Hormona producida por el páncreas que aumenta la cantidad de glucosa en la sangre.
viernes, 23 de febrero de 2018
Cloroplasto
Orgánulo presente en las células de las plantas y algunas algas que contienen ADN, además de contar con el pigmento clorofila por medio del cual se realiza la fotosintesis.
martes, 12 de septiembre de 2017
La clasificación funcional de las proteínas
Cada célula contiene miles de proteínas diferentes que realizan funciones diversas. Te imaginarás que, ante tanta diversidad, es necesario clasificarlas. Una forma es agruparlas según sus funciones principales.
- Estructural: es la función que cumplen las proteínas de estructura más resistente. Forman los tejidos de protección y de sostén, parte del tejido conectivo, la piel, el cabello, etc., dándoles fuerza y elasticidad. Ejemplos: el colágeno de los cartílagos y tendones, la elastina de los ligamentos y la queratina del pelo y de las uñas.
- Contráctil: las proteínas contráctiles intervienen en el movimiento. Por ejemplo, la miosina y la actina son proteínas contráctiles que permiten la contracción de las fibras musculares. Otras, como la flagelina (del flagelo bacteriano), permiten la movilidad celular.
- Transporte: ciertas proteínas transportan sustancias de un lugar a otro, como la hemoglobina, que lleva el oxígeno y el dióxido de carbono en la sangre; la mioglobina, que cumple una función similar en los músculos, y las lipoproteínas, que transportan lípidos por la sangre. También se incluyen las proteínas que regulan el paso de moléculas a través de la membrana celular.
- Enzimática: algunas proteínas actúan como enzimas. Catalizan, es decir, controlan o regulan, la velocidad de las reacciones químicas en las células. Las lipasas, por ejemplo, secretadas por el páncreas, actúan sobre los lípidos (grasas) durante el metabolismo, degradándolos para luego poder ser absorbidos por el epitelio intestinal.
- Hormonal: las hormonas regulan la actividad fisiológica y metabólica de las células. Por ejemplo, la insulina y el glucagón, que regulan el metabolismo de la glucosa.
- Inmunológica: las principales proteínas que ejercen una función de defensa del organismo son las inmunoglobulinas, que constituyen los anticuerpos. Eliminan o neutralizan los agentes nocivos (antígenos) que ingresan en el organismo. En esta función debemos incluir la trombina, la fibrina y el fibrinógeno, que participan en la coagulación de la sangre.
- Reserva: algunas proteínas que cumplen con esta función son la ovoalbúmina de la clara de huevo y la lactoalbúmina de la leche, ya que constituyen una reserva de aminoácidos que nutren al embrión.
Las proteínas en los seres vivos
La insulina, esta hormona tiene una función muy importante, ya que participa activamente en el control de la glucemia. Y, como también sabes, la falta de insulina ocasiona un grave trastorno, la diabetes. Lo que nos interesa analizar ahora de la insulina es su naturaleza química, que ya adelantamos: se trata de una proteína.
¿Recordáis qué son las proteínas? Son macromoléculas de gran importancia biológica que cumplen una amplia variedad de funciones. Están formadas por cadenas de aminoácidos, compuestos orgánicos constituidos por carbono, hidrógeno, oxigeno, nitrógeno y, en algunos casos, azufre y fósforo.
¿Por qué decimos que las proteínas tienen una gran importancia biológica? Pensa que, prácticamente, no existe proceso biológico en el que no esté presente al menos una proteína.
Repasemos algunos ejemplos de la diversidad de proteínas. Por ejemplo, ante la presencia de un predador, los seres vivos pueden realizar una respuesta motora y huir rápidamente. La miosina y la actina son proteínas que permiten los movimientos celulares, y esto hace posible la contracción de los músculos. Se encuentran, también, en células flageladas, como los espermatozoides. En la membrana plasmática de las células hay distintos tipos de proteínas: están las que fijan el citoesqueleto, las que facilitan el pasaje de sustancias a través de la membrana, las que reciben las señales de otras moléculas y también las que traducen las señales que reciben las receptoras. Determinadas respuestas de los seres vivos están a cargo de hormonas, la mayoría de las cuales son proteínas.
