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MEMBRANA PLASMÁTICA
Cubierta delicada y elástica formada principalmente por fosfolípidos, colesterol, glúcidos y proteínas. Esencial para la vida celular, define los límites y la diferencia como una entidad diferente de su entorno. Su forma la dan proteínas que se insertan en la membrana haciendo que se curve (sindapinas x ej, se insertan como cuñas en la membrana).
La membrana posee una permeabilidad selectiva, lo que hace que elija que entra y que sale de la célula. Depende de varios factores: La solubilidad en lípidos, el tamaño y la carga (+ lipofílico, pequeño y carga neutra + fácil pasa).
Fosfolípidos: Molécula anfipática con una cabeza polar e hidrofílica compuesta de colina, glicerol y fosfato; con una o dos colas no polares e hidrofóbicas compuestas de ac. graso (+ saturado + recta la cola, donde sea insaturado la cola se quiebra). Si el fosfolípido es de cola simple forma micelas, si es doble forma bicapa lipídica. Los fosfolípidos no estas estáticos sino que poseen movimientos de Lateralidad (muy frecuente, los fosfolípidos intercambian lugar horizontalmente dentro de la misma hemicapa) o movimientos Flip-Flop (poco frecuentes, movimientos verticales que intercambian fosfolípidos de la hemicapa interna a la externa o viceversa, este fenómeno participa en la apoptosis con la fosfatidilserina llevándola de adentro hacia afuera). La membrana también posee una fluidez dependiendo de los fosfolípidos, ya que a más insaturados los fosfolípidos, más fluida es (y + saturados + viscosa); también mientras más colesterol posea la membrana, menos fluidez tiene.
Proteínas: Las proteínas que componen la membrana plasmática se dividen en INTEGRALES o PERIFÉRICAS.
Proteínas integrales: Atraviesan la membrana y están en ambos lados de la bicapa, son glicoproteínas normalmente de cara al exterior que se clasifican en 3 tipos: ● Proteínas de canal: Actúan como un poro que determina las sustancias que pueden o no ingresar a la célula (siempre abiertas). ● Proteínas transportadoras: Cambian de forma para dar paso a determinados productos (se abren y se cierran dependiendo lo que necesiten). ● Proteínas receptores: Reconocen ciertas moléculas (ligandos) a las que se unen o fijan (xq son importantes para la función celular).
Proteínas periféricas: Están unidas a la superficie interna o externa (no atraviesan ni hemicapa ni bicapa completa) y se separan fácilmente de la membrana. Existen 2 tipos: ● Proteínas ancladas al citoesqueleto: Se encuentran en el citosol de la membrana, sirven para fijar los filamentos del citoesqueleto (se unen a ellos para mantener la forma celular). ● Proteínas marcadoras de identidad: El GLICOCALIX es un conjunto de glicoproteínas y glicolípidos que permiten identificar células provenientes de otro organismo (protege a la célula de daños mecánicos o químicos y participa en la adhesión y reconocimiento de la célula). Se encuentra hacia el exterior de la célula, es químicamente único para cada individuo (DNI de la célula).
Las ENZIMAS pueden ser integrales o periféricas, sirven para catalizar reacciones específicas en la superficie de la membrana (normalmente hacia el exterior).
Excreción y absorción: Todas las células necesitan eliminar sustancias tóxicas que resultan del metabolismo celular e ingresar los nutrientes de la digestión, esto lo hacen dependiendo principalmente de la masa molecular de lo que se intenta ingresar/eliminar; para moléculas de baja masa puede darse el transporte pasivo o activo, y para moléculas de alta masa se da la endocitosis, exocitosis o transcitosis.
Transporte pasivo: Sin gasto energético, a favor de gradiente y para moléculas pequeñas que atraviesan fácilmente la membrana. Se clasifica a su vez, en 2 tipos: ● Difusión simple: A través de la bicapa (se trata de moléculas lipofílicas) o por difusión a través de proteínas de canal (deben ser moléculas hidrofílicas) ● Difusión facilitada: Transporte por proteínas transportadoras o carriers, es para moléculas hidrofóbicas (polares, por lo que se trata de un canal iónico, depende de que al entrar moléculas de cargas positivas salgan moléculas de cargas negativas). Cuando la molécula entra la proteína transportadora se cierra en la parte de arriba y se abre en la parte de abajo para permitirle ingresar en la célula (esto se llama cambio conformacional)
Transporte activo: Es un transporte que hace posible la toma de sustancia de sustancias nutritivas esenciales del medio circundante, con gasto energético (en forma de ATP) que se da a través de
Superfamilia SLC: (neurotransmisores): Son proteínas transportadoras bidireccionales acopladas a iones como el transportador de serotonina (SERT) que se da entre el axón de una célula presináptica y la dendrita de una célula postsináptica.
