La
célula Tema 1
Descubrimiento
de la célula
Robert Hooke (1665) descubre
células en el corcho.
Anthony Van Leewenhoek con
un microscopio descubre en el agua unos animáculos.
Scheleiden y Schwan (1838)
descubren que los vegetales y los animales están formados por
células.
Rudolf Virchow (1855) toda
célula proviene de otro preexistente.
Ramón y Cajal (1899)
demuestra que las neuronas son células y que son individuales.
Teoría
celular
La célula es la unidad
estructural de los seres vivos ( todos estamos formados por al menos
una célula), la célula es capaz de realizar las funciones básicas,
una célula es capaz de dar lugar a nuevas células.
Niveles
de organización de los seres vivos
Toda la materia esta
organizada. Un elemento que se asocia a otros aumenta la complejidad
de la estructura. La materia viva se organiza en distintos niveles de
complejidad.
- Nivel atómico. La materia esta formada por átomos. A su vez los átomos están formados por partículas subatómicas.
- Nivel molecular. Al combinarse los átomos se forman las moléculas. Las moléculas que constituyen los seres vivos se denominan biomoléculas.
- Nivel celular. Las moléculas se asocian formando otros mayores, que se unen, creando estructuras complejas. Las células se forman por estas moléculas.
- Nivel pluricelular. Varios tejidos con distintas funciones dan a un órgano, que realiza una determinada función. Los órganos se unen formando sistemas o aparatos. El conjunto de sistemas y aparatos constituye un individuo.
- Nivel población. El conjunto de individuos iguales, localizados en un determinado lugar en un momento dado, forman una población.
- Nivel ecosistema. Las relaciones que se establecen entre las poblaciones y el entorno en el que se desarrolla constituyen los ecosistemas.
La
estructura de la célula eucariota
Membrana celular. Es una
fina capa que separa el contenido de la célula del medio que la
rodea y regula la entrada y salido de sustancias.
Citoplasma. En él se
encuentra una gran variedad de estructuras inmersas en una solución
acuosa denominada hialoplasma. Muchas estructuras celulares están
rodeadas de membrana y se denominan orgánulos.
Núcleo. Es la estructura
más grande y visible. Su contenido está separado del resto del
citoplasma por una doble membrana.
Orgánulos de la célula
animal y la célula vegetal
Aparato de Golgi. Formado
por sacos membranosos aplanados que están rodeados de pequeñas
bolsas o vesículas. Acumula, transforma y exporta al exterior
sustancias fabricadas por el retículo endoplasmático. Su principal
función es la secreción. (Célula animal y célula vegetal)
Retículo endoplasmático.
Conjunto de sacos aplanados y conductos tubulares comunicados entre
sí, que se extiende por todo el citoplasma celular. (Rugoso: si
lleva adosados a su pared externa ribosomas, sintetiza proteína.
Liso: carece de ellos y sintetiza lípidos. Su función es acumular y
transportar sustancias). (Célula animal y célula vegetal)
Ribosomas. Pequeñas
partículas compuestas por dos subunidades, formadas por ARN y
proteínas. Se pueden encontrar libres o adosadas al RE. Fabrican
proteínas gracias a la información suministrada por el ARN
mensajero que es copia en el ADN.
Centriolos. Son estructuras
cilíndricas huecas formadas por un microtúbulos, la célula
presenta dos centriolos que se localizan cerca del núcleo. Organizan
el citoesqueleto, las estructuras del movimiento y el huso
acromático.
Mitocondrias. Forma ovalada
con doble membrana, la membrana esta fuertemente plegada, formando
crestas mitocondriales, el interior de la mitocondria es el espacio
mitocondrial. Enel aparece ADN circular y ribosomas. Su principal
función es la respiración celular y obtención de energía. C6
(H2O)6 + =2= CO2 + H2O + E. química
Lisosomas. Son vesículas
membranosas en cuyo interior se transforma las sustancias complejas
en otras más imples. Son como el aparto digestivo de la célula. Los
lisosomas provienen del aparto de Golgi.
