ACTIVIDAD N° 1
OBSERVA LOS CONTENIDOS PARA MEMBRANA, NÚCLEO Y CITOPLASMA EN LA ACTIVIDAD N° 1 Y REALIZA UN RESUMEN DE LO APRENDIDO
TOMADO DE: http://www.bionova.org.es/biocast/documentos/tema11.pdf
LA MEMBRANA PLASMÁTICA fue definida en 1967 por Palade
como un complejo molecular que delimita un territorio celular determinado. Es
una estructura tan delgada que escapaba a la observación mediante el
microscopio óptico. La membrana plasmática es una envoltura continua que rodea
la célula estando una de sus caras en contacto con el medio extracelular y la
otra con el hialoplasma. La
observación al microscopio electrónico revela una estructura de unos 7 nm de
grosor en la que se aprecian dos bandas oscuras separadas por una banda más
clara.
La
casi totalidad de la masa de la membrana plasmática está constituida por
proteínas y lípidos anfipáticos; contiene además
pequeñas cantidades de glúcidos
en forma de oligosacáridos
unidos covalentemente a las proteínas o a los lípidos.
Las
membranas que constituyen el sistema membranario interno característico de la
célula eucariota presentan una composición y estructura muy similares a las de
la membrana plasmática.
Los
lípidos que aparecen formando parte de las membranas biológicas son fosfoglicéridos, esfingolípidos y colesterol (u otros esteroles afines). Todos ellos tienen
en común su carácter marcadamente anfipáticos
que los hace idóneos para este cometido.
.
La
composición proteica de membranas biológicas varía aún más ampliamente que su
composición lipídica, lo que refleja que estas proteínas están especializadas
en determinadas funciones que son diferentes según el tipo de célula.
Todas
las membranas biológicas comparten ciertas propiedades fundamentales. Son poco
permeables a los solutos cargados o polares pero permeables a las sustancias apolares;
tienen un grosor de entre 5 y 8 nm y apariencia trilaminar (dos bandas oscuras separadas
por una banda clara).
A
comienzos de los años 70 en el modelo del MOSAICO FLUIDO, que explica la
estructura de dichas membranas. Según este modelo, la estructura básica de la
membrana es una bicapa lipídica formada por lípidos anfipáticos en la que las
porciones apolares de dichos lípidos se encuentran encaradas unas con otras en
el centro de la bicapa y sus grupos de cabeza polares encarados hacia el
exterior a ambos lados de la misma. Las proteínas, que son de tipo globular, se
encuentran incrustadas a intervalos irregulares en la bicapa manteniéndose
unidas a ella mediante interacciones hidrofóbicas entre sus zonas apolares y
las zonas apolares de los lípidos. La estructura es fluida, es decir, las moléculas
individuales de lípidos y proteínas, debido a que se mantienen unidas por interacciones
no covalentes, tienen libertad para moverse lateralmente en el plano de la membrana.
La cara externa de la membrana plasmática, la que da al medio extracelular, presenta
cadenas oligosacarídicas unidas covalentemente a lípidos o a proteínas; otras membranas
celulares no presentan estos componentes glucídicos. En la Figura 11.4 se representa
esquemáticamente el modelo del mosaico fluido para la estructura de la membrana
plasmática.
La
célula eucariota se caracteriza por tener su material genético encerrado en una
estructura de aspecto globular que recibe el nombre de núcleo. La presencia
constante de esta estructura en las células de tejidos animales y vegetales fue
establecida ya desde los primeros tiempos de la teoría celular. Cada célula
tiene normalmente un sólo núcleo, pero algunas pueden tener dos o más.
EL NÚCLEO suele ser un cuerpo esférico, sin
embargo en ocasiones su forma guarda relación con la de la célula. Así, cuando
la célula es alargada (como muchas células vegetales) el núcleo también se
alarga orientándose según el eje mayor de la misma. También existen en algunas
células núcleos de formas muy sofisticadas (lobulados, estrellados, etc.).
El
tamaño del núcleo es variable, pero guarda relación con el tamaño celular. El
núcleo y el citoplasma se encuentran separados por la envoltura nuclear. Esta
envoltura consiste en una doble membrana que, como hemos visto anteriormente,
no es más que una porción especializada de las membranas del retículo
endoplasmático; la cavidad interior definida por estas dos membranas,
denominada espacio perinuclear,
se continúa con la luz del retículo. Durante el proceso de división celular la
envoltura nuclear se desgaja y sus membranas se "diluyen" entre las
del retículo endoplasmático; cuando finaliza la división, una zona determinada
de este retículo rodea a los núcleos hijos para formar las nuevas envolturas
nucleares. Las dos membranas que forman la envoltura entran en mutuo contacto
en algunos puntos dando lugar a unas aberturas denominadas poros nucleares que
comunican el núcleo con el citoplasma.Los poros se hallan rodeados de una estructura
formada por ocho gránulos proteicos, el complejo del poro, encargada de regular
el tráfico de macromoléculas entre el núcleo y el citoplasma.
