis de otros compuestos(Aminoácidos, Ácidos grasos, Colesterol). •Vincular derivados de aminoácidos al proceso terminal de oxidación. Visión simplificada y rendimiento del proceso
La información genética está contenida en los genes , segmentos de ADN que llevan información para fabricar un producto funcional determinado. Nuestro genoma tiene aproximadamente 30.000 genes. Sólo una pequeña parte del genoma es codificante; la mayor parte corresponde a secuencias cortas móviles no codificantes o a secuencias regulatorias. Para que la información pase de una molécula a otra, primero debe copiarse, en un proceso que se llama replicación y que ocurre en el núcleo. Pero como el ADN se encuentra en el núcleo y las proteínas son sintetizadas en el citoplasma, debe existir una molécula que funcione como intermediaria. Este papel lo cumple el ácido ribonucleico mensajero (ARNm). El ADN se copia en ARNm en el núcleo, en un proceso denominado transcripción. Luego la información contenida en el ARNm es empleada para construir proteínas en el proceso de traducción , que tiene lugar en el citoplasma. Estos tres procesos secuenciales constituyen el llamado dogma central de la Biología , que establece que la información fluye desde el ADN al ARN y de este a las proteínas. (Además, las proteínas controlan el
proceso de replicación del ADN uniéndose a una secuencia específica en el ADN. De esta manera pueden activar o inhibir la transcripción de un gen determinado.)
La síntesis de proteínas se realiza en los ribosomas situados en el citoplasma celular. En el proceso de síntesis , los aminoácidos son transportados por ARN de transferencia correspondiente para cada aminoácido hasta el ARN mensajero donde se unen en la posición adecuada para formar las nuevas proteínas.
El citoesqueleto es un entramado tridimensional de proteínas que provee soporte interno en las células, organiza las estructuras internas e interviene en los fenómenos de transporte, tráfico y división celular. Consta de tres tipos de proteínas (microtúbulos, microfilamentos y filamentos intermedios)^1. En las células eucariotas, consta de filamentos de actina, filamentos intermedios, microtúbulos y septinas, mientras que en las procariotas está constituido principalmente por las proteínas estructurales FtsZ y MreB. El citoesqueleto es una estructura dinámica que mantiene la forma de la célula, facilita la movilidad celular (usando estructuras como los cilios y los flagelos), y desempeña un importante papel tanto en el tráfico intracelular (por ejemplo, los movimientos de vesículas y orgánulos)
Funciones : Interviene en la estructura y organización interna del citoplasma. Da forma a la célula e interviene en sus cambios deforma. Participa en los movimientos celulares y en los movimientos de los orgánulos dentro de la célula. Es responsable de la formación de vías de comunicación entre distintas áreas celulares.
Los cilios y los flagelos son prolongaciones de la membrana de algunas células sostenidos en su interior por microtúbulos que parten de un centriolo situado en la base(corpúsculo basal). Los cilios son cortos y numerosos, mientras que los flagelos son largos y escasos. Ambos son móviles y proporcionan locomoción a células libres o agitan partículas del medio. Prolongaciones de la membrana plasmática dotadas de movimiento presentes en células animales.
maduración de ARNr, sus interacciones transitorias con proteínas no-ribosomales y RNP y también el
Nucleosoma - El nucleosoma es una estructura que constituye la unidad fundamental de la cromatina, que es la forma de organización del ADN en las células eucariotas.Los nucleosomas están formados por un octámero de proteínas histonas y aproximadamente 146 pares de bases nitrogenadas de ADN. Cromosomas - Los cromosomas son estructuras que se encuentran en el centro (núcleo) de las células que transportan fragmentos largos de ADN. El ADN es el material que contiene los genes y es el pilar fundamental del cuerpo humano. Los cromosomas también contienen proteínas que ayudan al ADN a
Cromatina - La cromatina es la forma en la que se presenta el ADN en el núcleo celular. Es la sustancia de base de los cromosomas eucarióticos, que corresponde a la asociación de ADN, ARN y proteínas que se encuentran en el núcleo interfásico de las células eucariotas y que constituye el genoma de dichas
Gen - Un gen es una unidad de información en un locus de ácido desoxirribonucleico (ADN) que codifica un producto génico, ya sea proteínas o ARN. Es la unidad molecular de la herencia genética, pues almacena la información genética y permite transmitirla a la descendencia. Los genes se encuentran en los cromosomas, y cada uno ocupa en ellos una posición determinada llamada locus. El conjunto de genes de una especie se denomina genoma. Intron - Un intrón es una región del ADN que forma parte de la transcripción primaria de ARN, pero a diferencia de los exones, son eliminados del transcrito maduro, previamente a su traducción. Exon El exón es la región de un gen que no es separada durante el proceso de corte y empalme y, por tanto, se mantienen en el ARN mensajero maduro. En los genes que codifican una proteína, son los exones los que contienen la información para producir la proteína codificada en el gen. En estos casos, cada exón codifica una porción específica de la proteína completa, de manera que el conjunto de exones forma la región codificante del gen. En eucariotas los exones de un gen están separados por regiones
Codon - La información genética, en el ARN, se escribe a partir de cuatro letras, que corresponden a las bases nitrogenadas (A, C, G y U), formando largas sucesiones de tripletes (conjunto de tres nucleótidos adyacentes). En el ARN, cada uno de estos tripletes consecutivos no solapados se denomina codón , que durante el proceso de traducción sufre una unión transitoria con el aminoacil- tRNA complementario dentro de los sitios de inserción del ribosoma, para establecer las fases de iniciación, elongación y terminación de la formación polipeptídica.
