SERMINARIO DE BIOLOGÍA PLANA DE BIOLOGÍA

PROTEINAS Son biomóleculas formadas básicamente por carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno. Pueden además contener azufre y en algunos tipos de proteínas, fósforo, hierro, magnesio y cobre entre otros elementos.

Aminoácido Los aminoácidos se caracterizan por poseer un grupo carboxilo (-COOH) y un grupo amino (-NH2). Las otras dos valencias del carbono se saturan con un átomo de H y con un grupo variable denominado radical R. Tienen un grupo amino (base) y un grupo carboxilo que actúa como un ácido, por esta razón pueden actuar como un ácido o como una base, a esta propiedad se le denomina ANFÓTEROS. ENLACE PEPTÍDICO Se forma por interacción de grupo amino y grupo carboxilo.

ESTRUCTURA PRIMARIA Corresponde a la secuencia de aminoácidos

ESTRUCTURA SECUNDARIA HÉLICE ALFA Esta estructura está estabilizada por muchos puentes de hidrógeno (el mayor número posible) y  es muy frecuente porque es muy estable Hay proteínas, como la queratina, que son alfa-hélice al 100% pero otras pueden presentar menor porcentaje o no presentar nada

HOJA PLEGADA O ESTRUCTURA BETA En esta estructura los planos de los enlaces peptídicos sucesivos se disponen en zig.zag, La estructura se estabiliza también mediante enlaces por puentes de hidrógeno entre los grupos C=O y N-H

ESTRUCTURA TERCIARIA Las interacciones  que estabilizan la estructura terciaria son variadas

ESTRUCTURA CUATERNARIA La hemoglobina es una proteína con estructura cuaternaria. Está formada por cuatro cadenas polipeptídicas (alfa1, beta1, alfa2 y beta2), unidas entre sí de forma no covalente.

Importancia de las proteinas Estructural: Las proteínas son el principal material de construcción de los seres vivos, formando pared de casi todas sus estructuras: desde las membranas celulares hasta ser el principal constituyente del tejido conectivo (colágeno), del pelo y uñas (queratina), etc. Almacén de Aminoácidos: Algunas proteínas constituyen una fuente de reserva de aminoácidos (no de energía), lo que permite la síntesis de proteínas fundamentalmente durante los procesos embrionarios.

. Transporte: Hay proteínas que se unen reversiblemente a un ligando y lo transportan de un lugar a otro del organismo. Por ejemplo la hemoglobina Catalizadora: Las proteínas que se encuentran en este grupo se denominan enzimas. Actúan como catalizadores de las reacciones que se producen en los seres vivos.

. Hormonal: Varias hormonas son sustancias peptídicas como la insulina y la somatropina (hormona del crecimiento Contráctil: Las proteínas forman parte esencial de los sistemas contráctiles, que producen movimientos Defensa y protección: Los anticuerpos o inmunoglobulinas son proteínas que reconocen y se combinan específicamente con sustancias extrañas o antígenos, presentes en virus, bacterias y células de otros organismos; de este modo el antígeno queda bloqueado y no puede ejercer su acción.

ENZIMAS Son moléculas de naturaleza proteica que catalizan reacciones químicas. En estas reacciones las enzimas actúan sobre moléculas denominadas sustratos, los cuales se convierten en moléculas diferentes llamados productos. -Las enzimas suelen ser muy específicas tanto del tipo de reacción que catalizan como del sustrato involucrado en la reacción. -Las enzimas son sensibles a los cambios de pH y temperatura. -Actúan en pequeñas cantidades

CLASIFICACIÓN DE LAS ENZIMAS: Clase Tipo de reacción catalizada Oxidoreductasas ……… Transferencia de electrones Tranferasas ……………... Reacciones de transferencias de grupo Hidrolasas ……………….. Reacciones de hidrólisis Liasas ……………………… Adición de grupos a dobles enlaces Isomerasas ……………… Transferencia de grupos dentro de moléculas. Ligasas …………………… Formación de enlaces (C-C , C-S , C-O y C-N) mediante reacciones de condensación.

