Ácidos Nucleicos

Los ácidos nucleicos son largas cadenas constituidas por átomos de carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y fósforo. Se forman por la unión de moléculas más simples llamadas nucleótidos, que están formados por:

• Una base nitrogenada: hay cinco bases diferentes: adenina, citosina, guanina, timina y uracilo.
• Un azúcar de cinco átomos de carbono: son las llamadas pentosas, y en el caso de los ácidos nucleicos hay ribosa y desoxirribosa.
• Un grupo fosfato: derivado del ácido fosfórico.

Tipos de Ácidos Nucleicos

• ARN: se encuentra en el núcleo y en el citoplasma, contiene ribosa y las bases nitrogenadas son adenina, citosina, guanina y uracilo.
• ADN: se encuentra en el núcleo y contiene la información genética de la célula. Contiene adenina, citosina, guanina y timina.

Estructura de los Ácidos Nucleicos

El esqueleto está formado por una larga cadena de grupos de azúcar y fosfato, que se repiten a lo largo del esqueleto alternativamente. El ARN consta de una sola cadena de nucleótidos, y el ADN consta de una doble cadena en forma de hélice en las que las bases están siempre en esta forma: adenina frente a timina, citosina frente a guanina.

Síntesis de Proteínas

Las proteínas desempeñan un importante papel en las funciones celulares, ya que son moléculas de gran tamaño formadas por la unión de moléculas más sencillas llamadas aminoácidos. Cada proteína se distingue de otra por el orden en que se disponen los aminoácidos en su cadena. El proceso de elaboración de las proteínas se llama síntesis de proteínas y se da en dos etapas:

• Transcripción: la información almacenada en el ADN se transfiere a una molécula de ARN llamada mensajero (ARNm), que está constituido por las bases complementarias de una de las dos cadenas de ADN.
• Traducción: el ARNm translada la información al citoplasma, donde se une a los ribosomas. En los ribosomas, los aminoácidos se unen a otro tipo especial de ARN llamado de transferencia (ARNt), que se encarga de transportar cada aminoácido al ARNm. Cada aminoácido, junto a su ARNt, reconoce una secuencia concreta de tres bases de ARNm y se une a ella originando la cadena de proteínas. Una vez leída la cadena de ARNm se habrá formado la proteína, que se separa del ribosoma.

Código Genético

Los nucleótidos constituyen un código para los aminoácidos, es decir, la información almacenada en el ADN está codificada y tiene que ser traducida.

Replicación del ADN

¿Cómo se Transmite la Información Genética?

Durante la reproducción celular, el ADN se duplica. Las hélices del ADN se utilizan como molde para copiar una cadena complementaria que se reparte entre cada célula hija. Este proceso se denomina replicación celular.

Etapas de la Replicación

• Etapa 1: La replicación comienza con el desenrollamiento y separación de las dos cadenas.
• Etapa 2: Cada cadena se duplica de manera independiente, sirviendo cada una de ellas para fabricar una nueva cadena complementaria.
• Etapa 3: Su resultado final son dos nuevas hélices, que son una copia exacta de la molécula inicial. Este proceso se conoce como replicación semiconservativa del ADN.

Organización del ADN en las Células

Cuando la célula está en la etapa de crecimiento, la cromatina produce una copia exacta de sí misma y se condensa formando los cromosomas, que contienen dos filamentos llamados cromátidas, que están unidos por un punto (centrómero).

Cromosomas y Cariotipo

El número de cromosomas varía de una especie a otra. Los cromosomas se suelen presentar en parejas. A los cromosomas de cada pareja se les llama homólogos y su número es diploide. El conjunto de características de los cromosomas (ej. la forma) se llama cariotipo. El ser humano tiene 22 parejas de cromosomas homólogos llamados autosomas y una pareja de cromosomas sexuales: XY en el hombre y XX en la mujer.

Mitosis

La mitosis consiste en la división del núcleo celular para crecer, regenerar tejidos… Solo se da en la multiplicación celular de las células eucariotas.

