Diario Científico II: Científicas en Acción by marjoriehidalgo

Diario científico

Dulce María Valenzuela Arana María Fernanda Muñoz Ruiz Marjorie Nicolle Hidalgo Santos Karisha Elizabeth Ruano Alvarado Biología General I Carlos Salazar Sección B

7 de febrero al 10 de abril

Biología Celular Grupo

Científicas en Acción Dulce María Valenzuela Arana

100%

María Fernanda Muñoz Ruiz

100%

Marjorie Nicolle Hidalgo Santos

100%

Karisha Elizabeth Ruano Alvarado

100%

Coordinadora

Secretaria

Marjorie Nicolle Hidalgo Santos

María Fernanda Muñoz Ruiz

Integrantes

Dulce María Valenzuela Arana Karisha Elizabeth Ruano Alvarado

Índice Semana 4: Organización celular La célula: Unidad básica de la vida Células procariotas y eucariotas Núcleo celular Orgánulos del citoplasma El citoesqueleto Cubiertas celulares

Semana 5: Membranas biológicas Estructura de las membranas Funciones de las membranas Estructura y permeabilidad de la membrana celular Transporte pasivo Transporte activo Exocitosis y endocitosis Uniones celulares

Semana 6: Rutas de liberación de energía, el ATP Reacciones redox Etapas de reacción aeróbica Producción de energía a partir de otros nutrientes Respiración anaeróbica y fermentación

Semana 7: Fotosíntesis Luz y fotosíntesis Cloroplastos Fotosíntesis: Reacciones dependientes de la luz Fotosíntesis: Reacciones de fijación de carbono

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Semana 8: Reproducción celular Cromosomas Eucariotas Ciclo celular y mitosis Regulación del ciclo celular Reproducción sexual y meiosis

Semana 9 y 10: Principios básicos de la herencia Principios de Mendel sobre la herencia Herencia y cromosomas Extensiones de la genética mendeliana

Semana 11: El ADN Evidencias del ADN como material hereditario Las estructuras del ADN Replicación del ADN

Semana 12: Expresión genética Del ADN a la proteína Transcripción Traducción Mutaciones

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Glosario

Referencias

Organización celular

Células de cebolla. De Laurararás, Dominio público. https://bit.ly/34mosH2

La célula Unidad básica de la vida La teoría celular es la parte fundamental y más relevante de la biología que explica la constitución de la materia viva base de células y el papel que tienen estás células en la constitución de la materia viva (Menéndez, 2014). A la teoría celular se llegó gracias a una serie de avances científicos que fueron ligados a la mejora de la calidad de los microscopios. En 1665, el científico Inglés, Robert Hooke, examinando una laminilla de corcho al microscopio, observó que estaba formada por pequeñas cavidades poliédricas a las que denominó células que significa "celdillas". Por esta circunstancia, se le considera como el descubridor de la célula (Menéndez, 2014).

Células caliciformes. Alfonso Mora, Dominio público. https://bit.ly/3Cq2lvP

El concepto moderno de la Teoría Celular se puede resumir en los siguientes principios: Todos los seres visvos están formados por células o por sus productos de secreción. La células es la unidad estrural de la materia viva y una célula puede ser suficiente para constituir un organismos (Menéndez, 2014). Las funciones vitales de los organismos ocurren dentro de las células o en su entorno inmediato, controladas por sustancias que ella secretan. Cada célula es un sistema abierto, que intercambia materia y energía con su medio. En una célula caben todas las funciones vitales, de manera que basta una célula para tener un ser vivo (que será un ser vivo unicelular). Así pues, la célula es la unidad fisiológica de la vida (Menéndez, 2014).

3 Todas las células proceden de las células preexistentes, por división de éstas (Omnis cellula ex cellula). Es la unido de origen de todos los seres vivos (Menéndez, 2014). Cada célula contiene toda la información hereditaria necesaria para el control de su propio ciclo del desarrollo y funcionamiento de un organismo de su especie (Menéndez, 2014). Esto hace referencia de que la célula es la unidad básica de la vida, para los postulados de la teoría celular, la célula es la unidad estructural, funcional y reproductora de los seres vivos. Depende de su tamaño, función y estructura, tendrá diversas clasificaciones.

Sin embargo se entiende que las células de ahora están constituidas por las células que ya existían anteriormente. La teoría celular y la evolución celular contribuye hacia lo que eran las células preexistentes, para comprender el estado evolutivo de la célula y cómo hubo una adaptación, teniendo un antepasado común y los cambios genéticos generados. La célula tiene dos tipos básicos, las procariotas y las ecuariotas, teniendo como una gran diferencia, la distribución de material genético.

El tamaño de las células y su esctructura defiere a los factores que resguardan a que varíe, siendo explicado y analizado en el siguiente video: https://www.youtube.com/watch? v=KZkeYK8nwGY

La célula

Procariota material genético mediante un tipo de reproducción, denominada conjugación (Hidden Nature, 2019). Esto se puede entender que son células simples las cuales no tienen un núcleo definido. Su material genético se mantiene libre en el citoplasma, es decir, el material que está dentro de la membrana plasmática.

Euglena gracilis. De naturalismo, Dominio público. https://bit.ly/3Mu1TS7

Las células procariotas constituyen a organismos simples, unicelulares y que carecen de membrana que rodee al núcleo para separarlo del citoplasma. Estos organismos son tan sencillos y pequeños, que seguramente los primeros microorganismos que aparecieron en la Tierra tuvieran características parecidas a las bacterias actuales, que a su vez son un ejemplo de célula procariota. Son tan pequeños que se podrían comparar con el tamaño de una mitocondria. Algunas procariotas pueden moverse por si mismos, gracias a la presencia de unas estructuras llamadas flagelos, pili o fimbrias. Si bien los flagelos se usan para la locomoción, los pili suelen estar implicados en el intercambio de

Los resultados de Woese mostraron que hay dos grupos distintos de los procariotas. Él estableció el nivel de dominio de la taxonomía y asignó los procariotas en dos dominios: Bacteria y Archaea (Solomon, 2013)

Conoce un poco más los conceptos básicos de la célula procariota en está página, donde también puedes realizar las actividades dadas y así poner en práctica lo que has leído. https://www.juntadeandalucia.es/averroes/centrostic/18009389/moodle2/pluginfile.php/520/mod_resource/content/1/La_c_lula _1/31_la_clula_procariota.html

La célula

Eucariota

Todos los otros organismos se caracterizan por sus células eucariotas. En general estas células contienen diversos orgánulos delimitados por membranas, incluyendo un núcleo, que alberga el ADN (Solomon, 2013). Los eucariontes, organismos con células eucariotas, se clasifican en el dominio Eukarya. El trabajo de Woese fue ampliamente aceptado a mediados de la década de 1990. Los protistas (por ejemplo, los hongos mucilaginosos, las amebas, y los ciliados) son unicelulares, coloniales u organismos multicelulares simples que tienen una organización de células eucariotas. El mundo protista, del griego “el primero”, refleja la idea de que los protistas fueron los primeros eucariotas en evolucionar (Solomon, 2013). Son aquellas cuyo material genético está dentro de su núcleo, el cual es una estructura rodeada y cubierta que procura separar el citoplasma del núcleo. Sus organelos son mucho más complejos, lo que permite tener mejores funciones específicas. Un ejemplo de algunas células eucariotas son las células animales y vegetales. Existe una teoría donde explica que las células eucariotas evolucionaron de las células fagocitadas, en la TEORÍA ENDOSIMBIÓTICA Puedes ampliar tu información sobre la teoría endosimbiótica en el siguiente artículo y así comprender desde ese punto el origen de algunos organelos y ver los argumentos a favor de esta teoria, propuesta por Lynn Margulis en 1967, pionera de la biología evolutiva. https://www.asturnatura.com/articulos/organulosenergeticos/autonomia-mitocondria-cloroplasto.php

PARAMECIUM BURSARIA, De proyecto agua Dominio público. https://bit.ly/3Mq9elw

Núcleo

Celular El núcleo es una de las estructuras que caracteriza a las células eucariotas. Es el compartimento donde se encuentra el ADN y toda la maquinaria necesaria para ReceptordevitaminaD, De Posible2006. Dominio público. https://bit.ly/3pIxuG0 transcribir su información a ARN. Normalmente aparece un solo núcleo por célula, aunque en algunos casos hay más de uno, como ocurre en los osteoclastos, en las fibras musculares esqueléticas o en los epitelios de algunos invertebrados. La forma nuclear suele ser redondeada y adaptada a la forma celular, aunque no siempre es así y puede ser muy variable. Por ejemplo, los neutrófilos de la sangre poseen núcleos multilobulados. La localización habitual del núcleo es en el centro de la célula , pero también puede situarse en otras posiciones más periféricas. Así, en las células secretoras se puede localizar en la parte basal de la célula y en las musculares esqueléticas se dispone en las proximidades de la membrana plasmática (Megias, 2019).

Estructura del núcleo de la célula eucariota, De Alejandro Porto. Dominio público. https://bit.ly/3HLuH4U

En concordancia con lo anterior el núcleo almacena toda la información genética, regula el funcionamiento de acuerdo a la célula. En el interior del núcleo está formado por ADN y ARN, nucleótidos, proteínas, aminoácidos y azúcares. El núcleo está unido a la membrana celular que contiene los cromosomas celulares. Los cromosomas se fabrican dentro del núcleo celular. El conjunto de genes de esos cromosomas se denomina genoma nuclear. Se encuentra en las células eucariotas La función del núcleo es mantener la integridad de esos genes y controlar las actividades celulares regulando la expresión genética. Por ello se dice que el núcleo es el centro de control de la célula.

Orgánulos

del citoplasma Los orgánulos citoplasmáticos son estructuras de la célula que se encuentran en el citoplasma de las mismas, de manera más habitual en las células eucariotas. En las células procariotas, comúnmente llamadas bacterias, escasean los orgánulos. Mientras que en las células eucariotas hay seis tipos diferentes

Ribosomas

de orgánulos, en las células procariotas encontramos solo uno, los ribosomas. (Miguel, 2021) Todas las células no contienen los mismos orgánulos, sino que la presencia y abundancia de estos en la célula depende de la función en la que esté especializada la célula (Miguel, 2021).

Son partículas de pequeño tamaño formadas por ARN y proteínas. Se componen de dos subunidades. La formación de la subunidad de menor tamaño se debe a la llegada de proteínas ribosomales al nucléolo, que sería la parte de la célula donde se fabrica el ARNr, es decir, el ARN Retículo endoplásmico. De Bruce Blaus ribosómico (ya que como Dominio público. https://bit.ly/3hR2HSZ sabemos existen tres tipos diferentes de ARN). Cuando la parte de menor tamaño se ha formado, se traslada al citoplasma de la célula uniéndose al ARNm (ARN mensajero). Posteriormente, se unen las dos unidades y el ribosoma quedaría completamente formado. Los ribosomas permanecen pegados a la membrana del retículo endoplasmático rugoso o bien en el citoplasma. Estos orgánulos se encuentran tanto en células procariotas como eucariotas (Miguel, 2021)

Lisosomas

Son vesículas de pequeño tamaño formadas por una membrana que incluyen enzimas hidrolíticas, necesarias para la función que los lisosomas tienen en la célula y que veremos en el siguiente apartado. Se forman en el aparato de Golgi, y algunas de las enzimas que contienen se forman en los ribosomas (Miguel, 2021).

Lisosoma. De Alejandro Porto. Dominio público. https://bit.ly/3ClQu1U

Vacuolas y vesículas

Estos orgánulos tienen forma de saco o bolsa. Están formados por una membrana y se producen o bien en el retículo endoplasmático o bien con membrana de la membrana plasmática de la célula. La diferencia entre vacuolas y vesículas es principalmente su tamaño, ya que las vacuolas son más grandes que las vesículas. Generalmente las vacuolas se encuentran en las células vegetales, y debido a su gran tamaño y la posición central que ocupan en ellas, desplazan el núcleo de las mismas a una esquina; mientras que las vesículas son de menor tamaño (son como esferas) y por lo tanto son más numerosas, se encuentran en las células animales (Miguel, 2021).

Aparato de golgi Es un conjunto de vesículas que componen un sistema membranoso formado por sacos aplanados, a los que se les llaman cisternas. Estas cisternas se encuentran en contacto con el retículo endoplasmático y a su vez están intercomunicadas entre sí (Miguel, 2021). Aparato de Golgi. De Kevinsong. Dominio público. https://bit.ly/3MIIZqT

Retículo endoplasmático Es una red de membranas que está formada por un conjunto de sacos aplanados y de conductos tubulares interconectados. Se divide en dos tipos: si lleva adosados ribosomas recibe el nombre de rugoso, y si carece de ellos se llama liso. Las membranas que forman el retículo endoplasmático rugoso se conectan con la membrana del núcleo de la célula (Miguel, 2021).

Mitocondria

Son orgánulos que tienen una forma esférica y alargada, con una doble membrana. Las mitocondrias proceden por división de mitocondrias que ya existían anteriormente, por lo que poseen su propio ADN independiente del núcleo. Al estar formadas por una doble membrana existe entre ambas un espacio o cápsula externa. La membrana interna posee repliegues hacia el interior, Mitocondrias. De Bruce Blaus denominados crestas. En el Dominio público. https://bit.ly/3tCF4mC interior de la mitocondria se encuentra la matriz (que se asemejaría al citoplasma de la célula), en la que hay gránulos, ADN (Miguel, 2021). Observa y analiza la siguiente infografía basada en la estrecutura celular y así puedes identificar a mayor rasgo los orgánulos de la célula. https://www.udocz.com/apunt es/208545/infografiaestructura-celular

El citoesqueleto El citoesqueleto, una densa red de fibras de proteína, proporciona a las células su resistencia mecánica, su forma y su capacidad para moverse. El citoesqueleto también participa en la división celular y en el transporte de materiales dentro de la célula (Solomon, 2013). El citoesqueleto es muy dinámico y está en continuo cambio. Su armazón está constituido por tres tipos de filamentos de proteína: microtúbulos, microfilamentos y filamentos intermedios. Tanto microfilamentos como microtúbulos están formados por subunidades de proteínas globulares (en forma de perlas) que se pueden ensamblar y desensamblar rápidamente. Los filamentos intermedios están formados por subunidades de proteínas fibrosas y son más estables que los microtúbulos y los microfilamentos (Solomon, 2013).

Todas las fibras que contiene el citoesqueleto ayudan en dar soporte a la célula, siendo un conjunto del citoplasma, El citoesqueleto también sirve como anclaje para algunos orgánulos donde también ayuda en la división celular.

Microtúbulos Los microtúbulos, los filamentos más gruesos del citoesqueleto, son rígidos, tienen forma de cilindros huecos con un diámetro externo de aproximadamente 25 nm y hasta varios micrómetros de longitud. Además de tener una función estructural en el citoesqueleto, son extremadamente adaptables y están implicadas en el movimiento de los cromosomas durante la división celular. Sirven como vías de transporte para otras varias clases de movimiento intracelular y son los principales componentes estructurales de cilios y flagelos, estructuras especializadas utilizadas en determinados movimientos celulares (Solomon, 2013).

Citoesqueleto. De Alicia Avelino Dominio público. https://bit.ly/3MAltvR

11 Los microtúbulos consisten en dos formas de la proteína tubulina: tubulina-a y tubulina-b. Estas proteínas se combinan para formar un dímero. Un microtúbulo se alarga a medida que se agregan dímeros de tubulina. Los microtúbulos se acortan y desensamblan al retirar dímeros, que se reciclan para formar nuevos microtúbulos. Cada microtúbulo tiene polaridad y sus dos extremos se conocen como extremo más y extremo menos. El extremo más, se alarga con mayor rapidez (Solomon, 2013).

Microfilamentos De los tres tipos de fibras de proteína del citoesqueleto, los microfilamentos son los más delgados. Tienen un diámetro de alrededor de 7 nm y están compuestos de muchos monómeros unidos de una proteína llamada actina, combinados en una estructura que se asemeja a una doble hélice. Debido a que están hechos de monómeros de actina, a los microfilamentos se les conoce también como filamentos de actina. Los filamentos de actina tienen direccionalidad, lo que significa que sus extremos tienen diferente estructura (Khanacademy, 2015).

