Microscopia

Concepto de célula.

Todas las criaturas vivas están formadas por células- las formas más simples de vida son células solitarias que se propagan dividiéndose en dos. Los organismos superiores, como el humano son como ciudades celulares en las que grupos de células realizan funciones especializadas y están unidos por intrincados sistemas de comunicación. Las células ocupan un punto intermedio en la escala de complejidad biológica.

Se cree que todos los organismos, y todas las células que los constituyen, descienden por evolución mediante selección natural de una célula ancestral común. La evolución implica dos procesos esenciales:

1. La aparición de una variación al azar en la información genética transmitida de un individuo a sus descendientes.
2. La selección de la información genética que ayuda a sus portadores a sobrevivir y multiplicarse. La evolución es el principio central de la biología ya que nos ayuda a comprender la asombrosas diversidad delo mundo vivo. (Alberts B, 3A. Edición.)

CELULA

Los mecanismos que hacen posible la vida dependen de la estructura de la molécula del DNA de doble cadena. Cada monómero de una de las cadenas sencillas del DNA (nucleótido) tiene dos partes_ un azúcar (desoxirribosa) con un grupo fosfato unido, y una base nitrogenada que puede ser adenina, guanina, citosina o timina. Cada azúcar  está unido al siguiente azúcar de la cadena por el grupo fosfato mediante un enlace fosfodiester y forma un polímero cuyo eje central está formado por los azucares-fosfato de donde sobresalen las bases.

En el RNA, el esqueleto del polímero está formado por azucares ligeramente diferentes a los del DNA (ribosa en lugar de desoxirribosa), las bases nitrogenadas, adenina, guanina, citocina y uracilo.

Durante la transcripción, los monómeros de RNA se seleccionan para la polimerización del RNA sobre una cadena molde de DNA el resultado de la transcripción es un polímero de RNA que contiene una parte de la información genética de la célula, aunque escrita en un alfabeto diferente de monómeros de RNA en vez de DNA.

Los transcritos se utilizan como intermediarios en la transferencia de la información genética: principalmente actúan como un RNA mensajero que dirige la síntesis de proteínas de acuerdo con las instrucciones almacenadas en el  DNA.

Las proteínas, como el DNA o RNA son cadenas largas formadas por monómeros tomados de un repertorio idéntico en todas las células vivas. Las proteínas contienen la información en forma de una secuencia lineal de símbolos, de la misma forma que en un mensaje humano escrito en un manuscrito, estas moléculas están formadas por aminoácidos que son 20 tipos diferentes.

Todos los aminoácidos tienen una estructura central semejante. Unido a una estructura central, se encuentra un grupo lateral que confiere a cada aminoácido su carácter químico característico. Cada una de las moléculas proteicas o poli péptidos, formada por la unión de varios aminoácidos siguiendo una secuencia determinada, se pliega y genera una estructura tridimensional que en su superficie presenta lugares reactivos. Estos polímeros de aminoácidos se unen a otras moléculas con gran especificidad y actuaba como enzimas catalizando reacciones en las que se forman enlaces covalentes. Otras funciones de las proteínas son: mantienen estructuras celulares, generan movimientos, traducen señales, etc. Las proteínas son las moléculas que ponen en acción la información genética de lace lula.

Las proteínas catalizan muchas reacciones químicas en la célula, entre las que se incluye la síntesis de las moléculas de DNA y las reacciones a través de las cuales la información genética del DNA se utiliza para sintetizar tanto el RNA como proteínas.

La información contenida en la secuencia del RNA mensajero se lee en grupos de tres nucleótidos: cada triplete de nucleótidos o codón, especifica (codifica) un aminoácido de una proteína. El código se lee por una clase especial de moléculas el RNA de transferencia. Cada RNAt une en uno de sus extremos a un aminoácidos y en su otro extremo tiene una secuencia específica de tres nucleótidos (un anticodón) que le permite reconocer por emparejamiento de bases, un codón o subgrupos de codones del RNAm.

Este proceso de emparejamiento se lleva a cabo en el ribosoma, formado por dos grandes cadenas de RNA ribosomal y más de 50 proteínas diferentes.