Se llama ciclo celular al conjunto de las etapas desarrolladas entre dos divisiones de células que se llevan a cabo de manera consecutiva. El proceso comienza en el momento en que surge una nueva célula, que desciende de otra que se dividió, y finaliza cuando esa célula protagoniza la siguiente división y da origen a otro par, que se consideran sus hijas. Puede entenderse el ciclo celular como una serie de sucesos que se producen de manera ordenada mientras una célula crece y finalmente se divide en dos células hijas. Las células pasan por dos estados: la interfase (estado de no división) y la fase M (estado de división). En la interfase, la célula realiza ciertas funciones específicas mientras avanza hacia la división celular. La etapa inicial se conoce como Fase G1 , cuando comienza a sintetizar el ARN y las proteínas. En esta fase la célula logra duplicar su masa y su tamaño. Luego llega la Fase S con la síntesis del ADN y la duplicación de cada cromosoma. El ciclo celular continúa con la Fase G2 de la interfase: sigue la síntesis de ARN y de proteínas y se inicia la división. En esta instancia la célula ingresa en el segundo estado, denominado Fase M. Esta Fase M es cuando se concreta la división de la célula: la célula progenitora se divide en otras dos células (las células hijas), que son idénticas. La Fase M incluye la mitosis y la citocinesis.
La mitosis es un proceso biológico que tiene lugar en el núcleo de una célula eucariota, justo antes de que ésta se divida; en pocas palabras, consiste en que el material hereditario característico se reparta de forma equitativa. La citocinesis , por su parte, es la división física del citoplasma en dos células. Regulación - En el año 2001 se difundió unexplicación para la regulación del ciclo celular, la cual se puede observar en organismos eucariotas desde el punto de vista de las decisiones que se toman en ciertos momentos críticos del propio ciclo, en particular la mitosis. A partir de esto surgen algunas preguntas, como ser por qué el ADN se replica una única vez o por qué es posible que se mantenga la euploidía celular. La respuesta puede hallarse en el hecho de que durante la fase G1 la ciclina facilita que los reguladores denominados Cdc6 puedan adicionarse al complejo de reconocimiento de origen ( ORC ), los que se encargan de solicitar la actuación de la maquinaria de replicación genética en medio de un proceso en el cual se genera un complejo para la futura replicación del ADN. Cuando llega el comienzo de la fase S, la Cdk-S genera la disociación Cdc6 y degrada sus proteínas, además de exportar Mcm al citosol, de modo que hasta el siguiente ciclo no sea posible que el origen de replicación reclute un complejo prerreplicativo. A lo largo de la fase G2 y M, la unicidad de esta estructura se mantiene hasta que decae el nivel de actividad Cdk luego de la mitosis y vuelve a ser posible adicionar Mdm y Cdc6 para el siguiente ciclo. Otra de las preguntas que suscita este estudio es de qué forma se entra en mitosis. Para responderla podemos pensar en que la ciclina B, común en la Cdk-M, está presente en todo el ciclo. La ciclina suele estar inhibida por fosforilación por medio de la proteína denominada Wee ; sin embargo, cuando está por concluir la fase G2, una fosfata denominada Cdc25 se activa y elimina el fosfato inhibidor para que aumente su actividad. También activa a Cdk-M e inhibe a Wee, con lo cual provoca una retroalimentación positiva que da lugar a que se acumule Cdk-M.
Este es el proceso por el cual una célula se divide en dos que son idénticas y con el mismo ADN.
4. Telofase Una vez en lados opuestos, los cromosomas se descondensan en su forma habitual y se regenera el núcleo que los contiene. Junto a ello se produce la citocinesis, es decir, la partición en dos células. Este proceso se inicia al final de la anafase, y consiste en el caso de las células animales en un anillo contráctil que estrangula la membrana celular más o menos por el centro, como si fuera un globo, hasta conseguir que se generen dos células independientes.El resultado final de la mitosis es la formación de dos células hermanas en interfase, ya que contienen el mismo contenido genético y no ha habido ninguna modificación de este, simplemente se ha replicado. Cabe destacar que cualquier anomalía en este proceso lo detiene de inmediato.