Debido a la presencia de estas
discontinuidades (poros), la envoltura nuclear no constituye una barrera
demasiado selectiva para la mayoría de las biomoléculas disueltas, por lo
tanto, el medio interno del núcleo, denominado jugo nuclear o nucleoplasma, tiene
una composición química bastante similar a la del citosol. En el jugo nuclear
se hallan suspendidos los restantes componentes del núcleo, a saber, el
nucléolo y la cromatina.
El
nucléolo es un corpúsculo esférico, denso y de aspecto granular, con alto
contenido en RNA y proteínas. En él se sintetiza el RNA ribosómico que se
ensambla a continuación con las proteínas ribosómicas sintetizadas en el
citoplasma para dar lugar a las subunidades mayor y menor de los ribosomas.
Estas subunidades son exportadas al citoplasma donde a su vez se ensamblan para
constituir los ribosomas.
La
cromatina es una sustancia de aspecto fibroso que se encuentra dispersa por
todo el nucleoplasma y se tiñe intensamente con colorantes básicos. Se compone
de DNA y unas proteínas de carácter básico denominadas histonas. Es el componente principal del núcleo: en ella, en
forma de secuencias de nucleótidos del DNA, se encuentra almacenada la
información genética que gobierna todos los procesos celulares.
TOMADO DE: http://www.biologia.edu.ar/cel_euca/celula3.htm#citoplasma
CITOPLASMA
El
citoplasma es el material comprendido entre la membrana plasmática y la
envoltura nuclear. Está compuesto por
dos partes:
Citosol: consiste principalmente de agua, con
iones disueltos, moléculas pequeñas y macromoléculas solubles en agua.
Ribosomas: partículas insolubles de 25 nm,
sitios de síntesis protéica.
La
forma de la célula es mantenida por proteínas fibrosas que se encuentran en el
citoplasma y que en conjunto conforman el citoesqueleto.
El
citoesqueleto está formado por filamentos y túbulos de diversos tamaños:
los microtúbulos tienen un rol
primordial en la división celular. Los filamentos de actina intervienen en la
división celular y en la motilidad.
El
citoesqueleto se presenta transparente y por lo tanto, invisible. Generalmente
no se lo dibuja en los esquemas de la célula pero es un componente importante,
complejo y dinámico. El citoesqueleto, mantiene la forma de la célula,
"ancla" las organelas en su lugar y mueve parte de la célula en los
procesos de crecimiento y movilidad.
VÍDEO MEMBRANA
VÍDEO NÚCLEO
Ácido
Desoxirribonucleico (ADN), material genético de todos los organismos celulares
y casi todos los virus. Es el tipo de molécula más compleja que se conoce. Su
secuencia de nucleótidos contiene la información necesaria para poder controlar
el metabolismo un ser vivo. El ADN lleva la información necesaria para dirigir
la síntesis de proteínas y la replicación. En casi todos los organismos
celulares el ADN está organizado en forma de cromosomas, situados en el núcleo
de la célula. Está formado por la unión de muchos desoxirribonucleótidos. La
mayoría de las moléculas de ADN poseen dos cadenas antiparalelas (una 5´-3´ y
la otra 3´-5´) unidas entre sí mediante las bases nitrogenadas, por medio de
puentes de hidrógeno. La adenina enlaza con la timina, mediante dos puentes de
hidrógeno, mientras que la citosina enlaza con la guanina, mediante tres
puentes de hidrógeno. El estudio de su estructura se puede hacer a varios
niveles, apareciendo estructuras, primaria, secundaria, terciaria, cuaternaria
y niveles de empaquetamiento superiores.
El Ácido Ribonucleico se
forma por la polimerización de ribonucleótidos, los cuales se unen entre ellos
mediante enlaces fosfodiéster en sentido 5´-3´ (igual que en el ADN). Estos a
su vez se forman por la unión de un grupo fosfato, una ribosa (una aldopentosa
cíclica) y una base nitrogenada unida al carbono 1’ de la ribosa, que puede ser
citosina, guanina, adenina y uracilo. Esta última es una base similar a la
timina. En general los ribonucleótidos se unen entre sí, formando una cadena
simple, excepto en algunos virus, donde se encuentran formando cadenas dobles.