Algunas enzimas actúan con la ayuda de estructuras no proteícas Algunas enzimas actúan con la ayuda de estructuras no proteícas. En función de su naturaleza se denominan: 1.Cofactor: Cuando se trata de iones o moléculas inorgánicas. 2.Coenzima: Cuando es una molécula orgánica.

PROTEÍNAS CONJUGADAS: son proteínas que presentan un grupo no proteico denominado GRUPO PROSTÉTICO.

ACIDOS NUCLEICOS Son biopolímeros, de elevado peso molecular, formados por otras subunidades estructurales o monómeros, denominados nucleótidos. El descubrimiento de los ácidos nucleicos se debe a Friedrich Miescher (1869), el cual trabajando con leucocitos y espermatozoides de salmón, obtuvo una sustancia rica en carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y un porcentaje elevado de fósforo. A esta sustancia se le llamó en un principio nucleina, por encontrarse en el núcleo.

ACIDOS NUCLEICOS En 1953, James Watson y Francis Crick, descubrieron la estructura tridimensional de uno de estos ácidos, concretamente del ácido desoxirribonucleico (ADN). De acuerdo a la composición química, los ácidos nucleicos se clasifican en ácido desoxiribonucleico (ADN) que se encuentran residiendo en el núcleo celular y algunos organelas, y en ácido ribonucleico (ARN) que actúan en el citoplasma

IMPORTANCIA El conocimiento de la estructura de los ácidos nucleicos permitió la elucidación del código genético, la determinación del mecanismo y control de la síntesis de las proteínas y el mecanismo de transmisión de la información genética de la célula madre a las células hijas.

NUCLEOTIDO ENLACE FOSFODIÉSTER Es la unidad de los ácidos nucleicos.

NUCLEOTIDO A las unidades químicas que se unen para formar los ácidos Nucleicos se les denomina nucleótidos y al polímero se le Denomina polinucleótido o ácido nucleico. Los nucleótidos están formados por la unión de: a) Una pentosa, que puede ser la D-ribosa en el ARN; o la D-2- desoxirribosa en el ADN

BASES NITROGENADAS b) Una base nitrogenada, son las que contienen la información genética

BASES NITROGENADAS En el ADN las bases son dos purinas y dos pirimidinas. Las purinas son A (Adenina) y G (Guanina). Las pirimidinas son T (Timina) y C (Citosina) . En el caso del ARN también son cuatro bases, dos purinas y dos pirimidinas. Las purinas son A y G y las pirimidinas son C y U (Uracilo).

NUCLEOTIDO c) Ácido fosfórico, que en la cadena de ácido nucleico une dos pentosas a través de una unión fosfodiester. Esta unión se hace entre el C-3´de la pentosa, con el C-5´de la segunda. Los azúcares y los fosfatos tienen una función estructural formando el esqueleto del polinucleótido.

DNA El ADN está formado por dos cadenas muy largas de polinucleótidos unidas entre sí por puentes de hidrógeno específicos entre las bases de las dos cadenas. La base de una cadena que se une por los puentes de hidrógeno con la base de la otra cadena se dice que forman un par de bases. A se parea con T y G con C

DNA Las dos cadenas se encuentran arregladas en una estructura helicoidal alrededor de un eje común por lo que recibe el nombre de doble hélice. Las bases se encuentran acomodadas hacia el eje de la doble hélice, mientras que el azúcar y los fosfatos se encuentran orientados hacia el exterior de la molécula. En los cromosomas estas moléculas se arreglan en estructuras más compactas en las que la doble hélice se enrolla sobre sí misma.