¿Recordáis qué son las proteínas? Son macromoléculas de gran importancia biológica que cumplen una amplia variedad de funciones. Están formadas por cadenas de aminoácidos, compuestos orgánicos constituidos por carbono, hidrógeno, oxigeno, nitrógeno y, en algunos casos, azufre y fósforo.
¿Por qué decimos que las proteínas tienen una gran importancia biológica? Pensa que, prácticamente, no existe proceso biológico en el que no esté presente al menos una proteína.
Repasemos algunos ejemplos de la diversidad de proteínas. Por ejemplo, ante la presencia de un predador, los seres vivos pueden realizar una respuesta motora y huir rápidamente. La miosina y la actina son proteínas que permiten los movimientos celulares, y esto hace posible la contracción de los músculos. Se encuentran, también, en células flageladas, como los espermatozoides. En la membrana plasmática de las células hay distintos tipos de proteínas: están las que fijan el citoesqueleto, las que facilitan el pasaje de sustancias a través de la membrana, las que reciben las señales de otras moléculas y también las que traducen las señales que reciben las receptoras. Determinadas respuestas de los seres vivos están a cargo de hormonas, la mayoría de las cuales son proteínas.Alteraciones de la información genética: mutaciones
Cuando se expresa un gen, se forma una clase de proteína con alguna estructura y función particular. Pueden existir problemas en la transmisión de la información. Aunque el mecanismo de copia es muy eficaz, durante la replicación pueden ocurrir errores de lectura y colocación de bases. Si el gen no se manifiesta correctamente, puede llevar a diferencias en la secuencia de aminoácidos que forman la proteína en cuestión y la síntesis puede fracasar. Por ejemplo, la anemia del Mediterráneo o talasemia es una enfermedad hereditaria que afecta la síntesis de la hemoglobina y, como consecuencia, falla el transporte de oxígeno a las células. Recordemos que la estructura de esta proteína está formada por cuatro cadenas polipeptidicas y un grupo hemo. En esta enfermedad, por mutaciones genéticas, se alteran las cadenas de la proteína globina porque respondieron a una codificación genética equivocada. La estructura normal de la hemoglobina es una sola. Cuando existe un desequilibrio en la síntesis de una de sus cadenas, se produce la talasemia alfa o beta, según qué cadena esté alterada.
Entonces, una mutación se define como un cambio casual en la secuencia de ADN, que puede producir un cambio en la proteína para la cual el gen codifica. Las mutaciones pueden ocurrir durante la replicación del ADN cuando, por error, un nucleótido se cambia por otro, o se agregan o se pierden nucleótidos de la secuencia.
Quizá la modificación de un nucleótido por otro no parecería ser tan problemática. En definitiva, es una pequeña parte del ADN. Lo cierto es que, a veces, estos cambios pasan inadvertidos, dado que no todos los nucleótidos de la inmensa cantidad que contiene el ADN forman parte de un gen y, por lo tanto, sus alteraciones no traen consecuencias. Por otro lado, a veces los cambios de un nucleótido suelen terminar en el mismo aminoácido, ya que varios tripletes codifican para el mismo aminoácido. A estas mutaciones se las llama silenciosas.
¿Sabías que existen enzimas de reparación? Se encargan de detectar los nucleótidos incorrectamente apareados, los retiran y los reemplazan por los correctos. De esta manera, la cantidad de mutaciones es muy baja.
Ante alguna enfermedad por un defecto genético, la ciencia muchas veces recurre a la terapia génica, técnica mediante la cual, por ejemplo, se insertan genes seleccionados en el genoma de un individuo para sustituir otros defectuosos o anormales.
