Control Celular

Control celular

Resumen de:WEISZ, PAUL B., Y KEOGH RICHARD N.: LA CIENCIA DE LA BIOLOGÍA.

1.-CONTROL CELULAR

Control Celular: Todas las células poseen metabolismo. El metabolismo es el proceso químico que se desarrolla en el interior del organismo o en alguna de sus partes. Comprende la desintegración de compuestos orgánicos (catabolismo), liberación de energía, elaboración de compuestos complejos a partir de compuestos más simples (anabolismo). Catabolismo y anabolismo actúan desintegrando y sintetizando ADN en un sistema de reacciones enzimáticas. Los metabolismos de los seres vivos son muy parecidos.

2.-Introducción

La función de las actividades de control es mantener las condiciones de vida óptima desarrollando mecanismos de defensa contra los agentes "desorganizadores". El resultado de estas actividades de control se llama estado de equilibrio u homeostasis. Todos los seres vivos comparten el mismo modelo de homeostasis basado en los siguientes componentes: enzimas, genes y vitaminas.

3. Modelos de control celular

Modelo

Cualquier condicionante con tendencia a desequilibrar un organismo vivo recibe el nombre de tensión, y los seres vivos siempre están sometidos a ellas en mayor o menor grado. Para que el estado de equilibrio pueda contrarrestar esta tensión necesita de capacidades tales como reconocimiento y reacción (estímulo - respuesta).

Operaciones de control

La información permanente entre las partes del sistema y la capacidad de selección si existen varias respuestas posibles son características básicas de las actividades de control o de la homeostasis.

Los sistemas de control son sistemas de comunicación que encontramos a todos los niveles organizativos de los seres vivos y que implican los siguientes componentes: mensajes (en la forma que sean), portadores de mensajes, transmisores y receptores, vías de transmisión, canales, selectores de canales, conmutadores y relés.

Los sistemas de control reaccionan mediante el sistema estímulo - respuesta. Un estímulo irrita o excita a un receptor que emite una señal a través de una vía sensitiva o sensorial Hacia un selector de respuestas llamado modulador. Este órgano será el encargado de emitir la señal por la vía motora hacia el órgano o músculo efector. El ejemplo " máquina" que regula el nivel de agua mediante el cierre o apertura e sus vías de entrada-salida.

Los esquemas que ilustran estas operaciones son:

1. Tensión- Flujo de información, reconocimiento del estímulo - lleno de tensión- selección de respuesta- neutralización de tensión.

2.- estímulo- receptor- vía sensorial- modulador - vía motora- efector- respuesta.

Características de los sistemas de control:

La transmisión de información y la puesta en marcha de los motores necesita de energía operacional .Es suministrada por el ATP producido por la respiración.

La segunda característica es que todo el proceso de respuesta no es súbito, sino en pequeños pasos y muchas veces repetido. Las señales entre los componentes de los sistemas de control no cesan nunca, lo que ocurre es que cambia el mensaje (cambio - no cambio).

A este flujo continuo, en que los efectores son informados bien de su actividad, o de su inactividad, se llama retroalimentación.

Retroalimentación y ciclos continuos de información explican la tercera característica de los sistemas de control, se trata del funcionamiento mediante ensayo-error para proporcionar el equilibrio correcto.

Cuarta característica: Sus límites de eficacia. La presión sobre estos sistemas pueden provocar errores. Estos fallos estructurales dan origen, en los seres vivos, a las enfermedades.

SISTEMAS DE CONTROL

La misma jerarquía establecida en los órdenes de vida se reproduce en los sistemas de control, es decir, moléculas y orgánulos son sistemas de control de las células, que a su vez lo son de los tejidos, estos lo son a su vez de los órganos y así sucesivamente. A nivel celular los orgánulos suelen tener múltiples actividades reguladoras. Este nivel es el primero en el que se originan respuestas seleccionadas. El número de respuestas seleccionadas depende del número de controles moleculares de los que disponga el orgánulo en cuestión.

