La división celular representa una pequeña parte del ciclo de vida de una célula, de hecho la célula dedica gran parte de su vida a tomar nutrientes del medio para sintetizar los diferentes componentes celulares y de esta manera poder crecer en forma constante.En esta etapa de crecimiento ocurre un acontecimiento muy importante que determina posteriormente la división celular, este hecho crucial es la duplicación del ADN, que hace posible la repartición del material genético entre las células hijas, por lo tanto, no hay división celular si previamente no hay duplicación del ADN.
Existen en las células eucariotas dos tipos de división celular:
MITOSIS:-Ocurre en casi en todo el organismo(excepto en las gonadas) formando células somáticas.
-Consta de una sola división del núcleo y citoplasma.
-Se originan dos células diploides "hijas" a partir de una sola célula diploide.
-Se forman células genéticamente iguales.
-No hay intercambio de genes entre los cromosomas homólogos(iguales) ya que dichos cromosomas no se unen entre sí.
-No hay recombinación de genes maternos y paternos.
-Prmite el desarrollo, crecimiento, mantenimiento, y reparación de los tejidos corporales de los eucariotas.
MEIOSIS:-Ocurre en las gónadas formando las células sexuales o gametos.
-Consta de dos divisiones del núcleo y citoplasma.
-Se originan cuatro células haploides "hijas" a partir de una sola célula diploide.
-Se forman células genéticamente diferentes.
-Existe intercambio de genes entre los cromosomas homólogos ya que dichos cromosomas se unen entre sí en el cual ocurre un entrecruzamiento genético (CROSSING-OVER)
-Hay recombinación de genes maternos y paternos.
-Permite la formación de células capaces de fusionarse para combinar el material genético de los progenitores, o sea origina células que participan en la reproducción sexuada.
El CÓDIGO GENETICO es el conjunto de reglas usadas para traducir la secuecia de nucleótidos de ARNm a una secuencia de aminoácidos formandose así una proteína específica luego del proceso de traducción.La correspondencia entre nucleótidos y aminoácidos se hace a traves de tripletes de nucleótidos de ARNm llamados codones que codifica un aminoácido determinado.Existen 64 codones de los cuales 61 se corresponden con un aminoácido determinado y 3 se llaman codones de terminación que marcan la finalización de la traducción y por lo tanto de la proteína.Como se puede deducir cada aminoácido puede estar determinado por más de un codón,es por esto que el código genético es un código degenerado. Es un código sinsolapamiento, es decir la traducción se realiza sin superposición de codones.
Es un código universal, se conserva en todos los seres vivos por igual, la correspondencia codón-aminoácido es igual en todos los seres vivos.
Todo gen posee las instrucciones necesarias para la formación de una proteína específica la cual cumple una función determinada en la célula o en el organismo generando así un efecto fenotípico.De hecho los genes controlan los tipos y cantidades de proteínas que una célula puede sintetizar.
La llamada expresión génica es un proceso en el cual se forma una determinada proteína (secuencia de aminoácidos) a partir de la información almacenada en un determinado gen (secuencia de nucleótidos de ADN), con la participación de ciertos intermediarios de ARN (ARNm,ARNt).
Este proceso comienza con la transferencia de información desde el gen hacia el ARNm, es decir que a partir de una secuencia de nucleótidos de ADN se forma una secuencia específica de nucleótidos de ARNm gracias a la acción de la enzima ARN polimerasa la cual es capaz de unir los nucleótidos libres de ARN tomando como molde una de las cadenas de ADN.Esta etapa se llama TRANSCRIPCIÓN, y consiste en la formación de ARN mensajero.
Posteriormente el ARNm llega al ribosoma en donde ocurre la síntesis de proteínas.Los diferentes aminoácidos que se encuentran en el citoplasma se unen a determinados ARNt que portan el anticodón (secuencia de 3 nucleótidos) y son transportados al ribosoma en donde se ubican según un orden establecido por la secuencia de codones (secuencia de 3 nucleótidos de ARNm).Es así que a partir de una determinada secuencia de nucleótidos de ARNm se forma una secuencia determinada de aminoácidos formandose una proteína específica.Esta etapa se llama TRADUCCIÓN, y consiste en la fomación de una proteína a partir de la información que transporta el ARNm.