Vacuolas. Grandes bolsas que
acumulan sustancias de desechos y de reserva.
Cloroplastos.
Características de las células vegetales ya que en ellas se realiza
el proceso de fotosíntesis. Están limitadas por una membrana
externa y otra eterna y contienen en su interior un medio interno
denominado estroma.
Fotosíntesis
La fotosíntesis es un
proceso en virtud del cual los organismo con clorofila capturan
energía en forma de luz y la transforman en energía química. Toda
la energía que consume la biosfera terrestre procede de la
fotosíntesis. Hay dos fases:
Fase lumínica
En esta etapa en la que se
producen reacciones químicas con la luz solar y la clorofila. La
clorofila capta la luz solar y provoca el rompimiento de la molécula
de agua (H2O) separando el hidrógeno (H) y del oxígeno (O) es
decir, el enlace químico que mantiene unidos al hidrógeno y al
oxígeno de la molécula de agua, se rompe por efecto de la luz. El
proceso genera oxígeno gaseado que se libera al ambiente y la
energía no utilizada es almacenada en moléculas especiales llamadas
ATP.
Fase oscura
En esta etapa no se utiliza
la luz. En esta fase el hidrógeno formado en la fase anterior se
suma al dióxido de carbono (CO2) presente en el aire, dando como
resultado la producción de compuestos orgánicos principalmente
carbohidratos. Dicho proceso se desencadena gracias a una energía
almacenada en moléculas de ATP que da como resultado el carbohidrato
llamado glucosa (C6 H12 O6) después de la glucosa se forma el
almidón. Y a partir de estos productos la planta elabora lípidos y
proteínas necesarios para la formación del tejido vegetal, lo que
produce el crecimiento.
Funciones
de la célula
Reproducción
A partir de una célula
madre se obtiene dos células hijas con las mismas características
(la misma dotación genética) que la célula madre asexual.
División celular. Se le
llama Mitosis a la división del núcleo que tiene que ser equitativo
y garantizar que las dos células reciban toda la información que
necesiten.
Se le llama Citocinesis o
división del citoplasma con reparto de órganos que no es necesario
que sea equitativo. La forma que el citoplasma se parte en dos, es
diferente en la célula animal o la vegetal. Frogmoplasto es un
tabique que es la base de la nueva pared celular.
Nutrición.
Es un intercambio de
materia y energía con el medio que le rodea. En su interior,
transforman la materia y la energía incorporadas para obtener sus
propios componentes y la energía necesaria para: Crecer, reponer
partes envejecidas, fabricar sustancias necesarias para las
actividades celulares.
Metabolismo. Comprende el
conjunto de reacciones químicas que ocurren en la célula con el
objetivo de lograr su mantenimiento, su reproducción y su desarrollo
se diferencia la fase catabólica y anabólica. El catabolismo y el
anabolismo son procesos interconectados y simultáneos la energía
que se libera en uno se utiliza en otro.
Relación
Consiste en captar los
cambios del medio ambiente en forma de estímulos y elaborar una
respuesta adecuada para la supervivencia. Con esta frecuencia esta
respuesta es el movimiento:
- Movimiento Vibrátil. Cilios (vías respiratorias) Flagelos (espermatozoides)
- Movimiento ameboideo. Pseudopdas (glóbulos blancos)
- Movimiento contráctil. Típico de las células musculares y de algunos organismos unicelulares como las vorticelas.
Célula
procariota
La célula procariota es el
tipo de célula más sencilla. En este tipo de organización celular
el ADN se encuentra disperso por el citoplasma celular sin estar
rodeado de membrana. Solo tiene orgánulos de tipos ribosoma. Es la
estructura típica de las bacterias, pertenecientes al Reino Moneras,
son unicelulares, autótrofos y heterótrofos.
- Pared bacteriana. Da forma y protege la célula.