El citoesqueleto es muy complejo y lleva muchas actividades importantes en la célula, mira este video para tener el mayor detalle de los movimientos de microfilamentos y filamentos. https://youtu.be/hV4GLu GSEr4 Microtubulo. De Sanado 2.0 Dominio público. https://bit.ly/3vObg9b

Hemidesmosoma. De Miguelferig Dominio público. https://bit.ly/3CorbMO

Cubiertas

celulares

La mayoría de las células eucariotas está rodeada por un glucocálix o cubierta celular, formada por cadenas laterales de polisacáridos de proteínas y lípidos que forman parte de la membrana plasmática. El glucocálix protege la célula y puede ayudar a separarla de otras células. Ciertas moléculas del glucocálix permiten a las células reconocerse entre sí, establecer contacto y, en algunos casos, adherirse a otras células o asociarse con ellas para comunicarse. Otras moléculas de la cubierta celular contribuyen a la resistencia mecánica de los tejidos multicelulares (Solomon, 2013). Muchas células animales también están rodeadas por una matriz extracelular (ECM) que ellas mismas secretan. Está formada por un gel de hidratos de carbono y proteínas fibrosas (Solmon, 2013). Las células de la mayoría de bacterias, arqueas, hongos y vegetales están rodeadas por una pared celular. Las células vegetales tienen gruesas paredes celulares que contienen pequeñas fibras compuestas del polisacárido celulosa. Las paredes celulares proporcionan apoyo estructural, protegen a las células vegetales de organismos patógenos y ayudan a evitar un acúmulo excesivo de agua en las células para que no estallen (Solomon, 2013). Amplia tú conocimiento sobre la pared celular y su composición en el siguiente artículo.

Pared celular vegetal. De Mariana Ruiz Villareal. Dominio público https://bit.ly/37cgcdU

http://mmegias.webs.u vigo.es/5celulas/ampliaciones/ 2-pared-celular.php

Membranas Biologicas

Estructuras de las membranas Cada célula está rodeada por una membrana plasmática que físicamente la separa del mundo exterior y la define como una entidad distinta. Mediante la regulación del paso de materiales dentro y fuera de la célula, la membrana plasmática ayuda a mantener un entorno interno que sustenta la vida (Solomon 2013). Las membranas tienen propiedades que les permiten realizar muchas funciones vitales. Regulan el paso de materiales, dividen la célula en compartimentos, sirven como superficies para reacciones químicas, se

Uniones celulares. Wikipedia Commons. Dominio público https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/98/Acuaporin a.jpg

adhieren y comunican con otras células, y transmiten señales entre el medio ambiente y el interior de la célula. Las membranas también son una parte esencial del sistema de transferencia y almacenamiento de energía (Solomon 2013).

Funciones de las membranas Las membranas celulares tienen propiedades únicas que permiten a los orgánulos con membranas realizar una amplia variedad de funciones. Por ejemplo, las membranas celulares nunca tienen extremos libres o sueltos. Como resultado, un orgánulo membranoso siempre contiene al menos un espacio o compartimento interno cerrado (Solomon 2013). Las membranas sirven como importantes áreas de trabajo celular. Por ejemplo, muchas reacciones químicas en las células son realizadas por las enzimas que están unidas a las membranas. Ya que las enzimas que realizan pasos sucesivos de una serie de reacciones químicas se organizan en conjunto en una región de la membrana, cierta serie de reacciones químicas se producen con mayor rapidez (Solomon 2013).

Las membranas permiten a las células almacenar energía. La membrana sirve como una barrera que es de cierta manera análoga a una presa en un río. Como se analizará en el Hay tanto una diferencia de carga eléctrica como una diferencia de concentración en los dos lados de la membrana (Solomon 2013).

Funciones de las membranas celulares. IStock, membranas celulares. Dominio público https://media.istockphoto.com/vectors/cell-membranevector-id509862902

Estructura y permeabilidad de la membrana celular La célula es una estructura constituida por tres elementos básicos: membrana plasmática, citoplasma y material genético (ADN). Las células tienen la capacidad de realizar las tres funciones vitales: nutrición, relación y reproducción (La célula. Estructura y función - hiru, s. f.).

Estructura de las menbranas. Wikipedia Commons. Dominio públicohttps://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4f/Protein as_de_membrana.jpg

Membrana plasmática: constituida por una bicapa lipídica en la que están englobadas ciertas proteínas. Los lípidos hacen de barrera aislante entre el medio acuoso interno y el medio acuoso externo. El citoplasma: abarca el medio líquido, o citosol, y el morfoplasma (nombre que recibe una serie de estructuras denominadas orgánulos celulares). El material genético: constituido por una o varias moléculas de ADN. Según esté o no rodeado por una membrana, formando el núcleo, se diferencian dos tipos de células: las procariotas (sin núcleo) y las eucariotas (con núcleo). Las células eucariotas, además de la estructura básica de la célula (membrana, citoplasma y material genético) presentan una serie de estructuras fundamentales para sus funciones vitales El sistema endomembranoso: es el conjunto de estructuras membranosas (orgánulos) intercomunicadas que pueden ocupar casi la totalidad del citoplasma. Orgánulos transductores de energía: son las mitocondrias y los cloroplastos. Su función es la producción de energía a partir de la oxidación de la materia orgánica (mitocondrias) o de energía luminosa (cloroplastos). Estructuras carentes de membranas: están también en el citoplasma y son los ribosomas, cuya función es sintetizar proteínas; y el citoesqueleto, que da dureza, elasticidad y forma a las células, además de permitir el movimiento de las moléculas y orgánulos en el citoplasma. El núcleo: mantiene protegido al material genético y permite que las funciones de transcripción y traducción se produzcan de modo independiente en el espacio y en el tiempo(La célula. Estructura y función - hiru, s. f.).

17 Una membrana es permeable a una sustancia dada si permite que la sustancia pase a través de ella y es impermeable si no lo hace. La estructura del mosaico fluido de las membranas biológicas les permite funcionar como membranas de permeabilidad selectiva o semipermeables, dejando que algunas, pero no todas, las sustancias pasen a través de ellas. En respuesta a las diversas condiciones ambientales o las necesidades de la célula, una membrana puede ser una barrera para una sustancia par ticular en un momento y promover activamente su paso en otro momento. Mediante la regulación del tráfico químico a través de su membrana plasmática, una célula controla su volumen y su composición interna iónica y molecular. Esta regulación permite que la composición molecular de la célula sea bastante diferente a la de su entorno externo.

Las membranas semipermeables existen sobre todo en las células y en el tracto digestivo de animales. Una membrana semipermeable consiste de una bicapa fosfolípidica, esencialmente significando que un grupo de fosfolípidos (consistiendo en una cabeza de fosfato y 2 colas ácido-graso), se arregla a sí mismos en una doble-capa, con las cabezas de fosfato hidrofílicos expuestos al contenido de agua fuera y dentro de la célula, mientras que las colas hidrofóbicas del ácido-graso se ocultan en el interior. La bicapa fosfolípidica es la más permeable a los solutos sin cambios pequeños. Los canales de proteína flotan a través de los fosfolípidos, y colectivamente, este modelo es conocido como modelo de mosaico fluido.(Membrana_semipermeable, s. f). Puedes conocer de mejor manera las estructuras celulares en el siguiente link https://www.cancerquest.org/es/bi ologia-del-cancer/estructura-dela-celula#1

Membranas permeables. Lifeder Dominio público https://www.lifeder.com/wpcontent/uploads/2019/08/Semipermeable_membrane.svg.png

Modelo de mosaico fluido El modelo aceptado actualmente para la estructura de la membrana plasmática, llamado modelo de mosaico fluido, fue propuesto por primera vez en 1972. Este modelo ha evolucionado con el tiempo, pero todavía proporciona una buena descripción básica de la estructura y el comportamiento de las membranas en muchas células (Solomon 2013)

Los principales componentes de la membrana plasmática son los lípidos (fosfolípidos y colesterol), las proteínas y grupos de carbohidratos que se unen a algunos de los lípidos y proteínas.

Transporte pasivo El transporte pasivo no requiere que la célula gaste energía metabólica. Muchos iones y moléculas pequeñas se mueven a través de las membranas por difusión. Hay dos tipos de difusión, la difusión simple y la difusión facilitada. (solomon 2013) Se distinguen tres tipos de transporte pasivo: osmosis, difusión simple y difusión facitada (Solomon 2013). Osmosis Es el paso de agua a través de la membrana plasmática. En las células, el flujo de agua se realiza desde un medio con menor concentración de solutos hacia un medio con mayor concentración de solutos (Solomon 2013). Difusión simple Es el paso, a través de la membrana plasmática, de pequeñas moléculas sin carga solubles en la bicapa lipídica, tales como algunos gases (oxígeno y dióxido de carbono). Para que una molécula se difunda a través de la membrana es necesario que exista una diferencia de concentración entre el medio externo y el interno. (Blog de biología 2016)

Difusión facilitada Existen moléculas como aminoácidos, glucosa y pequeños iones que, por sus características químicas y de tamaño, no pueden difundirse a través de la bicapa lipídica y requieren de proteínas transportadoras para su difusión. Las proteínas transportadoras se encuentran inmersas en la membrana plasmática y pueden ser de dos tipos: canales proteicos, formados por proteínas que generan un canal en la membrana, y permeasas, que son proteínas que al unirse a la molécula a transportar, cambian su forma llevándolas hacia el interior de la célula (Solomon, 2013)

Transporte activo Un sistema de transporte activo puede bombear materiales de una región de baja concentración a una región de alta concentración. La energía almacenada en el gradiente de concentración además de no estar disponible para el sistema, trabaja contra ella. Por esta razón, la célula necesita alguna otra fuente de energía. En muchos casos, las células utilizan energía del ATP directamente. Sin embargo, el transporte activo puede ser acoplado al ATP indirectamente. En el transporte activo indirecto, un gradiente de concentración proporciona la energía para el cotransporte de alguna otra sustancia, tal como un ion.

El sistema de transporte activo bombea sustancias contra sus gradientes de concentración Uno de los ejemplos más destacado de mecanismo de transporte activo es la bomba de sodio-potasio que se encuentra en todas las células animales Esta bomba es un transportador ABC, una proteína de transporte específico en la membrana plasmática. Utiliza energía del ATP para bombear iones de sodio fuera de la célula y iones de potasio dentro de la célula (Solomon 2013).

Facilitated diffusion. Wikipedia Connmons Dominio público https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/6b/Blausen_0394_Facilitated_Diffusio n.png/350px-Blausen_0394_Facilitated_Diffusion.png

El intercambio es desigual: en general sólo dos iones de potasio son importados por cada tres iones de sodio exportados. Ya que estos gradientes de concentración particulares implican iones, un potencial eléctrico (separación de cargas eléctricas) se genera a través de la membrana, es decir, la membrana está polarizada Tanto los iones de sodio como los de potasio están cargados positivamente, pero debido a que hay menos iones de potasio en el interior con respecto a los iones de sodio de afuera, el interior de la célula está cargada negativamente con respecto al exterior. La distribución desigual de iones establece un gradiente eléctrico que impulsa a los iones a través de la membrana plasmática. Las bombas sodio-potasio ayudan a mantener una separación de cargas a través de la membrana plasmática. Esta separación se llama un potencial de membrana. Ya que hay tanto una diferencia de carga eléctrica como una diferencia de concentración en los dos lados de la membrana, el gradiente se llama un gradiente electroquímico. Estos gradientes almacenan energía que se utiliza para impulsar otros sistemas de transporte. Así que lo importante es el gradiente electroquímico producido por las bombas de algunas células (como las células nerviosas) gastan más del 25% de su energía total disponible sólo para alimentar este sistema de transporte . Las bombas de sodio-potasio (así como todas las otras bombas potenciadas por ATP) son proteínas transmembrana que se distribuyen alrededor de la membrana. Al experimentar una serie de cambios conformacionales, las bombas intercambian el sodio por el potasio a través de la membrana plasmática. A diferencia de lo que ocurre en la difusión facilitada, por lo menos uno de los cambios conformacionales en el ciclo de la bomba requiere energía, que proporciona el ATP. La forma de la proteína bomba de sodio potasio cambia en el ciclo, cuando un grupo fosfato del ATP primero se une a ella y posteriormente es retirado.

20 La forma de la proteína bomba de sodio potasio cambia en el ciclo, cuando un grupo fosfato del ATP primero se une a ella y posteriormente es retirado. El uso de potenciales electroquímicos para el almacenamiento de energía no se limita a las membranas plasmáticas de las células animales. Las células de bacterias, hongos y plantas utilizan proteínas transportadoras, conocidas como bombas de protones, para transportar activamente los iones de hidrógeno (que son protones) fuera de la célula. Estas bombas de membrana potenciadoras-ATP transfi eren protones del citosol hacia el exterior (Solomon 2013).

Transporte de menbrana. Wikipedia Commons Dominio público https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/98/Membran eTransport.jpg

Para conocer las diferencias entre el transporte activo y pasivo entra al siguiente link https:///youtu.be/ yzkohlVwaB8

Exocitosis y endocitosis En la exocitosis, las vesículas exportan grandes moléculas

En la endocitosis, la célula importa materiales

En la exocitosis, una célula expulsa productos de desecho, o productos de secreción como las hormonas, mediante la fusión de una vesícula con la membrana plasmática. Conforme el contenido de la vesícula se libera de la célula, la membrana de la vesícula secretora se integra a la membrana plasmática. Éste es el mecanismo principal por el cual la membrana plasmática aumenta de tamaño (8olomon 2013).

En la endocitosis, los materiales son incorporados en la célula. Varios tipos de mecanismos de endocitosis operan en los sistemas biológicos, incluyendo la fagocitosis, pinocitosis y la endocitosis mediada por un recepto (8olomon 2013).

En la pinocitosis significa Exocitosis y endocitosis bebiendo, En la fagocitosis significa células comiendo, la célula ingiere partículas grandes de sólidos como alimento o bacterias . Algunos protistas ingieren alimentos por fagocitosis. Diferentes tipos de células de vertebrados, incluidos ciertos leucocitos, ingieren bacterias y otras partículas por fagocitosis. Durante la ingestión, los pliegues de la membrana plasmática encierran la célula o partícula. Cuando la membrana rodea la partícula, se fusiona en el punto de contacto, formando una vacuola. La vacuola puede entonces fusionarse con los lisosomas, que degradan el material ingerido (8olomon 2013).

células

la célula toma los materiales disueltos. Pequeñas gotas de fluido son atrapadas por los pliegues de la membrana plasmática, atrapándolas dentro del citosol en forma de vesículas pequeñas. Conforme el contenido del fl uido de estas vesículas se transfiere en forma lenta en el citosol, las vesículas se vuelven progresivamente más pequeñas(8olomon 2013).

Endocitosis.WikipediaCommons.Dominio público. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/39/Tipos_de_endocitosis .svg/412px-Tipos_de_endocitosis.svg.png

Conoce las diferencias y similitudes de la exocitosis y endocitosis al siguiente link: http://www.newscourier.com/immunology /articles/endocytosis-and-exocytosisdifferences-and-similarities-334059

Uniones celulares Las células en estrecho contacto entre sí desarrollan típicamente uniones intercelulares especializadas. Estas estructuras pueden permitir que las células vecinas formen conexiones fuertes entre sí, impedir el paso de materiales, o establecer una comunicación rápida entre las células adyacentes. Existen varios tipos de uniones que conectan las células animales, como las uniones de anclaje, uniones estrechas y uniones en hendidura. Las células vegetales están conectadas por los plasmodesmo. Las uniones de anclaje conectan las células de una lámina epitelial incluyen desmosomas y uniones adherentes; se encuentran entre las células que forman una lámina de tejido. Los desmosomas son como puntos de soldadura de las células adyacentes animales. Las uniones adherentes están formadas por cadherinas, proteínas transmembrana que mantienen pegadas a las células. Las uniones estrechas sellan los espacios intercelulares entre algunas células animales Las uniones estrechas u ocluyentes literalmente son áreas entre las membranas de células adyacentes conectadas estrechamente. Las uniones en hendidura están compuestas de la proteína conexina, forman canales que permiten la comunicación entre el citoplasma de las células animales adyacentes. Los plasmodesmos son canales que conectan las células vegetales adyacentes. Las aberturas en las paredes celulares permiten a las membranas plasmáticas y al citosol ser continuos; ciertas moléculas y iones pueden pasar de una celda a otra (Solomon 2013).