La GENÉTICA es una rama de biología que se encarga del estudio de los mecanismos y de la esencia de la transmisión del material genético, es decir, el estudio de los fenómenos hereditarios.
Se denomina FENOTIPO al conjunto de características anatómicas , fisiológicas y comportamentales que posee un individuo determinado esto incluye: forma, tamaño, color, comportamiento, estructura química y otros.El fenotipo es variable a medida que pasa el tiempo.
El fenotipo es la expresión relativamente "visible" de la constitución genética del individuo, o sea que está determinado por el caudal o conjunto de genes que recibe un individuo de sus progenitores, a dicha constitución se denomina GENOTIPO.Este conjunto de genes permanece prácticamente sin modificarse durante toda la vida y se pueden transmitir parcialmente a sus descendientes.Un GEN es un fragmento de ADN que posee información para la formación de una proteína específica vinculada a la aparición y mantenimiento de una característica fenotípica determinada.Estos se ubican en el interior de la célula en lugares precisos de estructuras formadas por ADN y PROTEÏNAS llamadas CROMOSOMAS.
Como se dijo anteriormente, los diferentes caracteres hereditarios están controlados por genes que se ubican en los cromosomas, estos al disponerse en pares determinan que para una mismo carácter existan por lo menos 2 genes, esto significa que existe un gen en un cromosoma y otro en el mismo lugar del cromosoma del mismo par homólogo.Estos genes si bien determinan la misma característica no necesariamente poseen la misma información, por lo tanto se puede decir que existen variantes o alternativas de un gen que se pueden encontrar en un punto dado del mismo par de cromosomas y que producen efectos fenotipicos diferentes, a estos genes se le denominan ALELOS (del griego allelon que significa de otros). No todas las células poseen el mismo número de alelos o genes alélicos ya que no todas las células de un mismo individuo poseen el mismo número de cromosomas Las llamadas células DIPLOIDES(2n) que poseen el número de cromosomas de la especie, que son las llamadas células somáticas, poseen 2 alelos para cada carácter, las llamadas células HAPLOIDES(n) que poseen la mitad del número de cromosomas de la especie, que son los gametos, poseen solamente un alelo para cada carácter.
Para el final una pequeña aclaración, las modificaciones que ocurren en el FENOTIPO son en parte consecuencia del GENOTIPO, pero también influyen factores ambientales.Se puede decir que el genotipo determina posibilidades, pero no realidades, que se concreten dichas posibilidades dependen de diversos factores ambientales como alimento, luz, humedad,temperatura, etc. Sería correcto decir que EL FENOTIPO SERÍA LA EXPRESIÓN DEL GENOTIPO MODIFICADO POR LA ACCIÓN DEL AMBIENTE.
Son grandes moléculas complejas (MACROMOLÉCULAS ORGÁNICAS), que se les dió este nombre porque son compuestos de naturaleza ácida y fueron encontrados en el interior del núcleo de las células.
El descubrimiento de estas grandes moléculas tienen su propia historia, todo comenzó con el médico Fiedrich Miescher que identificó y aisló al ADN y lo llamó nucleína.Ya en el siglo XX el bacteriólogo Griffith estudiando neumococos lo iden-
tificó como un "factor transformante" y en 1943 Avery probó que dicho factor era el ADN.
Previamente en la década del 20 el bioquímico Levene dilucida la estructura química del ADN ("azúcar", fosfato, bases nitrogenadas).
A pesar de toda esta evidencia antedicha, no se acepto del todo que el ADN fuese el material genético hasta que Watson y Crick, en 1953, elaboraron el modelo de la llamada "espiral de la vida" que le valió el premio Nobel.En esta decada el científico Severo Ochoa descubre la función del ARN en el interior de las células.