Endocitosis: Ingresan grandes cantidades de moléculas extracelulares de forma masiva. Este proceso se clasifica en: ● Fagocitosis: Moléculas sólidas grandes que son englobadas por la membrana plasmática, esta se estrangula formando una vesícula (evaginación) dentro de la célula con la molécula en su interior. ● Pinocitosis: Incorporación inespecífica de moléculas solubles disueltas. Como se deben ingresar moléculas solubles la membrana evagina este líquido acuoso extracelular con las sustancias dentro (usa clatrinas que son proteínas libres en el citoplasma que se adhieren a una membrana para curvarla y formar una vesícula). ● Macropinocitosis (mediada por un receptor): Mecanismo como la pinocitosis pero sin clatrinas, se activa (o induce) cuando se activa un receptor de la superficie en la membrana (extracelular) por cargas específicas. Para evaginar la molécula se usan microfilamentos de actina provenientes de la membrana, que al convertirse en vesículas se da la despolimerización de microfilamentos.
Transcitosis: Interrelación entre la endocitosis y la exocitosis, se da para permitir a una sustancia atravesar todo el citoplasma de la célula dando un doble proceso endo - exo.
Osmosis: Difusión de agua por una membrana relativamente permeable, desde una parte con más concentración de soluto a
una de menos concentración (transporte pasivo). Busca disolver las moléculas de soluto para quedar en equilibrio con el agua. Esto se puede dar también mediante aquaporinas, estas son proteínas con que forman canales, cuando estos se abren permiten el paso de agua (difunden fácilmente), esto depende de la polaridad y carga (sin gasto de energía).
CITOESQUELETO
Se encuentra entre el núcleo y la membrana celular en el citoplasma de la célula. Se trata de organelas no membranosas dispuestas como fibras irregulares e indefinidas (proteínas) que se encargan de mover a la célula, permitir que se desplace y mover a las organelas dentro de la misma. El citoesqueleto está compuesto por MICROFILAMENTOS, FILAMENTOS INTERMEDIOS y MICROTÚBULOS.
Microfilamentos: Formados por actina , se encargan del mantenimiento de la forma celular, contracción celular (muscular) , división celular, microvellosidades. Suelen ser más abundantes cerca de la membrana plasmática, y de los 3 tipos de citoesqueleto es el único que necesita de ATP para formarse debido a que las proteínas alfa y beta actina que lo conforman deben activarse con ATP para unirse. Los microfilamentos son polares, esto significa que tiene un extremo positivo y otro negativo, comienza a formarse desde el centro a las puntas, la actina del centro se desfosforila. El crecimiento del MF se va a dar más rápido del lado positivo y más lento del lado negativo. Otra de las funciones principales de los MF es formar desmosomas en bandas (unir células adyacentes). ● Movimiento ameboide: La célula puede desplazarse emitiendo prolongaciones citoplasmáticas (pseudópodos), para que esto pase se tiene que desarmar los microfilamentos (la actina) de la periferia de la célula y su citoplasma quede como elástica permitiendo esta prolongación. ● Reacción acrosomal: En el encuentro entre el óvulo y el espermatozoide, el óvulo se encuentra protegido por una pared triple y el espermatozoide posee una cabeza (acrosoma) formada por actina, cuando este llega al óvulo se desarma su acrosoma liberando enzimas que degradan las paredes del óvulo (actina va formando MF que funcionan como agujas perforando el óvulo)
movimiento, se compone de 9 MT exteriores rodeando un par central (9+2) y crece a partir de un centriolo llamado cuerpo basal. ● Centríolos: Formados por 9 tripletes de microtúbulos que son huecos en el centro excepto en un extremo que posee una estructura llamada rueda de carro; los centríolos generalmente se encuentran de a pares, un par de centríolos enfrentados en ángulo recto forman el CENTROSOMA (orgánulo celular, “centro organizador de MT”), durante la mitosis se duplican los centrosomas y se dirigen a los polos de la célula para reorganizar los MT en el huso mitótico y estos manden a los centríolos para “tirar” y así separar a la célula. ● Gamma tubulina: Se ubican alrededor del centrosoma (es el único lugar) y se encargan de indicar el ensamblamiento de los microtúbulos desde el centrosoma hasta la periferia de la célula; la gamma tubulina forma un grip (anillo abierto) que marca donde deben comenzar a “engancharse” y empezar a crecer los microtúbulos. SIN GAMMA TUBULINA NO HAY MICROTÚBULOS. ● Transporte vesicular: Se encargan del transporte de vesículas dentro de la célula, debido a que poseen proteínas biomotores llamadas kinesina (va de núcleo a membrana) y dineina (de membrana a núcleo) moviéndose por todo el MT; ambos biomotores poseen receptores donde se unen las vesículas que transportan (kinetina y dinactina).