Uniones celulares. Wikipedia Commons. Dominio público https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/3d/Cell_junctions-es.png

Rutas de liberación de energía

Reacciones Redox La mayoría de las eucariotas y las procariotas realizan la respiración aeróbica, una forma de respiración celular que requiere oxígeno molecular (O2). Durante la respiración aeróbica, los nutrientes se catabolizan en dióxido de carbono y agua. La mayoría de las células utilizan la respiración aeróbica para obtener energía de la glucosa, que entra en la célula a través de una proteína de transporte específica, en la membrana plasmática (Solomon et. al., 2013). 6 CO2 + 12 H2O + energía (ATP)

C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O

Si se analiza esta reacción resumida, parece que el CO2 se produce por la eliminación de átomos de hidrógeno de la glucosa. A la inversa, el agua parece estar formada del oxígeno que acepta los átomos de hidrógeno. Debido a que la transferencia de átomos de hidrógeno es equivalente a la transferencia de electrones, esto es una reacción redox en laque la glucosa se oxida y el oxígeno se reduce (Solomon et. al., 2013).

La respiración aeróbica incluye una serie de reacciones redox en las que los electrones asociados con los átomos de hidrógeno de la glucosa se transfieren al oxígeno en una serie de etapas. Durante este proceso, la energía libre de los electrones se acopla a la síntesis de ATP (Solomon et. al., 2013).

Figura que representa el mecanismo asociativo y redox del cambio de gas de agua. De Zwickipedia, Dominio público, https://images.app.goo.gl/hgcPMxTncPvKPRLx5

Para conocer más el tema de reacciones redox, además de como apreciarla y comprenderla de forma química puede observar el siguiente video: https://www.youtube.com/watch? v=zDJxef4ksqk

Respiración Celular 1. Glucolisis Cuando una molécula de glucosa de 6 carbonos se degrada en 2 moléculas de piruvato de 3 carbonos y se generan 2 moléculas de ATP y 2 NADH. Todo esto sucede en el citosol. Al producir los 2 ATP y los 2 NADH se hace fosforilación a nivel de sustrato que consiste en que una enzima, siempre está disponible, cataliza el sustrato, en este caso una molécula glucosa con el fosfato, luego reacciona con una

Esquema del catabolismo de aminoácidos: transaminación y desaminación oxidativa. De Alejandro Porto, dominio público, https://images.app.goo.gl/yFQDRND5UWE93oA27

enzima que la transforma en una fructosa fosfato que es altamente inestable que tiende a revertirse en glucosa fosfato, pero que al reaccionar rápidamente con un ATP para crear una fructosa difosfato, es más estable. que con ciertas transformaciones se convierten en moléculas de 3 carbonos un DHAP (luego con una enzima se transforma en PGAL) y un PGAL, dando 2 PGAL. Dos moléculas de PGAL que son aseguradas con dos NAD+ reaccionan con una enzima para formar dos NADH y 2 DPGA que aceptan a un fosfato, rápidamente un ADP se une con un fosfato de DPGA, dejándolo como un 2 PGA. El fosfato, su enlace queda débil, se une con un ADP que suelta dos moléculas de Agua dejando así a dos Piruvato (Solomon et. al., 2013).

2. Formación del Acetil Co A Al entrar el piruvato, en la procariota en el citosol, pero vamos a hablar de la célula eucariota en especial la animal, en una membrana externa de una mitocondria, que al combinarse con una coenzima A se oxida grupos de dos carbonos , el acetato, formando el Acetil CoA y luego en dos electrones y un átomo de hidrógeno que el NAD+ los acepta dando así el NADH, y finalmente se desecha 2 CO2, todo se produce en presencia de oxígeno (aeróbica). Cuando no hay oxígeno (anaeróbica) presente se produce la fermentación, obteniendo ya sea alcohol o el lactato. Al terminar este proceso funciona como combustible para el ciclo del ácido cítrico (Solomon et. al., 2013).

Pyruvate_dehydrogenase_complex_reaction. De akane700, Dominio público, https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b2/Pyruvate_dehydrogenase_complex_reaction.PNG

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3. El Ciclo de Krebs

El citrato entonces pasa por una serie de transformaciones químicas, perdiendo primero uno y después un segundo grupo carboxilo en forma de CO2. Un ATP se forma por un grupo acetilo por fosforilación a nivel del sustrato. La mayor parte de la energía proporcionada por los pasos oxidativos del ciclo se transfiere como electrones ricos en energía al NAD+, formando NADH. Por cada grupo acetilo que entra en el ciclo del ácido cítrico, se producen tres moléculas de NADH. Los electrones se transfieren también al receptor de electrones FAD, formando FADH2. En el avance del ciclo del ácido cítrico, dos moléculas de CO2 y el equivalente de ocho átomos de hidrógeno (8 protones y 8 electrones) se eliminan, formando tres NADH y un FADH2 (Solomon et. al., 2013). Puede preguntarse por qué se generan más equivalentes de hidrógeno por estas reacciones que las que ingresaron al ciclo con la molécula de acetil CoA, estos átomos de hidrógeno provienen de las moléculas de agua que se agregaron durante las reacciones del ciclo.

Las cantidades de CO2 producidas por los dos átomos de carbono del grupo acetilo que entraron al ciclo del ácido cítrico. Al final de cada ciclo, el oxalacetato de cuatro carbonos ha sido regenerado, y continúa el ciclo. (Solomon et. al., 2013)

27 de ADP , y cada vez que ingresan a unos se van oxidando dando así el llamado proceso de la fosforilación oxidativa que su aceptor final que es el oxígeno (Solomon et. al., 2013).

Pyruvate_dehydrogenase_complex_reaction. De akane700, Dominio público, https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b2/Pyruvate_dehydrogenase_complex_reaction.PNG

Ciclo del ácido cítrico, De Narayanese et. al, Domino público https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/13/Citric_acid_cycle_with_aconitate_2-es.svg

4. Transporte de electrones y quimiosmosis

Son todos los electrones que fueron aceptados ya sea principalmente por el NAD+ y menos por el FADH2, en los procesos de glucólisis, la formación del acetil CoA y el ciclo de Krebs. Todos lo compuestos reducidos entran a complejos específicos dependiendo de que compuestos reducidos, que están compuestos por los electrones de los hidrógenos, produciendo así energía suficiente para producir el ATP, que viene de la fosforilación

https://images.app.goo.gl/yFQDRND5UWE93oA27

Resultados La respiración aeróbica de una molécula de glucosa produce un máximo de 36 a 38 ATP (Solomon et. al., 2013).

Sí siente curiosidad por la siguiente noticia en la que se descubrió que una nueva estructura sin membrana que regulan la producción de energía y como esto podría ayudar a disminuir el crecimiento de células cancerígenas de link en el siguiente enlace : https://noticiasdelaciencia.com/art/4368 7/descubren-estructuras-intracelularesque-regulan-el-suministro-de-energia

Producción de energía a partir de

otros nutrientes Producción de energía a partir de nutrientes diferentes a la glucosa. Muchos organismos, incluyendo los seres humanos, dependen de otros nutrientes diferentes de la glucosa como fuente de energía. De hecho, por lo general, obtienen más energía mediante oxidación de ácidos grasos que por oxidación de la glucosa. Los aminoácidos derivados de la digestión de proteínas también se utilizan como moléculas de combustible. Estos nutrientes se transforman en uno de los intermediarios metabólicos que ingresan en la glucólisis o en el ciclo del ácido cítrico. Los aminoácidos se metabolizan por reacciones en las que se elimina primero al grupo amino (¬NH2), un proceso llamado desaminación. En los mamíferos y algunos otros animales, el grupo amino se convierte en urea y se excreta, pero la cadena de carbono se metaboliza y a la larga se utiliza como reactivo en uno

de los pasos de la respiración aeróbica (Solomon et. al., 2013). Los aminoácidos se someten a desaminación, y sus cadenas carbonadas se convierten en intermediarios metabólicos de la respiración aeróbica. Tanto el glicerol como los componentes de ácidos grasos de los lípidos se oxidan como combustible. Los ácidos grasos se convierten en moléculas de acetil CoA por el proceso de boxidación (Solomon et. al., 2013).

Transporte de electrones. De Bustamante si, Domino público https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/93/Transporte_de_electrones.jpg

En la siguiente enlace podrá ver la producción de nutrientes distintos de los carbohidratos en donde también se le mostrará en forma de organizadores el proceso que se lleva acabo para sintetizarlos.

https://es.khanacademy.org/science/biology/cellular-respirationand-fermentation/variations-on-cellular-respiration/a/connectionsbetween-cellular-respiration-and-other-pathways

Respiración Anaeróbica La respiración anaeróbica, aquella que no utiliza oxígeno como el aceptor final de electrones, es realizada por algunas procariotas que viven en ambientes anaeróbicos, como el suelo saturado de agua, aguas estancadas, y en los intestinos de los animales. Los electrones son transferidos en la respiración anaeróbica, de la glucosa al NADH; mediante una cadena de transporte de electrones que se acopla a la síntesis de ATP, por quimiosmosis. Sin embargo, una sustancia inorgánica tal como el nitrato (NO3 – ) o el sulfato (SO4 2–) sustituyen el oxígeno molecular como aceptor terminal de electrones. Los productos finales de este tipo de respiración anaeróbica son el dióxido de carbono, una o más sustancias inorgánicas reducidas, y ATP, que es parte del ciclo biogeoquímico conocido como el ciclo del nitrógeno (Solomon et. al., 2013).

Ciertas bacterias, así como algunos hongos, regularmente utilizan la fermentación, una ruta anaeróbica que no implica una cadena de transporte de electrones. Durante la fermentación se forman sólo dos moléculas de ATP por glucosa (mediante fosforilación a nivel de sustrato durante la glucólisis). Se podría esperar que una célula que obtiene energía de la glucólisis pudiera producir piruvato, que es el producto final de la glucólisis. Sin embargo, esto no puede suceder porque cada célula tiene una cantidad limitada de NAD+, y éste es necesario para continuar la glucólisis. Si prácticamente todos los NAD+ se reducen a NADH durante la glucólisis, entonces, la glucólisis se detiene y no se produce más ATP. a fermentación es un proceso anaeróbico que no utiliza una cadena transportadora de electrones. Hay una ganancia neta de sólo dos ATP por glucosa que son producidos por fosforilación a nivel de sustrato durante la

30 glucólisis, para mantener el suministro esencial de NAD+ para la glucólisis, los átomos de hidrógeno se transfieren desde el NADH a un compuesto orgánico derivado del nutriente inicial. Las células de levadura, como se mencionó anteriormente, realizan la fermentación de alcohol, en el que el alcohol etílico y dióxido de carbono son los productos de desecho final. (Solomon et. al., 2013)

Ciertos hongos, procariotas y células animales realizan la fermentación láctica (ácido láctico), en el que los átomos de hidrógeno se agregan al piruvato para formar lactato, un producto de desecho. En esta ruta alternativa, el NADH producido durante la glucólisis transfiere átomos de hidrógeno al piruvato, reduciéndolo a lactato. La capacidad de algunas bacterias para producir el lactato es aprovechada por los seres humanos, que utilizan estas bacterias para hacer yogur y para fermentar la col a col agria. Las células musculares de los vertebrados también producen lactato (Solomon et. al., 2013).

Fermentación del piruvato a etanol y CO2. De Alejandro Porto, Domino público https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c4/Fermentacion-alcoholica.svg

En este documento puede apreciar las diferencias entre la respiración aérobica y anaeróbica, además de como la respiración aérobica surgió. https://www.diffen.com/difference /Aerobic_Respiration_vs_Anaerobi c_Respiration

Fermentación del piruvato a lactato. De Alejandro Porto, Dominio público https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/6f/Fermentacion-lactica.png

Fotosíntesis

Luz y fotosíntesis ¿Qué es la fotosíntesis? La fotosíntesis es una serie compleja de reacciones químicas en que la energía de la luz se aprovecha para sintetizar moléculas orgánicas muy energéticas, normalmente carbohidratos, a partir de moléculas inorgánicas de poca energía, como dióxido de carbono y agua (Audesirk et al., 2016). Los componentes que forman a la planta son importantes como; la luz, los organelos, los materiales extraídos del exterior: La luz está compuesta por fotones, u longitud de onda es inversamente proporcional a la energía de la partícula, su función es excitar a un electrón de una molécula, puede tener dos vías, la primera es que el electrón pasa a un nivel más alto de energía y toma el camino de regresar a su estado basal, transformando la energía en su estado basal en forma luz tenue llamada fluorescencia. La segunda parte es que el electrón excitado salga del núcleo y una molécula aceptora la recolecta (Solomon, 2013).

Chlorophyll ab spectra-es.svg. De Daniele Pugliesi. Dominio público. https://bit.ly/3tF2fMV

Complejos Antenas para la Fotosíntesis. De Moore, et al. Dominio público. https://bit.ly/3tKNf0m

En los tilacoides se encuentran en una de las principales características la clorofila absorbe todo los espectros de la luz visible, existen cuatro tipo de pigmentos particulares de la clorofilas: Clorofila α: Inicia las reacciones dependientes de la luz dando un color verde brillante. Clorofila β: Participa también en la fotosíntesis solo que con un rango diferente de absorción de la luz visible, obteniendo un color amarillo-verdoso. Carotenoides: Son pigmentos accesorios, que producen una similitud con la clorofila pero con cierta absorción del espectro de luz visible diferente, reflejando colores amarillo y anaranjado. Cuando sus moléculas están excitadas pueden transferir su energía a una molécula de clorofila α (Seeds, 2019).

Cloroplastos En el estroma está suspendido un tercer sistema de membranas que forma un conjunto interconectado de sacos planos discoidales llamados tilacoides. La membrana del tilacoide forma un espacio interior lleno de fluido, la luz del tilacoide. En algunas regiones del cloroplasto, los sacos tilacoides están acomodados en pilas o montones de nombre grana o granos (Audesirk et al., 2016). Cada grana se parece a una pila de monedas y cada “moneda” es un tilacoide. Algunas membranas tilacoides se extienden de una grana a otra. Las membranas tilacoides, como las membranas mitocondriales internas, están implicadas en la síntesis de ATP. (Las procariotas fotosintéticas no tienen cloroplastos, pero con frecuencia las membranas tilacoides se acomodan alrededor de la periferia celular como repliegues de la membrana plasmática) (Seeds, 2019).

El cloroplasto, como la mitocondria, está rodeado por las membranas externa e interna. La membrana interna encierra una región llena de fluido llamada estroma, que contiene la mayor parte de las enzimas requeridas para producir moléculas de carbohidratos (Solomon 2013).

Cloroplastos. No se requiere atribución. Dominio público. https://pxhere.com/es/photo/549202

La fotosíntesis es un proceso en el que las plantas fabrican su propio alimento para poder crecer y desarrollarse. Si desea profundizar sobre el proceso de fotosíntesis, puede observar el siguiente vídeo:

Cloroplasto. De Sieglinde Sterbling. Dominio público. https://bit.ly/3sT1yAK

https://www.youtube.com/w atch?v=UPBMG5EYydo

Fotosíntesis: Reacciones dependientes de la luz La fase luminosa es la primera etapa de la fotosíntesis, en la que la luz es absorbida por complejos formados por clorofilas y proteínas llamados fotosistemas, la energía solar se convierte en energía química (Seeds, 2019). A continuación se describe cada proceso que se lleva a cabo en la fase luminosa:

1 Inicia con la llegada de los fotones al fotosistema II. Esto provoca la excitación de los electrones de la clorofila P680, los cuales saltan a orbitales energéticos más alejados del núcleo atómico (Solomon, 2013).

2 En el fotosistema I se recolecta la energía, luego es trasladada por un complejo de proteínas y pigmentos, donde sucede una resonancia de la energía lumínica en química. La energía lumínica en forma de fotón se transmite a los electrones externos de las moléculas de clorofila, los cuales escapan de la misma y producen una especie de corriente eléctrica en el interior del cloroplasto al incorporarse a la cadena transportadora de electrones (Seeds, 2019).