- Membrana plasmática. Controla el paso de sustancias. Presenta unas arrugas hacia su interior que se denominan mesosomas.
- Mesosomas. La membrana plasmática presenta unas arrugas hacia su interior que se denominan mesosomas. En ellos se realiza cantidad de actividades celulares como fijar el ADN, realizar la respiración celular produciendo energía o controlar la división de la célula.
- Citoplasma. Esta lleno de agua y contiene una gran cantidad de sustancias disueltas, gotas de lípidos o inclusiones de sustancias de reserva como el almidón. En el citoplasma se realizará el conjunto de reacciones químicas que le permiten a la célula sobrevivir.
- Ribosomas. Fabricación de proteínas.
- ADN bacteriano. Material genético y controla la actividad celular.
- Flagelo.Permite que lacélula se mueva.
- Plásmido. Son pequeñas consecuencias de ADN circular extracromosómico que le confieren a la célula la capacidad de intercambiar material genético con otras células o resistencia
BIOLOGÍA:
TEMA 2
GENES
Y MANIPULACIÓN GENÉTICA.
INTRODUCCIÓN. EL MATERIAL GENÉTICO
Los
cromosomas están formadas por dos tipos diferentes de moléculas:
proteínas y ADN (acido desoxirribonucleico)
El ADN en
el ciclo celular. En la interfase
las moléculas de ADN se encuentran formando filamentos muy largos y
finos, empaquetados en un apretado ovillo: la cromatina.
Durante la mitosis
cada molécula de ADN se compacta, se enrolla sobre si misma de forma
muy compleja y origina un cromosoma.
Los cromosomas que aparecen durante las primeras fases de la mitosis
son estructuras dobles, ya que están constituidas por dos
moléculas de ADN idénticas.
El ADN es el
material del que están hechos los genes. Cada cromosoma lleva una
molécula de ADN, aunque durante gran parte de la mitosis aparecen
como estructuras dobles, con dos moléculas de ADN idénticas.
HISTORIA DEL ADN.
En 1953
fue anunciado el descubrimiento de la estructura del ADN por el
físico Francis Crick y el biólogo James Watson
y esto revolucionó el mundo de la biología pero había empezado
unos años antes.
En 1951
Watson, se instaló en Cambridge para compartir con Crick, la
aventura de determinar la estructura del ADN. En este momento, la
única tecnología disponible para visualizar la estructura de
grandes moléculas era la difracción de rayos X, que consistía en
algo parecido a radiografiar una molécula.
Paralelamente,
la fisicoquímica Rosalind Franklin y el biofísico
Maurice Wilkins realizaban estudios cristalográficos de
difracción de rayos X sobre moléculas de ADN. En 1952
Rosalind Franklin obtuvo una fotografía de difracción por rayos X
que reveló la estructura helicoidal de la molécula de ADN.
Wilkins,
sin el consentimiento de Franklin, hizo llegar la fotografía a
Watson y Crick. Esa imagen constituyó uno de los datos definitivos
que les llevó a pensar que la estructura del ADN estaba formada por
una doble hélice, y no triple como se pensaba.
Rosalind
Franklin murió víctima de un cáncer. Cuatro años después en
1962, Watson, Crick y Wilkins recibieron el Premio Nobel de
Medicina y Fisiología por sus aportaciones al descubrimiento de la
estructura del ADN.
La
inestimable aportación de R. Franklin a este descubrimiento no fue
reconocida ni en vida ni de manera póstuma, aunque poco a poco la
historia comienza a reconocer su labor.
DESCUBRIMIENTO
DE LA MOLÉCULA DEL ADN
Crik
y Wikins integraron todos los datos
disponibles hasta el momento:
1.
Era una molécula muy larga y delgada,
con unas medidas precisas, según los datos de difracción
de rayos X de Rosalind Franklin y Maurice
Wilkins
2.