Los contactos entre las células se producen a través de los sistemas de transporte, son por contacto directo y reciben el nombre de xilema y floema en las plantas, y circulación sanguínea en los animales. Las respuestas llegan a configurarse a través de cadenas de información, esta regulación es esencialmente celular.

Las plantas utilizan generalmente el modelo celular, al no contar con células u orgánulos especializados en estas funciones, en los animales se producen distintos niveles de organización dependiendo de la especialización celular en las funciones de control.

El sistema nervioso es el mejor ejemplo de estos órganos especializados en funciones de control. Sólo cuando existe una estructura compleja de control se elaboran respuestas-reflejo.

Los sistemas endocrinos ejercen esta misma regulación a través de las hormonas.

Estos sistemas especializados no excluyen que todos y cada uno de los órganos tenga su propia función reguladora. Sin embargo, el sistema regulador no implica la aparición de vida., sino que es el gen o ácido nucleico el que determina a un organismo como tal (vivo).

4. EL CONTROL DE LAS CÉLULAS

Independientemente de como afecten las tensiones a las células o de cuales sean las respuestas que se elaboren, a quien si afectan es a las reacciones metabólicas, y estas mismas son las que producen las respuestas.

Es decir, los estados de equilibrio pueden ser mantenidos si la célula es capaz de reajustar el modelo de sus reacciones químicas. Estas reacciones son controladas en su área más extensa por las enzimas. Los niveles en los que operan son:

- Alteraciones estructurales en la organización de los genes.

- Controles de la trascripción del RNA.

- Controles posteriores a la trascripción

- Controles de la traducción

- Controles posteriores a la traducción.

En todos estos niveles se hallan actividades que aumenta o disminuye la cantidad de enzimas. Pero los procesos de los eucarióticos son aún muy desconocidos. Los mejores resultados se han obtenido con procarióticos. Este tipo de células es mucho más fácil de criar que las eucariotas, y se prestan más a los experimentos. Además sus esquemas génicos son más complejos. Sus modelos de desarrollo lo son y por tanto también los cambios de especialización que sufren sus genes. Muchas de las cadenas génicas especializadas están desconectadas unas de otra (las enzimas del riñón no actúan en el hígado y viceversa). Los genes procarióticos se traducen como unidades mientras que los cromosomas de los eucarióticos se mantienen dispersos y en varias cadenas.

Niveles superiores de control génico en los procariotas

Los mecanismos más estudiados son los de trascripción.

Control de la trascripción

El ejemplo que ilustrará toda la explicación es el de la metabolización de la lactosa. No hay que olvidar que son respuestas a sustancias inductoras o inhibidoras (bien podrían ser hormonas).

La inducción enzimática es realizada por dos tipos de genes: estructurales y reguladores.

Los genes responsables de la metabolización (estructurales) se agrupan en una cadena de DNA regulada por el operador (nucleótidos), junto al operador existe otra estructura similar llamada promotor A todo este conjunto se le llama OPERÓN.

La molécula de RNA polimerasa se fija al promotor se desplaza más allá del operador y a través de lo genes estructurales se convierte en RNAm. Entra en ese momento en el citoplasma y se liberan los enzimas producidos por separado.

El gen regulador está situado cerca del operón y produce una sustancia represora que mide los niveles de enzimas. (Operones inducibles).

El otro gran tipo de operones es el de los represibles, que actúan casi constantemente.

Permite ahorro de energía por parte de la célula, y especifidad en la producción enzimática.

Control de la traducción

Es el control ejercido en la velocidad de la producción enzimática.

Existen dos hipótesis sobre este mecanismo: por un lado la fijación de ribosomas a velocidad diferente o en frecuencias diferentes.

La degradación de las moléculas y la velocidad a la que sus moldes producen es otra forma de estudiar este proceso.

Niveles superiores de control génico en los eucariotas

Los mecanismos de control a nivel celular son muy diferentes y desconocidos.

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