Manual de Biología 1 año Bachillerato Liceo Pablo Neruda




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Código genético

El código genético viene a ser como un diccionario que establece una equivalencia entre las bases nitrogenadas del ARN y el leguaje de las proteínas, establecido por los aminoácidos.

Después de muchos estudios (1955 Severo Ochoa y Grumberg; 1961 M.Nirenberg y H. Mattaei) se comprobó que a cada aminoácido la corresponden tres bases nitrogenadas o tripletes (61 tripletes codifican aminoácidos y tres tripletes carecen de sentido e indican terminación de mensaje).

 Es la relación de correspondencia entre los tripletes cadenas de aRN m y el óden de aminoácidos en la proteína.

Características del código genético:

1-     Es universal, pues lo utilizan casi todos los seres vivos conocidos. Solo existen algunas excepciones en unos pocos tripletes en bacterias.

2-     No es ambiguo, pues cada triplete tiene su propio significado.

3-     Todos los tripletes tienen sentido, bien codifican un aminoácido o bien indican terminación de lectura.

4-     Está degenerado, pues hay varios tripletes para un mismo aminoácido, es decir hay codones sinónimos.

5-     Carece de solapamiento, es decir los tripletes no comparten bases nitrogenadas.

6-     Es unidireccional, pues los tripletes se leen en el sentido 5´-3´.
http://www.explora.cl/images/codigo_genetico.gif

El código genético está formado por 64 combinaciones de codones (tripletes) y sus correspondientes aminoácidos, donde cada uno de ellos tiene sus propias palabras



SINTESIS DE PROTEINAS

El genoma es toda la información genética presente en el ADN del individuo. Las subdivisiones o partes del ADN forman los genes, con lo cual cada gen es una secuencia de nucleótidos que contiene la información para crear una determinada proteína. El genoma humano contiene alrededor de 30000 genes. Toda la información encerrada en un gen se utiliza para sintetizar los distintos tipos de ARN y todas las proteínas. Dentro de cada gen hay una parte que se transcribe a ARN y otra parte que determina en que lugar se expresa. 

cromosoma, adn, genA partir del ADN se sintetiza ARN por medio de la enzima ARN polimerasa, que copia una secuencia de nucleótidos (genes) de una de las cadenas del ADN. El ARN es el encargado de controlar las etapas intermedias en la formación de proteínas mediante el ARN mensajero, el ARN de transferencia y el ARN ribosómico.

http://2.bp.blogspot.com/_tykxepkoytc/sni2wo_5wii/aaaaaaaacfq/l4tq4hlikhw/s400/s3.bmp
síntesis de arn, transcripción y traducción

SÍNTESIS DE ARN (Transcripción)
La síntesis de ARN se produce partiendo de la copia de un tramo de ADN. Es así como la información contenida en el ADN es transferida al ARN. La transcripción se inicia cuando la enzima ARN polimerasa se une a la parte de ADN (gen) que lleva el código para elaborar una determinada proteína. De inmediato se separan las dos hileras de ADN y quedan expuestas sus bases nitrogenadas. El desplazamiento de la ARN polimerasa recorre la hilera expuesta de ADN insertando en dichas bases nitrogenadas los nucleótidos libres de ARN que hay en el núcleo. 

el desplazamiento de la arn polimerasa recorre la hilera expuesta de adn insertando en dichas bases nitrogenadas los nucleótidos libres de arn que hay en el núcleo.La inserción entre bases siempre es citosina del ADN con guanina del ARN, y viceversa. Por otro lado, la timina del ADN se aparea con la adenina del ARN y la adenina del ADN hace lo propio con el uracilo del ARN. En la siguiente tabla se ejemplifican las uniones mencionadas.
inserción entre bases nitrogenadasUn ejemplo de dicho apareamiento es:

Secuencia de ADN: ...... A-G-T-T-T -C-A-C.......
Secuencia de ARN: ...... U-C-A-A-A-G-U-G.......

