Biología Tema 6
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    Biología Tema 6 Biología Tema 6 Presentation Transcript

    •  
    • EL NÚCLEO CELULAR
    • El núcleo: centro de control de la célula
      • Generalmente es el organelo más conspicuo.
      • Consta de:
      • La envoltura o membrana nuclear.
      • La cromatina
      • El nucléolo.
    • Estructura del núcleo de la célula
    • Membrana nuclear
      • Es una membrana doble que rodea al núcleo.
      • La membrana nuclear tiene poros por donde pasan algunas moléculas desde el núcleo al citoplasma y viceversa.
      • Los poros nucleares son estructuras complejas que contienen por lo menos ocho subunidades proteicas con un canal pequeño en el centro.
      • Permite el intercambio selectivo de materiales
      • El agua, los iones y las moléculas pequeñas como el ATP pueden pasar libremente por el canal central del poro, pero éste regula el paso de moléculas mayores, en especial de proteínas y de ARN.
      • Los poros ayudan a controlar el flujo de información de y desde el ADN.
      Membrana nuclear
    • Cromatina
      • Además, está un material llamado cromatina , que está formada por ADN y proteinas histonas y no histonas .
        • En la división nuclear, la cromatina toma la forma de cromosoma .
    • Cromatina 20.740 augments Negre : Membrana nuclear Taronja : Nucleoplasma Gris fosc : Cromatina Rosa : Citoplasma Vermell : Mitocondris Verd fosc . Reticle endoplasmàtic Verd clar : Ribosomes
      • En el interior del núcleo encontramos una estructura de forma irregular llamada nucléolo .
        • Aquí se forma y se almacena el ARNr .
      Nucléolo
      • REPLICACIÓN
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    • 3’ 3’ 5’ 5’ 3’ 5’ 3’ 5’ 5’ 5’ 3’ 3’ La replicación en un ojo de replicación primer ADN
    • A T C G A A C C G T T G C A C C G T T G C A C Síntesis continua de la cadena 5’ -3’ Síntesis continua de la cadena en dirección 5'  3'. La síntesis de esta cadena no plantea ningún problema. Así, una vez separadas ambas cadenas, se sintetiza el primer y la ADN pol. III (una de las enzimas que unen los nucleótidos) va a elongar la cadena en dirección 5'  3'. U A G C T T G G C A A C G T G
    • A T C G A A C C G T T G C A C C G T T G C Síntesis discontinua de la cadena 3’ -5’ Síntesis discontinua. La cadena complementaria no se va a replicar en sentido 3'  5' sino que se replica discontinuamente en dirección 5'  3'. Primero se sintetiza el primer ( ARN) y posteriormente este se elonga con ADN. El ARN es posteriormente eliminado y los diferentes fragmentos sintetizados, llamados fragmentos de Okazaki , son unidos entre sí. T A G C T U G G C A A C G T G A A C C C G G T
    • EXPRESIÓN DEL MENSAJE GENÉTICO
      • La información genética es la causa de la síntesis de proteínas específicas, entre ellas las enzimas, responsables de las características estructurales y funcionales de un organismo.
    • DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR
      • El ADN forma una copia de parte de su mensaje sintetizando una molécula de ARN mensajero (transcripción), la cual constituye la información utilizada por los ribosomas para la síntesis de una proteína (traducción).
    • DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR
      • Flujo de la información genética:
    • ARN
      • Por tanto, el mensaje genético se realiza en dos etapas sucesivas, en las que el ARN es un intermediario imprescindible.
      • TIPOS:
      • ARN mensajero
      • ARN ribosómico
      • ARN transferente
    • ARN mensajero
      • Copia de una parte del ADN
      • Información utilizada por los ribosomas para unir los aa en el orden adecuado y formar una proteína concreta.
      • Vida muy corta.
      • Monocistrónico
      • 3-5% del ARN celular.
    • ARN ribosómico
      • Forma parte de los ribosomas (junto con un conjunto de proteínas básicas).
      • También se denomina ARN estructural.
      • Participa en el proceso de unión de los aa para sintetizar las proteínas.