ESTRUCTURA DE LA DOBLE HELICE

ESTRUCTURA DE LA DOBLE HELICE

REPLICACIÓN DEL ADN ENZIMA TOPOISOMERASA: desenrrolla la hebra de ADN PROTEÍNAS SSBP: estabilizan la hélice evitando que se vuelvan a enrrollar. ENZIMA HELICASA: rompe los puentes de hidrógeno que unen las hebras de ADN. ENZIMA ARN PRIMASA: coloca un CEBADOR que es un segmento de ARN que es una base para la síntesis del ADN.

Intervienen la enzima ADN polimerasas III que se encargan de la replicación de la nueva hebra de ADN y la enzima ADN polimerasas I que se encarga de corregir los errores antes hasta que termine la replicación. La que se lleva la mayor parte del trabajo es la ADN polimerasa III O ADN polimerasa. Actúan las ADN polimerasas para sintetizar las nuevas hebras en sentido 5´-3´ Actúa la ADN polimerasa II, corrigiendo las mutaciones o daños causados por agentes físicos o químicos luego de la replicación del ADN.

ENZIMA ADN LIGASA: se encarga de unir los fragmentos de OKASAKI. En la hebra retrasada se forman los fragmentos de OKASAKI, en la hebra adelantada o líder la hebra de ADN sintetizada es continua.

EL CORPÚSCULO DE BARR: es el cromosoma X (cromatina sexual) que no se expresa, sólo se visualiza en la interfase del ciclo celular.

SÌNTESIS DE PROTEÌNAS

LOCALIZACION CELULA NUCLEO CITOPLASMA

Transcripción: 1- Iniciación: Una ARN‑polimerasa comienza la síntesis del precursor del ARN a partir de unas señales de iniciación "secuencias de consenso " que se encuentran en el ADN. ARNpolimerasa T A C G A A C C G T T G C A C A T C A U G C U U G G C A A C G U G

Transcripción: 2. Alargamiento: La síntesis de la cadena continúa en dirección 5'3'. Después de 30 nucleótidos se le añade al ARN una cabeza (caperuza o líder) de metil‑GTP en el extremo 5‘ con función protectora. ARNpolimerasa T A C G A A C C G T T G C A C A T C A U G C U U G G C A A C G U G m-GTP

Transcripción: 3- Finalización: Una vez que la enzima (ARN polimerasa) llega a la región terminadora del gen finaliza la síntesis del ARN. Entonces, una poliA‑polimerasa añade una serie de nucleótidos con adenina, la cola poliA, y el ARN, llamado ahora ARNm precursor, se libera. poliA-polimerasa m-GTP A U G C U C G U G U A G A A A A A ARNm precursor

4. Maduración (cont.): El ARNm precursor contiene tanto exones como intrones. Se trata, por lo tanto, de un ARNm no apto para que la información que contiene sea traducida y se sintetice la correspondiente molécula proteica. En el proceso de maduración un sistema enzimático reconoce, corta y retira los intrones y las ARN‑ligasas unen los exones, formándose el ARNm maduro. cola Cabeza ARNm maduro ARNm precursor AAAAAA AUG UAG

Maduración del ARNm (Visión de conjunto). Región codificadora del gen ADN Promotor E1 I1 E2 I2 E3 Terminador TAC ATC Cabeza E1 I1 E2 I2 E3 cola ARNm AAAAAA precursor AUG UAG Cabeza cola ARNm maduro AAAAAA AUG UAG

SINTESIS DE PROTEINAS: TRADUCCIÓN

Esta información está codificada en forma de tripletes, cada tres bases constituyen un codon que determina un aminoacido. Las reglas de correspondencia entre codones y aminoácidos constituyen el codigo genetico.