Con esto podemos decir que en el DNA se encuentran los genes, y un gen s un fragmento de la secuencia del DNA que corresponde a una sola proteína o a una colección de variantes de una proteína (o a una molécula del RNA catalítico o estructural, en el caso de los genes que no producen proteínas sino RNA). ^[1]

GENES SE GENERAN DE OTROS  GENES

La innovación de genes puede ocurrir por diversas vías:

1. Mutación intragénica. Un gen que ya existe puede modificar por cambios en su secuencia de DNA mediante diferentes tipos de errores que fundamentalmente ocurren en el proceso de replicación del DNA.
2. Duplicación génica. Un gen que ya existe puede ser duplicado generando así en una misma célula un par de genes que inicialmente son idénticos y que a partir de este momento pueden discrepar en el trascurso de la evolución.
3. Barajado de fragmentos. Dos o mas genes que ya existen pueden romperse y reagruparse generando un gen hibrido formado por segmentos de DNA que originatiaente pertenecian a genes independientes.
4. Transferencia horixontal (intracelular) un fragemetno de DNA puede ser transferido desde el genoma de una celyla al de otra célula, incluso de especies difernetes (Johnson, 2008, 5a. edición)

TRANSFERENCIA DE GENES

Los procariotas también sufren de transferencia horizontal de genes de una especie a otra. Como las secuencias que derivan de virus bacterianos, llamados también bacteriófagos. Los virus pueden actuar como vectores  para la transferencia de genes: son pequeños paquetes de material génico que han evolucionado como parásitos de la maquinaria biosintética y reproductiva de células huésped. Se replican en una célula, salen de ella con una cubierta de protección y entran en otra infectándola. La segunda célula puede ser o no de la misma especie. La célula infectada puede morir debido a la proliferación masiva de partículas virales en su interior, pero a veces el DNA viral en lugar de generar de forma directa estas partículas virales puede permanecer en el huésped durante muchas generaciones, como un fragmento intracelular independiente de DNA, llamado plásmido o como una secuencia que se inserta en el DNA de la célula huésped (Johnson, 2008, 5a. edición)

MEMBRANA PLASMATICA

Actúa como barrera selectiva permitiendo a la célula concentrar los nutrientes que obtiene de su ambiente, y a su vez, retener los productos que sintetiza para su propio uso, con la excepción de los productos de desecho. Sin la presencia de una membrana plasmática, la célula no podría mantener su integridad como un sistema químico coordinado. (Johnson, 2008, 5a. edición)

Las moléculas que forman esta membrana tiene la propiedad fisicoquímica de ser anfifilicas: tienen una parte que es hidrofóbica y otra hidrofílica, cuando estas moléculas se colocan en agua, se agregan espontáneamente y ordenan sus porciones hidrofóbicas de forma que estén en el máximo contacto posible entre ellas escondiéndolas del agua. Mientras que sus porciones hidrofílicas quedan expuestas al agua. Estas moléculas anfifilicas son los fosfolípidos que constituyen la mayor parte de la membrana plasmática y originan una bicapa que genera pequeñas vesículas cerradas.

Las células tienen en su membrana plasmática proteínas especializadas en trasportar específicamente moléculas de un lado a otro de la membrana. Algunas de estas proteínas de transporte de membrana, como algunas de las proteínas que catalizan las reacciones fundamentales de pequeñas moléculas en el interior celular (Johnson, 2008, 5a. edición).

LA BICAPA LIPIDICA

Proporciona la estructura básica de todas las membranas celulares. Es fácil de observar con el microscopio electrónico, su estructura se debe a las propiedades especiales de las moléculas lipídicas que la forman, que se ensamblan espontáneamente formando bicapas, incluso bajo condiciones artificiales sencillas.

Las moléculas lipídicas constituyen aprox. El 50 % de la masa de la mayoría de las membranas de las células animales y casi todo el resto es de proteínas. En una sección de bicapa de 1 μm x 1 μm hay unas 5 x 106 moléculas lipídicas, es decir unas 109 moléculas lipídicas en la membrana plasmática de la célula animal pequeña. Todas las moléculas lipídicas de la membranas celulares son anfifilicas.

Los lípidos de membrana más abundantes son los fosfolípidos, tienen una cabeza polar y dos colas hidrocarbonadas hidrofóbicas. En las células de los animales, de las pantas y de las bacterias las colas suelen ser ácidos grasos y pueden tener diferente longitud (14 a 24 átomos de carbono). Una de las colas presenta típicamente uno o más dobles enlaces cis (es decir, insaturada) mientras que la otra normalmente no tiene dobles enlaces (es decir, es saturada). Cada doble enlace cis genera una suave curvatura en la cadena. Las diferencias de longitud y de grado de saturación entre las colas hidrocarbonadas son importantes porque afectan al modo en que se empaquetan las moléculas de fosfolípidos unas contra otras y determinan, por lo tanto, la fluidez de la membrana.

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