Se cumplia la ley de Ghargaff,
según la cual la proporción de Adeninas =
Timinas ( A = T) y Guaninas
= Citosinas (G = C)
LOS ÁCIDOS NUCLEICOS.
Los
ácidos nucleídos
son grandes moléculas constituidas por la unión de monómeros,
llamadas nucleótidos.
Los ácidos nucleídos son el ADN y el ARN.
Monómeros:
Los monómeros son pequeñas moléculas
que se unen para formar polímeros,
macromoléculas que
están compuestas por cadenas repetidas de monómeros. Es decir, los
nucleótidos son los monómeros del ADN y del ARN (polímeros).
Nucleótidos:
Son pequeñas unidades o monómeros que se unen formando grandes
cadenas de polinucleótidos.
Cada nucleótido está formado por un grupo fosfato (el ácido
fosfórico), un glúcido y una base nitrogenada.
EL ADN (Ácido desoxirribonucleico).
El ADN es una doble
cadena de nucleótidos muy larga enrollada en
forma de doble hélice.
Además es el material del que están hechos los genes por tanto
contiene la información genética o hereditaria, de controlar la
aparición de los caracteres y de pasar la información de células
madre a hijas mediante la replicación.
Características del ADN:
- Las dos cadenas se unen entre sí mediante en enlaces (puentes de nitrógeno) entre las bases nitrogenadas.
- Estos enlaces cumplen la complementariedad de las bases, es decir, en la que la Adenina solo se une a Timina y la Guanina solo se une a la Citosina. No hay otros emparejamientos posibles por lo que conociendo la secuencia de bases de una cadena podemos conocer la secuencia de bases de la cadena complementaria.
- Las dos cadenas son antiparalelas, es decir, son paralelas pero discurren en sentidos opuestos, y se enrollan en forma de espiral alrededor de un eje imaginario.
- Los esqueletos azúcar-fosfato forman el exterior de una escalera de caracol y las uniones entre las bases quedan al interior y forman los peldaños horizontales perpendiculares al eje.
¿Cómo se codifica en el ADN?
La
información genética de cada organismo reside en la secuencia de
bases de una de las cadenas de ADN, es decir, en el orden en el que
se componen los nucleótidos. Es un lenguaje cifrado en cuatro letras
(A-T, C- G), escrito a dos renglones, uno contiene la información y
el otro es su complementario. Las posibles combinaciones de bases
nitrogenadas definen los diferentes mensajes genéticos.
Cualquier
cambio en la secuencia de bases, da lugar a una mutación
o cambio en el mensaje codificado,
originando la aparición de nuevas características. Estas
alteraciones del ADN pueden aparecer por errores
al azar durante la replicación o copiado del
ADN o pueden ser inducidos por factores
ambientales como el tabaco,
la radiación ultravioleta
o ciertos agentes químicos mutagénicos
.
EL ARN (Ácido ribonucleico).
El ARN es una sola
cadena de nucleótidos que participa en la
síntesis proteica o
fabricación de las proteínas.
Tipos de ARN:
- ARN mensajero. Es el ARN que se encarga de de copiar la información del ADN y las tranporta hasta los ribosomas.
- ARN ribosómico. Se asocia a las proteínas y forma los ribosomas..
- ARN transferente. Se une a aminoácidos para formar proteínas en los ribosomas.
Se diferencia
con el ARN en que como base
nitrogenada en vez de Uracilo se encuentra la Timina
y como glúcido se encuentra la desoxirribosa.
Y que está formada por una doble cadena de aminoácidos en forma de
hélice y el ARN está formado por una sola cadena de nucleótidos.
LOS GENES.
Un gen
es un fragmento
de ADN que contiene la información genética para un determinado
carácter. En realidad, lo que hacen es
codificar la información que sintetizará una
proteína, que será la responsable de la
aparición del carácter.
El genoma es el
conjunto de genes de un organismo.
Las
proteínas son
biomoléculas muy activas responsables
de las funciones celulares y de los rasgos de
los individuos (el
fenotipo).