Transcripción de ARN

transcripción de arnLuego que la ARN polimerasa termina de copiar la cadena del ADN se libera la hilera de ARN, mientras que las bases complementarias del ADN se cierran. 

luego que la arn polimerasa termina de copiar la cadena del adn se libera la hilera de arn, mientras que las bases complementarias del adn se cierran.El ARN formado se denomina ARN mensajero (ARNm), quien lleva la copia genética del núcleo al citoplasma con las instrucciones para sintetizar una determinada proteína.
Los nucleótidos presentes en el ADN de los individuos nombrados son los mismos, es decir, están formados por adenina, guanina, citosina y timina, unidos cada uno a la desoxirribosa y a un grupo fosfato, aunque combinados en distintas secuencias. Algo similar sucede con las páginas de un libro, que reproducen palabras diferentes a pesar de utilizar las mismas letras del alfabeto. 
Las palabras del código genético se denominan codones, cada uno de los cuales está formado por tres letras (tres bases nitrogenadas) que conforman un triplete. Cada codón indica que aminoácido es necesario para fabricar una proteína. Por ejemplo, el codón CUA se lee leucina, el codón CCG prolina y el codón UUC fenilalanina. 



SÍNTESIS DE PROTEÍNAS (Traducción)
La síntesis de las proteínas se lleva a cabo en el citoplasma de la célula, a diferencia de la transcripción del ARN que se produce en el núcleo. El ARNm contiene un código que se utiliza como molde para la síntesis de proteínas. Es decir, se traduce el lenguaje de la serie de bases nitrogenadas del ARNm al lenguaje de la serie de aminoácidos de la proteína. Este proceso denominado traducción se realiza en los ribosomas adosados en la membrana del retículo endoplasmático granular o rugoso. El ribosoma está formado por dos subunidades, una mayor y otra menor.

Partes de un ribosoma


partes de un ribosomaLos ribosomas utilizan el código genético para establecer la secuencia de aminoácidos que ha sido codificada por el ARN mensajero. Los aminoácidos que van a formar las proteínas están dispersos en el citoplasma celular. Son acercados al ARN mensajero por el ARN de transferencia (ARNt). Uno de los lados del ARNt transporta un triplete de bases llamado anticodón. En el otro lado se une un aminoácido, proceso que demanda gasto de energía por transformación de adenosin trifosfato (ATP) en adenosin monofosfato (AMP).

uno de los lados del arnt transporta un triplete de bases llamado anticodón. en el otro lado se une un aminoácido, proceso que demanda gasto de energía por transformación de adenosin trifosfato (atp) en adenosin monofosfato (amp).La síntesis o traducción de las proteínas se divide en tres fases, llamadas de iniciación, de elongación y de terminación.

Fase de iniciación
La síntesis de proteínas comienza en el momento en que el ARN mensajero se mueve por el ribosoma hasta el codón AUG. Las subunidades ribosomales se unen.

la síntesis de proteínas comienza en el momento en que el arn mensajero se mueve por el ribosoma hasta el codón aug. las subunidades ribosomales se unen.En ese preciso instante, el anticodón del ARN de transferencia se une al codón AUG del ARNm transportando el aminoácido metionina.

el anticodón del arn de transferencia se une al codón aug del arnm transportando el aminoácido metionina.Fase de elongación
Llega un segundo ARNt llevando su respectivo aminoácido y se acopla al siguiente codón del ARNm, para el ejemplo, al codón CCU. Hasta aquí se ha formado un dipéptido, donde ambos aminoácidos permanecen unidos por un enlace peptídico.
el anticodón del arn de transferencia se une al codón aug del arnm transportando el aminoácido metionina.El primer ARNt que llegó al ribosoma se retira del complemento ribosómico en busca de otros aminoácidos. El tercer ARNt llega con otro aminoácido y se une al codón del ARNm, a AUC en el ejemplo. El aminoácido se adhiere al dipéptido antes formado mediante otro enlace peptídico.

el tercer arnt llega con otro aminoácido y se une al codón del arnm, a auc en el ejemplo. el aminoácido se adhiere al dipéptido antes formado mediante otro enlace peptídico.El segundo ARNt se retira del ribosoma. Un cuarto ARNt llega con su aminoácido hasta el ribosoma para acoplarse con el codón UCA del ARNm. La secuencia se repite tantas veces como aminoácidos tenga la futura proteína.

