Es el proceso por el cual dos gametos masculinos y femeninos se fusionan durante la reproducción sexual para crear un nuevo individuo con un genoma derivado de ambos progenitores.
Los fines de la fecundación la combinación de genes derivados de ambos progenitores y la generación de un nuevo individuo.
BIOLOGÍA EN DESARROLLO
Es una disciplina en continua renovación, que pretende responder al antiguo enigma de cómo se construye un ser vivo a partir de una única célula y acaba con billones de ellas funcionando correctamente. Abarca, por tanto, los mecanismos de desarrollo, diferenciación y crecimiento de los animales y plantas a nivel molecular, celular, fisiológico y genético.
Las técnicas moleculares han permitido localizar las proteínas que se encargan de dar propiedades organizadoras, inductoras y generadoras de estructuras y órganos del cuerpo, así como los genes que las codifican en una dinámica temporal que mantiene un equilibrio muy preciso entre forma y función.
La Biología del Desarrollo se enfrenta actualmente a desafiantes retos con importantes repercusiones en Biomedicina: la integración de genes, proteínas, células, tejidos y órganos en el desarrollo de un individuo. Los problemas que afecten al momento de división celular o a la posición que ocupan las células dentro del embrión, producirán malformaciones muy variadas. Conocer los mecanismos de desarrollo embrionario, fetal y postnatal, permitirán comprender las causas biológicas de las enfermedades que nos afectan.
DIFERENCIACIÓN Y CRECIMIENTO CELULAR
Cuando se forma un organismo las células primigenias (el cigoto) en los mamíferos cumplen una maravillosa función, pues a partir de una sola celular formada por el aporte genético que han aportado ambos padres, puede originarse un nuevo individuo con unas características únicas, y dentro de esa particularidad que tiene esa primera célula es que puede dar origen a millones de células, cada una especializada en un tejido, un órgano y cumple una función especial.
CÁNCER
El cáncer se origina debido a la acumulación paulatina de daños en las células que ya no pueden revertirse, y por mutaciones genéticas que raras veces son hereditarias. La mayoría de ellas se generan durante el transcurso de la vida. Cada célula de los 100 billones que forman nuestro organismo puede mutar alguna vez, es decir, pasar de ser una célula que funciona normalmente a ser una célula cancerosa.
Un error en las células puede hacer que se desarrolle un cáncer. Los factores que lo propician son hereditarios y externos, por ejemplo, la exposición al sol, las sustancias químicas y el proceso de envejecimiento.
Entre las causas que pueden producir mutación celular se cuentan los rayos ultravioleta, los rayos X y las sustancias químicas, entre ellas, en benzopireno, un hidrocarburo policíclico aromático que se origina por combustión y que es inhalado, sobre todo, por los fumadores.
Componente: Núcleo celular NÚCLEO
CROMATINA
Está constituida de filamentos de ADN es sus distintos grados de condensación y dichos filamentos tienen un nombre llamado ovillos. En la división celular existen tanto filamentos como cromosomas.
La función de la cromatina es proporcionar la información genética necesaria para que los orgánulos celulares puedan realizar la transcripción y síntesis de proteínas. La cromatina también transmiten y conservan información genética que se encuentra en el ADN, y como resultado tenemos la duplicación de ADN en la reproducción celular.
La cromatina se puede encontrar en dos fromas:
Heterocromatina: se localiza principalmente en la periferia del núcleo siendo una estructura que no altera su nivel de condensación o compactación a lo largo del ciclo celular.
La eucromatina: se encuentra en el interior del nucleoplasma y se descondensa durante la interface; está ligeramente compactada con una gran concentración de genes y esta formada por una fibra (nucleosoma).
CROMOSOMAS
Cada cromosoma eucariota consiste en una molécula simple de ADN de alrededor de 150 millones de pares de nucleótidos.
La forma de los cromosomas es para todas las células somáticas constante y característica de cada especie. La forma depende fundamentalmente de las constricciones que presente el cromosoma y de su localización en la cromátida.
El cromosoma constituido por el centrómero que divide el cromosoma en un brazo corto o brazo p y un brazo largo o brazo q.