MITOCONDRIA- RESPIRACIÓN CELULAR
Proceso que hacen TODAS las células para obtener y almacenar energía (en forma de ATP) a partir de la degradación de sustancias orgánicas (generalmente hidratos de C) y electrones que se liberan. Existen 2 tipos de respiración celular: Aeróbica y Anaeróbica, que dependiendo la célula es el tipo de respiración que hace; las células eucariotas lo hacen en el citoplasma y mitocondrias, mientras que las procariotas en el citoplasma y proteínas de la membrana plasmática.
Respiración Aeróbica: La oxidación de la glucosa (hidrato base, ej) se da a partir de una serie de etapas dentro de la célula: La glucólisis, oxidación del ac. pirúvico, ciclo de Krebs y transporte de electrones/fosforilación oxidativa.
Glucólisis: Se produce en el citoplasma, por lo que es independiente de la presencia de oxígeno; se da para degradar los disacáridos y monosacáridos. Durante este proceso la molécula de glucosa (de 6C!!) se divide finalmente en 2 moléculas de ac. pirúvico o piruvato (compuesto de 3C, por eso se dan 2), los primeros pasos de la glucólisis requieren de un gasto de energía (ATP) para después conseguir generar energía en forma de ATP y NADH.
De esta reacción se obtienen 2 piruvatos, 2 ATP y 2 NADH (en realidad se dan 4 ATP pero 2 se usaron al principio)
Luego de la glucólisis el piruvato debe seguir degradándose en las:
Mitocondrias: Organelas de las células eucariotas, estas poseen una doble membrana que se compone por una externa lisa (permeable a la mayoría de células pequeñas), y una interna con pliegues llamados crestas (permite el pasaje a través de canales o transportadores proteicos especializados de ciertas moléculas, como el piruvato y el ATP); dentro de la mitocondria se encuentra una solución llamada matriz mitocondrial rica en enzimas, coenzimas, agua, fosfato, etc.
Oxidación del Ac. pirúvico: El ac. pirúvico/piruvato producto de la glucólisis (en el citoplasma) es transportado hacia la matriz mitocondrial para poder ingresar al ciclo de Krebs, pero antes de esto la molécula de 3C de piruvato se oxida a CO2 y quedando también un grupo acetilo de 2C; en esto entonces, se formaron 4 moléculas de NADH (2 en glucólisis y 2 en oxidación), 2 moléculas de CO y 2 moléculas de Acetil-Coa (por efecto de la coenzima A que viene de la degradación de un ac. graso de 22C).