Entonces, una mutación se define como un cambio casual en la secuencia de ADN, que puede producir un cambio en la proteína para la cual el gen codifica. Las mutaciones pueden ocurrir durante la replicación del ADN cuando, por error, un nucleótido se cambia por otro, o se agregan o se pierden nucleótidos de la secuencia.Quizá la modificación de un nucleótido por otro no parecería ser tan problemática. En definitiva, es una pequeña parte del ADN. Lo cierto es que, a veces, estos cambios pasan inadvertidos, dado que no todos los nucleótidos de la inmensa cantidad que contiene el ADN forman parte de un gen y, por lo tanto, sus alteraciones no traen consecuencias. Por otro lado, a veces los cambios de un nucleótido suelen terminar en el mismo aminoácido, ya que varios tripletes codifican para el mismo aminoácido. A estas mutaciones se las llama silenciosas.
¿Sabías que existen enzimas de reparación? Se encargan de detectar los nucleótidos incorrectamente apareados, los retiran y los reemplazan por los correctos. De esta manera, la cantidad de mutaciones es muy baja.
Ante alguna enfermedad por un defecto genético, la ciencia muchas veces recurre a la terapia génica, técnica mediante la cual, por ejemplo, se insertan genes seleccionados en el genoma de un individuo para sustituir otros defectuosos o anormales.lunes, 11 de septiembre de 2017
Genotipo, ambiente y fenotipo
Como viste en años anteriores, durante la reproducción, los progenitores transmiten a sus hijos parte de su material genético, que determina sus características. Los organismos que se originan por reproducción sexual, como nosotros, reciben dos variantes o alelos para cada gen, uno que aporta el padre y otro que aporta la madre en la fecundación. Es decir que, por ejemplo, para el gen que determina el color del cabello, en un cromosoma puede estar la variante para el color castaño, y en el otro, para el rubio. Entonces, las células tienen información duplicada de todas las características de un individuo.
Ahora podemos decir que: el tipo de genes y sus alelos que determinan una o varias características de un individuo se denomina genotipo, mientras que el fenotipo es el aspecto o la característica que se expresa.
Pero ¿todas las características de un individuo están determinadas por los genes? La respuesta es “no”. El fenotipo de cualquier organismo es el resultado de la interacción entre los genes y el ambiente. Presta atención a estos ejemplos. La temperatura puede afectar la expresión genética de los colores en los gatos siameses. La pigmentación oscura del gato siamés en las partes más frías de su cuerpo (extremidades, cola, orejas, hocico) se debe a un grupo de enzimas que participan en las reacciones que dan color al pelaje. En las regiones del cuerpo donde la temperatura es mayor, la acción de una de estas enzimas cesa y la coloración oscura desaparece.
Un niño nace con información genética que indica una probable altura de 1,90 m en la adultez, pero debido a una alimentación inadecuada, no logra alcanzar más de 1,70 m. ¿Te das cuenta? En estos casos, los genes no determinan por si solos los fenotipos de los organismos.
Existen factores que codeterminan la expresión de los genes, como la temperatura o la alimentación inadecuada. Ambos forman parte del ambiente de cada individuo. Entonces, para que un gen logre expresar su información, a veces es necesario que se den ciertas condiciones ambientales.
Analiza el siguiente esquema. Es importante que tengas en cuenta que el signo más (+) no implica una simple suma y el signo igual (=) no significa un resultado estático; es decir que esta ecuación para representar lo visto no es tan sencilla como parece.
Ahora podemos decir que: el tipo de genes y sus alelos que determinan una o varias características de un individuo se denomina genotipo, mientras que el fenotipo es el aspecto o la característica que se expresa.