La meiosis, solo se utiliza con un propósito en el cuerpo humano: la producción de gametos o células sexuales, es decir espermatozoides y óvulos. Su objetivo es hacer células hijas con exactamente la mitad de cromosomas que la célula inicial.Por definición, la meiosis en los humanos es un proceso de división celular que nos lleva de una célula diploide, una con dos juegos de cromosomas, a células haploides, que tienen un solo juego de cromosomas. En los seres humanos, las células haploides producidas por meiosis son los espermatozoides y los óvulos. Cuando un espermatozoide y un óvulo se unen en la fecundación, sus dos juegos haploides de cromosomas se combinan para formar un conjunto diploide completo: un genoma nuevo Meiosis I Durante la profase I, los cromosomas homólogos están muy próximos, lo que permite que se “intercambien” partes entre ellos, como si estuvieran cambiando cromos. Este mecanismo sirve para generar más diversidad genética en la descendencia. Mientras, se degrada el núcleo y se genera la vía de transporte de los cromosomas: el huso mitótico. La metafase I ocurre cuando los cromosomas son unidos al huso mitótico. Seguidamente entra en la anafase I que es cuando estos son transportados a polos opuesto. Pero en esta ocasión, lo que se separa son los cromosomas homólogos y no las cromátidas hermanas, cosa que ocurre en la mitosis. Una vez separados, empieza una rápida telofase I , donde solo ocurre la citocinesis, es decir, la separación en dos células. Sin tiempo a más, estas nuevas células entran en una segunda división celular.
Meiosis II En este momento de las fases de la meiosis tenemos dos células diploides, pero las parejas de cromosomas son las réplicas (salvo por las partes intercambiadas durante la profase I) y no la pareja original, ya que lo que se ha separado son los cromosomas homólogos. Como se trata de una nueva división celular, el ciclo es el mismo con alguna diferencia, y esta fase se parece más a lo que ocurre en una mitosis. Durante la profase II se vuelve a formar el huso mitótico para que en la metafase II se una a los cromosomas por su centro y, ahora sí, durante la anafase II se separa a las cromátidas hermanas hacia polos opuestos. Durante la telofase II, se forma el núcleo para contener el contenido genético y se produce la separación de las dos células. El resultado final son cuatro células haploides, ya que cada una solo tiene una copia por cromosoma. En el caso de los humanos, por este mecanismo se generan los espermatozoides o el óvulo , dependiendo del género, y estas células contienen 23 cromosomas, a diferencia de los 46 cromosomas del resto de células (23x2).
Apoptosis - La apoptosis es el proceso de muerte celular programada. Tiene lugar durante las primeras etapas de desarrollo para eliminar las células innecesarias, por ejemplo, las que se encuentran entre los dedos cuando se desarrolla una mano. En los adultos, la apoptosis se usa para deshacerse de las células que han sido dañadas irreversiblemente. La apoptosis también juega un papel importante en la prevención del cáncer. Si, por alguna razón, se evita la apoptosis, esto puede dar lugar a una división celular incontrolada y, por consiguiente, al crecimiento de un tumor. Necrosis - Es la muerte de tejido corporal. Ocurre cuando muy poca sangre fluye al tejido. Esto puede suceder por lesión, radiación o sustancias químicas. La necrosis no se puede revertir. Cuando zonas grandes de tejido mueren debido a la falta de riego sanguíneo, la afección se denomina gangrena. Apoptosis y necrosis son dos términos que hacen referencia a dos formas que tienen las células de morir. La muerte de las células en los tejidos humanos y en otros organismos multicelulares es un hecho normal. El número de células en los diferentes tejidos está determinado por un balance homeostático entre la creación de células nuevas y la muerte de células agotadas. La apoptosis es un proceso natural, está programado genéticamente y responde a los mecanismos homeostáticos. Sin embargo existen fallos en la activación de la apoptosis que pueden desencadenar problemas en el organismo. En cuanto a la necrosis es un proceso agudo producido por una lesión celular masiva. Apoptosis y necrosis se diferencian en el estímulo que hace que se desencadenen ambos procesos. También hay diferencias en el requerimiento de energía, en la histología y en la ruptura del ADN. En el proceso se alteran los orgánulos celulares y la membrana de la célula. Mientras que la apoptosis es puntual y se desarrolla en células aisladas, por el otro lado la necrosis se hace evidente en porciones completas de tejidos