un cuarto arnt llega con su aminoácido hasta el ribosoma para acoplarse con el codón uca del arnm. la secuencia se repite tantas veces como aminoácidos tenga la futura proteína.Fase de terminación
La etapa final de la síntesis de proteínas continúa hasta que aparecen los llamados codones stop o de terminación, representados por UUA, UAG y UGA. No existen anticodones complementarios para los codones stop. En cambio, quienes sí reconocen a estos codones son unas proteínas llamadas factoresde terminación, que detienen la síntesis de proteínas.

la etapa final de la síntesis de proteínas continúa hasta que aparecen los llamados codones stop o de terminación, representados por uua, uag y uga. no existen anticodones complementarios para los codones stop.La proteína formada se desprende del ribosoma y queda libre en el citoplasma, lista para ser utilizada por la célula para cumplir una determinada función.

la proteína formada se desprende del ribosoma y queda libre en el citoplasma, lista para ser utilizada por la célula para cumplir una determinada función.El ARNm se desprende del ribosoma y puede ser leído de nuevo por otros ribosomas, incluso en forma simultánea. También se liberan el ARNt y el factor de terminación. Las subunidades del ribosoma se separan.

Resumiendo, se puede establecer que:
-La traducción es el proceso donde las secuencias del ARN mensajero se convierten en una secuencia de aminoácidos. 
-La molécula del ARN mensajero puede tener hasta 10000 bases nitrogenadas.
-Un codón está formado por tres bases nitrogenadas (triplete) que establece un aminoácido. 
-El complemento entre codones y aminoácidos constituye el código genético.
-El ARN de transferencia lleva el aminoácido adecuado al ribosoma.
-En uno de los extremos del ARNt hay tres bases nitrogenadas que se ubican en el anticodón, que es el complemento del codón del ARNm.
-La unión aminoácido-ARN de transferencia se realiza con gasto de energía, donde el ATP se transforma de AMP.
-Cuando aparece codón de terminación (codón stop) del ARNm se acoplan los factores de terminación y cesa la síntesis de proteínas.

síntesis de proteínas


Ficha N° 5

    1. Dibuja los dos ácidos nucleicos que conoces, nombra cada uno de sus componentes.

    2. Realiza un cuadro comparativo entre ellos.

    3. Busca el cariotipo de tres síndromes que afecten a la especie humana

    4. Haz una breve descripción de cada uno de ellos.

Trabajo de Laboratorio

Extracción de ADN

Materiales

Dos vasos sal de cocina

Cuchara plástica una pipeta

Filtro de café dos tubos de ensayo

150 ml de agua destilada alcohol (metanol)

Shampoo hielo

Banana varilla de vidrio

Licuadora

Procedimiento

  1. Licuar por unos segundos media banana o kiwi con 125 ml de agua destilada.

  2. En un vaso colocar 4 cucharaditas de shampoo y agua, revolver sin que se produzca espuma.

  3. Agregar banana licuada y mezclar bien por unos minutos.

  4. Colocar el filtro en un vaso, sin que toque el fondo y colocar la mezcla anterior para filtrar.

  5. Tomar 5ml de filtrado y colocarlo en un tubo de ensayo limpio.Agregarle 2ml de alcohol y dejar reposar por 2 o 3 minutos.

  6. Mezclar suavemente con la varilla de vidrio.

En la varilla se comenzará a formar una mucosidad blanca y fibrosa que se enrolla es el ADN.

Analisis de los resultados

  1. ¿ Por qué podemos suponer que la banana tiene ADN?

  2. El shampoo disuelve los lípidos y las proteínas que forman parte de la membrana celular y la rompen ¡Para que es necesario que esto ocurra?

  3. ¿ Se podría utilizar otros alimentos para la extracción de ADN? POR QUÉ?

  4. Según lo que parece comemos genes, ¿ qué ocurrirá con ellos dentro de nuestro cuerpo? ( para responder esta pregunta recuerda lo que aprendiste acerca de nutrición)

  5. ¿ te parece posible poder ver una molécula de ADN?

  6. Realiza un protocolo con informe del práctico realizado.

Ejercicio

Para la siguiente secuencia de ADN elabora el ARNm

5´- AGGCTCAACTTCACG-3´

¿ Cuantos codones se presentan en la secuencia de ARN m?