Pero ¿todas las características de un individuo están determinadas por los genes? La respuesta es “no”. El fenotipo de cualquier organismo es el resultado de la interacción entre los genes y el ambiente. Presta atención a estos ejemplos. La temperatura puede afectar la expresión genética de los colores en los gatos siameses. La pigmentación oscura del gato siamés en las partes más frías de su cuerpo (extremidades, cola, orejas, hocico) se debe a un grupo de enzimas que participan en las reacciones que dan color al pelaje. En las regiones del cuerpo donde la temperatura es mayor, la acción de una de estas enzimas cesa y la coloración oscura desaparece.
Un niño nace con información genética que indica una probable altura de 1,90 m en la adultez, pero debido a una alimentación inadecuada, no logra alcanzar más de 1,70 m. ¿Te das cuenta? En estos casos, los genes no determinan por si solos los fenotipos de los organismos.
Existen factores que codeterminan la expresión de los genes, como la temperatura o la alimentación inadecuada. Ambos forman parte del ambiente de cada individuo. Entonces, para que un gen logre expresar su información, a veces es necesario que se den ciertas condiciones ambientales.
Analiza el siguiente esquema. Es importante que tengas en cuenta que el signo más (+) no implica una simple suma y el signo igual (=) no significa un resultado estático; es decir que esta ecuación para representar lo visto no es tan sencilla como parece.
Los genes y el Genoma
Seguramente escuchaste muchas veces la frase “lo tiene en los genes”. Pero ¿sabes bien qué es un gen? Un gen es un fragmento de ADN, una “unidad funcional de información” que contiene el material genético proveniente de nuestros antecesores.
El conjunto de todos los genes y la secuencia de nucleótidos que forman los cromosomas de una célula constituyen el genoma. En los organismos procariontes, el genoma está formado por un solo cromosoma circular. Algunas bacterias, además, poseen plásmidos, que son moléculas de ADN circulares que se replican en forma independiente del cromosoma bacteriano.
En los organismos eucariontes, la mayor parte del genoma constituye la cromatina, localizada en el núcleo de la célula. Pero ¿sabías que otra parte del ADN se encuentra en los cloroplastos y en las mitocondrias?
En el genoma nuclear, alrededor del 30% son genes que se encuentran separados por regiones intergénicas en las que el ADN no tiene una función conocida. Se calcula que solo el 5% de nuestro genoma tiene información para codificar proteínas.
El ADN que está en la matriz de las mitocondrias constituye el genoma mitocondrial. Representa el 1% del genoma total y no presenta regiones inactivas, como tiene el genoma nuclear. Se transmite solo por vía materna, ya que, en la gestación, es el óvulo el que aporta las mitocondrias al cigoto.
El ADN mitocondrial se utiliza en la actualidad para obtener pruebas de identidad de la vía hereditaria materna. Por ejemplo, para averiguar el parentesco con personas fallecidas, en caso de no contar con ADN nuclear.
El conjunto de todos los genes y la secuencia de nucleótidos que forman los cromosomas de una célula constituyen el genoma. En los organismos procariontes, el genoma está formado por un solo cromosoma circular. Algunas bacterias, además, poseen plásmidos, que son moléculas de ADN circulares que se replican en forma independiente del cromosoma bacteriano.
En los organismos eucariontes, la mayor parte del genoma constituye la cromatina, localizada en el núcleo de la célula. Pero ¿sabías que otra parte del ADN se encuentra en los cloroplastos y en las mitocondrias?
En el genoma nuclear, alrededor del 30% son genes que se encuentran separados por regiones intergénicas en las que el ADN no tiene una función conocida. Se calcula que solo el 5% de nuestro genoma tiene información para codificar proteínas.
El ADN que está en la matriz de las mitocondrias constituye el genoma mitocondrial. Representa el 1% del genoma total y no presenta regiones inactivas, como tiene el genoma nuclear. Se transmite solo por vía materna, ya que, en la gestación, es el óvulo el que aporta las mitocondrias al cigoto.