Ciclo de Krebs: Al entrar el Acetil-Coa se combina con el oxalacetato (4C) formando citrato o ac. cítrico (de 6C), por acciones enzimáticas 2 de los 6C de acetato se oxidan a CO2 (haciendo que el oxalacetato se regenere), parte de la energía liberada por la oxidación de los enlaces es utilizada para la producción de ATP a partir de ADP (1 por ciclo), otra parte es utilizada para la producción de NADH a partir de
entrada y salida de proteínas necesarias para la fisiología de la célula y permite la salida de ARN hacia el citoplasma. Se componen de distintos tipos de proteínas: ● Proteínas transmembrana: Adhieren las columnas proteicas a la membrana. fijan cada columna al espacio perinuclear (espacio entre capa superior e interior de la membrana nuclear) ● Proteínas fibrilares: Fijas al anillo interno y externo que en la cara nuclear convergen en forma de canastilla para depositar las moléculas que ingresan. ● Nucleoporinas: Se ubican a lo largo de las fibrilares y se encargan de controlar el transporte selectivo a través del poro. ● Proteínas radiales: se proyectan a la luz del poro para disminuir el diámetro e impedir que ingresen moléculas. A través de este complejo pasan iones, moléculas pequeñas y grandes en ambas direcciones, por lo que posee varios transportes dependiendo el tipo de molécula: ● Transporte pasivo: Solo iones, nucleótidos y proteínas (y/o moléculas pequeñas). ● Transporte activo: Para moléculas grandes, deben incluir la dilatación del poro, y una proteína transportadora que las lleve del grupo de las carioportinas; la energía necesaria para esto se obtiene de GTP. La entrada y salida de proteínas al/del núcleo está muy regulada, las destinadas al núcleo son sintetizadas por ribosomas libres en el citosol las cuales llevan en su extremo un péptido señal (secuencia de aminoácidos básica llamada señal de localización nuclear) que es reconocida por un componente del lado citoplasmático del poro, estas proteínas al ser reconocidas se pliegan y se unen a otras proteínas (importinas y nucleoporinas) que la ayudan a llegar al poro y atravesarlo. La salida de ARN del núcleo por otro lado, no pueden salir por un transporte pasivo,sino que al poseer una señal de localización y salen a través del poro con una transportina (esta posee una señal nuclear de exportación que localiza al ARN, entra con RAM GTP)
Nucleolo: Organela no membranosa dentro del núcleo, esta posee ADN asociado a genes de ARNr (ARN ribosómico, se combina con proteínas para formar ribosomas), en este tiene lugar la transcripción y el procesamiento de dicho ARN, también se ensambla allí las pre-subunidades de los ribosomas (de esas se forman lo ribosomas). El nucleolo posee diferentes zonas dentro: ● Zona fibrilar central: Formada por ADN ribosómico (por el ARNr que se forma) ● Zona glandular periférica: Formada por gránulos de subunidades ribosómicas en proceso de ensamblaje.
ARN polimerasa I se encuentra en el nucleolo sintetizando ARNr, esta enzima recibe los genes y los transcribe para que estos se puedan unir a proteínas formando subunidades ribosomales; luego estos salen a través de los poros hacia el citoplasma donde maduran (a ribosomas).
Cromosomas: Es la estructura que se encuentra en el núcleo de la célula y contiene la información genética (ADN, cada cromosoma posee 1 sola molécula de ADN), la duplicación del ADN da como resultado un cromosoma duplicado (o metafásico) formado por 2 cromátidas que contienen c/u 1 molécula de ADN. Los cromosomas se clasifican según el lugar de su centrómero (de donde salen los brazos del cromosoma). Además de poseer centrómero, los cromosomas poseen telómeros (ADN no codificante que se encuentra en la punta de sus “brazos”, su función es darle estabilidad estructural a los cromosomas durante la división celular; cuando estos telómeros son muy pequeños se desencadena la apoptosis por senescencia).
Cromatina: Conjunto de ADN (cromosoma) y proteínas (a las que se une la molécula de ADN para plegarse, pueden ser histonas, que participan en el primer grado de plegamiento, o no histonas). Existen 2 tipos de cromatina: ● Eucromatina: Cromatina laxa de localización central que posee el ADN transcripcionalmente activo, se puede encontrar en estado accesible (genes que se están transcribiendo) o poco accesible (más condensada pero menos que la heterocromatina), donde se encuentran los genes que no se están transcribiendo en ese momento pero que se transcriben normalmente. ● Heterocromatina: Cromatina densa, más compacta en la periferia del núcleo (cercana a la membrana nuclear), puede ser de tipo facultativa (es convertible a eucromatina) o constitutiva (no convertible en eucromatina ya que no posee info genética, forman los telómeros).
¿Cariotipo? Conjunto de todos los cromosomas de la célula.