Un gen está compuesto, como hemos visto, por una secuencia lineal de nucleótidos
en el ADN, dicha secuencia determina el orden de los aminoácidos en las
proteínas. Sin embargo el ADN no proporciona directamente de inmediato la
información para el ordenamiento de los aminoácidos y su polimerización, sino
que lo hace a través de otras moléculas, los ARN. Se conocen tres tipos
principales de ARN y todos ellos participan de una u otra manera en la síntesis
de las proteínas. Ellos son: El ARN mensajero (ARNm), el ARN ribosomal (ARNr) y
el ARN de transferencia (ARNt).
VÍDEO MEMBRANA
VÍDEO NÚCLEO
El
ADN
Estructura Primaria Se
trata de la secuencia de desoxirribonucleótidos de una de las cadenas. La
información genética está contenida en el orden exacto de los nucleótidos. Las
bases nitrogenadas que se hallan formando los nucleótidos de ADN son Adenina,
Guanina, Citosina y Timina. Los nucleótidos se unen entre sí mediante el grupo
fosfato del segundo nucleótido, que sirve de puente de unión entre el carbono
5' del primer nucleótido y el carbono 3' de siguiente nucleótido. Como el
primer nucleótido tiene libre el carbono 5' y el siguiente nucleótido tiene
libre el carbono 3', se dice que la secuencia de nucleótidos se ordena desde 5'
a 3' (5' → 3').
Estructura
Secundaria Es una estructura en doble hélice. Permite explicar el almacenamiento
de la información genética y el mecanismo de duplicación del ADN. Fue postulada
por James Watson y Francis Crick. Es una cadena doble, dextrógira o levógira,
según el tipo de ADN. Ambas cadenas son complementarias, pues la adenina de una
se une a la timina de la otra, y la guanina de una a la citosina de la otra.
Estas bases enfrentadas son las que constituyen los Puentes de Hidrógeno.
Adenina forma dos puentes de hidrógeno con Timina. Guanina forma tres puentes
de hidrógeno con Citosina. Ambas cadenas son antiparalelas, pues el extremo 3´
de una se enfrenta al extremo 5´ de la otra. Las dos hebras están enrolladas en
torno a un eje imaginario, que gira en contra del sentido de las agujas de un
reloj. Las vueltas de estas hélices se estabilizan mediante puentes de
hidrógeno. Esta estructura permite que las hebras que se formen por duplicación
de ADN sean copia complementaria de cada una de las hebras existentes. - 12 -
Existen tres modelos de ADN:
•
ADN-B: ADN en disolución, 92% de humedad relativa, se encuentra
en soluciones con baja fuerza iónica se corresponde con el modelo de la Doble
Hélice. Es el más abundante y es el descubierto por Watson y Crick.
•
ADN-A: ADN con 75% de humedad, requiere Na, K o Cs como
contraiones, presenta 11 pares de bases por giro completo y 23 Å de diámetro.
Es interesante por presentar una estructura parecida a la de los híbridos
ADN-ARN y a las regiones de autoapareamiento ARN-ARN.
•
ADN-Z: doble hélice sinistrorsa (enrollamiento a izquierdas),
12 pares de bases por giro completo, 18 Å de diámetro, se observa en segmentos
de ADN con secuencia alternante de bases púricas y pirimidínicas (GCGCGC),
debido a la conformación alternante de los residuos azúcar-fosfato sigue un
curso en zig-zag. Estructura terciaria
El
ADN presenta una estructura terciaria, que consiste en que la
fibra de 20 Å se halla retorcida sobre sí misma, formando una especie de
super-hélice. Esta disposición se denomina ADN Superenrollado, y se debe a la
acción de enzimas denominadas Topoisomerasas-II. Este enrollamiento da
estabilidad a la molécula y reduce su longitud. Varía según se trate de
organismos procariontes o eucariontes: a) En procariontes se pliega como una
super-hélice en forma, generalmente, circular y asociada a una pequeña cantidad
de proteínas. Lo mismo ocurre en la mitocondrias y en los plastos.
b) En eucariontes el
empaquetamiento ha de ser más complejo y compacto y para esto necesita la
presencia de proteínas, como son las histonas y otras de naturaleza no histona
(en los espermatozoides las proteínas son las protamínas). A esta unión de ADN
y proteínas se conoce como Cromatina, en la cual se distinguen diferentes
niveles de organización: - Nucleosoma - Collar de perlas - Fibra cromatínica -
Bucles radiales - Cromosoma. El ADN es una molécula muy larga en algunas
especies y, sin embargo, en las células eucariotas se encuentra alojado dentro
del minúsculo núcleo. Cuando el ADN se une a proteínas básicas, la estructura
se compacta mucho. Las proteínas básicas son Histonas o Protamínas.