El ADN mitocondrial se utiliza en la actualidad para obtener pruebas de identidad de la vía hereditaria materna. Por ejemplo, para averiguar el parentesco con personas fallecidas, en caso de no contar con ADN nuclear.
El Proyecto Genoma Humano
El Proyecto Genoma Humano nace en la década de 1980 con el fin de identificar los genes humanos, conocer el orden en que se disponen los nucleótidos que los forman y determinar la función que cumple cada gen. Veamos algunos de los conocimientos que se obtuvieron hasta el momento.- Nuestro genoma tiene más de 28.000 genes, muchos menos que lo que en un principio se estimaba. De aquí se llegó a la conclusión de que no existe una relación directa entre la complejidad de un organismo y la cantidad de ADN.
- Muchos de los genes que poseemos parecen proceder, en gran parte, de microorganismos primitivos, como virus y bacterias.
- Los seres humanos somos genéticamente muy semejantes. El 99,9% de los datos genéticos son comunes a todas las personas, por lo que no existe base genética para el concepto de “raza”.
- Cada gen está implicado en la síntesis de más de una proteína.
- Los genes que codifican proteínas son pocos y se encuentran alejados entre sí. La mayor parte del ADN la constituyen interrupciones en la secuencia génica, secuencias repetidas o ADN de función aún desconocida.
La replicación del ADN
¿De qué manera las células heredan la información genética? Para que una célula pueda dividirse, es necesario que previamente duplique su material genético. ¿Te das cuenta? La finalidad de la autoduplicación o replicación del ADN es mantener constante la información que se traspasa a cada célula hija, y producir una copia idéntica para cada una.
En las células que se dividen por mitosis (células somáticas), la replicación permite que las células hijas reciban una copia del ADN de la célula que les dio origen y, por lo tanto, que tengan las mismas características. En las células que se dividen por meiosis (células sexuales: óvulos y espermatozoides), la duplicación, seguida por dos divisiones celulares consecutivas, permite que la mitad del ADN llegue a los gametos. Así, cuando los gametos se unen en la fecundación, las características se transmiten a la descendencia.
Para que la replicación ocurra, la célula necesita las moléculas que constituyen los diferentes nucleótidos y una serie de enzimas que controlan el proceso en todo momento. Pero ¿cómo se realiza?
En las células que se dividen por mitosis (células somáticas), la replicación permite que las células hijas reciban una copia del ADN de la célula que les dio origen y, por lo tanto, que tengan las mismas características. En las células que se dividen por meiosis (células sexuales: óvulos y espermatozoides), la duplicación, seguida por dos divisiones celulares consecutivas, permite que la mitad del ADN llegue a los gametos. Así, cuando los gametos se unen en la fecundación, las características se transmiten a la descendencia.
Para que la replicación ocurra, la célula necesita las moléculas que constituyen los diferentes nucleótidos y una serie de enzimas que controlan el proceso en todo momento. Pero ¿cómo se realiza?
- La replicación comienza con la rotura de los enlaces que unen las bases nitrogenadas complementarias de ambas cadenas. De esta forma, las dos hebras empiezan a desenrollarse. En este proceso intervienen enzimas que permiten la separación.
- Cada cadena va a servir de “molde” para la síntesis de una nueva cadena complementaria. Cuando ambas se separan, enzimas específicas van leyendo la información y uniendo los nucleótidos complementarios.
- Así, quedan formadas dos nuevas cadenas dobles. Ahora, cada una de las nuevas cadenas de doble hélice contiene una de las hebras del ADN de origen y otra nueva, por eso se dice que la replicación es semiconservativa.