Iniciación: La subunidad pequeña del ribosoma se une a la región líder del ARNm y el ARNm se desplaza hasta llegar al codón AUG, que codifica el principio de la proteína. Se les une entonces el complejo formado por el ARNt-metionina (Met). La unión se produce entre el codón del ARNm y el anticodón del ARNt que transporta la metionina (Met). Subunidad menor del ribosoma P A 5’ AAAAAAAAAAA 3’ A U G C A A U G C U U A C G A U A G U A C Codón Anticodón ARNt ARNm Met (i) 1er aminoácido

Elongación I: A continuación se une la subunidad mayor a la menor completándose el ribosoma. El complejo ARNt-aminoácido2 , la glutamima (Gln) [ARNt-Gln] se sitúa enfrente del codón correspondiente (CAA). La región del ribosoma a la que se une el complejo ARNt-Gln se le llama región aminoacil (A). Subunidad menor del ribosoma P A AAAAAAAAAAA 3’ 5’ A U G C A A U G C U U A C G A U A G U A C Gln G U U Met (i)

Elongación II: Se forma el enlace peptídico entre el grupo carboxilo de la metionina (Met) y el grupo amino del segundo aminoácido, la glutamina (Gln). P A ARNm AAAAAAAAAAA 3’ 5’ A U G C A A U G C U U A C G A U A G U A C G U U Gln-Met

Elongación III: El ARNt del primer aminoácido, la metionina (Met) se libera. P A ARNm AAAAAAAAAAA 3’ 5’ A U G C A A U G C U U A C G A U A G G U U U A C Gln-Met

Elongación IV: El ARNm se traslada, de tal manera que el complejo ARNt-Gln-Met queda en la región peptidil del ribosoma, quedando ahora la región aminoacil (A) libre para la entrada del complejo ARNt-aa3 P A ARNm AAAAAAAAAAA 5’ 3’ A U G C A A U G C U G C U U A C G A U A G G U U Gln-Met

Elongación V: Entrada en la posición correspondiente a la región aminoacil (A) del complejo ARNt-Cys, correspondiente al tercer aminoácido, la cisteína (Cys). P A ARNm AAAAAAAAAAA 3’ 5’ A U G C A A U G C U G C U U A C G A U A G G U U A C G Cys Gln-Met

Elongación VI: Unión del péptido Met-Gln (Metionina-Glutamina) a la cisteína (Cys). P A ARNm AAAAAAAAAAA 3’ 5’ A U G C A A U G C U G C U U A C G A U A G G U U A C G Cys-Gln-Met

Elongación VII: Se libera el ARNt correspondiente al segundo aminoácido, la glutamina (Glu). P A ARNm AAAAAAAAAAA 3’ 5’ A U G C A A U G C U G C U U A C G A U A G A C G G U U Cys-Gln-Met (i)

Elongación VIII: El ARNm corre hacia la otra posición, quedando el complejo ARNt3-Cys-Glu-Met en la región peptidil del ribosoma. P A ARNm AAAAAAAAAAA 3’ 5’ A U G C A A U G C U G C U U A C G A U A G A C G Cys-Gln-Met

Elongación IX: Entrada del complejo ARNt-Leu correspondiente al 4º aminoácido, la leucina. P A ARNm AAAAAAAAAAA 3’ 5’ A U G C A A U G C U G C U U A C G A U A G A C G A A U Cys-Gln-Met Leu

Elongación X: Este se sitúa en la región aminoacil (A). P A ARNm AAAAAAAAAAA 3’ 5’ A U G C A A U G C U G C U U A C G A U A G A C G A A U Leu Cys-Gln-Met

Elongación XI: Unión del péptido Met-Gln-Cys con el 4º aminoácido, la leucina (Leu). Liberación del ARNt de la leucina. El ARNm se desplaza a la 5ª posición P A ARNm AAAAAAAAAAA 3’ 5’ A U G C A A U G C U G C U U A C G A U A G A A U A C G Leu-Cys-Gln-Met

Elongación XII: Entrada del ARNt de la leucina, el 5º aminoácido, la arginina (ARNt-Arg). P A ARNm AAAAAAAAAAA 3’ 5’ A U G C A A U G C U G C U U A C G A U A G A A U G C U Leu-Cys-Gln-Met Arg