Fotosíntesis: esquema en Z. De Jiří Janoušek. Dominio público. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Z-scheme_(es).svg

Thylakoid membrane 2 gl.svg. De Elisa Rdojm. Dominio público. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Thylakoid_membrane_2_gl.svg

Cuando el electrón es donado se reemplaza por la fotolisis del agua un proceso donde se producen electrones, cuando el P680 se queda sin electrones, se vuelve muy oxidativo tanto que rompe el enlace de la molécula de H2O por una enzima que incluye al manganeso, dejando así dos electrones, dos protones y un oxígeno. Los electrones son llevados al fotosistema P680, los protones salen del tilacoide hacia el estroma. Se deben de romper dos moléculas de agua para producir un O2 (Seeds, 2019).

4 Los electrones son transferidos a la molécula de NADP+, que junto con los protones almacenados en el estroma, forman el NADPH, por acción de la enzima ferredoxina-NADP+ reductasa FNR. La energía también es aprovechada por la enzima ATP-sintetasa para formar ATP a partir de ADP y fosfato, en un proceso denominado fotofosforilación. En consecuencia, la energía obtenida a partir de la luz en esta fase de la fotosíntesis está contenida en el ATP y el NADPH (Zita, 2020).

Descifrando las claves de la fotosíntesis Un nuevo estudio revela como las plantas optimizan la absorción de luz para transformarla en energía química. El hallazgo podría emplearse para el diseño de mejores tecnologías para la obtención de energía solar renovable

¡Descubre nuevos conocimientos! Visita el siguiente link https://www.nationalgeographic.c om.es/ciencia/descifrando-clavesfotosintesis_15676

Fotosíntesis: Fase Oscura El ciclo de Calvin también se conoce como la fase oscura de la fotosíntesis o también llamada fase de fijación de carbono. Se conoce como fase oscura porque no es dependiente de la luz como lo es la primera fase o fase luminosa (Audesirk et al., 2016). Etapas del ciclo de Calvin: El ciclo de Calvin precisa de seis vueltas para la creación de una molécula de glucosa formada por una estructura principal de seis carbonos. El ciclo se divide en tres etapas principales:

Fijación de carbono El CO2 reacciona al ser catalizado por la enzima RuBisCO con la molécula RuBP de cinco carbonos. De esta manera, se forma una molécula de una estructura principal de seis carbonos que luego se divide en dos moléculas de 3PGA (ácido 3-fosfoglicérico) de tres carbonos cada una (Solomon 2013).

Reducción La molécula anterior se transforma en 1,3 bisfosfoglicerato por la acción de 6 unidades de ATP (generado en la fase luminosa), y dicho compuesto se transforma en G3P por acción de 6 unidades de NADPH. Una de estas dos moléculas de G3P pasa a las vías metabólicas de la planta para producir compuestos superiores como glucosa o almidón, pero eso se explicará más adelante (Solomon 2013).

Regeneración Finalmente, la adición de fósforo mediante 3 ATP acaba generando una nueva molécula de ribulosa-1,5bisfosfato, que desencadenará el proceso de nuevo (Solomon 2013).

Reacciones de la fotosíntesis. De Maulucioni. Dominio público. https://bit.ly/3IVZZHy

Simplified photorespiration diagram. De Rachel Purdon. Dominio público. https://bit.ly/3KtiIee

Reproducción Celular

La célula y su reproducción “Todas las células provienen de células.” Esta noción, establecida por el médico alemán Rudolf Virchow a mediados del siglo XIX, expresa la importancia crucial de la reproducción celular para todos los organismos vivos. La célula es un sistema que obtiene sus materiales del exterior, gracias a ello conserva su integridad, constitución y funcionamiento, pero como todo ser vivo no son eternos y necesitan pasar sus características a nuevas generaciones (Lecona, 2016). Es un proceso complejo y dinámico que depende de diversas estructuras, moléculas y procesos En especies pluricelulares se requieren muchas secuencias de divisiones celulares para crear un nuevo individuo; la división celular también es necesaria en el cuerpo adulto para reemplazar las células perdidas por desgaste, deterioro o por muerte celular programada.

Así, un humano adulto debe producir muchos millones de nuevas células cada segundo simplemente para mantener el estado de equilibrio y si la división celular se detiene el individuo moriría en pocos días. (New Propatiens, 2014). Las células se reproducen por división celular, en la que una célula madre da lugar a dos células hijas. En la división celular común, cada célula hija recibe un juego completo de la información hereditaria, idéntica a la información hereditaria de la célula madre, y aproximadamente la mitad del citoplasma. La información hereditaria de todas las células vivas se encuentra en el ácido desoxirribonucleico (ADN), contenida en uno o más cromosomas. Una molécula de ADN consta de una cadena larga compuesta por pequeñas unidades llamadas nucleótidos. Para que la célula sobreviva, debe tener un juego completo de la información genética. Por tanto, cuando una

célula se divide, no puede simplemente cortar sus genes en dos y dar la mitad a cada célula hija. Más bien, la célula primero tiene que replicar su ADN a modo de tener dos copias idénticas, como sacar un juego de fotocopias de algún instructivo. Cada célula hija recibe un “instructivo de ADN” completo, con todos sus genes (Audesirk, et al., 2013).

ADN

Es una biomolécula de gran tamaño, compuesta de nucleótidos organizados de forma helicoidal, unidos mediante puentes de hidrógeno. Una molécula de ADN consta de una cadena larga compuesta por pequeñas unidades llamadas nucleótidos). Cada nucleótido consta de un fosfato, un azúcar (desoxirribosa) y una de cuatro bases: adenina (A), timina (T), guanina (G) o citosina (C).

Cromosomas Eucariotas Los principales portadores de información genética en las células eucariotas son los cromosomas, los cuales se fabrican dentro del núcleo celular. Aunque cromosoma significa “cuerpo coloreado”, los cromosomas son prácticamente incoloros; el término se refiere a la facilidad para ser teñidos por ciertos colorantes (Solomon, 2013).

Estructura de la cromatina. De Ricardo Rueda, dominio público https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/31/Cromatina.svg

Nucleosoma

Es una estructura de ADN se condensa mediante los histonas, que son proteínas con altas tasas de aminoácidos con cadenas laterales básicas que les da una carga positiva, por cada ocho de ellas se enrolla una parte del ADN. Este proceso se facilita mediante ciertas proteínas conocidas como histonas. 1 Las histonas presentan carga positiva porque contienen una alta proporción de aminoácidos con cadenas laterales básicas.

Estas histonas se asocian con el ADN, que presenta una carga negativa debido a sus grupos fosfato, para formar estructuras llamadas nucleosomas. La unidad fundamental de cada nucleosoma consiste en una estructura de ocho moléculas de histonas. Los nucleosomas funcionan como pequeños carretes, evitando que el ADN se enrede.

Cromatina Los nucleosomas agrupados se convierten en lazos extendidos que se van compactando en dobles que gracias a unas proteínas de andamiaje que las mantiene unidas. Los principales portadores de información genética en las células eucariotas son los cromosomas, los cuales se fabrican dentro del núcleo celular. Aunque cromosoma significa “cuerpo coloreado”, los cromosomas son prácticamente incoloros; el término se refiere a la facilidad para ser teñidos por ciertos colorantes. Entonces la cromatina consiste en largos y delgados hilos aglomerados, con apariencia granular cuando se observan al microscopio electrónico.

Cromosoma Los principales portadores de información genética en las células eucariotas, están hechos de cromatina que sigue siendo aún larga que se compacta por un grupo de proteínas llamadas condesina, que se une a un ADN y envuelve la cromatina dando así la parte final del cromosoma . Cuando una célula no está en proceso de división, los cromosomas están presentes pero en una forma extendida y parcialmente desenrollada la cromatina. Partes del cromosoma

Locus Son genes específicos situados en una región del Cromosoma. Telómero Son las partes extremas de un cromosoma, esenciales para la estabilidad de un cromosoma, sin ellos los cromosomas se unirían a otros cromosomas haciendo que la división celular no sea posible. Centrómero Mantiene temporalmente unidas las dobles hélices del ADN, además es en donde se unen los microtúbulos que mueven el cromosoma en las división celular (Audesirk et. al., 2013).

¿Por qué la división celular

es importante?

La forma conocida de la división de las células eucariontes, en la que cada célula hija es genéticamente idéntica a la célula madre, se llama división mitótica. Después de la división celular, las células hijas vuelven a crecer y dividirse, o bien se diferencian y se especializan en determinadas funciones, como la contracción (células musculares), el combate de las infecciones (leucocitos) o la producción de enzimas digestivas (células del páncreas, estómago e intestino). Este esquema repetido de división, crecimiento y (posiblemente) diferenciación y luego nueva división se llama ciclo celular. Casi todos los organismos multicelulares tienen tres categorías de células, basadas en su capacidad de dividirse y diferenciarse . Células madre tienen dos características importantes: se renuevan ellas mismas y poseen la capacidad de diferenciarse en varios tipos de células. Las células madre se renuevan porque conservan la facultad de dividirse. Normalmente, cuando una célula madre se divide, una de sus hijas es a su vez célula madre, con lo que se mantiene la población. La otra célula hija pasa por varias rondas de división y al final se diferencia en tipos celulares especializados. Algunas células madre en las primeras fases de un embrión pueden producir cualquier célula especializada del cuerpo (Audesirk et al., 2016).

¿Por qué la división celular es importante? Las células procariotas y eucariotas difieren significativamente en la cantidad y organización de las moléculas de ADN. Una célula eucariota típica contiene mucho más ADN que una bacteria, y está organizado en el núcleo como múltiples cromosomas, que varían ampliamente en tamaño y número en diversas especies. En las células eucariotas, plantas y animales: Las plantas y los animales están formados por miles de millones de células individuales organizadas en tejidos y órganos que cumplen funciones específicas. Todas las células de cualquier planta o animal han surgido a partir de una única célula inicial por un proceso de división (New Propatiens, 2014). https://bit.ly/3KcnfRt

¿Se regenera el cuerpo humano a sí mismo cada 7 años? Las células de nuestro organismo son multifuncionales y se reemplazan a ritmos diferentes.

Ciclo Celular Nuestra vida comienza a partir de una única célula: el cigoto. Durante su desarrollo se divide sucesivamente y así finalmente se forma un ser humano listo para nacer. Luego, una vez nacemos, seguimos creciendo hasta llegar a la edad adulta, y para crecer se necesitan más células. Por lo tanto nuestras células se siguen dividiendo. Pero la división celular no solamente está implicada en el crecimiento y desarrollo, también es el mecanismo que hace posible la renovación de los tejidos, el cierre de las heridas, etc. (Martínez, 2021). Sabemos que la división celular es un fenómeno que ocurre constantemente en nuestro organismo y que es fundamental, pero ¿cómo se regula? Es lógico pensar que una célula no puede dividirse cuando quiera, pues sabemos que un proceso tan importante debe estar muy bien controlado. (Martínez, 2021). Igual que los seres vivos, las células tienen un ciclo de vida, el ciclo celular. Una célula se forma a partir de otra célula que se ha dividido, y más tarde esa nueva

célula se puede dividir y dar lugar a dos células hijas. A continuación veremos las distintas fases que existen en el ciclo celular y las proteínas y factores de transcripción que regulan el paso de una fase a otra (Martínez, 2021):

Fases del ciclo celular Interfase

La mayor parte de la vida de una célula pasa en está fase. se activa metabólicamente donde se sintetizan materiales, crecen y duplican sus cromosomas (Audesirk et. al., 2013).

G1 Durante esta fase la célula crece y sintetiza algunos componentes que va a necesitar más adelante, por ejemplo más orgánulos.

G0 Justo al final del G1 en donde las enzimas para sintetizar del ADN se vuelven más activas.

Tiene lugar la duplicación del material genético de la célula. En la fase anterior la célula tenía dos copias de cada cromosoma (una de la madre y otra del padre), pero cuando pasa por la fase S se duplica todo el ADN, por tanto pasa a tener cuatro copias de cada cromosoma (dotación 4n).

Como se acaba de duplicar el ADN, la célula presenta el doble de material genético. Durante esta fase la célula se prepara para la división celular, continúa creciendo y sintetizando orgánulos. Además distribuye su contenido para que se separe equitativamente cuando la célula se divida.

Nota Después de la fase M las células hijas pueden entrar en fase G1 y seguir preparándose para su división, o pueden entrar en la fase G0, en cuyo caso no se dividen. La fase G0 es como un estado de reposo en cuanto a la división, pero la célula sí que realiza sus funciones en el tejido en el que se encuentra. Una vez en G0, algunas células pueden volver a entrar en el ciclo y seguir dividiéndose, pero otras permanecen en G0 indefinidamente (Martínez, 2021).

Fase M En esta fase tiene lugar la división celular. Para el crecimiento y desarrollo, así como para la renovación de los tejidos las células se dividen por mitosis. Es decir, a partir de una célula madre se obtienen dos células hijas con el mismo contenido genético. Sin embargo, la generación de los gametos ocurre por meiosis. Un precursor de gametos al dividirse da lugar a 4 células con la mitad de contenido genético, y diferentes entre sí.

Cell Cycle 2, Wikimedia Commons. Dominio público https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d0/Cell_Cycle_2.svg

Mitosis

La mitosis es un proceso de división celular mediante el que se obtienen dos células idénticas a partir de una sola célula. Dicho proceso es imprescindible para el crecimiento y mantenimiento de todos los organismos pluricelulares y es esencial en la reproducción de los organismos asexuales, unicelulares y pluricelulares. La mitosis consta de cuatro fases: profase, metafase, anafase y telofase:

profase Desaparece el nucleolo y se realiza la condensación de cromosomas duplicados en su centrómero que adquiere una estructura multiproteínica llamada cinetocoro donde el huso mitótico, los microtúbulos, se coloca a las extremos (en las células animales) (Audesirk et. al., 2013).

prometafase Cuando una célula llega a la prometafase, su membrana nuclear comienza a fragmentarse en pequeñas vesículas. El ADN de la célula está totalmente condensado en forma de cromosomas y ha desaparecido el nucleolo. En ese momento, los centrosomas extienden los microtúbulos desde cada uno de los centrosomas hasta los centrómeros de los cromosomas. A estos microtúbulos, en conjunto, se los conoce como “huso mitótico”.

metafase Durante la metafase, los cromosomas, unidos por sus centrómeros a los microtúbulos del huso mitótico, son arrastrados al ecuador de la célula, formando lo que se conoce como “placa ecuatorial”.

anafase ras la disposición ecuatorial de los cromosomas en la metafase, durante la anafase se produce una rotura de las conexiones entre las cromátidas hermanas que forman los cromosomas. Esta separación de las cromátidas es mediada por la acción de los microtúbulos del huso mitótico.

telofase Durante esta fase, el material genético vuelve a rodearse por la membrana nuclear. De hecho, si observamos una célula en este momento, encontramos dos núcleos en lugar de uno. Además, el ADN vuelve a descondensarse en forma de cromatina. Durante esta fase, también comienza un nuevo proceso, la citocinesis. La citocinesis es, en esencia, la separación del citoplasma de la célula progenitora en dos partes. Cada una de estas partes dará lugar a una nueva célula (González, 2020).

citocinesis Se produce la división del citoplasma gracias a un anillo contráctil, actomiosina. que va encerrando desde la zona ecuatorial, se forma un surco de división más pronunciado hasta llegar a dos células hijas. En las plantas se da por las vesículas colocadas en el plano ecuatorial generadas por el Complejo de Golgi. Estás vesículas tienen el papel de construir la pared celular y con la lamela que funciona de cemento.

Mitosis Stages.svg. De Ali Zifan. Dominio público, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Mitosis_Stages.svg

Regulación del Ciclo celular

Las células necesitan condiciones favorables para realizar el ciclo celular en especial la división celular donde; el ambiente, nutrición, ph y temperatura son esenciales para que se pueda decidir en gastar esa energía, por eso existen los puntos de control, donde sí un factor externo es molestado, para el ciclo hasta que las condiciones sean las adecuadas y se inicia donde se haya quedado el proceso. Para entrar en el ciclo las células reciben señales externas, como nutrientes o factores de crecimiento. Luego pasan el denominado punto de restricción, que es el paso de G1 a S, el avance en el ciclo depende de la propia maquinaria celular. La progresión en el ciclo celular está regulada por la acción de las proteínas CDKs, que son quinasas dependientes de ciclinas, y por las ciclinas. Las quinasas son proteínas que se encargan de fosforilar determinados sustratos, como otras proteínas (Solomon et. al., 2013). Ciclinas y CDKs en cada fase;

s La

g1 Para la entrada en G1 y el avance en la fase G1 se requieren altos niveles de la ciclina D, que se une a CDK4 y CDK6.