Según la posición del centrómero, se clasifican en:
Metacéntricos
Submetacéntricos
Acrocéntricos
Telocéntricos
EMPAQUETAMIENTO DEL GENOMA o ADN
Cuando el ADN se condensa por los niveles estructurales, se empaqueta aún más con la ayuda de histonas, en el caso de las eucariotas. 3 niveles de empaquetamiento
PRIMER NIVEL O FIBRA DE CROMATINA DE 100
Conocido como collar de perlas, se encuentra en el núcleo durante la interface molecular cuando no se encuentra muy plegado
Se constituye por fibras de 20 A asociada con histonas y por una serie de nucleosomas. Y el ADN que esta entre octamero y octamero se llama espaciador.
NUCLEOSOMA: Son la base del primer nivel de empaquetamiento, tiene 5 tipos de histona la H1, H2A, H2B, H3 y H4. Dos histonas se unen para formar un octámero y se unen a otros octámero por medio de la histona H1
SEGUNDO NIVEL O FIBRA DE CROMATINA DE 300
Formar fibras de 30nm de grosor llamado selenoide.
Se unen 6 octameros y estos a su vez forman el espiral al enrollarse entre si
TERCER NIVEL
Es la unión de selenoides formando bucles
Cada seis bucles forman un rosetón y treinta rosetones forman un espiral, veinte espirales una cromátida del cromosoma.
REPLICACIÓN DEL ADN
Es el mecanismo que permite al ADN duplicarse (copia idéntica), de esta manera una molécula de ADN única se obtiene dos o mas replicas de la primera.
Una vez que se comprobó que el ADN era el material hereditario y se descifró su estructura lo que quedaba era determinar como el ADN copiaba su información para ello se creo tres modelos :
1.-Replicación conservativa: Durante la cual se produciría un ADN completamente nuevo durante la replicación.
2.-La replicación semiconservativa: Se origina dos moléculas de ADN, cada una de ellas compuesta de una hebra de el ADN original y de una hebra complementaria nueva.
3.-La replicación dispersiva: Implica la ruptura de las hebras de origen durante la replicación que, de alguna manera se reordenarían en una molécula con una mezcla de fragmentos nuevos y viejos en cada hebra de ADN.
Sintesis del ARN y proteinas
El ADN contiene instrucciones para todas las proteínas que la célula necesita.
El ARN es una molécula que sirve de intermediaria entre las instrucciones del ADN y la formación de proteínas. Sin embargo, en al ARN el azúcar es ribosa (en el ADN es desoxirribosa) y la base uracilo sustituye a la timina.
A partir del ARN se transcriben tres tipos principales de ARN:
ARN (el ARN ribosómico)
ARN (el ARN de transferencia)
ARN (el ARN mensajero)
Se le llama transcripción al proceso mediante el cual el ARNm copia instrucciones del ADN, eso se hace sintetizando moléculas de ARN complementarias al ADN. Sólo una de las cadenas de ADN de un gen es complementaria al ARNm, esta es la cadena que se transcribe.
En el ARNm la información está especificada por codones. Cada codón es una combinación de 3 bases consecutivas que especifican un aminoácido.
Se le llama traducción al proceso mediante el cual el ARNm convierte las secuencias de bases en secuencias de aminoácidos de una proteína.
Existen 20 aminoácidos, cada uno se une a su ARNt (que tiene una secuencia de tres bases llamada anticodón).
Control de la expresión genética
Grupos de genes que codifican las proteínas necesarias para llevar a cabo la coordinación función, tales como la biosíntesis de un determinado aminoácido.
Algunos genes se expresan de forma constitutiva y sin regulación en enzimas para la glucolisis.
Se expresa de forma regulada eje: hormonas.
Fuentes de alteraciones Genética y Alteraciones de reproducción celular
Las mutaciones son alteraciones en la información genética que pueden deberse a multitud de agentes como radiaciones y sustancias químicas.
Las alteraciones pueden afectar a gran cantidad de información y producir grandes modificaciones, llegando incluso a ser letales (muerte)
Son las responsables de la aparición de ALELOS en los genes, y por tanto, de la aparición de fenotipos nuevos
Fuente de Variación Genética
La variabilidad genética se origina por mutaciones, recombinaciones y alteraciones en el cariotipo (el número, forma, tamaño y ordenación interna de los cromosomas). Los procesos que dirigen o eliminan variabilidad genética son la selección natural y la deriva genética.