Existen 2 tipos de ácidos nucleicos: -A.D.N. (ácido desoxirribonucleico):Forma parte de la estructura de los cromosomas,
se encarga del almacenamiento de información genética que permite el control
de las actividades celulares y la síntesis de proteínas.
-A.R.N. (ácido ribonucleico):Presente en el núcleo y otras estructuras celulares (ej.Ri-
bosomas).Existen tipos diferentes que cumplen diferentes roles en el proceso
de biosíntesis de proteínas).
Los ácidos nucleicos son, en realidad, polímeros de NUCLEÓTIDOS es decir, son largas cadenas de unidades moleculares
llamadas nucleótidos, es por esto que se le denominan POLINUCLEÓTIDOS.
Cada nucleótido consta de: -un GLÚCIDO: Desoxirribosa (A.D.N.)
Ribosa (A.R.N.)
-una BASE NITROGENADA: Adenina
Guanina
Citosina
Timina (A.D.N.)
Uracilo(A.R.N.)
-un FOSFATO
El A.D.N. es una macromolécula que se dispone en el espacio como una doble cadena helicoidal o doble hélice, con los nucleótidos ordenados en torno a un eje central. El "esqueleto" del A.D.N. esta formado por por fosfato-desoxirribosa en
forma alternada y las bases nitrogenadas se ubican hacia adentro formando los "escalones del A.D.N..Ambas cadenas se
unen entre sí por puentes de hidrógeno que se establecen entre las bases llamadas complementarias (A-T , C-G )
Se agrega el siguiente video espero les sea útil.
DIFERENCIAS ENTRE ADN Y ARN
ADN
Es una doble hélice
Presenta desoxirribosa
Presenta Adenina, Guanina, Citosina, TIMINA
Mayor tamaño
Forma parte de los genes ubicandose en el interior del núcleo.
Almacena información para la síntesis de proteínas.Controla el funcionamiento celular
ARN
Es una doble hélice (cadena sencilla)
Contiene ribosa
Presenta Adenina, Guanina, Citosina, URACILO
Menor tamaño
Se ubica en diferentes partes de la célula.Existen 3 tipos:
ARNmensajero(núcleo)
ARNribosómico(ribosoma)
ARNtransferencia(citoplasma)
Transfiere la información desde el ADN hasta el ribosoma para la síntesis proteica.
Las células y por lo tanto los seres vivos que ellas integran, mantienen permanente interrelación con el ambiente, que se traduce en un intercambio constante de materia y energía entre las células y su entorno.
Las células utilizan esta materia y energía con el fin de mantener su elevado nivel de complejidad y organización, crecer y reproducirse.
Todos los cambios de materia y energía que se producen en la célula, o también se puede decir todas las reacciones químicas necesarias para el mantenimiento de la vida se denomina METABOLISMO.
Dentro de dicho metabolismo podemos distinguir dos etapas interdependientes.Una etapa constructiva o de síntesis, lla-
mada ANABOLISMO, en el cual se elaboran nuevas moléculas más complejas a partir de moléculas más simples, en estas reacciones químicas se necesita energía almacenada en el ATP (Adenosin Tti Fosfato), por lo tanto se dicen que son reacciones endergónicas.Esta etapa esta vinculada a la formación de macromoléculas estructurales que conforman la célula.
Existe otra etapa del metabolismo, de degradación, se denomina CATABOLISMO, en el cual se forman moléculas simples
a partir de la simplificación de moléculas complejas, en estas reacciones químicas se libera energía que puede almacenarse
en las moléculas de ATP, por lo tanto son reacciones exergónicas. Esta etapa esta vinculada a la digéstión de moléculas y otros procesos de degradación como la respiración celular.
En todas las reacciones que ocurren en el metabolismo, participan un grupo de proteínas que actuan como catalizadores biológicos (aceleran las reacciones químicas) llamadas ENZIMAS.
La membrana separa el medio extracelular y el medio intracelular generando diferencias químicas entre ambas, necesarias para que ocurran las diferentes actividades vinculadas con la vida, dichas diferencias están vinculadas a los diferentes mecanismos de transporte de moléculas que existen.