ADN Y DUPLICACIÓN
El ADN es una doble hélice formada por cadenas orientadas en direcciones opuestas (antiparalelas), una de las hélices va en sentido 5´ a 3´ (5 prima a 3 prima) mientras que la otra va en sentido contrario. En las células eucariotas se encuentra asociado a proteínas histonas en pares de cromosomas lineales. El ADN recibe el nombre de ácido desoxirribonucleico, formado por ácidos nucléicos unidos mediante enlaces fosfodiéster, unidas al primer carbono del azúcar se encuentran las bases nitrogenadas (compuestos orgánicos cíclicos) Bases del ADN: Adenina, timina, citosina, guanina (A+T=C+G, para separar las últimas se necesita más energía ya que poseen enlaces triples). Bases del ARN: Adenina, guanina, citosina, uracilo.
Síntesis o Duplicación del ADN: Tanto para síntesis como para replicación se toman 3 características: ● Semiconservativa: Como resultado de la duplicación se obtienen 2 moléculas de ADN y 4 cadenas (2 viejas que pertenecen al ADN molde y 2 nuevas, formando 2 dobles hélices ambas compuestas por 1 hebra parental y 1 recientemente sintetizada) ● Bidireccional: A partir de un punto de origen de replicación se comienza a replicar en 2 direcciones ya que las moléculas de ADN son muy largas. ● Discontínua o asimétrica: Las dos cadenas que conforman el ADN no son iguales, una hebra va de 5´ a 3´ llamada hebra contínua o rápida y la otra va en sentido opuesto (3´ a 5´) llamada hebra discontinua o lenta.
¿Origen de la replicación? En procariotas 1 solo origen de replicación (xq posee 1 solo cromosoma circular) llamado Ori C que lo reconoce una proteína iniciadora. En eucariotas existen múltiples orígenes de replicación (xq el ADN es muy largo) para lograr una duplicación más rápida, cada una de estas unidades se originan a partir del REPLICÓN (origen de replicación).
Corrección de daños: Durante la síntesis de ADN pueden cometerse errores al añadir un nucleótido incorrecto a la nueva cadena en formación (un nucleótido no complementario); de esto se encarga la ADN polimerasa III que posee un margen de error de 1 entre 1.000.000 nucleótidos nuevos que sintetiza, cuando esto ocurre la enzima retrocede y elimina los nucleótidos (actividad exonucleasa 3´- 5´) hasta que encuentra un nucleótido apareado correctamente, cuando lo detecta detiene su retroceso y reanuda el movimiento en sentido 5´- 3´, añadiendo nuevamente nucleótidos a la cadena en crecimiento. Cuando la célula posee daños que no puedan ser reparados recurre a ciertos procesos como la Senescencia (tipo de muerte celular en la que impide irreversiblemente el crecimiento de la célula, la cual termina muriendo “por vieja”), la apoptosis (otro tipo de muerte celular, “suicidio celular” en la que al detectarse células dañadas con mutaciones y que puedan resultar peligrosas para el organismo se matan).
ADN no codificante: Es el presente en los telómeros, se trata de parte del ADN que no tiene función de expresión génica (no codifica ningún gen), por lo tanto no tiene papel en la síntesis de proteínas; sin embargo tiene un papel importante en la regulación de la información genética y el mantenimiento de la vida (proteger el material genético durante la replicación del ADN, ya que en cada duplicación los extremos del ADN tienden a acortarse. Para evitar la pérdida de información importante, los telómeros actúan como "capuchones" protectores).
¿Cómo se forman los telómeros? La telomerasa (transcriptasa inversa) es la que se encarga de sintetizar el ADN telomérico, esta enzima sintetiza ADN a partir de un molde de ARN, debido a que en cada replicación del ADN en las células, las enzimas encargadas de copiar el ADN no pueden duplicar completamente los extremos de los cromosomas y como resultado, los telómeros se acortan con cada división celular. La telomerasa repara y alarga los telómeros añadiendo repeticiones de ADN (TTAGGG) al extremo de los cromosomas compensando el acortamiento que se da durante la replicación.