Estructura del ADN. Caracteristicas
El ADN es una macromolécula que dirige la síntesis de las proteínas específicas para el funcionamiento de cada tipo de célula. El ADN se sintetiza en el núcleo celular y es un ácido nucleico. A su vez, cada macromolécula está formada por una sucesión de cientos y miles de moléculas más pequeñas, los nucleótidos. A su vez, cada nucleótido está constituido por la unión de:
Ahora bien, solo existen cuatro nucleótidos distintos en la molécula de ADN que se distinguen por sus bases nitrogenadas y ¡es aquí donde está la clave! Al ordenarse en sucesión, pueden hacerlo de muchísimas maneras; el número de variaciones es impresionante y sin duda es el responsable de la variedad de seres vivos. Es el orden específico de los nucleótidos del ADN el que determina el código genético de cada organismo.
- una pentosa, azúcar de cinco átomos de carbono: la desoxirribosa;
- una base nitrogenada: puede ser adenina (A), guanina (G), citosina (C) o timina (T),
- y un grupo fosfato: compuesto por fósforo y oxígeno.
- Cada molécula de ADN está constituida por dos largas cadenas, enrolladas en espiral alrededor de un eje imaginario, formando una doble hélice. Las pentosas y los grupos fosfato forman el esqueleto externo de la hélice, y las bases nitrogenadas se disponen hacia el interior.
- Las dos cadenas son anti-paralelas, lo que significa que se disponen en forma paralela pero siguen sentidos opuestos.
- Las cadenas se mantienen unidas mediante enlaces que se establecen entre las bases nitrogenadas de ambas. Además, son complementarias, lo que significa que se unen de a pares: la adenina siempre queda enfrentada con la timina, y la guanina, con la citosina.De esta manera, la secuencia de bases nitrogenadas de una de las cadenas determina la secuencia de la otra.
Ahora bien, solo existen cuatro nucleótidos distintos en la molécula de ADN que se distinguen por sus bases nitrogenadas y ¡es aquí donde está la clave! Al ordenarse en sucesión, pueden hacerlo de muchísimas maneras; el número de variaciones es impresionante y sin duda es el responsable de la variedad de seres vivos. Es el orden específico de los nucleótidos del ADN el que determina el código genético de cada organismo.
¿Quien descubrió la estructura del ADN?
Francis Crick nació en Inglaterra a principios del siglo xx. Se graduó primero como licenciado en Física, y luego estudió Biología en la Universidad de Cambridge, donde cursó su doctorado en Ciencias. James Watson nació en Chicago, Estados Unidos, una década después. Logro el doctorado en Zoología en la Universidad de indiana.
En 1957, ambos científicos coincidieron en los laboratorios Cavendish, de Cambridge, y comenzaron a investigar juntos la estructura del ADN. Basándose en los estudios previos de difracción de rayos X realizados por Maurice Wilkins (físico neocelandés) y Rosalind Franklin (biofísica inglesa), construyeron una representación de la molécula de ADN a gran escala. Tras meses de prueba y error, lograron un modelo que tenía forma de doble hélice y una larga escalera cuyos peldaños eran secuencias de pares de bases nitrogenadas.
En 1953, Watson y Crick determinaron la estructura del ADN. Sus investigaciones aportaron información para comprender como se copia la información hereditaria. Por este descubrimiento, los dos científicos y Wilkins obtuvieron el Premio Nobel de Medicina, en 1962.
En 1957, ambos científicos coincidieron en los laboratorios Cavendish, de Cambridge, y comenzaron a investigar juntos la estructura del ADN. Basándose en los estudios previos de difracción de rayos X realizados por Maurice Wilkins (físico neocelandés) y Rosalind Franklin (biofísica inglesa), construyeron una representación de la molécula de ADN a gran escala. Tras meses de prueba y error, lograron un modelo que tenía forma de doble hélice y una larga escalera cuyos peldaños eran secuencias de pares de bases nitrogenadas.
En 1953, Watson y Crick determinaron la estructura del ADN. Sus investigaciones aportaron información para comprender como se copia la información hereditaria. Por este descubrimiento, los dos científicos y Wilkins obtuvieron el Premio Nobel de Medicina, en 1962.
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