Existen basicamente dos mecanismos de transporte, estos son:
-T. PASIVO:Ocurre por DIFUSIÓN de las moléculas a través de la membrana, es decir, las moléculas se mueven desde una zona de mayor concentración a una zona de menor concentración.Cuanto mayor es el gradiente de concentración más rápida es la velocidad de difusión.No requiere energía por parte de la célula.
Puede ser por: difusión simple-Pasaje de moléculas (agua, oxígeno, moléculas solubles en lípidos) a través de la bicapa
fosfolípidica. difusión facilitada-Pasaje de moléculas (iones,aminoácidos,azúcares,moléculas solubles en agua) a través de
proteínas de membrana especializadasen el transporte (proteína canal o proteína portadora).
Ósmosis es la difusión de agua a través de una membrana semipermeable, desde una zona donde hay mayor número de moléculas de agua libre a una zona donde hay menor número de moléculas de agua libre.
-T. ACTIVO:Movimiento de moléculas en contra de un gradiente de concentración, es decir, que las moléculas (po ej. iones) atraviesan la membrana a través de proteínas de transporte ("bombas") desde una zona de menor concentración a una zona de mayor concentración.Requiere energía por parte de la célula.
Cada célula está rodeado por una delgada membrana plasmática que podemos considerar una especie de "portero" que solo permite la entrada o salida de sustancias específicas y que transmite mensajes químicos del ambiente externo al interior de la célula.Dicha membrana a parte de darle forma a la célula debe desempeñar las siguientes funciones generales:
.Aislar selectivamente el contenido celular del ambiente externo, permitiendo mantener diferencias químicas entre el medio intracelular y extracelular.
.Regular el intercambio de sustancias indispensables entre el interior y el exterior de la célula, presentando así una permeabilidad selectiva.
.Comunicarse con otras células ya sea de forma directa como indirecta a través de la recepción de mensajes químicos provenientes de otras células.
.Identificación celular que caracterizan las diferentes membranas celulares.
Éstas son tareas muy importantes para una estructura tan delgada de apenas 10 nm, pero el cumplimiento de estas funciones radica en como estructurada dicha membrana.Los diferentes componentes cumplen funciones precisas y cambian de manera dinámica en respuesta al ambiente.
La estructura básica de la membrana es una bicapa fosfolipídica en la que las cabezas hidrofílicas (atracción por la molécula de agua) constituyen las caras exteriores y las colas hidrofóbicas ( son repelidas por la molécula de agua) constituyen la parte interior de la membrana.Esta bicapa se encarga primordialmente del aislamiento, sin embargo, algunas moléculas pequeñas pueden atravezarla como la molecula de agua, oxígeno y otras.
Miles de proteínas están incrustadas en la superficie de la membrana o unida a ella, en conjunto, las proteínas se encargan de la recepción y reconocimiento de diversas moléculas, y regulan el movimiento de determinadas moléculas a través de la membrana.Las que atraviezan el espesor de la membrana se llaman PROTEÍNAS INTEGRALES y las que se encuentran en una
de las caras se llaman PROTEÍNAS PERIFÉRICAS.
Otro componente importante son los glúcidos que se encuentran en el lado externo de la membrana, se encuentran asociados a los fosfolípidos (GLUCOLÍPIDOS) y als proteínas (GLUCOPROTEÍNAS), y sirven como elementos de idetificación celular.
Las membranas son una especie de MOSAICO FLUIDO en que sus componentes son constantes pero su distribución varía a lo largo del tiempo.
Como dijimos anteriormente los seres vivos están compuestos de por lo menos una célula.Todos los seres vivos se componen de sólo dos tipos de células.
El primer tipo, que incluye a las bacterias y las arqueas, se clasifican como procariota (significa "antea del nucleo") por lo tanto, carecen membrana nuclear y su material genético (ADN) se encuentra disperso en la llamada zona nuclear o nucleoide .