SÍNTESIS DE ARN: TRANSCRIPCIÓN
Proceso por el cual se sintetiza ARN a partir del ADN, el ARN es una macromolécula polinucleotídica de 1 sola cadena que va en sentido 5´ - 3´. Sigue el dogma de la biología (ADN - ARN - PROTEÍNAS, ese es el único sentido, una proteína no puede sintetizar un ARN, pero un ARN si sintetiza una proteína). Se encuentran 3 tipos de ARN que van a ser sintetizados por una enzima polimerasa específica:
ARNr: ARN ribosomal, constituye los ribosomas (da la información y estructura),se compone de una zona a (aterrizaje),zona p (proteína/péptido, prolongación) y zona e (exit). Lo sintetiza la ARN polimerasa I
ARNt: ARN de transferencia, une aminoácidos y se encarga de transportarlos al ARN mensajero para sintetizar proteínas, hay 1 solo ARNt para cada aminoácido específico. Lo sintetiza ARN polimerasa III
ARNm: ARN mensajero, toma información genética del núcleo (ADN), la codifica en forma de tripletes y la lleva al citoplasma para hacerla proteína, después de cumplir su función las enzimas ribonucleasas lo destruyen (para que esto pase el ARNm necesita una maduración). Lo sintetiza ARN polimerasa II.
Factores de transcripción: Proteínas que activan o apagan un gen al unirse o separarse, hay represores (apagan, si está apagado no codifica) o activos (encienden). Un gen activo es un gen que está siendo transcrito.
Proceso de transcripción: Ocurre en el núcleo, cada nueva molécula de ARN se transcribe a partir de una cadena de ADN molde, ¿Qué transcribe? genes (unidad física y funcional básica de la herencia, codifican proteínas o segmentos de proteínas). Esto se da gracias a la ARN polimerasa, en 3 etapas:
● Iniciación: cuando la ADN polimerasa reconoce y se une al promotor (secuencia de ADN que indica el inicio de transcripción), esta secuencia promotora tiene mucha adenina y timina, lugar de fácil separación (x los 2 puentes de hidrógeno), el promotor posee 25 pares de bases (de adenina y timina) antes de la parte funcional (la que se transcribe para la proteína), llamada caja TATA (dentro del promotor, es el sitio exacto donde inicia la transcripción). ● Elongación: ARN polimerasa empieza a actuar añadiendo nucleótidos para formar el ARN y la hebra será casi idéntica que la hebra madre (- por la base timina que se cambia x uracilo). ● Terminación: El ARN transcribe hasta llegar a un terminador (zona rica en guanina - citosina xq tiene 3 puentes de hidrógeno,llamada secuencia de poliadenilación), ahí una enzima reconoce esta porción terminal y corta el transcrito del ADN y se desprende un ARNm inmaduro y la ARN polimerasa (el ADN vuelve a su estado original)
todo esto es un ARN INMADURO , este no puede salir del núcleo así, por lo que debe seguir ciertos pasos para sufrir una maduración:
● Adición del CAP: CAP? nucleótido modificado de guanina en el extremo 5´, este regula la exportación del ARN del núcleo, es reconocido por la exportina para dejarlo salir, también prevé la degradación por exonucleasas (enzimas especificas para degradar cosas dentro del núcleo), impulsa la traducción (ese extremo modificado de 5´ tiene facilidad de unión al ribosoma), impulsa el corte y empalme. ● Corte y empalme: Intrones y exones, están dentro de la parte funcional del ARN, los exones son la parte del gen que me sirve para sintetizar una proteína específica, los intrones son las partes del gen que no me sirven para sintetizar esa proteína específica, sino que sirve para sintetizar otra proteína pero de la misma familia. Sin los intrones se considera un ARN casi maduro. ● Adición de cola de Poli A: La aparición de la señal de poliadenilación causa que una enzima corte la señal y otra enzima agrega entre 100 y 200 adeninas (COLA DE POLI A), funciona dando estabilidad al ARN, protección de la degradación (protege al ARN dejando que la nucleasa se la coma).