Elongación XIII: Unión del péptido Met-Gln-Cys-Leu con el 5º aminoácido, la arginina (Arg). Liberación del ARNt de la leucina (Leu). El ARNm se desplaza a la 6ª posición, se trata del un codón de finalización o de stop. P A ARNm AAAAAAAAAAA 3’ 5’ A U G C A A U G C U U A C G A U A G G C U A A U Arg-Leu-Cys-Gln-Met

Finalización: determina la conclusión de la síntesis de la proteína cuando el sitio A del ribosoma es abordado por el codón de terminación del ARNm (UUA, UGA o UAG, indistintamente). Ello deja al sitio A sin el esperado aminoacil-ARNtAA, aunque pronto es ocupado por un factor de terminación llamado eRF (eucaryotic releasing factor), que sabe reconocer a los tres codones de terminación.

Finalización I: Liberación del péptido o proteína Finalización I: Liberación del péptido o proteína. Las subunidades del ribosoma se disocian y se separan del ARNm. P A ARNm AAAAAAAAAAA 3’ 5’ A U G C A A U G C U U A C G A U A G G C U A A U Arg-Leu-Cys-Gln-Met

Finalización III: Después unos minutos los ARNm son digeridos por las enzimas del hialoplasma. 3’ 5’ AAAAAAAAAAA A U G C A A U G C U U A C G A U A G (i)

ARNt

CICLO CELULAR

G1: Aumento del volumen celular o crecimiento Duplicación de organelas Incremento del anabolismo y gasto de ATP S: Duplicación del DNA e histonas Duplicación de centriolos G2: Síntesis de proteínas y enzimas para la división G0: Diferenciación celular, la célula ya no se divide

FRAGMOPLASTO: se forma en células vegetales. ANILLO CONTRÁCTIL: se forma en células animales.

PROFASE I: Es el período más prolongado de la meiosis, a la vez para su mayor comprensión consideramos varias subetapas: a) Leptonema: Los cromosomas se presentan como largas fibras, delgadas, poco espiralizadas. Las cromátidas no son visibles. c) Paquinema: Los homólogos se aparean íntegramente ( en toda su longitud ). Los cromosomas se visualizan más cortos y gruesos debido al alto grado de espiralización. Cada unidad es ahora una tétrada, compuesta por dos homólogos, es decir cuatro cromátidas. Las dos cromátidas de cada cromosoma se denominan cromátidas hermanas. Durante el Paquinema es característico el intercambio de segmentos, proceso llamado entrecruzamiento o crossing-over. Este intercambio de material cromosómico es una fuente importante de variabilidad genética. Cigonema: Los cromosomas homólogos se alinean y aparean de una manera altamente específica, este proceso es llamado sinapsis. El apareamiento comprende la formación del complejo sinaptonémico, una estructura proteínica que se halla interpuesta entre los homólogos. Al par de cromosomas homólogos apareados lo llamamos bivalente.

CROSSING OVER Recombinación genética, produce variabilidad genética d) Diplonema: Los cromosomas apareados empiezan a separarse, aunque permanecen unidos en los puntos de intercambio o quiasmas. e) Diacinesis: La contracción de los cromosomas llega a su máximo, los cromosomas homólogos siguen unidos por los quiasmas que ahora se ubican en los extremos ( terminalización de los quiasmas ). Mientras ocurren los procesos antes mencionados, se desorganiza la envoltura nuclear y se organiza el huso acromático.

MEIOSIS: reduce el número de cromosomas a la mitad, solo se da en gametos. MEIOSIS I: es reduccional, porque se reduce el número de cromosomas a la mitad. MEIOSIS II: es ecuacional, porque se conserva el número de cromosomas.

ANTE LA LUCHA ENTRE EL RÍO Y LA MONTAÑA, SIEMPRE VENCE EL RÍO, NO POR SU GRANDEZA, SINO POR SU PERSEVERANCIA. GRACIAS