Este material genético consiste en una única molécula cerrada de ADN.Carecen de organelos membranosos citoplasmáticos, algunos de los procesos vitales ocurren en la membrana plasmática, especialmente en los pliegues llamados mesosomas.Pre-
sentan ribosomas pequeños. Presentan pared celular de peptidoglucano.Se dividen por fisión binaria.Miden de 1 a 10 micras.
Este tipo de célula evolutivamente surgió primero en la Tierra a partir de precursores inertes.
El segundo tipo, que incluye tanto seres unicelulares ,como los protistas, y pluricelulares como los animales, vegetales y hongos, se clasifican como eucariotas(significa "nucleo verdadero") por lo tanto, poseen membrana nuclear y su material genético se encuentra en el interior del núcleo.El matrerial genético consta de varias moléculas lineales de ADN formando los llamados cromosomas.Poseen varias tipos diferentes de organelos membranosos (mitocondria, lisosoma, etc) que cumplen diferentes funciones necesarias para la sobrevivencia de la célula, algunos se encuentran solamente en un tipo de célula como por ejemplo los cloroplastos.En general no poseen pared celular, a excepción de la célula vegetal.Se dividen por mi-
tosis y meiosis.Miden, en promedio, de 10 a 100 micras.
Este tipo de célula se originó, casi seguramente, a partir de de células procariotas primitivas.
La palabra "célula" fue usada por primera vez con un sentido biológico hace más de 300 años por el científico inglés Robert Hooke, usando un microscopio fabricado por el mismo, observo en una lámina de corcho pequeñas cavidades separadas por paredes. Llamo a estas cavidades "célula" queriendo significar "habitaciones pequeñas" parecidas a las que habitaban los monjes de la época.Sin embargo la palabra célula no adopto su significado actual como unidad vital hasta unos 150 años después.
En 1839 el botánico alemán Matthias Schleiden y el zoólogo de la misma nacionalidad Theodor Schawnn luego de numerosas observaciones de tejidos vegetales y animales propusieron una base celular para toda forma de vida, es así que surge la llamada Teoría Celular.
A partir de ese momento se establecieron una serie de principios básicos que actualemente están vigentes, estos son:
-todos los organismos vivos están formados por una o por más células.
-las reacciones químicas, los procesos liberadores de energía y las reacciones de biosíntesis que realizan los seres vivos se desarrollan dentro de las células.
Más adelante se amplio esta teoría con el agregado de los siguientes prinicpios
-Las células se originan de otras células, dejando de lado la idea de la conocida generación espóntanea a partir de materia sin vida.
-Las células contienen información hereditaria de los seres vivos de los que son parte, la cual pasa de una a otra a través de generaciones sucesivas.
POR LO TANTO LA CÉLULA ES LA UNIDAD ESTRUCTURAL FUNCIONAL Y GENÉTICA DE TODOS LOS SERES VIVOS.
Les dejo un video sobre la "historia de la célula" y las características generales de los virus.Saludos
Como mencionamos anteriormente los seres vivos se caracterizan por ser muy complejos y altamente organizados.La vida en la tierra consiste en una jeraquía de estructuras, cada nivel se basa en el anterior y sustenta al siguiente (INCLUSIÓN), de lo más pequeño a lo más grande, de lo más simple a lo más complejo (COMPLEJIDAD CRECIENTE).Es así que los diferentes niveles se van constituyendo, pero dichos niveles poseen características propias que no se pueden explicar solamente por la suma de las partes, sino que surgen como producto de las múltiples complejas interrelaciones que surgen entre los diversos componentes de los diferentes niveles (PROPIEDADES EMERGENTES).
Los niveles menos complejos corresponden a lo químico, por lo tanto abarca a las partículas básicas de la materia y sus combinaciones, los niveles más complejos corresponden a lo biológico que surgen como combinaciones de los anteriores
formando estructuras con propiedades exclusivas de lo vivo.La CÉLULA es el nivel más simple que posee las características propias de la vida, es capaz de realizar todas las actividades vinculadas con la vida.
