Indice
1.
Introducción
2. Replicacion Del
ADN
3. Clases de ADN
4. Nucleosomas
5. Mitosis
6. Núcleo
Celular
El ácido desoxirribonucleico(polímero de
unidades menores denominados nucleótidos) junto con el
ácido ribonucleico, constituye la porción
prostética de los nucleoproteidos, cuyo nombre tiene un
contexto histórico, ya que se descubrieron en el
núcleo de la célula.
Se trata de una molécula de gran peso molecular
(macromolécula) que está constituida por tres
sustancias distintas: ácido fosfórico, un
monosacárido aldehídico del tipo pentosa (la
desoxirribosa), y una base nitrogenada cíclica que puede
ser púrica (adenina ocitosina) o pirimidínica
(timina o guanina). La unión de la base nitrogenada
(citosina, adenina, guanina o timina) con la pentosa
(desoxirribosa) forma un nucleósido; éste,
uniéndose al ácido fosfórico, nos da un
nucleótido; la unión de los nucleótidos
entre sí en enlace diester nos da el
polinucleótido, en este caso el ácido
desoxirribonucleico. Las bases nitrogenadas se hallan en
relación molecular 1:1, la relación adenina +
timina / guanina + citosina es de valor
constante para cada especie animal. Estructuralmente la
molécula de ADN se presente
en forma de dos cadenas helicoidales arrolladas alrededor de un
mismo eje (imaginario); las cadenas están unidas entre
sí por las bases que la hacen en pares. Los apareamientos
son siempre adenina-timina y citosina-guanina. El ADN es la base
de la herencia.
Es la capacidad que tiene el ADN de hacer copias o
réplicas de su molécula. Este proceso es
fundamental para la transferencia de la información genética
de generación en generación. Las moléculas
se replican de un modo semiconservativo. La doble hélice
se separa y cada una de las cadenas sirve de molde para la
síntesis de una nueva cadena
complementaria. El resultado final son dos moléculas
idénticas a la original.
El ADN es por lo común el constituyente
básico de la cromatina (cromosoma) nuclear en las células
eucarióticas, pero también existe en pequeña
cantidad en las mitocondrias y cloroplastos. En los procariontes
forma el nucloide (que a diferencia de los eucariontes no va
asociado a proteínas,
es desnudo) y en los virus
(DNAvirus)que lo poseen constituyen el virión o elemento
infestante. Por lo común su estructura
tridimensional posee giro hacia la derecha
(ß-ADN,dextrogiro) que es la forma más estable y
ocasionalmente posee giro hacia la izquierda
(z-ADN,levógiro) Acorde a las evidencias, sólo una
pequeña parte del ADN constituye genes (menos del 10 %).
Existen diferentes tipos que los podemos dividir en:
-ADN de copia única(el 57 % del total) formados por
segmentos de aproximadamente 1000 pares de nucleótidos del
longitud, una pequeña parte de este ADN contiene los
genes.
-ADN repetitivo(20 %)son unidades de aproximadamente 300 pares de
nucleótidos* que se repiten en el genoma unas
105 veces(unidades de repetición). Se
intercalan con el ADN de copia única.
-ADN satélite(altamente repetitivo: 28 %)son unidades
cortas de pares de nucleótidos que se repiten en el
genomio. Son característicos en cada especie y pueden
ser separados por centrifugación. Constituyen la
heterocromatina y no se le conoce función.
Los porcentajes indicados son del hombre y el
ratón, y las proporciones serían las mismas en
otras especies.
Nucleótido*: Es una molécula compleja formado por
una base nitrogenada, un hidrato de carbono y un
grupo fosfato
(ácido fosfórico inorgánico), unidos entre
sí por enlaces covalentes.
Las bases nitrogenadas son anillos heterocíclicos
compuesto además del carbono e hidrógeno por
nitrógeno. Son de dos tipos fundamentales, las bases
púricas (por ser derivadas de la
purina, de dos anillos heterocíclicos) y las bases
pirimídicas (por ser derivadas de la pirimidina de un solo
anillo).