      • 80-85% del ARN celular total
    • ARN transferente
      • Transporta los aa hasta los ribosomas.
      • Cada molécula de ARNt transporta un aa específico.
      • 10% ARN celular.
      • Forma: 4 brazos, 3 con bucles en los extremos, en el otro  extremo 3’
      •  extremo 5’
    • ARN transferente
    • TRANSCRIPCIÓN
      • Transcripción = síntesis de ARN.
      • Ocurre en el interior del núcleo.
      • Necesita:
        • Una cadena de ADN que actúe como molde.
        • Enzimas: ARN-polimerasa.
        • Ribonucleótidos trifosfato de A, G, C y U.
      • Proceso:
        • Iniciación
        • Elongación
        • Terminación
    • TRANSCRIPCIÓN
      • INICIACIÓN
      •  Comienza cuando la ARN-polimerasa reconoce en el ADN que se va transcribir una señal que indica el inicio del proceso = centros promotores.
      •  Centros promotores = secuencias cortas de bases nitrogenadas.
    • TRANSCRIPCIÓN
      • INICIACIÓN
      •  La ARN-polimerasa hace que la doble hélice de ADN se abra  exposición de la secuencia de bases del ADN  unión de los ribonucleótidos.
    • TRANSCRIPCIÓN
      • ELONGACIÓN
      • Adición de sucesivos ribonucleótidos para formar el ARN.
      • ARN-polimerasa: “lee” ADN 3’-5’ síntesis ARN 5’-3’
      • La cadena de ARN sintetizada es complementaria de la hebra de ADN que se utiliza como molde.
    • TRANSCRIPCIÓN
      • ELONGACIÓN
      • Complementariedad entre las bases de ADN y ARN:
      • G-C
      • A-U T-A
      • C-G
    • TRANSCRIPCIÓN
      • TERMINACIÓN
      • La ARN-pol reconoce en el ADN unas señales de terminación que indican el final de las transcripción.
      • Implica el cierre de la burbuja formada en el ADN y la separación de la ARN-pol del ARN transcrito.
    • TRANSCRIPCIÓN
      • TERMINACIÓN
      • La ARN-pol transcribe regiones de ADN largas, que exceden la longitud de la secuencia que codifica la proteína.
      • Una enzima corta el fragmento de ARN que lleva la información para sintetizar la proteína.
    • TRANSCRIPCIÓN
      • TERMINACIÓN
      • Extremo 3’  se añade una secuencia de ribonucleótidos de adenina  cola poli-A.
      • Extremo 5’  se añade una caperuza  permitirá identificar este extremo en el proceso de traducción posterior.
    • TRADUCCIÓN
      • Traducción = síntesis de proteínas.
      • Se necesita:
          • Ribosomas
          • ARN mensajero
          • Aminoácidos
          • ARN de transferencia
          • Enzimas y energía
    • TRADUCCIÓN
      • RIBOSOMAS
      • Orgánulos citoplasmáticos.
      • Formados por 2 subunidades:
        • Subunidad pequeña se une ARNm
        • Subunidad grande se unen aa
        • Se unen cuando van a sintetizar proteínas
    • TRADUCCIÓN
      • Antes de que se inicie la síntesis:
      • activación de los aa que van a ser unidos (citoplasma)
      • Cada aa se une a una molécula de ARNt específica por su extremo 3’
      • Complejo: aminoacil-ARNt
    • TRADUCCIÓN
      • INICIACIÓN
      • Codón iniciador (ARNm): AUG se une a la subunidad menor.
      • Fijación del primer aminoacil-ARNt, con el anticodón correspondiente: UAC
      • Inicio: unión de subunidad mayor.
        • COMPLEJO DE INICIACIÓN
    • TRADUCCIÓN
      • INICIACIÓN
      • La porción de ARNm cubierta por el ribosoma corresponde a 6 nucleótidos = 2 codones.
      • Sitio P
      • Sitio A
    • TRADUCCIÓN
      • ELONGACIÓN
      •  La cadena peptídica se sintetiza por la unión de los sucesivos aa que se van situando en el ribosoma transportados por los correspondientes ARNt.