Decimos
que un gen se expresa
cuando de lugar a la síntesis de la proteína
que codifica. En cada momento las células
expresan algunos genes y otros están silenciados.
PROCESO DE REPLICACIÓN Y SINTESIS PROTEICA (TRANSCRIPCIÓN Y TRADUCCIÓN.)
Proceso de REPLICACIÓN.
Es el
proceso necesario para que la información
genética pase de células madres a hijas.
Antes de la división celular, la célula realiza una
copia completa de ADN, para poder repartir de
forma idéntica la información a las células hijas. Este proceso es
posible por la complementariedad de las bases
y sigue los siguientes pasos.
1º.
Por medio de diversas encimas la doble hélice
se abre y se separan las dos cadenas.
2º.
Cada cadena sirve de molde para
situar frente a cada nucleótido, su
complementario.
3º.
Estos nucleótidos se unen (a
la cadena madre) con ayuda de la enzima (ADN
polimerasa).
Finalmente
se obtienen dos cadenas idénticas,
cada una de las cuales posee una cadena
antigua, es decir, de la célula madre y otra
cadena complementaria, recién formada. Por
lo que se dice que se trata de una replicación semiconservativa.
- SINTESIS PROTEICA.
Las proteínas
están formadas por la unión
de unas unidades llamadas aminoácidos.
Existen 20 aminoácidos diferentes,
y una proteína difiere de otra en el orden o
secuencia de los aminoácidos que la forman.
El cambio de un aminoácido por otro da lugar a que la proteína sea
diferente y pierda su función. Algunas proteínas tienen cientos o
miles de aminoácidos, por lo que el número de proteínas diferentes
que existen es enorme.
La secuencia
de aminoácidos de una proteína depende de
las secuencias de nucleótidos del gen
que la codifica. Las proteínas se fabrican en
los ribosomas, mientras que el ADN (que le da
la información de qué proteína tiene que fabricar el ribosoma) se
encuentra en el núcleo.
Por tanto para que la inf. de dicho gen llegue al ribosoma, se
necesita una molécula intermediaria llamada ARN
mensajero (creada en el proceso de
TRANSCRIPCIÓN).
El ARN mensajero llevará
las instrucciones del ADN hasta el ribosoma,
dónde se sintetizará la proteína que corresponde,
mediante el proceso de
TRADUCCIÓN.
- Proceso de TRANSCRIPCIÓN.
Proceso que ocurre en el
núcleo por el que la secuencia de nucleótidos
de un gen determinado es copiada a la
secuencia de nucleótidos de una cadena de
ARNm gracias a la complementariedad de bases
(cambiando la timina por el Uracilo) y mediante una enzima llamada
ARN polimerasa.
Para ello se abre la doble
hélice y se separa parte las dos cadenas. La transcripción se
realizara solo en una de las dos cadenas.
Una vez sintetizado el ARN mensajero, se separa del ADN y se dirige
hacia el ribosoma.
Proceso de TRADUCCIÓN.
Proceso por el que los
ribosomas, usando como
molde la secuencia de bases del ARNm, colocarán
los aminoácidos en el orden concreto
especificado, dando lugar a la síntesis de la
proteína codificada.
¿Qué
es el código genético? (Proceso)
Es la correspondencia entre los codones de ARNm y los aminoácidos
que forman las proteínas. A cada tres bases de
ARNm (se llama codón)
le corresponde un aminoacido concreto. Los ARN
transference tienen ese aminoacido y se unen
al codón mediante un anticodón.
De esta manera a cada
codón se le une el ARNt que aporta su aminoácido. A lo largo del
proceso los aminoacidos se van uniendo a la cadena peptídica hasta
que aparece el codón o triplete de terminación. En este momento la
cadena peptídica se
separa del ribosoma y recibe el nombre de PROTEINA.
ADN y mitosis. 2
ejercicios,