Forma los anticodones del ARN t

¿Qué aminoácidos tendrá la proteína formada?

CICLO CELULAR

El ciclo celular (también llamado ciclo de división celular) es una secuencia de sucesos que conducen primeramente alcrecimiento de la célula y posteriormente a la división en células hijas.

El ciclo celular se inicia en el instante en que aparece una nueva célula, descendiente de otra que se ha dividido, y termina en el momento en que dicha célula, por división subsiguiente, origina nuevas células hijas.

x

Gráfica del ciclo celular y sus etapas o fases.

El ciclo celular es la base para la reproducción de los organismos. Su función no es solamente originar nuevas células sino asegurar que el proceso se realice en forma debida y con la regulación adecuada (con controles internos para evitar la posible creación de células con múltiples errores).

La creación de nuevas células permite al organismo mantenerse en un constante equilibrio, previniendo así aquellos desórdenes que puedan perjudicar su salud (enfermedades congénitas, cáncer, etc.).

Los controles internos en la célula son ejecutados por proteínas que no permiten que se presenten situaciones desastrosas (enfermedades) para un ser vivo.

Las células que no entrarán en división no se consideran que estén en el ciclo celular.

En rigor, el ciclo celular (la secuencia de sucesos) comprende dos periodos bien nítidos: la interfase (etapas G1 – S y G2) y la división celular (etapa M). Esta última tiene lugar por mitosis o meiosis.

 

La interfase es el período comprendido entre divisiones celulares. Es la fase más larga del ciclo celular, ocupando casi el 95 por ciento del ciclo, trascurre entre dos mitosis y como ya vinos se divide en tres subetapas: G1, S y G2.

El estado o etapa G1, del inglés Growth o Gap1 (Intervalo 1), es la primera fase del ciclo celular, en la que existe crecimiento celular con síntesis de proteínas y de ARN. Es el período que trascurre entre el fin de una mitosis y el inicio de la síntesis de ADN. Tiene una duración de entre 6 y 12 horas, y durante este tiempo la célula duplica su tamaño y masa debido a la continua síntesis de todos sus componentes, como resultado de la expresión de los genes que codifican las proteínas responsables de su fenotipo particular.

x

El ciclo celular

La división celular, constituida por la mitosis (división del núcleo) y la citocinesis (división del citoplasma), ocurren después de completarse las tres fases preparatorias que constituyen la interfase.

 

El estado o etapa S (del inglés Síntesis) representa "Síntesis". Es la segunda fase del ciclo, en la que se produce la replicación o síntesis del ADN, como resultado cada cromosoma se duplica y queda formado por dos cromátidas idénticas. Con la duplicación del ADN, el núcleo contiene el doble de proteínas nucleares y de ADN que al principio. Tiene una duración de unos 6-8 horas.

El estado o etapa G2 del inglés Growth o Gap2 (Intervalo 2), es el tiempo que transcurre entre la fase S y el inicio de la mitosis (la célula se prepara para mitosis). Tiene una duración entre 3 y 4 horas. Termina cuando la cromatina empieza a condensarse al inicio de la mitosis.

El estado o etapa M representa “la fase M”, e incluye la mitosis  o reparto de material genético nuclear (donde se divide la cromatina duplicada de modo tal que cada célula hija obtenga una copia del material genético o sea un cromosoma de cada tipo) y la citocinesis (división del citoplasma).

Si el ciclo completo durara 24 horas, la fase M duraría alrededor de media hora (30 minutos).

x

Otra gráfica explicativa del ciclo celular.

El final de la mitosis da cabida a un nuevo ciclo en G1 o puede que la célula entre en fase G0 que corresponde a un estado de reposo especial característico de algunas células, en el cual puede permanecer por días, meses y a veces años.

Las células que se encuentran en el ciclo celular se denominan proliferantes y las que se encuentran en fase G0 se llaman células quiescentes.

Aquí es importante recordar que todas las células se originan únicamente de otra existente con anterioridad.

