Estructura y Función de los Ácidos Nucleicos y la Célula

Ácidos Nucleicos: Estructura e Interacción

ADN y ARN

Son moléculas que contienen la información genética de la célula y son responsables de la transmisión hereditaria. Son grandes moléculas formadas por la repetición de una unidad molecular: el nucleótido.

Estructura del Nucleótido

Un nucleótido está compuesto por:

  • Una pentosa: ribosa o desoxirribosa
  • Ácido fosfórico
  • Una base nitrogenada:
    • Purinas: adenina y guanina
    • Pirimidinas: citosina, timina y uracilo

Formación de Ácidos Nucleicos

  • Se forman enlaces fosfodiéster entre el fosfato de un nucleótido y el hidroxilo de otro.
  • La cadena formada presenta un extremo 5′ fosfato y otro 3′ hidroxilo.
  • Los polinucleótidos se sintetizan en dirección 5′ a 3′.
  • Existen dos tipos de ácidos nucleicos: ADN y ARN.

Diferencias entre ADN y ARN

CaracterísticaADNARN
AzúcarDesoxirribosaRibosa
Bases NitrogenadasAdenina, Guanina, Citosina, TiminaAdenina, Guanina, Citosina, Uracilo
EstructuraDoble cadenaCadena sencilla

Estructura del ADN

  • El ADN está constituido por dos cadenas de nucleótidos unidas formando una doble hélice.
  • Las cadenas corren en direcciones opuestas.
  • Las bases se unen mediante puentes de hidrógeno: Adenina (A) con Timina (T) y Guanina (G) con Citosina (C).
  • La secuencia de bases nitrogenadas define la información genética.
  • Las cadenas son complementarias.

La Célula y sus Componentes

Membrana Plasmática

  • Rodea la célula, delimita su territorio y controla su contenido químico.
  • Composición: lípidos, proteínas y glúcidos.
  • Modelo de mosaico fluido.
  • El colesterol contribuye a la estabilidad y fluidez de la membrana.
  • Las proteínas actúan como estaciones de peaje para el transporte de moléculas.

Funciones de la Membrana Plasmática

  • Unión
  • Transporte
  • Reconocimiento y Comunicación

Transporte a través de la Membrana

  • Transporte pasivo: sin gasto de energía, a favor del gradiente.
    • Difusión simple: a través de la bicapa lipídica o canales proteicos.
    • Difusión facilitada: mediante proteínas transportadoras (carrier).
  • Transporte activo: con consumo de energía, en contra del gradiente. Ej: bomba de Na+/K+.

Las soluciones hipertónicas tienen mayor concentración de solutos, mientras que las hipotónicas tienen menor concentración. El cuerpo mantiene la isotonicidad del plasma sanguíneo.

Organelos Subcelulares: Estructura y Función

Aparato de Golgi

  • Unidad básica: el sáculo.
  • Conjunto de sáculos: dictiosoma.
  • Procesa, almacena, selecciona y transporta proteínas y lípidos.
  • Ruta de las proteínas: ribosomas → RER → vesículas de transporte → Golgi → vesículas secretoras → exterior.

Lisosomas

  • Contienen enzimas digestivas.
  • Tipos: primarios y secundarios.
  • Actúan como bolsas suicidas si se rompe su membrana.
  • Funciones: digestión celular, autofagia.

Peroxisomas

  • Contienen enzimas oxidantes.
  • Detoxifican sustancias tóxicas, especialmente en el hígado.

Ribosomas

  • Contienen rRNA y proteínas.
  • Lugar de síntesis de proteínas.
  • Libres o asociados al RER.

Retículo Endoplasmático

  • Red de membranas que forman cisternas, sáculos y tubos.
  • Tipos: rugoso (RER) y liso (REL).
  • RER: síntesis de proteínas.
  • REL: síntesis de lípidos, detoxificación.

Endocitosis y Fagocitosis

  • Endocitosis: proceso de captación de macromoléculas y partículas.
    • Pinocitosis: ingestión de fluidos.
    • Fagocitosis: ingestión de grandes partículas.

Exocitosis

  • Proceso inverso a la endocitosis.
  • Tipos: constitutiva y regulada.

Citosol y Citoesqueleto

Citosol

Parte líquida del citoplasma.

Citoesqueleto

  • Red de proteínas filamentosas.
  • Tipos de filamentos:
    • Microtúbulos: soporte, transporte.
    • Microfilamentos de actina: movimiento celular, contracción muscular.
    • Filamentos intermedios: resistencia a tensiones mecánicas.

Flagelos y Cilios

  • Proyecciones del citoesqueleto.
  • Flagelos: largos y pocos.
  • Cilios: cortos y numerosos.

Centrosomas y Centríolos

  • Centrosomas: centros de organización microtubular.
  • Centríolos: estructuras cilíndricas dentro del centrosoma.

Replicación del ADN

  1. Etapa de desenrollamiento y apertura de la doble hélice.
  2. Síntesis de dos nuevas hebras.
  3. Corrección de errores.

Transcripción

Proceso de síntesis de ARN a partir de ADN.

Transcripción en Eucariontes

  1. Iniciación
  2. Elongación
  3. Finalización
  4. Maduración

El Código Genético

  • Equivalencia entre bases nitrogenadas del ARN y aminoácidos.
  • Características: universal, no ambiguo, degenerado, sin solapamiento, unidireccional.

El Núcleo

Funciones

  • Almacenar y organizar los genes.
  • Transporte de moléculas.
  • Producir ARNm y ribosomas.

Componentes del Núcleo

  • Envoltura nuclear
  • Nucleoplasma
  • Nucleolo
  • Cromatina: heterocromatina y eucromatina

Clasificación de los ARN

  • ARN mensajero (ARNm)
  • ARN ribosómico (ARNr)
  • ARN nuclear (ARNn)
  • ARN de transferencia (ARNt)

Traducción o Síntesis de Proteínas

  1. Iniciación
  2. Elongación
  3. Finalización

Regulación de la Expresión Génica

Mecanismos que controlan la síntesis de proteínas.

Ciclo Celular

Conjunto de etapas que conducen a la división celular.

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