La variabilidad genética permite la evolución de las especies, ya que en cada generación solamente una fracción de la población sobrevive y se reproduce transmitiendo características particulares a su progenie.
División Celular
Es la base para el crecimiento en los seres de reproducción sexual y asexual, también para la herencia genética
MITOSIS
Es la formación de células somáticas, el proceso de división nuclear. Recibe un juego completo de instrucción genética lo que asegura la continuidad de la generación celular.
Ocurre en organismos asexuales
MEIOSIS
Cada progenitor produce gametos que contienen la mitad de cromosomas, de modo que al unirse los gametos masculinos y femeninos forman el nuevo individuo. En organismos de reproducción sexual.
La información genética se encuentra en el ADN, para que la célula sobreviva debe tener un juego completo de instrucciones, por lo tanto cada célula se duplica y así la célula hija recibe la información completa.
Alteraciones del proceso de división celular
Mitosis no es tan grave a menos que ocurran en embriones en formación.
Meiosis es grave y depende a su vez si ocurre en anafase I o anafase II.
Los errores se producen porque las cromatidas hermanas al separarse migran hacia un solo polo, formando 2 celulas hijas con un cromosoma 2N-1 y la otra con uno mas 2N+1.
Tipos de alteraciones en el proceso de la división celular
Las asinapsis o desinapsis (falta de apareamiento de los homólogos en profase o apareamiento pero sin crossing oveR) conducen a las No disyunciones en Anafase I. Los errores en este caso ocurren cuando ambos homólogos migran a un mismo polo. Ya entonces las dos primeras células hijas de la Meiosis I tienen n-1 cromsomas y n+1 cromosomas y por lo tanto las 4 células hijas tendrán el mismo error luego de completarse la meiosis.
Las no diyunciones en Anafase II son menos graves y se parecen al suceso de la mitosis, no se separan las cromátides hermanas, pero en general no sucede en las dos células hijas de la primera división, sino sólo en una. Por lo tanto el porcentaje de gametas afectadas es menor. 1/4 son n-1 y 1/4 son n+1.
Cambios estructurales de los cromosomas
Deleciones: consiste en la pérdida de un fragmento del cromosoma, lo que origina un desequilibrio (el portador de una deleción es monosómico respecto al alelo afectado por la deleción). Se puede producir en el extremo de un cromosoma (deleción terminal) o a lo largo de sus brazos corto o largo (deleción intersticial).
Duplicaciones: Consisten en la presencia de una copia extra de un segmento de un cromosoma. Las duplicaciones son conocidas en ocasiones como trisomías parciales. Puede ocurrir que una persona posea dos copias extra de un fragmento de un cromosoma y entonces se dice que su genoma posee una triplicación o una tetrasomía parcial.
Translocaciones: tienen lugar cuando una porción de un cromosoma se transfiere a otro. Cuando un segmento se intercambia entre dos cromosomas no homólogos tiene lugar una translocación recíproca. Se produce una reordenación del material genético, pero no hay pérdida o ganancia de información genética como en el caso de las deleciones y las duplicaciones.
domingo, 17 de enero de 2016
Introducción a la biología celular DOMINIOS DE LA VIDA
El avance taxonómico más reciente se
produjo en 1990 cuando Carl R. Woese,
desarrolló una clasificación taxonómica nueva por encima de la de los
reinos: el dominio.
Toda la vida en la Tierra esta
representada en una de estas tres
categorías: Archaea, Bacteria y Eukarya (Eukaryota), que constituyen los tres dominios.