Dichas bases son cinco, pero en realidad solamente cuatro
aparecen en el ADN. Las bases púricas presentes son la
adenina y guanina. Las bases pirimídicas son la citosina y
la timina (el uracilo es característico del ARN).
Si bien para la constitución del ADN se unifica a un solo
grupo fosfato, existen en las células una serie de
nucleótidos de
singular importancia en el metabolismo
celular. Estos producen enlaces muy ricos de energía y los
di- y tri- nucleótidos como el adenosin-tri-fosfato(ATP)
son los encargados de muchos procesos
metabólicos.
Debe contener información útil
biológicamente y que pueda trasmitirse sin alteraciones.
Por lo tanto debe permitir su duplicación para permitir el
paso de célula a
célula y de generación en generación. Por
otra parte debe ser capaz de producir materia
viva(proteínas) a partir de dicha información. Y
deberá ser capaz de variar ocasionalmente, para favorecer
los cambios evolutivos y de adaptación.
La función principal del ADN es mantener a través
de una sistema de claves
(código
genético) la información necesaria para que las
células hijas sean idénticas a las progenitoras
(información genética). Este proceso se almacena en
la secuencia de las bases (aparentemente aleatoria), que tiene
una disposición que es copiada al ARNm (traducción)
para que en el ribosoma sintetice determinada proteína.
Este proceso es también denominado "dogma central de la
biología
molecular". Por medio de los mecanismos de recombinación y
mutaciones se obtienen las variaciones necesarias para
adaptaciones y evoluciones.
El núcleo dirige las actividades de la célula y en
él tienen lugar procesos tan importantes como la
autoduplicación del ADN o replicación, antes de
comenzar la división celular, y la trascripción o
producción de los distintos tipos de ARN,
que servirán para la síntesis de proteínas.
Como puede verse en estos últimos dibujos, en
una secuencia que va desde el ADN hasta el cromosoma.
- El número 1 corresponde a la molécula
de ADN, - En el número 2 , vemos el ADN unido a
proteínas globulares, formando una estructura denominada
"collar de perlas", formado por la repetición de unas
unidades que son los "núcleosomas", que
corresponderían a cada perla del collar. - En el número 3 se pasa a una estructura de
orden superior formando un "solenoide". - En el número 4, se consigue aumentar el
empaquetamiento, formando la fibra de cromatina, nuevos
"bucles". - En el número 5, llegamos al grado de mayor
espiralización y compactación, formando un denso
paquete de cromatina, que es en realidad, un
cromosoma.
Son unidades repetitivas formadas por un octámero
de histonas (H2A, H2B, H3 y
H4, dos de cada una), a manera de esferas aplanadas de
10 NM, alrededor del cual se arrolla una porción de ADN de
140 pares de bases en dos vueltas y sellados por fuera con la
H1 en correspondencia con 60 pares de bases
más, que actúan como un puente a otros
núcleosomas. Esto hace que a la microscopía
electrónica, por la digestión de
ácidos
débiles(se desprende la H1)se observen una
estructura semejante a cuentas de un
collar.
El ADN, que el de una célula humana totalmente
desenrollado es de 2 mts aproximadamente de longitud, sufre con
esta estructura un empaquetamiento de 5 a 7 veces de su
longitud.