Mutaciones de ARN: Mutaciones en el proceso de transcripción, deriva en ARN mala, mutada. ● Mutaciones puntuales: en un solo nucleótido (se agrega, se cambia o se saca una sola base nitrogenada AL AZAR). Puede ser silenciosa si se cambia 1 sola base (no tiene efectos), pero
(Todo esto si la proteína no va a quedar en el citosol, la síntesis de las proteínas empieza siempre en el citosol, después se decide si queda ahi o tiene que viajar a otra parte de la célula)
REGULACIÓN GÉNICA
Proceso que controla el momento, ubicación y nivel de expresión de los genes, es decir, decide que queda dentro del núcleo, que sale y a donde), la expresión génica por otro lado es el producto funcional de un gen (ARN que no sea mensajeo, una proteína, etc). Este proceso depende de: ● Las necesidades de la célula ● Las condiciones del medio en que se encuentra ● Las señales que reciba ● Linaje e historia epigenética
Se diferencian dependiendo el tipo de células, en Procariotas es mediada por operones (grupos de genes asociados por función regulados por un mismo promotor, unidad regulatoria seguida de varios genes estructurales que dan origen a proteínas que cumplen funciones relacionadas) usualmente al principio del gen, la gran diferencia es que en este caso el
operon controla la expresión de varios genes; mientras que en eucariotas NO TENEMOS OPERONES, se tiene un promotor que controla 1 solo gen.
Tipos de sistemas de regulación: Todo esto son genes funcionales (no transcriptores) ● Inducibles (algo induce la activación del sistema, como una señal química; normalmente el gen está apagado, se suele corresponder con procesos catabólicos) ● Reprimibles: (genes que están normalmente activos, una señal hace que se apaguen/repriman, se corresponde con procesos anabólicos).
Controles para sistema de regulación: ● Control positivo: se da por factor de transcripción activador (proteína activadora), el sustrato se une a la proteína activadora (que tiene afinidad por el CAP) y esta se une al operón en la parte cap, encendiendo el sistema (en el caso de un sistema inducible, en el caso de un sistema reprimible el sustrato desenchufa la proteína activadora haciendo que el sistema se apague). ● Control negativo: lo da la proteína inhibidora/represora (factor de transcripción), se une al sitio operador del operón, en el caso de sistema inducible esta proteína va a estar normalmente unida y con una señal (un sustrato que se una) se despega y entonces permite que se active, en el sistema reprimible normalmente la proteína inhibidora va a estar separada, cuando un sustrato/ señal le llega hace que el sistema se apague.
Regulación génica en eucariotas: Regula en varios niveles: ● ADN (Metilación del ADN y acetilación de la histona, se condensa o relaja la cromatina) ● Transcripcional (factores de transcripción/factores basales). ● Post transcripcional (maduración del ARN, secuencias de reconocimiento). ● Traduccional (codón de inicio, codones de stop; es decir factores de inicio o represión). ● Post traduccional (péptido señal que marca hacia dónde va la proteína, plegamiento y ensamblaje de la enzima por las chaperonas, degradación de las proteínas mal plegadas por la ubiquitina).
RER - GOLGI
Dos organelas que trabajan juntas para procesar (señalizar) proteínas, cuando se recibe una señal interna o externa de falta de alguna proteína, la señal llega al núcleo (ADN), se debe localizar el gen que codifica para la proteína específica; después se hace la transcripción (de ADN a ARN, todavía dentro del núcleo) y el ARN resultante debe madurar para poder salir por los poros nucleares. Fuera del núcleo el ARNm se encuentra con ribosomas (en el citoplasma, xq todas las síntesis comienzan en los ribosomas libres).
¿Cómo pasan las proteínas del citosol al RER?:
un aminoácido específico, asparagina). Dentro del RER comienza la maduración del glicano, donde se le eliminan 3 glucosas “de residuo” con 2 enzimas y se elimina 1 manosa. Con el glicano ya “alterado” se une a la proteína ya lista y es lo que le permite viajar al Golgi.
Luego de esto la proteína se ubica en la zona llamada retículo de transición (zona del RER que no posee ribosomas pero NO trabaja como REL). Del RER al Golgi las proteínas viajan por vesículas a través de microtúbulos (con biomotores, kinesina si va de RER a Golgi y dineina si va de Golgi a RER), pero estas vesículas deben tener proteínas asociadas (por fuera de la membrana) como las clatrinas , COP II y COP I. Ruta de avance: La usan proteínas que van a lisosomas, membrana plasmática o secreción, la COP II es la que los lleva. Ruta de retorno: La usan proteínas que son residentes del RER (como las chaperonas), proteínas inmaduras que viajan al Golgi por ruta de avance, maduran ahí y luego vuelven al RER, COP I es la que se encarga de esta ruta.