En el siguiente video se explica mejor sobre este tema:
DOMINIO ARCHEA Basados en su fisiología se distinguen: - metanogénicas procariotas que producen metano - halofilas extremas viven en regiones con muy alta concentración de sal (NaCl); requieren unaconcentración de al menos 10% de cloruro de sodio para su crecimiento - extremas (hiper) termófilas viven a temperaturas muy altas. DOMINIO BACTERIA Las bacterias son unicelulares, de vida libre, y presentan diversidad de formas:
- Cocos, con forma de esferas - Bacilos, como bastoness con extremos redondeados, como Escherischia coli - Espirilos: células helicoidales - Vibriones; con forma de coma,ej: Vibrio cholerae, causante del cólera DOMINIO EUKARYA 1. Reino Protista (Protoctista) Es el primero de los reinos eucariotas, los organismos aquí agrupados (y todos los eucariotas...) poseen núcleo verdadero y organelas, lo cual implica una compartimentalización y la dedicación de áreas específicas a funciones también específicas. 2. Reino Fungi Son organismos eucariontes, heterótrofos no fotosintéticos, formadores de esporas y que carecen de movimiento en todas las fases de su ciclo de vida; poseen paredes celulares y absorben su alimento por digestión enzimática externa. 3. Reino Planta El reino Plantae incluye los musgos, helechos, coníferas y plantas con flores, en una variedad que supera las 250000 especies, siendo el segundo grupo luego de los artrópodos. La principal característica del reino es la presencia de clorofila, con la cual capturan la luz, produciendo compuestos carbonados, por esta característica son autótrofos. 4. Reino Animal Los animales son organismos heterótrofos multicelulares y su modo de nutrición principal es la ingestión y almacenan sus reservas energéticas en forma de glucógeno o grasa. Sus células eucariotas carecen de paredes. Se caracterizan a demás por ser: - multicelulares - con capacidad (en algún punto de su vida) de movilizarse. ESTRUCTURA DE LOS COMPONENTES QUÍMICOS DE LA CÉLULA
NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LOS SERES VIVOS
Son los distintos grados de complejidad en donde se clasifica la materia. Es decir los niveles en donde se hallan los elementos unidos entre si formando una estructura mas compleja con distintas propiedades y características.
BIOELEMENTOS
La actividad de la célula y sus organelos son consecuencia directa de las moléculas con las que están formadas. Los átomos que conforman una molécula están por unidos enlaces covalentes esto proviene de un principio de que un átomo es más estable cuando la capa más externa de electrones está completa esto varia ya que hay enlaces simples, dobles y triples.
El hecho de que los bioelementos primarios sean tan abundantes en los seres vivos se debe a que presentas ciertas características que los hacen idóneos para formar las moléculas de los seres vivos.
BIOMOLÉCULAS Son compuestos químicos de materia que principalmente esta constituidas por Carbono, Hidrógeno, Oxigeno y Nitrógeno que permiten el equilibrio perfecto para la formación de enlaces covalentes entre ellos mismo.
AMINOÁCIDOS
Un aminoácido es una molécula orgánica con un grupo amino (-NH2) y un grupo carboxilo (-COOH). Los aminoácidos más frecuentes y de mayor interés son aquellos que forman parte de las proteínas. Dos aminoácidos se combinan en una reacción de condensación entre el grupo amino de uno y el carboxilo del otro, liberándose una molécula de agua y formando un enlace amida que se denomina enlace peptídico.
PROTEÍNAS
Son macromoléculas compuestas por Carbono, hidrógeno, oxígeno y Nitrógeno, sin embargo la mayoría también contienen azufre y fósforo.
Funciones
Esenciales para el crecimiento.
Proporcionan los aminoácidos esenciales fundamentales para la síntesis tisular.
Son materia prima.
Funcionan como amortiguadores
CARBOHIDRATOS
Los carbohidratos o hidratos de carbono son que aquellos que dan energía a todo ser vivo.
Son formados por azúcares
Su nombre depende del número de azúcares existentes en cada molécula.
FUNCIONES
Su función principal es proporcionar energía.
También cumplen con el mantenimiento de tejidos, células y órganos.
Función de estructuras carbohidratadas en la superficie de la células
En el cuerpo se desenlazan las cadenas gracias a un proceso llamado Hidrólisis
AZÚCARES
También llamados hidratos de carbono o azúcares, se encuentra en los vegetales, los cuales a través del proceso de fotosíntesis combinan el dióxido de carbono (CO2) y el agua (H2O) para dar las moléculas hidrocarbonadas que son los glúcidos. Proporcionando la energía necesaria para los procesos metabólicos.