Como todo proceso orgánico, el ciclo celular está sujeto a regulación. Ésta es realizada en sitios específicos llamados puntos de control o de chequeo, que pueden frenar o disparar diversos procesos que le permitan a la célula proseguir con su ciclo normal de replicación del material genético, crecimiento y división.

La función de la regulación, básicamente es realizada por proteínas específicas conocidas como conazas (KDC) y ciclinas (ciclinas A ó B).

Las células frente al ciclo

Hay células que se encuentran permanentemente en el ciclo, como las epiteliales; otras están permanentemente fuera del ciclo, como las neuronas, y otras están fuera del ciclo, pero bajo un estímulo adecuado pueden volver a dividirse, como es el caso de las células hepáticas.

Ficha N° 6

Análisis de los videos. “ciclo celular” y “Reproducción celular”https://www.youtube.com/watch?v=hFl4BaaMCOg

  1. Ciclo celular, según el video: ¿Cómo comienza el ciclo celular?

  2. ¿Cuántas fases tiene el ciclo celular?

  3. ¿Qué ocurre en cada una de ellas?

  4. Por el conocimiento adquirido últimamente: te parece importante la fase S?¿por qué?

  5. A partir del minuto 3.25 comienza un nuevo proceso, ¿cómo se llama?

  6. Transcribe el relato del proceso hasta el minuto 4.40 del video

  7. ¿Todas las células se reproducen por mitosis?

  8. Si no es así, ¿cómo se llama ese otro proceso? ¿qué tipo de células se originan de ese proceso?

Trabajo de Laboratorio

Observación de las distintas etapas de la mitosis en la raíz de cebolla

Materiales

Cebolla- agua- vaso- porta y cubreobjetos- HCL, 1mol/L- microscopio- orceína acética

Procedimiento

Colocar un bulbo de cebolla en un vaso de agua para obtener raíces.

Cortar a una distancia de 5 mm del extremo de una raíz, obteniendo así una muestra y colocarla sobre un portaobjeto.

Agregarle a la muestra unas gotas de HCL.

Enjuagar la muestra con agua, colocarla en orceína acética 20 minutos.

Enjuagar la muestra con agua, colocarla entre porta y cubre aplastándola.

Observar al microscopio.

Realiza un protocolo con informe del práctico propuesto.

MEIOSIS

La reproducción sexual ocurre solo en eucariotas. Durante la formación de los gametos, el número de cromosomas se reduce a la mitad y retornan al número completo cuando los dos gametos se unen durante la fecundación.

http://www.efn.uncor.edu/dep/biologia/intrbiol/meiosi~1.jpg

  • Los organismos diploides, como lo indica su prefijo, son aquellos que tienen dos "juegos" de alelos, uno por cada progenitor. Los seres humanos (excepto sus gametos), la mayor parte de los animales y muchas plantas son diploides. Diploide se abrevia como 2n.

  • Los organismos y las células haploides tienen un solo grupo de cromosomas, que se abrevia como n.

  • Los organismos con más de dos grupos de cromosomas se denominan poliploides.

  • Los cromosomas que llevan el mismo tipo de genes se denominan cromosomas homólogos.

  • Los alelos en los cromosomas homólogos pueden ser diferentes, en ese caso se dice que el individuo es heterocigoto. En general los organismos reciben un grupo de cromosomas de cada progenitor.

La meiosis es un tipo especial de división nuclear que segrega una copia de cada cromosoma homólogo en un nuevo "gameto".

En la mitosis se mantiene la ploidia original de la célula:

  1. una célula diploide (2n) origina dos células diploides

  2. una célula haploide (n) origina dos células haploides

Por otra parte la Meiosis, reduce a la mitad los "sets" de cromosomas, por lo tanto al producirse la unión de los gametos (fecundación) se restablece la ploidía original.

  • La mayor parte de las células del cuerpo humano se dividen por mitosis. Estas células se denominan células de la línea somática (o células vegetativas).

  • A las células que se convierten en gametos se las considera células pertenecientes a la línea germinal.

La gran mayoría de las divisiones celulares en el cuerpo humano se realizan por mitosis, estando la meiosis restringida a las gónadas.

http://eusalud.uninet.edu/misapuntes/images/c/c9/meiosis_texto.jpg
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