UTILIZACIÓN DE TÉCNICAS MOLECULARES PARA PROCESOS DE TRANSCRIPCIÓN Y TRADUCCIÓN

UTILIZACIÓN DE TÉCNICAS MOLECULARES PARA PROCESOS DE TRANSCRIPCIÓN Y TRADUCCIÓN 

Prezi: Utilización de técnicas moleculares para procesos de transcripción y traducción

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GENERACIÓN DE AMINOÁCIDOS Y PROTEÍNAS

GENERACIÓN  DE AMINOÁCIDOS Y PROTEÍNAS

Prezi: Generación de aminoácidos y proteínas

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PROCESO DE TRANSCRIPCIÓN DEL ADN

PROCESO DE TRANSCRIPCIÓN DEL ADN 

Ilustración 1: Proceso de transcripción. 

 Prezi: Proceso de transcripción 
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PROCESO DE DUPLICACIÓN DEL ADN

PROCESO DE DUPLICACIÓN DEL ADN

                                                         
                                                                                              Ilustración 1: Proceso de duplicación.


Prezi: Proceso de duplicación.

CICLO CELULAR

CICLO CELULAR

La Interfase

La interfase es la fase durante la cual la célula crece y el ADN se duplica. Comprende cuatro periodos: G0, G1, S y G2.

• Periodo G0: (Gap 0, Gap:hueco o brecha) fase de reposo.

• Periodo G1: (Gap 1) es un período de crecimiento activo del citoplasma, incluyendo la producción de los orgánulos.

• Periodo S: (S: síntesis) se replica el ADN.

• Periodo G2: (Gap 2) se sintetiza el material citoplasmático necesario para la división celular, como por ejemplo las moléculas de tubulina, proteína que compone los microtúbulos para el huso acromático.

La interfase se caracteriza por la presencia de un núcleo con membrana nuclear intacta, predominio de eucromatina (cromatina laxa)y presencia de nucleolo.

La Interfase es la fase más activa del ciclo celular, aquí se realiza la duplicación del ADN.

Imagen 1. Ciclo celular

La Mitosis

En la profase (etapa previa) en este proceso se condensan los cromosomas, se ensambla el huso mitótico y éste captura a los cromosomas.

Profase: el ADN se condensa dando forma a cromosomas; los centriolos, dos estructuras ubicadas en el citoplasma cerca de la membrana nuclear, empiezan a separasen  y se ubican en los lados opuestos al núcleo, formando el huso acromático, estructura de micro túbulos a los que unen los cromosomas.  La membrana nuclear se desintegra.

La metafase (etapa intermedia) los micro túbulos cromosómicos que van hacia los polos de la célula y halan a los cromosomas obligándolos a ubicarse en el plano ecuatorial (en la mitad) de la célula.

Metafase: los cromosomas se alinean en el centro de la célula.

Cuando llega el anafase el centrómero de cada cromosoma se divide y las cromátidas hijas se separan en dos cromosomas hijos independientes, éstos son halados hacia los polos de la célula por los cinetocoros.

Anafase: Los cromosomas se separan y se mueven hacia los polos de la célula.

Para finalizar en la telofase el huso se desintegra, se forma una nueva membrana nuclear que rodea a los cromosomas que han llegado a los polos,  los cromosomas se extienden y reaparece el nucléolo, la membrana celular se pliega hasta separarse y formar las células hijas, cada una idéntica a la célula de origen.

Telofase: los cromosomas llegan a los polos, desaparece el uso cromático y de nuevo se forma la membrana nuclear.

Imagen 2. Mitosis de la célula 

La Meiosis 

Profase I de la meiosis

La cromatina visible en el núcleo celular se condensa de modo que se forman estructuras con una forma de bastoncillo, llamados cromosomas. Cada cromosoma aparece en forma de X, ya que está formado por dos cromatidas hermanas, unidos en un punto llamado centrómero. Las cromatidas derivan del proceso de duplicación del ADN, por lo tanto cada uno es idéntico genéticamente al otro.

En esta fase, y es el aspecto más importante de la meiosis, una vez que los cromosomas homólogos están unidos entre sí, se realizan intercambios cruzados (crossing-over o recombinación genética) véase foto 6. La membrana que rodea el núcleo desaparece y se forman unos microtúbulos proteicos, que se extienden de un polo a otro de la célula. La importancia de la recombinación genética radica en que es el proceso por el cual se aporta variabilidad a la composición genética de las células resultantes.

Ilustración 1: Cromosoma.