Se clasifican teniendo en cuenta el número de unidades constitutivas de los mismos en:
Monosacáridos: constituidos por un azúcar simple.
Oligosacáridos: Resultantes de la unión de 2 a 10 unidades de monosacáridos. Polisacáridos: formados por cadenas compuestas de muchas unidades de monosacáridos (más de 10). Con cadenas lineales o ramificadas.
ÁCIDOS GRASOS
Los ácidos grasos son ácidos orgánicos que se encuentran presentes en las grasas, raramente libres, y casi siempre esterificando al glicerol y eventualmente a otros alcoholes. Principalmente son utilizados para la obtención de aceites.
Ácidos grasos saturados
Los ácidos grasos saturados más comunes son los de 14, 16 y 18 átomos de carbono. Dada su estructura, los ácidos grasos saturados son sustancias extremadamente estables desde el punto de vista químico.
Ácidos grasos insaturados
Los ácidos grasos insaturados tienen en la cadena dobles enlaces, en un número que va de 1 a 6.
Ácidos grasos poliinsaturados y esenciales
Estos ácidos grasos son esenciales, es decir, no pueden sintetizarse en el organismo, y deben obtenerse de la dieta. Todos los demás ácidos grasos de sus series sí pueden obtenerse a partir de ellos.
ÁCIDOS NUCLEICOS
Son la unidad funcional de cualquier organismo vivo , localizadas en las células, y cada una tiene una instrucción necesaria para realizar sus actividades, que se encuentran en los cromosomas, y se los conoce como información genética.
El ácido desoxirribonucleico (ADN): Funciona como el almacén de la información genética y se localiza en los cromosomas del núcleo, las mitocondrias y los cloroplastos de las células eucariotas,
El ácido ribonucleico (ARN): Se encarga de la transferencia de la información contenida en el ADN hacia los compartimientos celulares. Se encuentra en el núcleo , el citoplasma, la matriz mitocondrial y el estroma de cloroplastos de las células eucariotas; y en las procariotas está en el citosol. Ambos se encuentran presentes en todas las células.
NUCLEÓTIDOS
Son la unidad químicas básica, que se unen para formar los ácidos nucleicos.
Están formados por tres unidades que son :
Un monosacárido de cinco carbonos:
Ribosa (ADN)
Desoxirribosa (ARN)
Grupo Fosfato: causante de las cargas negativas de los ácidos nucleicos
Una base nitrogenada:
purina
pirimidina.
La célula y sus componentes, función y estructura
MEMBRANA CELULAR
En su estructura contiene lípidos (fosfolipidos), glucolípidos y proteínas.
Los lípidos prevalecen en cantidad en la estructura de la membrana celular, incluso por cada 50 lípidos hay una proteinas pero las proteínas forman el 50% de la masa de la membrana debido a su tamaño.
CITOPLASMA
El citoplasma de las células eucariotas comprende a la sustancia celular que se encuentra dentro del espacio limitado por la membrana plasmática y por fuera del núcleo.
CITOESQUELETO
El citoplasma posee una estructura interna compleja debido a la presencia de elementos bastoniformes (microfilamentos y filamentos intermedios) y cilíndricos (microtúbulos) sumamente pequeños. Estos tipos de elementos forman el citoesqueletocelular.
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO LISO Y RUGOSO
Es una estructura membranosa multiplegada dentro de las células eucariotas.
Dispuestas en forma de sacos aplanados y túbulos que están interconectados entre sí compartiendo el mismo espacio interno. Dentro de esos sacos aplanados existe un espacio llamado lúmen que almacena las sustancias.
Desempeña un papel importante en la síntesis de las moléculas complejas requeridas por la célula y el organismo
El retículo organiza sus membranas en regiones o dominios que realizan diferentes funciones. Su función primordial es la síntesis de proteínas, la síntesis de lípidos constituyentes de la membrana y la participación en procesos de detoxificación de la célula.
APARATO DE GOLGI
El aparato de Golgi es un orgánulo presente en todas las células eucariotas. Pertenece al sistema de endomembranas.
Esta formado por Dictiosomas que son un conjunto de Sáculos que vendrían a ser porciones de membranas con un espacio , planos conectadas entre si.