Una vez que la célula ha entrado en la fase M, la mitosis es regulada por la ciclina B unida a la CDK1.

transición de G1 a S ocurre cuando hay altos niveles de la ciclina E, que se une a la CDK2. Luego en la fase S, la replicación del ADN tiene lugar cuando suben los niveles de ciclina A, que se une también a la CDK2.

g2 Para la transición de G2 a M, siguen habiendo altos niveles de ciclina A, pero cuando se une a la CDK1 es cuando ocurre esta transición.

Puntos de control en el ciclo celular, debido a la importancia del ciclo celular, hay varios puntos que se comprueban el cumplimiento de determinadas condiciones en la célula, y si carecen de ellas el ciclo no avanza. En la transición G1/S se verifica si la célula ha adquirido el tamaño necesario para la división, tiene suficientes nutrientes y el estado del ADN. Luego que la célula ha superado este punto de control y su genoma se ha duplicado, se cerciora del replicado adecuado. Si es así, la célula entra en mitosis, nuevamente otro punto de control durante este proceso. Para pasar de la metafase a la anafase se analiza que los cromosomas estén bien alineados y unidos al huso cromático, para un reparto equitativo del genoma a las dos células hijas (Martínez, 2021).

Reproducción sexual

Es el proceso cuando una célula pasa sus genes a la siguiente generación ya se a de forma asexual, colocándose, o sexual, combinación de genes entre mismas especies y distintos individuos, existen dos tipos (Solomon et. al., 2013):

Asexual En la reproducción asexual sólo se rompe, brota o fragmenta un solo progenitor para producir dos o más individuos. En la mayor parte de los tipos de reproducción asexual eucariota, todas las células son el resultado de divisiones mitóticas, de manera que sus genes y rasgos heredados son semejantes a los del progenitor. A este grupo de organismos genéticamente idénticos se le llama clon. En la reproducción asexual, los organismos que están bien adaptados a su ambiente producen nuevas generaciones de organismos similarmente adaptados. La reproducción asexual ocurre de manera rápida y eficiente, porque el organismo no necesita invertir tiempo y energía para encontrar una pareja.

Sexual La reproducción sexual implica la unión de dos células sexuales, o gametos, para formar una sola célula llamada cigoto. En general dos padres distintos contribuyen con los gametos, pero en algunos casos un solo padre aporta ambos gametos. En el caso de animales y plantas, las células huevo y espermas son los gametos, y el huevo fertilizado es el cigoto. La reproducción sexual da como resultado variaciones genéticas entre la descendencia.

https://bit.ly/3vdgKtF

Investigadores de la Universidad de Bielefeld utilizaron microscopía de escaneo láser confocal (CLSM) para capturar las primeras imágenes tridimensionales de alta resolución de la división celular en células vivas de la microalga Volvox carteri e identificaron nuevas estructuras celulares involucradas en el proceso.

Mitosis Stages.svg. De Ali Zifan. Dominio público, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Mitosis_Stages.svg

Meiosis

El término meiosis significa “hacerlo más pequeño”, y el número de cromosomas se reduce a la mitad. En la meiosis una célula diploide experimenta dos divisiones celulares, produciendo potencialmente cuatro células haploides. Es importante notar que las células haploides no contienen justamente cualquier combinación de cromosomas, sino un miembro de cada par homólogo. Los eventos de la meiosis son similares a los eventos de la mitosis, con cuatro importantes diferencias: La meiosis implica dos sucesivas divisiones nucleares y citoplásmicas, generando hasta cuatro células. A pesar de dos sucesivas divisiones nucleares, el ADN y otros componentes cromosómicos se duplican sólo una vez, durante la interfase anterior a la primera división mitótica. Cada una de las cuatro células producidas por meiosis contiene el número cromosómico haploide, es decir, sólo un conjunto de cromosomas que contienen sólo un representante de cada par homólogo. Durante la meiosis, cada par de cromosomas homólogos se mezcla, así cada una de las células haploides resultantes tiene prácticamente una única combinación de genes (Solomon et. al., 2013)..

profase l

Meiosis I

La cromatina comienza a condensarse dando la sinapsis dando dos cromosomas homólogos donde se alinean y se condensan aún más. Luego los cromosomas homólogos se mantienen juntos en regiones específicas, llamadas quiasmas y sucede el entrecruzamiento. quiasma

Meiosis: diagrama esquemático de Crossover. De Boumphreyfr, Dominio público. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/87/Meiosis_crossover.png

metafase l

Cuando las tétradas se alinean sobre el plano medio de la célula. Ambos cinetocoros hermanas de un cromosoma duplicado están unidos al mismo polo mediante fibras del huso, y ambos cinetocoros hermanas del otro cromosoma homólogo duplicado están unidos al polo opuesto.

anafase l

Los cromosomas homólogos apareados se separan y se mueven hacia polos opuestos que recibe una combinación aleatoria de cromosomas maternos y paternos, pero sólo un miembro de cada par homólogo está presente en cada polo. Las cromátidas hermanas permanecen unidas a sus regiones centrómeras. Otra vez, esto difiere de la anafase mitótica, en la que las cromátidas hermanas se separan y se mueven a polos opuestos.

telofase l

Las cromátidas generalmente se relajan un poco, la envoltura se puede reorganizar, y se realizar la citocinesis. Cada núcleo en la telofase I contiene el número de cromosomas haploide, pero cada cromosoma es un cromosoma duplicado (consiste en un par de cromátidas). En nuestro ejemplo, 2 cromosomas duplicados están en cada polo, para un total de 4 cromátidas; los humanos tienen 23 cromosomas duplicados (46 cromátidas) en cada polo.

En general se sigue una etapa tipo interfase llamada intercinesis que no es una verdadera interfase: no existe la fase S y por lo tanto no hay replicación de ADN. La intercinesis es breve en la mayoría de los organismos y en algunos no hay.

profase ll

Meiosis II

Usualmente los cromosomas permanecen parcialmente condensados entre divisiones, la profase II su división meiótica es breve que en muchos aspectos es similar a la profase mitótica. No existe apareamiento de cromosomas homólogos (claramente, sólo un miembro de cada par está presente en cada núcleo) y no hay entrecruzamiento.

anafase ll

Los cromosomas se alinean sobre los planos medios de sus células. En los diagramas se pueden distinguir fácilmente la primera y segunda metafases; en la metafase I las cromátidas están arregladas en paquetes de cuatro (tétradas), y en la metafase II están en grupos de dos (como en la metafase mitótica). Esto no siempre es obvio en células vivas.

anafase ll

Las cromátidas, unidas a las fibras del huso en sus cinetocoros, se separan y se mueven hacia polos opuestos, justo como lo harían en la anafase mitótica. Como en la mitosis, cada ex cromátida ahora es referida como un cromosoma.

telofase ll

Existe un representante para cada par homólogo en cada polo. Cada uno es un cromosoma no duplicado (único). Las envolturas nucleares se forman de nuevo, los cromosomas gradualmente se alargan para elaborar fibras de cromatina, y ocurre la citocinesis.

Las dos sucesivas divisiones de meiosis producen cuatro núcleos haploides, cada uno con un cromosoma de cada tipo. Cada célula haploide resultante tiene una diferente combinación de genes.

Meiosis diagrama. Wikimedia Commons https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/54/Meiosis_diagram.jpg

En el siguiente video podrá de forma gráfica como se realiza la meiosis en una forma clara y rápida. https://www.youtube.com/watch?v=FphFxayBcX0

Principios Básicos de la Herencia

Gregor Mendel Gregor Mendel (1822 – 1884), a menudo llamado el "padre de la genética," fue un maestro, aprendiz de por vida, científico y hombre de fe. Sería justo decir que Mendel tenía mucha determinación: perseveró a través de circunstancias difíciles para hacer algunos de los descubrimientos más importantes en biología (Khan Academy, 2016). El esquema común de la herencia y muchos hechos básicos de los genes y los alelos, así como de la distribución de los alelos en gametos y cigotos durante la reproducción sexual fueron descubiertos por un monje austriaco llamado Gregorio Mendel a mediados del siglo XIX, mucho antes de que se descubrieran el ADN, los cromosomas o la meiosis. (Audesirk et al., 2016).

Portrait of Gregor Johann Mendel, Garrison. De desconocido. Dominio público. https://bit.ly/3EI8Paz

La herencia Es la transmisión de información genética de progenitores a su descendencia, generalmente sigue patrones predecibles en organismos tan diversos como humanos, pingüinos, levadura de panadería, y girasoles (Solomon et al., 2013)

La genética La ciencia de la herencia, estudia similitudes genéticas y la variación genética, las diferencias entre progenitores y su descendencia o entre individuos de una población (Solomon et al., 2013).

Leyes de Mendel Ley de Uniformidad Establece que si se cruzan dos razas puras para un determinado carácter, los descendientes de la primera generación son todos iguales entre sí (igual fenotipo e igual genotipo) e iguales (en fenotipo) a uno de los progenitores (Valega, 2017).

Ley de Independencia de Caracteres Establece que los caracteres son independientes y se combinan al azar. En la transmisión de dos o más caracteres, cada par de alelas que controla un carácter se transmite de manera independiente de cualquier otro par de alelos que controlen otro carácter en la segunda generación, combinándose de todos los modos posibles (Valega, 2007).

Si deseas adquirir más concocimientos de las Tres Leyes de Mendel, visita el siguiente link: https://youtu.be/LXXK2l1pdv8

Ley de Segregación Establece que los caracteres recesivos, al cruzar dos razas puras, quedan ocultos en la primera generación, reaparecen en la segunda en proporción de uno a tres respecto a los caracteres dominantes. Los individuos de la segunda generación que resultan de los híbridos de la primera generación son diferentes fenotipicamente unos de otros; esta variación se explica por la segregación de los alelos responsables de estos caracteres, que en un primer momento se encuentran juntos en el híbrido y que luego se separan entre los distintos gametos (Valega, 2017).

Tabla de Punnet tercera ley de Mendel. De Chinea. Dominio público. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Tabla_de_Punn et_tercera_ley_de_Mendel.jpg

Los resultados de Mendel fueron inconsistentes con la hipótesis de herencia mezclada en una forma más convincente. Mendel estuvo muy tranquilo con el lado teórico de la biología porque él también fue un estudiante de física y matemáticas. Por lo tanto, propuso que cada tipo de característica heredada de un organismo es controlado por dos factores que se comportan de manera semejante a partículas discretas y que están presentes en cada individuo (Solomon et al., 2013).

Modelo de Mendel de la herencia Formas alternativas de un “factor” para tomar en cuenta las variaciones de los rasgos heredados. Aunque Mendel sólo observó dos formas para cada factor que estudió, actualmente se sabe que muchos genes tienen más de dos alelos (Solomon et al., 2013). Los rasgos heredados pasan de los progenitores a su descendencia como factores sin modificación. Mendel no observó la descendencia de aspecto intermedio, como lo hubiera predicho la hipótesis de herencia mezclada. Ahora se conocen excepciones a este concepto (Solomon et al., 2013). Cada individuo tiene dos conjuntos de factores, uno de cada par heredado proviene de la madre y otro del padre. No importa qué progenitor contribuye con cuál conjunto de factores (Solomon et al., 2013) Los factores apareados se separan durante la formación de las células reproductivas (principio de segregación). Debido a la meiosis, descubierta después de la época de Mendel, cada progenitor transfiere un conjunto de factores a cada descendiente (Solomon et al., 2013). Los factores se pueden expresar o esconder en una generación dada, pero nunca se pierden. Por ejemplo, los factores no expresados en la generación F1 reaparecen en algunos individuos F2 (Solomon et al., 2013). Cada factor se pasa a la siguiente generación independientemente de todos los otros factores (principio de transmisión independiente). Desde el tiempo de Mendel, la investigación ha revelado que existen excepciones a este principio (Solomon et al., 2013).

Herencia Cromosomas Fue una genialidad que Mendel haya conjeturado los principios de segregación y de transmisión independiente sin conocer sobre la meiosis o la teoría cromosómica de la herencia. Esta última también ayuda a explicar ciertas aparentes excepciones a la herencia mendeliana. Una de esas excepciones implica genes ligados (Solomon et al., 2013). Alrededor del inicio de 1910, la investigación del genetista Thomas Hunt Morgan y de sus estudiantes graduados extendió el concepto de la teoría cromosómica de la herencia (Bergmann, 2011). Entre las observaciones que apoyan la teoría cromosómica de la herencia se incluyen:

Un recién descubrimiento revela que unos científicos lograron por primera vez hacer una secuencia completa de un genoma humano, descubre más en: https://elpais.com/ciencia/2022-03-08/cientificoschinos-consiguen-que-una-ratona-tenga-hijos-sinnecesidad-de-esperma-ni-sexo.html

Esquema del Cariograma Humano. De AGeremia. Dominio público. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Human_karyogram.svg

Los cromosomas, como los genes de Mendel, vienen en pares equivalentes (homólogos) en un organismo. Para los genes y los cromosomas, un miembro del par viene de la madre y el otro viene del padre. Los miembros de un par homólogo se separan en la meiosis, así que cada espermatozoide u óvulo recibe solo un miembro. Este proceso refleja la segregación de los alelos en gametos en la ley de la segregación de Mendel. Los miembros de diferentes pares de cromosomas se reparten en gametos de manera independiente en la meiosis, justo como los alelos de diferentes genes en la ley de distribución independiente de Mendel (Solomon et al., 2013)

56 Una fuerte confirmación de esta conclusión vino después, de parte de un estudiante de Morgan, Calvin Bridges. Bridges demostró que algunas moscas raras, hembras o machos con ojos de colores inesperados, se producían a través de la no disyunción (falta de separación) de los cromosomas sexuales durante la meiosis; básicamente, la excepción que probó la regla. Morgan también encontró mutaciones en otros genes que no eran heredadas con un patrón sexual específico. Ahora sabemos que los genes se transmiten en cromosomas sexuales y no sexuales, en especies desde la mosca de la fruta hasta los humanos (Bergmann, 2011).

Herencia autosómica recesiva. De Techso01. Dominio público. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c7/Autosomal_recessive_ -_es.svg

En algunas especies, los factores ambientales ejercen un gran control sobre el sexo del individuo. Sin embargo, los genes son los más importantes determinantes sexuales en la mayoría de los organismos eucariotas. En los mamíferos, el sexo de un individuo está determinado por un par especial de cromosomas, los cromosomas sexuales. Las hembras tienen dos cromosomas sexuales idénticos, llamados cromosomas X, mientras que los machos tienen un cromosoma X y un cromosoma. Aunque el cromosoma Y es mucho más pequeño que el cromosoma X, una pequeña parte de ambos cromosomas sexuales es homólogo. Como resultado, los cromosomas X y Y se emparejan durante la profase de la meiosis y se separan en la anafase I. Los demás cromosomas, que se presentan en pares con la misma apariencia en hembras que en machos, se llaman autosomas. En los organismos en que los machos son XY y las hembras XX, el cromosoma sexual que porta el espermatozoide determina el sexo del producto. En la formación de los espermatozoides, los cromosomas sexuales se separan y cada espermatozoide recibe el cromosoma X o el cromosoma Y (más un miembro de cada par de autosomas) (Audesirk et al., 2016).

Extensiones de Genetica Mendeliana Dominancia Incompleta Se presenta cuando el fenotipo de la descendencia resulta de la expresión simultánea de los alelos posibles de un mismo gen, se trata de un tipo de herencia en la que ningún carácter domina completamente sobre el otro, esto se debe que en este tipo de cruzamiento no se suelen utilizar letras minúsculas para presentar los alelos. Es un mecanismo hereditario que ocurre cuando los descendientes de una cruza manifiestan rasgos tanto del carácter dominante como del recesivo de forma intermedia (Solomon et al., 2013).