Les dejo el siguiente video es muy sencillo y fácil de entender.
Parecería que los átomos "inanimados" tienen poca relación con la Biología, sin embargo un examen más atento muestra que la complejidad de la organización y las actividades que asociamos con el estar vivo dependen de las combinaciones e intercambios entre átomos.Los átomos representan la parte más pequeña
de un elemento químico.
En los seres vivos, los principales elementos químicos que lo forman son C, H, O y N que representa aproximadamente el 97% de la masa, el 3% restante esta integrado por P, S, K, Na, Ca, Fe, Mg, Cl y
otros, que cumplen funciones muy importantes a nivel celular.
Dichos elementos se combinan, en los seres vivos, formando moléculas de mayor complejidad que las de
la materia inerte.Estas moléculas se dividen en inorgánicas (por ej.H2O) y orgánicas (GLÚCIDOS, LÍPI-
DOS, PROTEÍNAS Y ÁCIDOS NUCLEICOS).
Los GLÚCIDOS están formados por C, H y O son importantes como fuente de energía (glucosa) y reserva de energía de energía (glucógeno y almidón).Otros son importantes por formar parte de la estruc-
tura celular (por ej.: Celulosa forma parte de las paredes celulares vegetales)
Los LÍPIDOS están formados por C, H, y menor cantidad de O, pueden poseer N y P.Se caracterizan
por no ser solubles en agua.Son importantes como reserva de energía, como componente en la estructura
de las membranas celulares (fosfolípidos, colesterol) y como regulador formando parte de algunas hormonas
(hormonas sexuales).
Las PROTEÍNAS son macromoléculas formadas por unidades llamadas aminoácidos, dichas unidades es-
tán formadas por C, H, O, N y pueden poseer N y S.Son esenciales como componentes reguladores de la actividad enzimática (ENZIMAS), del sistema inmunitario (ANTICUERPOS), de transporte de moléculas
(HEMOGLOBINA) y forma parte de hormonas( ej.: insulina).También es un componente esencial de las membranas biológicas.
Los ÁCIDOS NUCLEICOS son macromoléculas formadas por unidades llamadas nucleótidos, cada nu-
cle{otido esta formado por C, H, O, N y P. Son los encargados del almacenamiento y transmisión de la información genética, en ellos se encuentran codificadas las instrucciones para la síntesis de proteínas.Los ácidos nucleicos son A.D.N.(Ácido Desoxirribonucleico) y A.R.N.(Ácido Ribonucleico).
Todos tenemos un concepto intuitivo de lo que significa estar vivos, no obstante, es difícil definir la VIDA, en cierto modo, porque los seres vivos son tan diversos y porque en algunos casos la materia inanimada parece estar "viva".Una dificultad más fundamental para definir la vida es que lo vivo no puede describirse como la simple suma de las partes.De hecho la VIDA
surge como resultado de las increíblemente complejas interacciones ordenadas de dichas partes, es así que se hace imposible definir la "VIDA" de manera simple, si podemos hacer una lista de características de los seres vivos, que en su conjunto, no se encuentran en los objetos inanimados.Dichas características son:
-Tienen una estructura compleja y altamente organizada (NIVELES DE ORGANIZACIÖN)
-Perciben y responden a estímulos de sus ambientes interno y externo (IRRITABILIDAD)
-Mantienen sus condiciones internas relativamente constante (HOMEOSTASIS)
-Obtienen y usan materiales y energía de su ambiente y los convierten en diversas formas (METABOLISMO)
-Crecen, o sea un aumento de masa y tamaño del cuerpo del organismo (CRECIMIENTO)
-Se reproducen dando origen individuos de la misma especie, permitiendo la perpetuación del material genético (ADN) de los progenitores (REPRODUCCIÖN Y HERENCIA)
-Poseen la capacidad de evolucionar a lo largo de múltiples generaciones (EVOLUCIÖN)
Les dejo el siguiente video sobre el tema.Espero les ayude