La unión con Histonas genera la estructura denominada Nucleosoma. Cada
nucleosoma está compuesto por una estructura voluminosa, denominada Core,
seguida por un eslabón o "Linker". El core está compuesto por un
octámero de proteínas, Histonas, denominadas H2A, H2B, H3 y H4. Cada tipo de
histona se presenta en número par. Esta estructura está rodeada por un tramo de
ADN que da una vuelta y 3/4 en torno al octámero. El Linker está formado por un
tramo de ADN que une un nucleosoma con otro y una histona H1. El conjunto de la
estructura se denomina Fibra de Cromatina de 100Å. Tiene un aspecto repetitivo
en forma de collar de perlas, donde las perlas serían los nucleosomas, unidos
por los linker.
Estructura
cuaternaria
La
cromatina en el núcleo tiene un grosor de 300Å. La fibra de cromatina de 100Å
se empaqueta formando una fibra de cromatina de 300Å. El enrollamiento que
sufre el conjunto de nucleosomas recibe el nombre de Solenoide. Los solenoides
se enrollan formando la cromatina del núcleo interfásico de la célula
eucariota. Cuando la célula entra en división, el ADN se compacta más, formando
los cromosomas.
El
ARN
ARN
mensajero (ARNm)
Consiste en una molécula lineal de nucleótidos (monocatenaria), cuya secuencia
de bases es complementaria a una porción de la secuencia de bases del ADN. El
ARNm dicta con exactitud la secuencia de aminoácidos en una cadena
polipeptídica en particular. Las instrucciones residen en tripletes de bases a
las que llamamos Codones.
ARN
ribosomal (ARNr) Este tipo de ARN una vez trascrito, pasa al
nucleolo donde se une a proteínas. De esta manera se forman las subunidades de
los ribosomas.
ARN
de transferencia (ARNt) Este es el más pequeño de todos, tiene
aproximadamente 75 nucleótidos en su cadena, además se pliega adquiriendo lo
que se conoce con forma de hoja de trébol plegada. El ARNt se encarga de
transportar los aminoácidos libres del citoplasma al lugar de síntesis
proteica. En su estructura presenta un triplete de bases complementario de un
codón determinado, lo que permitirá al ARNt reconocerlo con exactitud y dejar
el aminoácido en el sitio correcto. A este triplete lo llamamos Anticodón. - 15
–
Estructura
primaria:
Al
igual que el ADN, se refiere a la secuencia de las bases nitrogenadas que
constituyen sus nucleótidos. La estructura primaria del ARN es similar a la del
ADN, excepto por la sustitución de desoxirribosa por ribosa y de timina por
uracilo. La molécula de ARN está formada, además por una sola cadena.
Estructura
secundaria:
La cadena simple de ARN puede plegarse y
presentar regiones con bases apareadas, de este modo se forman estructuras
secundarias del ARN, que tienen muchas veces importancia funcional, como por
ejemplo en los ARNt (ARN de transferencia). Aunque existan zonas apareadas, los
extremos 5’ y 3’ que marcan el inicio y el final de la molécula permanecerán
libres.
Estructura
terciaria Es un plegamiento complicado sobre la estructura
secundaria adquiriendo una forma tridimensional. – 16
VÍDEO 1. GENÉTICA-HISTORIA
VÍDEO 2. LOS EPIGENÉTICA, GENES Y MEDIO AMBIENTE
ACTIVIDAD:
- Explique de qué manera ocurre el proceso de reproducción celular etapa por etapa.
- Dibuje cada fase o etapa del proceso de reproducción celular
- ¿De qué forma se relacionan las células y cuál es el mecanismo que emplean en el proceso de relación?
- Analizar el vídeo número 1 y luego socializar en mesa redonda,equipo de cinco estudiantes con un monitor.
- Los grupos que quieren tener otro enfoque sobre el tema, se le recomienda ver el vídeo numero 2.
VÍDEO 1. GENÉTICA-HISTORIA
VÍDEO 2. LOS EPIGENÉTICA, GENES Y MEDIO AMBIENTE
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