Cruzamento entre uma galinha de linhagem pura com plumagem preta e outra de plumagem branca. De Elisa Angelo. Dominio público. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/57/Exemplo_d e_domin%C3%A2ncia_incompleta_em_galinhas_andaluzas.jpg

Codominancia Ambos alelos se expresan por igual en la descendencia, pero sin mezclarse por completo como en la descendencia intermedia, grupo sanguíneo ABO. es un ejemplo de la codominancia, este el alelo dominante se marca como IA (es la sangre tipo A), IB (es la sangre tipo B), o i (es la sangre tipo O). El tipo de sangre AB se expresa IAIB , el tipo de sangre O se expresa como i i y los demás se expresan, el tipo A como IA IA o como IAi y el tipo B IB IB o como IBi (Solomon et al., 2013). Alelos Múltiples

Si en la población tienen existen tres o más alelos para un locus dado. Algunos alelos se pueden identificar por la actividad de cierta enzima o mediante alguna otra característica bioquímica pero no producen un obvio fenotipo otras en cambio producen un fenotipo fácilmente reconocible y pueden diferenciarse ciertos patrones de dominancia cuando los alelos se combinan en diversas formas (Solomon et al., 2013).

58 Un solo gen puede afectar al genotipo

Los loci han controlado la aparición de rasgos únicos. Sin embargo, la relación del gen al rasgo puede no tener una base genética única. La mayor parte de los genes afectan a varias características distintas. La habilidad de un solo gen sobre múltiples efectos se conoce como pleiotropía. La mayoría de los casos de pleiotropía se pueden rastrear a una sola causa fundamental (Solomon et al., 2013).

Los alelos de diferentes loci pueden interactuar para producir un fenotipo

Varios pares de alelos pueden interactuar para afectar a un solo fenotipo o un par puede inhibir o revertir el efecto de otro par La epistasis es un tipo común de interacción genética en la cual la presencia de ciertos alelos de un locus puede evitar o enmascarar la expresión de alelos de un diferente locus y en su lugar expresar su propio fenotipo (Solomon et al., 2013).

Los

genes

interactúan

con

ambiente para formar al fenotipo

El rango de las posibilidades fenotípicas que se pueden desarrollar a partir de un solo genotipo bajo diferentes condiciones ambientales se conoce como la norma de reacción. En ciertos genotipos la norma de reacción está muy limitada. En otros genotipos la norma de reacción es muy amplia. Aunque las interacciones entre genes y el ambiente influyen sobre los fenotipos de muchos caracteres, es difícil determinar las contribuciones exactas de los genes y del ambiente a un fenotipo dado (Solomon et al., 2013).

Los alelos de diferentes loci pueden interactuar para producir un fenotipo

Muchos caracteres humanos, como la altura, forma corporal, y pigmentación de la piel, no son heredados a través de alelos en un solo locus. Los alelos en varios, loci afectan a cada carácter. La herencia poligénica se aplica cuando múltiples pares independientes de genes tienen similares y aditivos efectos sobre el mismo carácter.

Biogeoloia. De desconocido. Dominio público. https://bioygeologia.weebly.com/uploads/4/8/2/5/48255833/6480358.jpg?379

La antropóloga Dra. Nina Jablonski de la Universidad Penn State nos cuenta cuál es la evidencia de que las diferentes tonalidades de piel en poblaciones humanas son el resultado de adaptaciones a la intensidad de la radiación ultravioleta en diferentes partes del mundo: https://www.youtube.com/watch?v=e6wyo2Y-vjQ

Adn

Rosalind Franklin (25 de julio de 1920 - 16 de abril de 1958), química que hizo contribuciones vitales a la comprensión de las finas estructuras moleculares del ADN y el ARN. Franklin es mejor conocida por su trabajo sobre imágenes de difracción de rayos X del ADN, que James Watson y Frances Crick utilizaron para formular su hipótesis de 1953 sobre la estructura del ADN. imagen © Museo de Londres

60 Evidencias de ADN como

material hereditario

Los científicos comenzaron a investigar las propiedades químicas únicas del ADN mucho antes de que se entendiera la estructura de la molécula, e incluso antes de que se descubriera que el ADN era el material genético. A fines del siglo XIX, J. Friedrich Miescher, un químico suizo que trabajaba en Alemania, estaba estudiando los glóbulos blancos (leucocitos). Debido a que los glóbulos blancos son el componente principal del pus, Miescher iría al hospital cercano y recolectaría el pus de los vendajes usados. Encontró que el núcleo de estas células era rico en una sustancia entonces desconocida que contenía varios elementos, entre ellos fósforo y nitrógeno. Llamó a esta sustancia "nucleína" porque se encontraba en el núcleo de las células. Ahora sabemos que la "nucleína" de Miescher (más tarde rebautizada

como ácido nucleico, por sus propiedades químicas ácidas) contenía ADN. (Nathan H. Lents, Ph.D., 2009). A principios del siglo XX, el bioquímico lituanoestadounidense Phoebus Levene profundizó en la composición química del ácido nucleico y pudo purificar aún más el material. Aunque Levene no fue el primer científico en purificar con éxito el ADN, estaba excepcionalmente calificado para determinar correctamente su composición: tenía una amplia experiencia en el área de la química de carbohidratos y azúcares. Cuando Levene analizó las propiedades químicas del ácido nucleico, descubrió que el ADN abundaba en tres cosas: azúcares de cinco carbonos (pentosas), fosfato (como había descubierto previamente Miescher) y bases nitrogenadas.

Así, Levene dedujo correctamente que la molécula de ADN estaba formado por moléculas más pequeñas unidas entre sí, y estas moléculas más pequeñas, a las que llamó nucleótidos, estaban formadas por tres partes: un azúcar de cinco carbonos, un grupo fosfato (PO 4) y una de las cuatro posibles bases nitrogenadas: adenina, citosina, guanina o timina (a menudo abreviadas A, C, G y T).(Nathan H. Lents, Ph.D., 2009). Levene estaba en lo correcto al identificar las tres partes de un nucleótido y determinar que los nucleótidos estaban unidos para formar el ADN; sin embargo, en 1928, también propuso incorrectamente que uno de cada uno de los cuatro nucleótidos estaba unido en una pequeña molécula circular y que estos "tetranucleótidos" eran la base del ADN ( Levene y London, 1928). Como pensaba que el ADN era una estructura circular simple, Levene rechazó la idea de que pudiera ser el material genético y se puso firmemente del lado de quienes creían que las proteínas contenían el código genético de los organismos. Sin embargo, mucho más tarde, en la década de 1940, el científico austriaco-estadounidense Erwin Chargaff informó que el ADN de varias especies de formas de vida tenía diferentes cantidades de los cuatro nucleótidos (Vischer y Chargaff, 1948). Esto argumentaba fuertemente en contra de la hipótesis de

61 Levene de que el ADN era simplemente un tetranucleótido circular, y los científicos comenzaron a proponer otras posibles estructuras de la molécula de ADN. A pesar de lo que se equivocó, las contribuciones de Levene a nuestra comprensión de la molécula de ADN fueron sustanciales. Gracias al trabajo de Levene y varios otros, la estructura química de los nucleótidos individuales se estableció a principios de la década de 1910. Ley de Chargaff

Este fue un consejo vital para Watson y Crick, que los llevó a desarmar su modelo y comenzar a construir uno nuevo. Esta vez, construyeron la doble hélice con los esqueletos de azúcar y fosfato en el exterior de la hélice y las bases nitrogenadas mirando hacia adentro. Se dieron cuenta de que las bases de nitrógeno de las dos hebras ahora estarían cerca una de la otra y probablemente interactuarían. Una prueba crucial que les ayudó a resolver esto provino de los estudios de Erwin Chargaff . Además de demostrar que diferentes organismos tenían diferentes cantidades de las cuatro bases nitrogenadas del ADN, en 1951, Chargaff también informó que la cantidad de adenina (A) siempre es igual a la cantidad de timina (T) y la cantidad de citosina (C) siempre es igual a la cantidad de guanina (G). Esto ahora se conoce como " ley de Chargaff ". (Nathan H. Lents, Ph.D., 2009).

Estructura del

ADN

El descubrimiento de la doble hélice

Una vez que se entendieron por completo los componentes básicos del ADN, a fines de la década de 1940 y principios de la de 1950, los científicos comenzaron a estudiar la estructura más grande del ADN tomando imágenes de difracción de rayos X de moléculas de ADN purificadas. Sin embargo, las imágenes que tomaron no eran consistentes con una cadena lineal simple de nucleótidos. En cambio, las imágenes argumentaban que el ADN es aún más complejo y tiene una forma muy regular y simétrica.

El ADN está organizado en cromosomas. En las células eucariotas los cromosomas son lineales, mientras que los organismos procariotas, como las bacterias, presentan cromosomas circulares. Para cada especie, el número de cromosomas es fijo. Por ejemplo, los seres humanos tienen 46 cromosomas en cada célula somática (no sexual), agrupados en 23 pares, de los cuales 22 son autosomas y un par es sexual. Una mujer tendrá un par de cromosomas sexuales XX y un varón tendrá un par XY. (ChileBio, 2018). Cada cromosoma tiene dos brazos, ubicados por arriba y por debajo del centrómero. Cuando los cromosomas se duplican, previo a la división celular, cada cromosoma está formado por dos moléculas de ADN unidas por el centrómero, conocidas como cromátidas hermanas.(ChileBio, 2018).

Fotografía 51. De Rosenfeld Media. Dominio publico, https://www.flickr.com/photos/rosenfeldmedia/49781103008

https://www.infosalus.com/salud-investigacion/noticia-desarrollan-nueva-etiquetaadn-fluorescente-revela-caracteristicas-nanoscopicas-cancer-20220315072548.html Desarrollan una nueva etiqueta de ADN fluorescente que revela las características nanoscópicas del cáncer

Este descubrimiento podría mejorar los diagnósticos del cáncer, además de clasificar el riesgo de un desarrollo futuro del mismo

El ADN se compone de dos cadenas, cada una formada por nucleótidos. Cada nucleótido, a su vez, está compuesto por un azúcar (desoxirribosa), un grupo fosfato y una base nitrogenada. Las bases nitrogenadas son cuatro: adenina (A), timina (T), citosina (C), y guanina (G), y siempre una A se enfrenta a una T y una C se enfrenta a una G en la doble cadena. Las bases enfrentadas se dice que son complementarias. El ADN adopta una forma de doble hélice, como una escalera caracol donde los lados son cadenas de azúcares y fosfatos conectadas por “escalones”, que son las bases nitrogenadas. La molécula de ADN se asocia a proteínas, llamadas histonas, y se encuentra muy enrollada y compactada para formar el cromosoma. (ChileBio, 2018). La doble hélice de ADN con las bases nitrogenadas complementarias que se ubican hacia dentro y establecen uniones no covalentes (o fuerzas de atracción) entre sí que mantienen la estructura de la molécula. Las desoxirribosas (azúcares) y los grupos fosfato constituyen las columnas de la molécula.(ChileBio, 2018). Cuando la célula se divide, cada nueva célula que se forma debe portar toda la información genética, que determine sus características y funciones. Para eso

antes de dividirse, el ADN debe replicarse, es decir generar una copia de sí mismo. Durante la replicación, la molécula de ADN se desenrolla, separando sus cadenas. Cada una de éstas servirá como molde para la síntesis de nuevas hebras de ADN. Para eso, la enzima ADN-polimerasa coloca nucleótidos siguiendo la regla de apareamiento A-T y C-G. El proceso de replicación del ADN es semiconservativo, ya que al finalizar la duplicación, cada nueva molécula de ADN estará conformada por una hebra “vieja” (original) y una nueva. Configuración antiparalela

La revelación final que permitió a Watson y Crick completar su modelo llegó en un momento descrito como "un golpe de inspiración" cuando Watson se dio cuenta de que los nucleótidos encajarían si uno estaba "al revés" en relación con el otro. (Según Watson, vio esta posibilidad mientras estaba sentado frente a Crick en una pequeña mesa, ambos trabajando con pequeños modelos de nucleótidos). Esta orientación invertida ocurriría si las dos cadenas que se envuelven entre sí no apuntan en misma dirección, pero en direcciones opuestas. Por lo tanto, se dice que estos dos hilos son antiparalelos, como el tráfico en una carretera de dos carriles.

Replicación del ADN La síntesis de ADN La estructura de la molécula de ADN de doble cadena dio pistas poderosas sobre cómo se podría copiar con precisión el ADN. Específicamente, el emparejamiento de bases complementarias del ADN sigue un patrón estricto que nos permite predecir con precisión cómo se ve una hebra de ADN con solo mirar la otra hebra complementaria. Dicho de otra manera, si alguien tomara una molécula de ADN regular, separara las dos hebras y nos mostrará solo una, podríamos enumerar con precisión la serie de nucleótidos de la hebra faltante. (Nathan H. Lents, Ph.D., 2010). Watson y Crick vieron esta posibilidad cuando terminaron su artículo diciendo: "No se nos ha escapado que el emparejamiento específico que hemos postulado sugiere inmediatamente un posible mecanismo de copia del material genético". Este posible mecanismo de copia se denomina replicación semiconservadora del ADN, porque si una célula duplicara su ADN de esta manera, la hélice del ADN se dividiría y la mitad de las dos nuevas dobles hélices retendrían el ADN de la hebra original. Si bien este esquema tiene sentido, al principio era solo una suposición lógica. No fue hasta finales de la década de 1950 que Matthew Meselson y Franklin Stahl realizaron el experimento científico eso mostró que la replicación del ADN era de hecho semi-conservadora. (Nathan H. Lents, Ph.D., 2010).

Cómo se separa el ADN Además de la búsqueda de más factores individuales involucrados en la replicación del ADN, el ensayo de síntesis de ADN permitió a los investigadores estudiar las propiedades de la síntesis de ADN. A medida que los científicos de todo el mundo comenzaron a estudiar la ADN polimerasa y la replicación del ADN, sabían que el modelo semiconservador de la replicación del ADN, como lo demostraron Meselson y Stahl, requiere que las dos hebras de ADN de la plantilla original se separen para poder ser copiadas por separado. Sin embargo, no se sabía cómo sucede esto. Los científicos habían observado que las dos hebras de ADN se mantienen muy unidas por los enlaces de hidrógeno entre los nucleótidos complementarios pares de bases de las dos hebras. En el laboratorio, la única manera de separar las dos hebras era calentando el ADN a temperaturas cercanas al punto de ebullición. Obviamente, no

es probable que las células vivas generen mucho calor para separar las dos hebras de ADN, por lo que quedó la pregunta: "Dentro de una célula viva, ¿qué es lo que separa las dos hebras originales de ADN para que puedan ser copiadas?" Debido a que el ADN de doble cadena es muy estable, los científicos sospecharon que debe haber un mecanismo elaborado para separar las dos cadenas. Dos grupos de investigación, incluido el de Arthur Kornberg, descubrieron la respuesta a fines de la década de 1970: una enzima a la que llamaron ADN helicasa. Esta enzima es capaz de separar las dos cadenas de ADN para que las dos cadenas individuales puedan servir como moldes para la ADN polimerasa, de acuerdo con el modelo semiconservador. Sin embargo, resulta que cuando la helicasa separa por primera vez una sección de ADN, no comienza al final de la molécula en el caso del ADN lineal, ni selecciona un lugar al azar. La "fusión"

65 inicial del ADN ocurre en lugares específicos, llamados orígenes de la replicación del ADN. Cada uno de estos crea una protuberancia en la doble hélice del ADN que es visible por microscopía electrónica. Estos bultos se llaman burbujas de replicación y representan sitios de síntesis de ADN. (Nathan H. Lents, Ph.D., 2010). Cuando se abre una burbuja de replicación y comienza la síntesis de ADN, la replicación procede en ambas direcciones, alejándose del origen. Una enzima ADN helicasa abre el camino, descomprimiendo el ADN parental a medida que avanza la replicación. Ambas regiones móviles de la síntesis de ADN se conocen como horquillas de replicación, que son los sitios en los que se ejecuta la replicación del ADN

Posibles modelos de replicación, de http://mrsbracesbiowiki.wikispaces.com Dominio Público.

https://www.infosalus.com/salud-investigacion/noticia-identifican-mecanismos-senalizacioncelulas-cancer-pancreas-podrian-ser-objetivos-tratamiento-20220112122337.html Identifican mecanismos de señalización en las células del cáncer de páncreas que podrían ser objetivos de tratamiento

Los investigadores definieron una serie de interacciones moleculares que conducen a una cascada de acontecimientos intracelulares. A través de su influencia en varios genes, el interferón altera los procesos metabólicos que sustentan la base del ADN de las células cancerosas, reduciendo el suministro de bloques de construcción bioquímicos necesarios para que el ADN sobreviva.