Las células
eucarióticas, que son la unidad anatomofuncional de la
vida, se hallan constituidas por una membrana plasmática,
un citoplasma y un núcleo. Obviando las diferencias entre
las células animales y
vegetales, en el citoplasma se encuentran los organoides que son
elementos necesarios para el desarrollo, y
mantenimiento
celular: el retículo endoplásmico y citoesqueleto
como estructura interna; el aparato de Golgi como elemento
organizador de secreciones celulares; los lisosomas para la
digestión sustancias alimenticias y extrañas; las
mitocondrias y cloroplastos como transductores de energía
y los ribosomas como sintetizadores de proteínas. En su
interior encontramos el núcleo, órgano responsable
de la información celular, y por lo tanto de nuestro
interés. De forma en relación con la
de la célula que lo contiene, puede haber uno o varios en
cada una. Y con tamaño variable tiene una relación
equilibrada con el citoplasma (Índice núcleo
plasmático). Constituido por una membrana nuclear, doble
que lo rodea y horadada por poros grandes(150 Å) para el
paso selectivo de los ARNm. En su interior existe un coloide
semejante al del citoplasma (núcleo plasma o
carioplasma).
Existe un cuerpo muy denso(a veces doble o triple), que no posee
membrana, el nucleolo constituido especialmente por
fosfoproteínas y ARN. En el Microscopio
Electrónico, se reconocen dos partes: una zona granular,
formada por gránulos y una zona fibrilar, de finas
fibrillas. Ambas zonas son de ribonucleoproteínas. Durante
la mitosis
desaparece y luego se forma a partir del organizador nucleolar,
durante la telofase y se mantiene en la interfase. La
región del cromosoma que corresponde al organizador
nucleolar posee los genes que codifican los ARNr solubles. La
zona fibrilar corresponde a la presencia de ARNr y ARNt y la zona
granular contiene precursores ribosómicos.
El elemento distintivo del núcleo es un cuerpo que aparece
durante la interfase tiñéndose intensamente con los
colorantes básicos(ej. hematoxilina) que se lo
denominó cromatina(de cromos, color).
La cromatina nuclear se halla durante la interfase en dos
estados: la eucromatina, que constituiría al ADN funcional
(en replicación o trascripción) y que con
coloraciones normales se tiñe débilmente(forma
laxa) y la heterocromatina, de ADN sin actividad y que se colorea
intensamente(forma densa). Durante la división celular se
reorganiza en cuerpos bastoniformes característicos
llamados CROMOSOMAS.
La cromatina esta constituida por ADN y proteínas. La
cantidad total de ADN es constante para las células
diploides de cada especie(valor C), por ejemplo la
Drosophíla tiene 40 veces mas que la Escherichia
coli(bacteria).Los vertebrados poseen cerca de 3 picogramos(pg),
unas 700 veces mas que la E. coli. El hombre 2,87
pg y la salamandra (Amphiuma) 84 pg.
La molécula de ADN está constituida por dos largas
cadenas de nucleótidos unidas entre sí formando una
doble hélice. Las dos cadenas de nucleótidos que
constituyen una molécula de ADN, se mantienen unidas entre
sí porque se forman enlaces entre las bases nitrogenadas
de ambas cadenas que quedan enfrentadas. La unión de las
bases se realiza mediante puentes de hidrógeno, y este
apareamiento está condicionado químicamente de
forma que la adenina (A) sólo se puede unir con la timina
(T) y la guanina (G) con la citosina (C).
La estructura de un determinado ADN está definida por la
"secuencia" de las bases nitrogenadas en la cadena de
nucleótidos, residiendo precisamente en esta secuencia de
bases la información genética del ADN. El orden en
el que aparecen las cuatro bases a lo largo de una cadena en el
ADN es, por tanto, crítico para la célula, ya que
este orden es el que constituye las instrucciones del programa
genético de los organismos. Conocer esta secuencia de
bases, es decir, secuenciar un ADN equivale a descifrar su
mensaje genético.
Es la división celular que consiste en que a
partir de una célula se obtienen 2 células hijas,
genéticamente idénticas a la madre. Se produce en
cualquier célula eucarionte, ya sea diploide o haploide y
como mantiene invariable el número de cromosomas, las
células hijas resultarán diploides, si la madre era
diploide o haploide. La división del citoplasma se llama
citocinesis, y la división del núcleo,
cariocinesis. Algunas células no realizan mitosis y
permanecen en un estado
interfásico, pero otras la realizan frecuentemente
(células embrionarias, células de zonas de
crecimiento, células de tejidos sujetos a
desgaste.).