RECIG: zona entre RER y Golgi, por donde viajan las vesículas
Golgi: Se encarga de modificar por medio de O-glicosilación a las proteínas y empaquetarlas en vesículas desde la cara trans del Golgi hacia los distintos lugares que corresponden, ¿cómo se da cuenta el Golgi hacia dónde debe enviar las proteínas? Las enzimas dentro reconocen regiones señal (plegamientos específicos de cada proteína) y le marca hacia dónde debe ir. ● Proteínas de lisosomas: Cuando se glicósido se agregó fosfato, en la cara trans hay muchos receptores de manosa - 6 - fosfato, se unen varios y se forma la vesícula llamada lisosoma primario. ● Proteínas de membrana: Cuando se forma la vesícula la proteína se ancla en la membrana de la cara trans del Golgi, por lo que viaja incrustada en la vesícula, no dentro de ella; la vesícula viaja por los microtúbulos hasta la membrana. ● Proteínas de secreción: Existen 2 tipos, constitutiva (secreción que la célula hace constantemente) y regulada (solo secreta cuando en un receptor de membrana se da la señal de que se necesita esa proteína, por lo que se necesita un estímulo)
Otras
funciones del Golgi:
● Síntesis de esfingolípidos (lípidos complejos), van a usar una molécula de REL (ceramidas, vesículas del liso la llevan hacia el Golgi) ● Síntesis del Glicocalix (viajan por vesículas de membrana) ● En espermatozoides el Ap. de Golgi forma una enorme vesícula con proteínas (acrosoma) hialuronidasas (enzimas) para que cuando llegue a la membrana del óvulo estalle.
CHAPERONAS Y PROTEOSOMAS
Las chaperonas son proteínas presentes en el RER, mitocondrias, citosol y núcleo. Siempre están cercanas a un ribosomas que está trabajando (es decir que esté empezando a sintetizar proteínas). Se encargan de acompañar al plegamiento de proteínas inmaduras ayudándole a llegar a la estructura tridimensional (se asocian a la superficie hidrofóbica de las proteínas inmaduras para evitar que haya un mal plegamiento, le dan estabilidad para que no se agreguen a otro péptido naciente), actúan como catalizadoras facilitando el ensamblaje pero sin formar parte del complejo ensamblado. ¡¡NO SON PARTE DE LA ESTRUCTURA PRIMARIA DE LA PROTEÍNA FUNCIONAL, SOLO SE ASOCIAN A ELLA PARA AYUDARLA EN SU PLEGAMIENTO, ENSAMBLAJE Y TRANSPORTE CELULAR!! (le ayudan a madurar). La HSP70 es la chaperona más común.
En núcleo: Es importante en la construcción de nucleosomas. En citosol: En la síntesis sobre ribosomas libres en el citosol, las chaperonas se unen a la región amino terminal del péptido creciente estabilizando hasta que finalice su síntesis soltándose cuando se desprende del ribosoma. En RER: Dentro del retículo se encuentran chaperonas sueltas que favorecen el plegamiento de proteínas sintetizadas nuevas, ayudándoles al plegamiento nuevamente de proteínas que fueron desnaturalizadas y colaboran en volver a plegar proteínas que fueron translocadas hacia algún compartimiento celular.
¡¡LAS CHAPERONAS NO REALIZAN EL PLEGAMIENTO, AYUDAN A QUE SEA EL CORRECTO!! Las chaperoninas son las subunidades proteicas que se disponen en 2 anillos apilados para formar una estructura de dos cámaras, las cadenas polipeptídicas no plegadas quedan resguardadas dentro de las chaperoninas para plegarse correctamente (las chaperonas llevan el polipéptido dentro de la chaperonina, está la pliega correctamente y la suelta cuando ya no tiene riesgo de plegarse de forma incorrecta).
Las chaperonas pueden fallar por distintos factores como alta o baja temperatura, falta o exceso de agua, falta o exceso de sal, cuando esto sucede las proteínas se pliegan mal y pasan a ser no funcionales; se pueden reciclar o pueden ser eliminadas para degradarse. Ubiquitinas: Pequeñas proteínas que señalan a la proteína a eliminar, se le agregan a la proteína mal plegada y le habilita salir del RER para ser degradada y posterior reciclaje.