Fases de la Mitosis

• Profase: la cromatina se condensa y acorta formando los cromosomas. Sus cromátidas permanecen unidas por el centrómero. Los centriolos se duplican y cada pareja se va a un extremo. Se forma el huso mitótico y la membrana nuclear se fragmenta y los cromosomas se dispersan en el citoplasma.
• Metafase: la membrana nuclear desaparece. Los cromosomas se van al centro de la célula por el huso mitótico. Aquí los cromosomas adquieren forma de X.
• Anafase: las cromátidas hermanas se separan. Cada cromátida adquiere forma de V. Las dos cromátidas hermanas se van a los polos opuestos de la célula, y constituyen dos nuevos cromosomas.
• Telofase: los cromosomas alcanzan los polos celulares, se vuelve a formar la membrana nuclear y las fibras del huso mitótico se descondensan de nuevo en cromatina.
• Citocinesis: consiste en la división del citoplasma:
  • Animales: la división del citoplasma se da por un estrangulamiento progresivo por el ecuador de la célula mediante un anillo contráctil.
  • Vegetales: la división del citoplasma se da por un tabique llamado fragmoplasto.

Meiosis

Consiste en la reproducción sexual de las células eucariotas.

Fases de la Meiosis

• Profase I: cada cromosoma reconoce a su homólogo y se juntan como una cremallera (sinapsis). Se produce un entrecruzamiento entre las cromátidas no hermanas y se origina una recombinación genética.
• Metafase I: cada pareja de cromosomas se dirige al ecuador de la célula y mediante el huso mitótico se dirigen a un polo celular opuesto.
• Anafase I: las fibras del huso se acortan y separan los cromosomas, que se dirigen a los polos opuestos. Los brazos entrecruzados se llevan los fragmentos de las cromátidas no hermanas.
• Telofase I: las fibras del huso desaparecen, los cromosomas se condensan y quedan rodeados por la membrana nuclear. Aquí se produce la citocinesis, y después la intercinesis.
• Profase II: los cromosomas se condensan y acortan progresivamente.
• Metafase II: los cromosomas se van al ecuador de la célula.
• Anafase II: se separan las cromátidas hermanas y cada una se va a un polo.
• Telofase II: se descondensan los cromosomas en cada polo, se forma la membrana nuclear a su alrededor y se produce la citocinesis.

Reproducción Celular

Multiplicación Celular

Consiste en que una célula progenitora se divide y reparte su contenido entre dos células hija. La célula debe duplicar sus elementos para asegurar que sus células hija reciban los componentes necesarios para su desarrollo, incluyendo una copia exacta de los cromosomas.

División Celular en Procariotas

El cromosoma de las células procariotas consta de una sola molécula de ADN circular. La división comienza con el crecimiento de una célula y el desarrollo de un tabique transversal que separa a la célula en dos células hija. Este proceso se denomina fisión binaria. El cromosoma forma dos copias que se unen en un punto distinto. Cuando la célula crece se separan los dos cromosomas, y cada célula hija recibe una copia exacta del material genético.

División Celular en Eucariotas

Sufren una serie de procesos repetidos de crecimiento y de división que se conocen como ciclo celular. Hay dos etapas:

• Etapa de crecimiento: es la etapa más larga. En primer lugar, las células hija alcanzan el tamaño de las adultas. En segundo lugar, se produce la réplica del ADN y la preparación para entrar en la etapa de división.
• Etapa de división: la división del núcleo (mitosis) y, a continuación, la del citoplasma (citocinesis).

Reproducción Sexual

Consiste en la fecundación o unión de dos células reproductoras o gametos que son aportadas por un progenitor materno y otro paterno para formar una única célula, el cigoto, que tras sucesivas divisiones origina un nuevo individuo. Este tiene características de sus dos progenitores. Para evitar que el número de cromosomas se duplique en cada generación, se produce una división especial llamada meiosis.

Meiosis

La meiosis es necesaria para mantener el número de cromosomas en las especies con reproducción sexual. Durante la meiosis tienen lugar la meiosis I y la meiosis II.

Espermatogénesis

Es la formación de espermatozoides a partir de células germinales. Estas células crecen y sufren la meiosis I, en la que hay un reparto de los cromosomas homólogos. A continuación, se produce la meiosis II.

Ovogénesis

Es el desarrollo de óvulos. Las células germinales crecen en tamaño, maduran y se dividen por meiosis I. Se produce una distribución desigual del citoplasma, que queda en su mayoría en el oocito. La célula más pequeña es el llamado corpúsculo polar. Tras la meiosis II se origina el óvulo y tres corpúsculos polares.