Metafase I de la meiosis: Los cuatro homólogos están dispuestos simétricamente en una línea imaginaria, en el plano ecuatorial, transversal a la zona. De esta manera, cada uno se dirige hacia uno de los dos polos de la célula.

Anafase I de la meiosis: Las fibras del huso mitótico se ponen en contacto con los centrómeros; cada tétrada migra a un polo de la célula.

Telofase I de la meiosis: En los dos polos de la célula madre se forman dos grupos de cromosomas haploides, donde solo hay un cromosoma de cada tipo. Los cromosomas se encuentran todavía en la fase tétrada. El citoplasma de las dos células se distribuye y se realiza a citocinesis, es decir la división celular de la célula madre en dos células hijas separadas. Las fibras del huso mitótico se desintegran y los cromosomas se dispersan.

Segunda división meiótica                                        

La segunda división meiótica no incluye replicación del ADN. Los cromosomas formados por dos cromatidas, se desplazan a la línea ecuatorial y se pegan al huso mitótico: Las dos cromatidas de cada uno de los cromosomas se separan y migran a los polos.

De este modo se forman cuatro células, cada una de ellas con un conjunto haploide de cromosomas y sobre todo con una variedad de distintos cromosomas (origen materno y paterno). Durante esta separación se verifica una distribución independiente de los cromosomas maternos y paternos, así que al final habrá una variedad diferente de cromosomas en las cuatro células hijas

Ilustración 2:  Meiosis.

Profase II de la meiosis: La cromatina se condensa de nuevo, de modo que se pueden ver los cromosomas, formados por dos cromátidas unidos por el centrómero. Otra vez se formará el huso mitótico de los microtúbulos.

Metafase II de la meiosis: Los cromosomas están dispuestos en una línea ecuatorial, transversal respecto a las fibras del huso mitótico, de modo que cada cromátidas mire a uno de los polos de la célula. Los centrómeros pierden contacto con las fibras.

Anafase II de la meiosis: Las cromatidas migran cada uno de ellos a los polos de la célula, moviéndose a través del huso mitótico, de esta manera cada cromátida se convierte en un cromosoma.

Telofase II: En los dos polos de la célula, se forman dos grupos de cromosomas, las fibras del huso mitótico se disgregan, los cromosomas empiezan a desaparecer y al final se forma una membrana nuclear. El citoplasma de la célula se divide en dos, y eso lleva a la formación de dos células hijas haploides.

Video: División celular.

ADN

ADN

¿Qué es el ADN?: una molécula llamada ácido desoxirribonucleico (ADN), la cual contiene las instrucciones biológicas que hacen de cada especie algo único.

¿Dónde se encuentra el ADN?: En los organismos llamados eucariotas, el ADN se encuentra dentro de un área compartimentalizada dentro de la célula llamada núcleo. Debido a que la célula es muy pequeña, y porque los organismos tienen muchas moléculas de ADN por célula, cada molécula de ADN debe estar empaquetada de forma muy compacta y precisa. Esta forma superempaquetada del ADN se denomina cromosoma.

¿Qué hace el ADN?: El ADN contiene las instrucciones que un organismo necesita para desarrollarse, sobrevivir y reproducirse. Para realizar estas funciones, las secuencias de ADN deben ser transcritas a mensajes que puedan traducirse para la fabricación proteínas, que son las moléculas complejas que hacen la mayor parte del trabajo en nuestro cuerpo.

Una secuencia discreta de ADN que contiene las instrucciones para elaborar una proteína se conoce como gen. El tamaño de un gen puede variar enormemente, desde aproximadamente 1,000 bases hasta 1 millón de bases en los seres humanos. Los genes sólo forman aproximadamente el 1 por ciento de la secuencia de ADN. Otras secuencias reguladoras de ADN dictan cuándo, cómo y en qué cantidad se elabora cada proteína. La mayoría de las secuencias del genoma

¿Cómo se usan las secuencias de ADN para elaborar proteínas?: Las instrucciones del ADN se usan para elaborar proteínas en un proceso de dos pasos. Primero, unas proteínas especializadas denominadas enzimas leen la información en una molécula de ADN y la transcriben a una molécula intermediaria llamada ácido ribonucleico mensajero, o ARNm.

A continuación, la información contenida en la molécula de ARNm se traduce en una secuencia específica de aminoácidos, o los componentes básicos de las proteínas.. En conjunto, existen 20 tipos de aminoácidos, que pueden ser colocados en muchos órdenes distintos para formar una gran variedad de proteínas diferentes.Humano no tienen una función conocida.