      •  El ribosoma se desplaza a lo largo de la cadena de ARNm.
    • TRADUCCIÓN
      • ELONGACIÓN
      • 3 subetapas:
      • Unión de un aminoacil ARNt al sitio A
      • Formación del enlace peptídico
      • Translocación del dipéptido al sitio P
    • TRADUCCIÓN
    • TRADUCCIÓN
      • TERMINACIÓN
      •  Existen 3 codones de terminación:
      • UAA, UAG, UGA.
      •  No hay ARNt con los anticodones correspondientes.
      •  Cuando el ribosoma llega a uno de ellos, la cadena peptídica se acaba.
    • TRADUCCIÓN TERMINACIÓN
    • TRADUCCIÓN
    • TRADUCCIÓN
      • Como consecuencia se libera:
      • La cadena proteica
      • Las 2 subunidades ribosómicas separadas
      • El ARNm
    • TRADUCCIÓN
      • La velocidad de síntesis proteica es alta: hasta 1400 amioácidos por minuto.
      • Varios ribosomas pueden leer a la vez un mismo ARNm = polirribosoma o polisoma.
      • Mayor efectividad y ahorro de tiempo.
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      • Gregorio Mendel propone por 1era vez el concepto de gen en 1865
      • Existía el concepto de herencia mezclada : la descendencia muestra normalmente características similares a las de ambos progenitores….pero, la descendencia no siempre es una mezcla intermedia entre las características de sus parentales.
      • Mendel propone la teoría de la herencia particulada : los caracteres están determinados por unidades genéticas discretas que se transmiten de forma intacta a través de las generaciones.
      Carácter: propiedad específica de un organismo; característica o rasgo. Modelo de estudio: planta de guisante Pisum sativum - amplia gama de variedades fáciles de analizar - puede autopolinizarse Genética Mendeliana
    • Línea pura: población que produce descendencia homogénea para el carácter particular en estudio; todos los descendientes producidos por autopolinización o fecundación cruzada, dentro de la población, muestran el carácter de la misma forma. Vaina inmadura verde o amarilla Semilla lisa o rugosa Semilla amarilla o verde Pétalos púrpuras o blancos Vaina hinchada o hendida Tallo largo o corto Floración axial o terminal Las 7 diferencias en un carácter estudiadas por Mendel
    • Generación parental (P) 1era Generación filial (F 1 ) Fenotipo: formas o variantes de un carácter. Deriv. griego : “lo que se muestra” Ej: Carácter: color de la flor, Fenotipo: púrpura o blanco 1er Exto: Todas púrpuras!! fenotipo B x fenotitpo A Cruzamiento recípocro fenotipo A x fenotipo B
    • Resultados de todos los cruzamientos de Mendel en los que los parentales difieren en un solo carácter (autofecundación de F1)
    • Relación de carácteres en F 2 siempre es 3:1!! El fenotipo blanco está completamente ausente en la F 1 , pero reaparece (en su forma original) en la cuarta parte de las plantas F 2 difícil de explicar por herencia mezclada. Mendel: la capacidad para producir tanto el fenotipo púrpura como el blanco se mantiene y transmite a través de las generaciones sin modificaciones. Entonces…¿por qué no se expresa el fenotipo blanco en la F1? Fenotipo dominante: aquel que aparece en la F 1 , tras el cruzamiento de 2 líneas puras. Fenotipo púrpura es dominante sobre el blanco Fenotipo blanco es recesivo sobre el púrpura
    • P F 1 F 2 F 3 Autofecundación (3:1) (3:1, amarillas:verdes) Autofecundación Exto autofecundación de F 2 Todas Todas (= al parental verde) 3/4 y ; 1/4 3/4 ;1/4 Semillas X 1/3 = al parental amarillo 2/3 = F 1 Entonces: de F2
    • F 2 Proporción aparente 3:1 de F 2 es 1:2:1 Proporciones fenotípicas Proporciones genotípicas 3/4 amarillos 1/4 verdes 1/4 amarillos puros 2/4 amarillos impuros 1/4 verdes puros
    • Postulado de Mendel para explicar proporción 1:2:1 1- Existen determinantes hereditarios de naturaleza particulada genes. 2- Cada planta adulta tiene 2 genes, una pareja génica. Las plantas de la F 1 tienen genes dominantes (A) y recesivos (a). 3- Los miembros de cada pareja génica se distribuyen de manera igualitaria entre las gametas o células sexuales. 4- Cada gameta es portadora de un solo miembro de la pareja génica. 5- La unión de una gameta de cada parental para formar un nuevo descendiente se produce al azar. Esquema de la generaciones P, F1 y F2 en el sistema de Mendel que implica la diferencia en un carácter determinado por la diferencia de un gen.