Expresion génica

Expresión Génica Del ADN a la proteina Aunque la secuencia de bases de ADN determina la secuencia de aminoácidos en polipéptidos, las células no utilizan la información en el ADN directamente. En su lugar, un ácido nucleico relacionado, el ácido ribonucleico (ARN), vincula al ADN con las proteínas. La expresión de un gen que codifica a una proteína, implica primero la realización de una copia de ARN con base en la información del ADN. Esta copia de ARN es la que proporciona la información que dirige la síntesis del polipéptido. Al igual que el ADN, el ARN es un polímero de nucleótidos, pero tiene algunas diferencias importantes. Aunque normalmente el ARN es una cadena simple, algunas moléculas pueden tener secuencias complementarias en las regiones internas que le permiten plegarse hacia atrás y emparejarse para formar cortos segmentos de cadena doble. Como se muestra en la , el azúcar en el ARN es la ribosa, que es similar a la desoxirribosa del ADN pero tiene un grupo hidroxilo en la posición La base uracilo sustituye a la timina y, al igual que la timina, es una pirimidina que puede formar dos enlaces de hidrógeno con la adenina. Por lo tanto, el uracilo y la adenina son un par complementario (Solomon, 2013). La base uracilo sustituye a la timina y, al igual que la timina, es una pirimidina que puede formar dos enlaces de hidrógeno con la adenina. Por lo tanto, el uracilo y la adenina son un par complementario (Solomon, 2013).

La base uracilo sustituye a la timina y, al igual que la timina, es una pirimidina que puede formar dos enlaces de hidrógeno con la adenina. Por lo tanto, el uracilo y la adenina son un par complementario (Solomon, 2013). En la mayor parte de procesos biológicos solo se usa el ADN en el proceso de reproducción, pero en vez del ADN se usa un mediador el ARN, que es una cadena copiada del ADN, pueden plegarse y emparejarse con cortos segmentos de cadena doble. Posee un uracilo que es el sustituto del uracilo, al igual que complementa una adenina Cadena modificante o molde Implica tomar la información de una secuencia del ADN y copiarlo como un ARN. ARN mensajero (ARNm) Consta de una cadena de que moviliza la información para elaborar la proteina. Hay muchos tipos de ellos por eso existen varios aminoácido para unirse a las moléculas de ARNt ARN ribosómico (ARNr) Tiene funciones catalizadoras requeridas para la síntesis de proteínas con una forma globular (Solomon, 2013).

Instituto de Genomica Innovadora

Transcripción

Es la transcripción de una secuencia de nucleótidos del ADN a una secuencia de ARN. ARN polimerasas necesitan ADN como molde o plantilla y poseen muchas similitudes con las ADN polimerasas. En todas las células eucariotas están presentes los tres ARN polimerasa, los cuales poseen sustrato para la reacción de polimerización que son los ATP y GTP (Solomon, 2013). Los tres tipos son: ARN polimerasa I cataliza las distintas síntesis de varias moléculas de los componentes ribosomales del ARNr

ARN polimerasa II cataliza la producción del ARNm codificante de proteína

ARN polimerasa III cataliza la síntesis de ARNt y una de las moléculas de ARNr.

La ARN polimerasa Las ARN polimerasas son enzimas que transcriben el ADN en ARN. Mediante un molde de ADN, la ARN polimerasa construye una nueva molécula de ARN a través del apareamiento de bases. Por ejemplo, si hay una G en el molde de ADN, la ARN polimerasa agregará una C a la nueva cadena creciente de ARN. La ARN polimerasa siempre construye una nueva cadena de ARN en la dirección 5' a 3'. Es decir, solo puede agregar nucelótidos (A,U, G, o C) al extremo 3' de la cadena. Las ARN polimerasas son enzimas grandes con varias subunidades, incluso en organismos simples como las bacterias. Los seres humanos y otros eucariontes tienen tres tipos diferentes de ARN polimerasas: I, II, y III. Cada una se especializa en la transcripción de cierta clase de genes. Las plantas tienen dos tipos adicionales de ARN polimerasa, IV y V, que están implicadas en la síntesis de ciertos ARN pequeños (Khan Academy).

El ARN se traduce para formar un polipéptido El ARN se traduce para formar un polipéptido. Este proceso se llama traducción porque implica la conversión del “lenguaje de ácido nucleico” en la molécula de ARNm al “lenguaje de aminoácido” de la proteína. En la traducción de las instrucciones genéticas para formar un polipéptido, cada secuencia de tres bases nucleótidas consecutivas en el ARNm, llamada codón, especifica un aminoácido. Por ejemplo, un codón que corresponde al aminoácido fenilalanina es 5”¬UUC¬3”. Como cada codón consiste en tres nucleótidos, el código se describe como un código de tripletes. A las asignaciones de los codones para aminoácidos y a las señales de inicio y de parada del proceso, se les conoce en conjunto como el código genético (Solomon 2013).

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Visión general de la transcripción La transcripción es el primer paso de la expresión génica. Durante este proceso, la secuencia de ADN de un gen se copia para formar un ARN. Antes de que pueda darse la transcripción, la doble hélice del ADN se debe desenrollar cerca del gen que se va a transcribir. La región de ADN que se abre se llama una burbuja de transcripción. La transcripción utiliza una de las dos hebras expuestas de ADN como plantilla; esta hebra se conoce como la hebra molde. El producto de ARN es complementario a la hebra molde y es casi idéntico a la otra hebra de ADN, llamada hebra no molde (o codificante). Sin embargo, hay una diferencia importante: en el ARN recién hecho, todos los nucleótidos T han sido sustituidos por nucleótidos U (Solomon, 2013).

El sitio en el ADN del que se transcribe el primer nucleótido se conoce como el sitio +1, o sitio de iniciación. Los nucleótidos que están antes del sitio de iniciación reciben números negativos y se dice que están aguas arriba. Los nucleótidos que se ubican después del sitio de iniciación se marcan con números positivos y se dice que están aguas abajo (Solomon 2013).

Si el gen que se transcribe codifica una proteína (que es lo que muchos genes hacen), la molécula de ARN se leerá para hacer una proteína en un proceso llamado traducción (Solomon, 2013). Esta molécula es el ácido ribonucleico, o ARN. El ARN es parecido al ADN pero tiene tres diferencias estructurales: 1. tiene usualmente una sola hebra 2. tiene el azúcar ribosa en lugar de desoxirribosa en la hebra 3. tiene la base uracilo en lugar de la base timina. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:DNA_transcription.jpg

70 Iniciación; Se comienza cuando un ARN polimerasa y proteínas asociadas se une a la cadena de una secuencia de nucleótidos inicial (AUG) del ADN, llamando a la región “promotor”. El ARN polimerasas se va moviendo más allá del promotor para iniciar la transcripción de la secuencia del ADN que codifica a las proteínas. Una vez que la ARN polimerasa ha reconocido al promotor correcto, desenrolla la doble hélice del ADN e inicia la transcripción, en este caso no se necesita de cebador como en la síntesis de ADN. El primer nucleótido en el extremo 5’ de una nueva cadena de ARN inicialmente retiene su grupo trifosfato

Enlogación: Como cada nucleótido añadido está incorporado al extremo 3’, el ARN transcrito pierde dos grupos fosfatos en una reacción exergónica, el grupo fosfato se incorpora al a la columna. El último nucleótido copiado del 3’ posee un grupo HO–

Terminación: Cuando el ARN polimerasa reconoce uno de los varios nucleótidos de terminación. Esta señal permite la separación del ARN polimerasa del ADN y del ARN recién sintetizado como en las bacterias, pero en las eucariotas el ARN polimerasa agrega nucleótidos a la molécula del ARN recién sintetizada, ahora llamada ARN mensajero o ARNm, al extremo 3’ habiendo una separación entre 10 a 35 nucleótidos de diferencia entre la secuencia de terminación. Una cadena particular puede servir como la cadena molde para algunos genes y como cadena no codificante para otros. Una molécula de ARNm completa tiene más información que la secuencia de nucleótidos que codifica una proteína. En bacterias y eucariotas, el ARN polimerasa inicia la transcripción de un gen ascendente (5’ — 3’) de la secuencia de ADN codificante para proteína, por lo tanto el ARNm tiene una secuencia líder no codificante en su extremo 5’,. La secuencia líder posee sitios especializados para la unión del ARNr o en la ribosoma para su correcta traducción, luego le sigue el codón iniciador e indica el comienzo de la secuencia codificante que contiene el mensaje real del polipéptido En el extremo de cada secuencia codificante, un codón de parada indica el extremo de la proteína. Los codones de parada, UAA, UGA, y UAG, finalizan mensajes bacterianos y eucariotas. Son seguidos por secuencias de terminación no codificantes 3’, que varían en longitud (Solomon, 2013).

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Traducción La conversión del código de tripletes de bases del ácido nucleico al alfabeto de 20 aminoácidos de los polipéptidos. La traducción requiere el funcionamiento coordinado de más de 100 tipos de macromoléculas, incluyendo la proteína y los componentes ARN de los ribosomas, ARNm, y los aminoácidos unidos a los ARNt. Los aminoácidos están formados enlaces peptídicos, que son enlaces unen a los grupos amino y carboxilo de aminoácidos adyacentes, para formar proteínas los cuales asegura tanto la formación de enlaces peptídicos como la unión de los aminoácidos en la secuencia correcta que especifican los codones en el ARNm (Solomon, 2013). ¿Cómo se traduce el lenguaje de las secuencias de nucleótidos del ADN y el ARN mensajero en el lenguaje de las secuencias de aminoácidos de las proteínas? Esta “traducción” depende de un “diccionario” llamado código genético. El código genético traduce la secuencia de las bases de los ácidos nucleicos a la secuencia de aminoácidos de las proteínas (Audesirk, 2016). ¿Qué combinaciones de bases codifican cuáles aminoácidos? Tanto el ADN como el ARN contienen cuatro bases diferentes: A, T (o U en el ARN), G y C. Sin embargo, las proteínas están compuestas por 20 aminoácidos diferentes, de modo que una base no puede codificar un aminoácido: no hay suficientes bases. Si una secuencia de dos bases codifica un aminoácido, habría 16 posibles combinaciones (las cuatro primeras bases emparejadas con las cuatro segundas bases: 4 4 16). Todavía no es suficiente para codificar los 20 aminoácidos. Una tercera secuencia de bases resulta en 64 posibles combinaciones 4 4 4 64), que es más que suficiente. A partir de este ejercicio matemático, el físico George Gamow formuló la hipótesis de que tres bases especifican un aminoácido (Audesirk, 2016).

El ARNm eucariota se modifica después de la transcripción y antes de la traducción Existen otras diferencias entre el ARNm bacteriano y el eucariota. Los ARNm bacterianos se utilizan inmediatamente después de la transcripción, sin más procesamiento. En las eucariotas, la copia original, llamada ARNm precursor, o preARNm, se modifica en diversas formas mientras permanece en el núcleo. Esa modificación postranscripcional y las actividades de procesamiento producen ARNm maduro para transporte y traducción. La modificación del mensaje eucariota inicia cuando el transcrito de ARN en crecimiento es de aproximadamente 20 a 30 nucleótidos de largo. En ese punto, las enzimas adicionan una caperuza 5”al extremo 5” de la cadena de ARNm. La caperuza está en la forma de un nucleótido inusual, la 7 metilguanosina, que está unida a la copia de ARNm mediante tres grupos fosfato. Los ribosomas eucariotas no pueden unirse a un mensaje sin caperuza. La caperuza también puede proteger el ARNm de ciertos tipos de degradación, y por lo tanto, puede explicar parcialmente por qué los ARNm eucariotas son mucho más estables que los ARNm bacterianos. Los ARNm eucariotas tienen vidas medias entre 30 minutos y 24 horas.

Una explicación sencilla y rápida sobre la traducción del ADNhttps://www.youtube.com/ watch?v=Ox2Z3PPHJyI

72 Componentes de la traducción Subunidad Mayor o ARNr Constituye un 60% de la masa de la ribosoma, la cual posee funciones catalizadoras y no transfiere información. Posee tres espacios para el ARNt y otro para la cadena en crecimiento de aminoácidos. Sitio P Se conoce así a el lugar peptídico, ya que sostiene a la cadena polipeptídica en crecimiento Sitio A Se le llama así al lugar aminoacil que ARNt entrega su siguiente aminoácido a la siguiente unidad de ARNt Sitio E Por el inglés exit, donde ya el ARNt dio su aminoácido a la cadena polipeptídica en aumento. Subunidad Menor Constituyen un 40% de la masa del ribosoma, no son tan católicas pero otorgan estabilidad Posee un espacio para el ARNm (Solomon, 2013).

Iniciación: El proceso es el mismo en todos los organismos, utiliza proteínas llamadas factores de iniciación las cuales se adhieren a la subunidad pequeña del ribosoma la cuál se adhiere al extremo 5’. El ARNt que transporta el primer aminoácido se le conoce como iniciador ARNt, el cual es la metionina (en las bacterias es eliminada pero en las eucariotas está conservada (Solomon, 2013).

Ciclos de enlongación repetidos Se agregan los aminoácidos uno por uno a la cadena polipeptídica en crecimiento aminoaci ARNt apropiado reconoce el codón en el sitio A y se une ahí mediante el emparejamiento d las bases de su anticodón con el codón de ARNm complementario, esta etapa de unió requiere varias proteínas llamadas factores de elongación. La uniones de los aminoácidos requieren de mucha energía en este caso GTP, trifosfato d guanosina, una molécula de transferencia de energía similar al ATP. Las uniones del sitio A son movidas al sitio P conforme se va moviendo la cadena de ARNm. así formándose un enlace peptídico. No requiere de energía ya que al formar el aminoac ARNt ya dio su energía el ATP, entonces se usa una ribozima llamada peptidil transferas que es un componente ARN de la subunidad ribosómica grande. La síntesis proteínica siempre procede del amino extremo hacia el carboxilo extremo de l cadena polipeptídica en crecimiento (Solomon, 2013).

Es la etapa final de la síntesis de proteínas el cuál finaliza con un factor de liberación,

la cual es una proteína que reconoce los varios tipos de codones de parada en el extremo de la secuencia del ARNm. Cuando el factor de liberación se une al Sitio A este automáticamente se libera, no necesita de ningún aminoácido, rompiendo así también en ARNt en el sitio P que es el último aminoácido de la cadena. Esta reacción de hidrólisis libera los polipéptidos recién sintetizados y también separa la estructura de traducción en sus partes: la molécula de ARNm, el factor de liberación, la molécula de ARNt en el sitio P, y las subunidades ribosómicas. Los dos subunidades pueden usarse para más tarde con nuevos ARNm y ARN chaperonas moleculares, ayudan a el plegado de la cadena polipeptídica recién sintetizada en su forma activa tridimensional (Solomon, 2013). En el siguiente link podrás observar y leer cómo sucede la traducción del ARN y cuál es el código genético que tiene los codones para la guía de aminoácidos https://es.khanacademy.org/scie nce/ap-biology/geneexpression-andregulation/translation/a/translati on-overview

Khan Academy Resumen de la transcripción

Mutaciones

Son daños o cambios en las secuencias de ADN, la mutación es más alta que la frecuencia de daño en el ADN. Esto se debe a que muchos organismos poseen sistemas para reparar las secuencias que fueron dañadas. Los errores en la replicación del ADN, los rayos ultravioleta de la luz solar, los compuestos químicos del humo del tabaco y un cúmulo de otros factores ambientales pueden cambiar la secuencia de bases del ADN. Estos cambios se llaman mutaciones. Las consecuencias para la estructura y función de un organismo dependen de cómo afecte la mutación el funcionamiento de la proteína codificada por el gen mutado (Solomon, 2013).

Las mutaciones pueden tener diversos efectos en la estructura y funcionamiento de las proteínas

Casi todas las mutaciones pueden clasificarse como sustituciones, supresiones, inserciones, inversiones o translocaciones (Solomon, 2013).

Inversiones y translocaciones

Las inversiones y las translocaciones ocurren cuando segmentos del ADN (a veces casi todo o todo un cromosoma) se rompen y se vuelven a unir, ya sea en el mismo cromosoma o en uno diferente. Estas mutaciones pueden ser relativamente benignas si genes completos con sus promotores simplemente pasan de un lugar a otro. Pero si un gen se divide en dos, ya no va a codificar una proteína completa y funcional. Por ejemplo, casi la mitad de los casos de hemofilia grave son causados por una inversión del gen que codifica una proteína necesaria para coagular la sangre (Audesirk, 2016).