Ilustración 1: ADN.

DIFERENCIAS ENTRE ADN Y ARN.

                                                              Ilustración 2: Diferencias ADN Y ARN.

Ilustración 3: Diferencias entre ADN Y ARN grafica.

LAS ENZIMAS

¿Qué son las enzimas?                                             

Los enzimas son proteínas que catalizan reacciones químicas en los seres vivos. Los enzimas son catalizadores, es decir, sustancias que, sin consumirse en una reacción, aumentan notablemente su velocidad.

Aspectos generales sobre las enzimas:

• Prácticamente todas las reacciones químicas que tienen lugar en los seres vivos están catalizadas por enzimas.
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• Los enzimas son catalizadores específicos: cada enzima cataliza un solo tipo de reacción, y casi siempre actúa sobre un único sustrato o sobre un grupo muy reducido de ellos. En una reacción catalizada por un enzima:
• 1.    La sustancia sobre la que actúa el enzima se llama sustrato.
• 2.    El sustrato se une a una región concreta de la enzima, llamada centro activo. El centro activo comprende (1) un sitio de unión formado por los aminoácidos que están en contacto directo con el sustrato y (2) un sitio catalítico, formado por los aminoácidos directamente implicados en el mecanismo de la reacción.
• 3.    Una vez formados los productos el enzima puede comenzar un nuevo ciclo de reacción.

Ilustración 1: formación de una enzima.

Propiedades de las enzimas:

Las propiedades de los enzimas derivan del hecho de ser proteínas y de actuar como catalizadores. Como proteínas, poseen una conformación natural más estable que las demás conformaciones posibles. Así, cambios en la conformación suelen ir asociados en cambios en la actividad catalítica. Los factores que influyen de manera más directa sobre la actividad de un enzima son:

• PH
• Temperatura
• Cofactores

¿Qué es el pH y cómo actúa sobre las enzimas?

El pH es una unidad de medida que sirve para establecer el nivel de acidez o alcalinidad de una sustancia.

La mayoría de los enzimas son muy sensibles a los cambios de pH. Desviaciones de pocas décimas por encima o por debajo del pH óptimo pueden afectar drásticamente su actividad.

¿Qué es la Temperatura y cómo actúan las enzimas en ella?

Temperatura corporal es la medida relativa de calor o frío asociado al metabolismo del cuerpo humano y su función es mantener activos los procesos biológicos, esta temperatura varía según la persona, la edad, la actividad y el momento del día y normalmente cambia a lo largo de la vida.

En general, los aumentos de temperatura aceleran las reacciones químicas: por cada 10ºC de incremento, la velocidad de reacción se duplica. Sin embargo, al ser proteínas, a partir de cierta temperatura, se empiezan a desnaturalizar por el calor.

TIPOS DE ENZIMA:

Lactasa: es una enzima que se encuentra en el cuerpo humano y cuya función es descomponer los azúcares de la leche también llamados disacáridos lactosa.

Ptialina: la Ptialina actúa sobre los almidones y proporciona mono y disacáridos, se producen en la boca (glándulas salivales) y son conducidas para que actúe por el medio moderadamente alcalino.

Amilasa: las amilasas actúan sobre los almidones y los azucares, proporciona glucosa, se produce en el estómago y el páncreas y las condiciones para que actúe es moderadamente ácido.

Pepsina: actúa sobre las proteínas, proporciona péptidos y aminoácidos, se produce en el estómago y las condiciones para que actúe es que tiene que estar en un medio muy ácido.

Lipasa: actúa sobre las grasas, proporciona ácidos grasos y glicerina, se produce en el páncreas y en el intestino y las condiciones para que actúe en un medio alcalino y previa acción de las sales biliares.

BIOLOGÍA MOLECULAR

La Biología Molecular es la disciplina científica que tiene como objetivo el estudio de los procesos que se desarrollan en los seres vivos desde un punto de vista molecular. El estudio de la estructura, función y composición de las moléculas biológicamente importantes. Esta área está relacionada con otros campos de la Biología y la Química, particularmente Genética y Bioquímica. La biología molecular concierne principalmente al entendimiento de las interacciones de los diferentes sistemas de la célula, lo que incluye muchísimas relaciones, entre ellas las del ADN con el ARN, la síntesis de proteínas, el metabolismo, y el cómo todas esas interacciones son reguladas para conseguir un correcto funcionamiento de la célula.

Ilustración 1: ADN.