    • Corroboración del modelo por Cruzamiento prueba (cruzamiento con un homocigota recesivo) Obtiene: 58 amarillas (Yy) 52 verdes (yy) Se confirma la segregación igualitaria de Y e y en el individuo de la F 1 Primera Ley de Mendel. Los dos miembros de una pareja génica se distribuyen separadamente entre las gametas (segregan), de forma que la mitad de las gametas llevan un miembro de la pareja y la otra mitad lleva el otro miembro de la pareja génica.
    • Individuos de una línea pura son homocigotas . Genotipo: constitución genética (o alélica) respecto de uno o varios caracteres en estudio. Alelos : distintas variantes de un gen Carácter Fenotipos Genotipos Alelos Gen Púrpura (dominante) CC (homocigota dominante Cc (heterocigota) C (dominante) Color de la flor Gen del color de la flor c (recesivo) Blanco (recesivo) cc (homocigota recesivo)
    • Cruzamiento dihíbrido: las líneas puras parentales difieren en dos genes que controlan dos diferencias de caracteres distintos. Las proporciones lisas:rugosas y amarillas:verdes son ambas 3:1!! Segunda Ley de Mendel. La segregación de una pareja génica durante la formación de las gametas se produce de manera independiente de las otras parejas génicas.
    • Por la primera Ley de Mendel: gametas Y = gametas y = 1/2 gametas R = gametas r = 1/2 p (RY) = 1/2 x 1/2 =1/4 p (Ry) = 1/2 x 1/2 =1/4 p (rY) = 1/2 x 1/2 =1/4 p (ry) = 1/2 x 1/2 =1/4 Cuadrado de Punnet para predecir el resultado de un cruzamiento dihíbrido
    • Distribución igualitaria Segregación independiente a Pareja génica A A a Parejas génicas A a B b A B a b a B B b a A b A Gametas Gametas
    • Teoría cromosómica de la herencia (Sutton-Boveri): el paralelismo entre el comportamiento de los genes (Mendel) y los cromosomas llevó a pensar que los genes están situados en cromosomas. (luego se corrobora por herencia sexual) Meiosis de una célula diploide con genotipo A/a:B/b Anafase I Anafase II Interfase Telofase I Metafase I Telofase II Profase Explica la distribución igualitaria y la segregación independiente
    • Extensiones del análisis mendeliano Dominancia completa: el homocigota dominante no puede distinguirse fenotípicamente del heterocigota. Dominancia incompleta: el heterocigota muestra un fenotipo cuantitativamente (aunque no exactamente) intermedio entre los fenotipos homocigotas correspondientes. P pétalos rojos x pétalos blancos F 1 pétalos rosas 1/4 pétalos rojos F 2 1/2 pétalos rosas 1/4 pétalos blancos Ej. Planta Dondiego de noche
    • Herencia Materna
      • - Las mitocondrias y los cloroplastos contienen pequeños cromosomas circulares que codifican para un definido número de genes del genoma total de la célula.
      • Las organelas no son genéticamente independientes, algunas funciones están a cargo de genes nucleares.
      • Cada organela está presente en varias copias por célula y cada una presenta una gran cantidad de copias de sus cromosomas.
      • - Los genes de las organelas muestran herencia uniparental : sus genes son heredados exclusivamente por uno de los progenitores las organelas residen en el citoplasma y el óvulo contribuye con la mayoría del citoplasma (y sus organelas) a la célula cigota.