Función: crecimiento y desarrollo del organismo
multicelular, y la regeneración de tejidos expuestos a
destrucción de células. En unicelulares, cumple la
función de reproducción asexual.
Cada mitosis está precedida por una interfase, donde se
produce la duplicación del material genético.
Actúa como un mecanismo que asegura que cada célula
hija reciba la misma información genética.
Etapas: Profase, Pro metafase, Metafase, Anafase y Telofase.
Resultado de una división mitótica es la
obtención de células hijas(2) con igual carga
cromosómica, o sea, de una célula diploide con su
carga cromosómica diplode se obtienen dos células
hijas también diploides. Siguiendo el principio de que los
cromosomas hermanos(homólogos) no pueden ir a un mismo
polo se distribuyen aleatoramente.
6. Núcleo
Celular
Es un corpúsculo contenido en el
citoplasma de las células animales y vegetales, que
contiene los cromosomas y es centro de información que
dirige la síntesis proteica . Su forma es variable
(redondo, oval o elíptico, etc.), su volumen es
relativo (pero la relación núcleo-citoplasma es
constante); ocupa una posición central en la célula
(en general), pero puede estar situado parietalmente. En todas
las células existe un núcleo, pero también
hay células binucleadas y plurinucleadas. El núcleo
se halla rodeado por una membrana nuclear atravesada por poros.
Los núcleos presentan un doble aspecto según se
hallen en reposo o en etapa de división celular. En
período de reposo se observan en su interior nucleolos. Su
composición química es compleja
(proteínas, lípidos,
compuestos inorgánicos, ADN, ARN, protaminas e
histonas).
En su interior se encuentra los cromosomas, que contienen el
material genético responsable del funcionamiento celular y
de la transmisión de los caracteres que se
heredan.
El núcleo
de las células eucarióticas es una estructura
discreta que contiene los cromosomas, recipientes de la
dotación genética de la célula. Está
separado del resto de la célula por una membrana nuclear
de doble capa y contiene un material llamado núcleoplasma.
La membrana nuclear está perforada por poros que permiten
el intercambio de material celular entre núcleoplasma y
citoplasma. El núcleo es un orgánulo
característico de las células eucariota. El
material genético de la célula se encuentra dentro
del núcleo en forma de cromatina.
7. El ARN: Otro
Acido Importante
Este ácido, al igual que el ADN, está
compuesto por tres sustancias: ácido fosfórico, un
monosacárido del tipo pentosa (la ribosa) y una base
nitrogenada cíclica que puede ser púrica (uracilo)
o pirimidínica (adenina o citosina). La unión de la
base nitrogenada con la pentosa forma un nucleósido, el
cual al unirse con el ácido fosfórico da un
nucleótido; la unión entre sí en enlace
diester da el polinucleótido, en este caso el ácido
ribonucleico. En algunos virus el ARN es el material de la
herencia y experimenta autoduplicación; pero
básicamente se encuentra en los ribosomas (ácido
ribonucleico ribosómico) y como ácido de
transferencia y mensajero.
Dos Grandes Grupos De
Celulas
Existen dos tipos de células: las procariotas, que se
encuentran en los organismos agrupados en el reino Moneras
(bacterias) y
se caracterizan, sobre todo, por la ausencia de un núcleo,
es decir, no poseen una membrana nuclear que encierre la
información genética de la célula, y las
células eucariota, que están presentes en todos los
seres vivos, excepto en las bacterias, y poseen un núcleo
verdadero. Además de la membrana nuclear, las
células eucariota poseen compartimientos y sistemas de
transportes internos, formados por una compleja red de membranas.
Trabajo enviado por:
Ana Diego