75 Supresiones e inserciones Los efectos de las mutaciones por supresión y las mutaciones por inserción dependen de cómo se retiren o agreguen muchos nucleótidos. ¿Por qué? Piensa en el código genético: tres nucleótidos codifican un único aminoácido; por tanto, agregar o quitar tres nucleótidos suma o resta un solo aminoácido de la proteína codificada. En muchos casos, esto no altera gran cosa la función de la proteína; en cambio, la supresión o inserción de uno o dos nucleótidos o una supresión o inserción que no sea múltiplo de tres nucleótidos puede tener efectos catastróficos, porque todos los codones que siguen a la supresión o inserción quedarán alterados. Recuerda nuestra frase en castellano VANLOSDOSPORPAN formada con palabras de tres letras. Quitar o meter una letra (por ejemplo, eliminar la primera A) significa que las siguientes palabras de tres letras no tendrán sentido, como VNL OSD OSP ORP AN. De la misma manera, la mayor parte de —y posiblemente todos — los aminoácidos de la proteína sintetizada a partir de un ARNm que contenga esta mutación, denominada mutación por corrimiento del marco de lectura, estarán todos equivocados. A veces, uno de los nuevos codones después de una inserción o supresión será un codón de término, que dejará una proteína corta. Estas proteínas casi nunca funcionan. El gen defectuoso de miostatina de estos animales tiene una supresión en el nucleótido 11, lo que produce un codón de término prematuro que da por concluida la traducción antes de que se complete la proteína miostatina (Audesirk, 2016). Sustituciones Una sustitución de nucleótidos (también llamada mutación puntual) en un gen que codifica una proteína, produce uno de cuatro resultados. Tomemos, por ejemplo, las mutaciones que ocurren en el gen que codifica la betaglobina, una de las unidades de la hemoglobina, la proteína portadora del oxígeno en los glóbulos rojos. La otra unidad de la hemoglobina es la alfaglobina. Una molécula normal de hemoglobina tiene dos unidades alfa y dos beta. En todos los ejemplos, salvo el último, vamos a considerar el resultado de las mutaciones que ocurren en el sexto codón del gen de la betaglobina (CTC en el ADN, GAG en el ARNm), el cual especifica el ácido glutámico, un aminoácido cargado, hidrofílico y soluble en el agua (Audesirk, 2016).

Las causas de las mutaciones El ADN se rompe espontáneamente o no se copia correctamente La mayoría de las mutaciones que pensamos que son importantes para la evolución suceden de forma natural. Por ejemplo, cuando una célula se divide hace una copia de su ADN y, algunas veces, esa copia no es perfecta. Esa pequeña diferencia con la secuencia de ADN original es una mutación. Las rupturas espontáneas del DNA también pueden causar mutaciones.

Las influencias externas pueden causar mutaciones Las mutaciones también pueden producirse al ser expuestos a ciertos compuestos químicos o a radiaciones que pueden romper las cadenas de DNA. Las células tienen mecanismos para repara el DNA dañado o alterado, pero no son perfectos. Cualquiera que sea la causa, las mutaciones suceden desde el momento en que una célula lleva una secuencia de DNA ligeramente diferente a la original. En el siguiente video podrás ver como sucede una mutación genética en animación 3D https://www.youtube.com /watch?v=efstlgoynlk

En la siguiente noticia podrá ver como en un gen mutado puede dar a desencadenar una mayor propensión a contraer cáncer de mama tehttps://www.cope.es/actuali dad/sociedad/noticias/estudio -explica-desarrollo-del-cancermama-pacientes-conmutaciones-gen-brca120220407_2016641xto

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Glosario Semana 4: Organización celular

Semana 5: Membranas biológicas

Animáculos: Animal perceptible solamente con el auxilio del microscopio (Solomon 2013). Autótrofo: Que elabora su propia materia orgánica a partir de materias inorgánicas, de las que se nutre (Audesirk et al., 2016). Cianobacterias: Son un filo de organismos procariotas, autótrofos y unicelulares capaces de realizar fotosíntesis (Bernard, 2021). Cromatina: ADN en forma de olla de fideos (Audesirk et al., 2016). Fimbrias: Son unas organelas filamentosas que surgen de la membrana externa de las bacterias (Karp, 2022). Hematopoyéticas: inmadura que se puede transformar en todos los tipos de células sanguíneas, como glóbulos blancos, glóbulos rojos y plaquetas (Audesirk et al., 2016). Microvellosidades: Protuberancia o evaginación, en forma digital, que aparece en las células con un alto poder de absorción (Audesirk et al., 2016). Sistema endomembranoso: Es un sistema de membranas internas, estaría constituido por el retículo endoplasmático, el aparato de Golgi, peroxisomas, lisosomas y vacuolas (Karp, 2022). Subcelulares: Que posee una estructura más sencilla que la de la célula y está contenido en ella (Karp, 2022). Proteína tubulina: Proteína de un grupo que se encuentra en cantidades altas en el citoplasma (Megías, 2019).

Apoptosis: Tipo de muerte celular en la que una serie de procesos moleculares en la célula conducen a su muerte (Audesirk et al., 2016). Conexina: Son un grupo de proteínas del tipo transmembrana que forman los canales de uniones en hendidura en los vertebrados se extiende alrededor de toda la membrana (Armstrong, 2019). Córtex: densa red citoesquelética formada principalmente por microfilamentos de actina que recubre, por dentro, la membrana plasmática (Megías, 2019). Eritrocitos: Glóbulo sanguíneo (célula de la sangre) que se produce en la médula ósea y se encuentra en la sangre (Solomon, 2013). Gradiente electroquímico: Estos gradientes almacenan energía que se utiliza para impulsar otros sistemas de transporte (Rigalli, 2017). Glicoproteínas: Moléculas formadas por una proteína unida a uno o varios azúcares (Gómez, 2002). Liposomas: Son estructuras esféricas que se forman espontáneamente cuando los lípidos formadores se dispersan en un medio acuoso (Audesirk et al., 2016). Pinocitosis: Se conoce como pinocitosis a la forma en que la membrana celular envuelve líquidos que se encuentran en la parte externa de la célula hacia su interior (Megías, 2019). Plasmodesmos: Son canales que atraviesan la membrana y la pared celular (Audesirk et al., 2016). Presión hidrostática: Presión o fuerza que el peso de un fluido en reposo puede llegar a provocar (Solomon, 2013).

77 Semana 6: Rutas de liberación de energía Acetaldehído: Es un componente volátil, potente y genotóxico, el cual es sintetizado y detoxificado por la aldehído deshidrogenasa (Rivera et al., 2016). Bioluminiscencia: La bioluminiscencia es un proceso que se da en algunos organismos vivos, en donde se crea una reacción química que produce luz (BBC, 2013). Citrato: Sal del ácido cítrico. Es el primer compuesto intermedio del ciclo de Krebs, formado por la condensación entre el acetil-CoA y el oxalacetato (Solomon et al., 2013). Coenzima A: notable coenzima, en la oxidación y síntesis de ácidos grasos. La coenzima A se fabrica en la célula a partir de una de las vitaminas B (Solomon et al., 2013). Fosforilación: Proceso mediante el cual se agrega un grupo de fosfato a una molécula, como un azúcar o una proteína (Solomon et al., 2013). NADH (nicotinamida adenina dinucleótida): Es un cofactor o "asistente" importante que ayuda a las enzimas en el trabajo que éstas hacen en todo el cuerpo, provenientes de un átomo de hidrógeno (Solomon et al., 2013). PGA: ácido fosfato glicérico (Solomon et al., 2013). Sustrato: un compuesto que debe estar disponible para que se de una reacción, es de origen biológico (Chang, 2017) Transportador electrónico: mover electrones de un lugar a otro (Solomon et al., 2013). Tricarboxílico: Es un tipo de ácido orgánico de tres grupos funcionales carboxilos en su composición (Solomon et al., 2013).

Semana 7: Fotosíntesis CAM: ruta del metabolismo ácido de las crasuláceas (Solomon et al., 2013). Detritívoros: Los detritívoros se definen como organismos heterótrofos que se alimentan ingiriendo detritos. (Curiosoando, 2016). Fitoplancton: hace referencia, dentro del mundo de la biología, al conjunto de organismos de vida acuática que forman parte del plancton, caracterizados por ser capaces de alimentarse de manera autótrofa mediante la captación de energía solar durante el proceso fotosintético. (Roldán, 2020). Fluorescencia: Es cuando se absorbe la energía de la luz ultravioleta emitiendo la radiación luminosa (Solomon et al., 2013). Fotosistemas: en las membranas tilacoides, agrupamiento de clorofila, moléculas de pigmentos accesorios, proteínas y otras moléculas que, colectivamente, captan la energía luminosa, transfieren parte a los electrones y trasladan los electrones energéticos a una cadena adyacente de transporte de electrones (Audesirk et al., 2016). G3P: Gliceraldehído trifosfato(Solomon et al., 2013). Mesófilo: una capa con múltiples cavidades en donde hay mucha densidad de gases y vapor de agua (Porfiria - Síntomas y causas - Mayo Clinic, 2021). PEP: fosfoenolpiruvato (Solomon et al., 2013). Porfirina: Son esenciales para la función de la hemoglobina, proteína presente en los glóbulos rojos que se une a la porfirina, fija el hierro y transporta oxígeno tanto a los órganos como a los tejidos (Porfiria - Síntomas y causas - Mayo Clinic, 2021). Rubisco: Un azúcar de cinco carbonos, mediante la enzima ribulosa bifosfato carboxilasa oxigenasa (Solomon et al., 2013). Pleiotropía: Múltiples efectos fenotípicos o caracteres distintos producidos por la acción de un solo gen o par de genes. (Solomon et al., 2013).

Semana 8: Reproducción Celular Aneuploides: Presencia de uno o más cromosomas supernumerarios, o ausencia de cromosomas que lleva a desequilibrio en la dotación cromosómica. También se refiere a cualquier número de cromosomas que no es múltiplo exacto del número haploide (Karp, 2022). Célula hija: una de las dos células formadas en la división celular (Audersirk, et al., 2013). Centrómero: región de un cromosoma duplicado en la que las cromátidas hermanas se mantienen unidas hasta que se separan en la división celular (Audersirk, et al., 2013). Cigoto: Es el término general que se utiliza para designar a la unión de óvulo y espermatozoide con el fin de desarrollarse para formar un nuevo individuo de su especie (Karp, 2022). Cromosomas homólogos: Cromosoma de aspecto e información genética semejante a otro cromosoma con el que se aparea durante la meiosis (Audersirk, et al., 2013). Diploide: Dícese de una célula con pares de cromosomas homólogos (Audersirk, et al., 2013). Histonas: Tipo de proteína que se encuentra en los cromosomas (Karp, 2022). Huso mitótico: Estructura que separa a los cromosomas duplicados durante la anafase (Solomon, 2013). Leucocitos: Son un grupo diverso de células que se originan a partir de diferentes células precursoras (Karp, 2022). Tétrada: Cuando los cromosomas homólogos están unidos entre sí, se separan y se mueven a dos núcleos distintos (Solomon et. al., 2013).

Semana 9 y 10: Principios Básicos de la Herencia Autosoma: cromosoma somático que se presenta en pares homólogos en machos y hembras y que no lleva los genes que determinan el sexo (Audesirk et al., 2016). Células haploides: Constan de sólo una serie cromosómica (Solomon et al., 2013). F1:Un híbrido F1 es el producto resultante del cruce entre dos especies o variedades de plantas que da como resultado un híbrido de primera generación. En este producto se puede mantener el proceso de hibridación, es decir, puede seguir reproduciéndose (Karp, 2022). Fenotipo: características físicas de un organismo. Puede definirse como apariencia externa (como la coloración de una flor), como conducta, o en términos moleculares (como las glucoproteínas de los glóbulos rojos) (Audesirk et al., 2016). Gametos o células sexuales: Son células haploides, porque constan de sólo una serie cromosómica (Valega, 2007). Homólogo: Cromosomas que forman un par y se recombinan durante la meiosis. Tienen la misma estructura y los mismos loci pero distintos alelos, ya que cada uno procede de un progenitor (Karp, 2022). Ligamiento: herencia de ciertos genes como grupo, por ser parte del mismo cromosoma. Los genes ligados no presentan distribución independiente (Audesirk et al., 2016). Loci: ubicación física de un gen en un cromosoma (Audesirk et al., 2016). Prolíficos: es un adjetivo que evoca quién tiene la virtud de generar (o fertilizar). El término también se utiliza para referirse al autor o creador de muchas obras y cosas. Heterocigoto: Cuando los miembros del par alelo son distintos (Solomon et al., 2013).

79 Semana 12: Expresión Génetica Semana 11: El ADN Antiparalelas: Que se orientan o discurren en sentidos opuestos (Solomon et al., 2013). Alelo: Un alelo es cada una de las dos o más versiones de un gen. Un individuo hereda dos alelos para cada gen, uno del padre y el otro de la madre (Solomon et al., 2013). Célula somática: Las células somáticas son las más numerosas en los organismos. Cualquier célula del cuerpo puede ser somática exceptuando las células germinales o gametos, es decir, espermatozoides y óvulos. Las células germinales son diferentes debido a la meiosis (Solomon et al., 2013). Cigoto: Es el término general que se utiliza para designar a la unión de óvulo y espermatozoide con el fin de desarrollarse para formar un nuevo individuo de su especie (Karp, 2022). Enzimas: catalizador biológico, normalmente una proteína, que acelera la velocidad de reacciones biológicas específicas (Audesirk et al., 2016). Gen: unidad de la herencia. Segmento de ADN situado en un lugar particular de un cromosoma que codifica la información para la secuencia de aminoácidos de una proteína y, por consiguiente, rasgos particulares (Audesirk et al., 2016). Genotipo: Se refiere al perfil genético de un individuo a nivel del ADN. El genotipo podría indicar la presencia o ausencia de una variante patogénica, o describir las bases (letras) de ADN encontradas en un lugar específico del genoma (Karp, 2022). Glicina: La glicina es un aminoácido, concretamente el más pequeño y uno de los denominados “no esenciales”. Su papel es el de contribuir a formar las proteínas de nuestro organismo (Audesirk et al., 2016). Hélice: estructura secundaria de una proteína, parecida a un resorte (Audesirk et al., 2016). Nucleasas; están implicadas en la reparación del ADN (Audesirk et al., 2016).

Aminoácido: Subunidad de la que están formadas las proteínas, compuesta de un átomo de carbono central unido a un grupo amino (—NH2), un grupo carboxilo (—COOH), un átomo de hidrógeno y un radical, grupo variable de átomos denotado con la letra R (Karp, 2022). Anticodón: secuencia de tres bases en el ARN de transferencia que es complementaria de las tres bases de un codón del ARN mensajero (Audesirk et al., 2016). Células haploides: Constan de sólo una serie cromosómica (Valega, 2007). Codones: Es una secuencia de tres nucleótidos de ADN o ARN que corresponde a un aminoácido específico. El código genético describe la relación entre la secuencia de bases del ADN (A, C, G y T) en un gen y la secuencia correspondiente de la proteína que codifica (Karp, 2022). Codón de inicio: primer codón AUG en una molécula de ARN mensajero (Audesirk et al., 2016). Codón de terminación: codón en el ARN mensajero que termina la síntesis de una proteína y provoca que el ribosoma libere la cadena proteínica completa (Audesirk et al., 2016). Elongación: La elongación es una forma de lesión muscular que se manifiesta por un estiramiento excesivo del músculo. En ciertos casos, puede haber una pequeña rotura de algunas de las fibras musculares. Es una patología leve, que en periodo de 5 a 10 días debería estar solucionado (Karp, 2022). Genes recesivos: Manifiestan su efecto sólo en ausencia de su alelo dominante, vale decir, su efecto se produce sólo si aparece en doble dosis en las células del organismo (Valega, 2007). Mutación: cambio en la secuencia de bases del ADN en un gen. El término se usa para referirse a un cambio genético que es lo suficientemente importante para alterar el aspecto o la función del organismo (Audesirk et al., 2016).

Referencias