Replicación del ADN

La replicación del ADN es imprescindible para que se realice la división celular, y esto ocurre en la fase S de la interfase. La doble hélice del ADN se abre y las dos cadenas de nucleótidos se separan, a partir de cada una se forma otra nueva que es complementaria de la que ha servido como patrón. Hubo 3 modelos posibles:

• Modelo conservativo: Una doble hélice conserva las 2 cadenas originales y la otra está formada por las dos nuevas.
• Modelo dispersivo: Cada una de las hijas contiene fragmentos de la cadena original.
• Modelo semiconservativo: Cada doble hélice conserva una hélice de las dos originales y sintetiza una nueva.

Replicación semiconservativa

Es el modelo correcto.

Fases de la replicación en procariontes

Dos etapas:

Iniciación

• Desenrollamiento y apertura de la doble hélice.
• La replicación tiene un origen único.
• El punto de iniciación es reconocido por proteínas específicas.
• Cuando la hélice se abre se produce un desenrollamiento en esa zona y crea tensiones.
• La acción de enzimas evita esas tensiones.
• Las proteínas SSB impiden que se vuelva a enrollar y dejan libre la parte que lleva las bases.

Fase de elongación

• Es la fase en la que se sintetiza una nueva hebra de ADN sobre cada hebra de la doble hélice original.
• Intervienen las ADN polimerasas con actividad polimerasa y actividad exonucleasa.

Replicación en eucariontes

La replicación del ADN en eucariontes es muy parecida a la de los procariontes. Las diferencias son:

• Los cromosomas de los eucariontes tienen moléculas de ADN muy largas.
• Existen 5 tipos de ADN polimerasas.
• En los cromosomas de los eucariontes el ADN está asociado a las histonas.

Muerte Celular

2 formas:

• Necrosis o muerte accidental: Cuando ocurre un fallo, ejemplo un hinchamiento.
• Apoptosis o muerte celular programada: Se trata de muerte natural.

Síntesis del ARN: Transcripción

Iniciación

• Comienza cuando el ARN polimerasa reconoce en el ADN que se va a transcribir una señal que indica el comienzo del proceso.
• Estas señales son centros promotores y son secuencias cortas de bases nitrogenadas a las que se une la ARN polimerasa.
• El promotor indica cuál de las dos cadenas del ADN se usa como molde.

Elongación

• Es la adición de sucesivos ribonucleótidos para formar el ARN.
• La ARN polimerasa avanza a lo largo del ADN leyéndola.
• La enzima selecciona el ribonucleótido trifosfato cuya base es complementaria con la de la cadena de ADN que actúa como molde y lo une mediante enlace éster.

Terminación

• La ARN polimerasa reconoce en el ADN señales de terminación que indican el final de la transcripción.
• Esto implica el cierre de la burbuja formada en el ADN y la separación de la ARN polimerasa del ARN transcrito.
• Después de la separación del ARN una enzima añade en el extremo unos 200 nucleótidos de adenina que intervienen en la maduración y transporte del ARN.

Características del Código Genético

Los organismos comparten un mismo código genético, que comprende la información del ADN. Características:

• Es universal.
• Es degenerado.
• No presenta imperfección.
• Carece de solapamiento.

El Proceso de Traducción

Se necesitan:

• Ribosomas.
• ARN mensajero.
• Aminoácidos.
• ARN de transferencia.
• Enzimas.
• Energía.

La traducción se realiza en los ribosomas formados por dos partes: una grande y otra chica. En la chica se une el ARNm y en la grande se unen los aminoácidos para formar la cadena polipeptídica. En el ribosoma se distinguen 3 lugares diferentes de unión de los ARN de transferencia: el sitio P, el A y el E.

ARN de transferencia (ARNt)

Son los encargados de transportar los aminoácidos hasta el ribosoma, hay más de 20 ARNt y en su estructura hay:

• El anticodón: Está formado por 3 bases nitrogenadas que son complementarias con las que forman el codón del ARNm.
• El extremo 3′: Es donde se une el aminoácido que corresponde al codón que reconoce ese ARNt.

Activación de los aminoácidos

Consiste en la unión de un aminoácido con el ARNt que le corresponde. Interviene la enzima aminoacil-ARNt sintetasa que da lugar a un complejo denominado aminoacil-ARNt. La reacción requiere energía.

Fotosíntesis: Pigmentos y Fotosistemas

Pigmentos fotosintéticos

Son las sustancias que absorben la luz, y están en las membranas tilacoidales del cloroplasto. Contienen un cromóforo y son clorofila, xantofila… Estos pigmentos al captar los fotones se excitan. La molécula excitada es aquella que ha sufrido un cambio en la distribución de sus electrones al recibir energía.

Fotosistemas

Son unidades fotosintéticas formadas por muchas moléculas de pigmentos. Cuando la luz les da absorben energía y se excitan. Los electrones de los pigmentos se transfieren a un aceptor primario de electrones y se oxidan.

Tipos de fotosistemas

En las membranas tilacoidales de los vegetales existen 2 tipos de fotosistemas: el PSI y el PSII.

• El PSI está en la membrana de los tilacoides.
• El PSII está en los grana.

Transporte de electrones

Los dos fotosistemas pueden actuar en serie produciéndose un flujo lineal de electrones desde el H₂O hasta el NADP⁺ que se convierte en NADPH.

Fotofosforilación no cíclica

El transporte de electrones no produce solo NADPH sino ATP también. El proceso es muy similar al mitocondrial.

Fotofosforilación acíclica

Se da la:

• Absorción de energía luminosa por los fotosistemas.
• Esta energía transporta electrones a través de los transportadores de los tilacoides.
• El transporte genera un bombeo de protones al interior de los grana y de las láminas.
• Los protones salen a través de las ATP-asas generando ATP.
• Los electrones y protones sirven para reducir el NADP⁺ a NADPH.
• Las clorofilas recuperan los electrones cedidos al NADP⁺ mediante la fotólisis del agua.

Fase lumínica

• El H₂O se rompe por acción de una enzima y se desprende O₂.
• La clorofila del PSII cede electrones y a ella se los repone el agua.
• Los electrones pasan a través de una cadena redox hasta el PSI que los cede a otro aceptor.
• A través de otra cadena de redox reducen al NADP⁺.
• Enzimas bombean protones al espacio luminal de los tilacoides generándose un gradiente electroquímico.
• Los protones fluyen hacia el estroma del cloroplasto a través de las ATP sintetasas que catalizan la fotofosforilación del ATP.

Fase oscura

• En el estroma el CO₂ atmosférico es asimilado a un proceso cíclico en el que se sintetiza gliceraldehído 3-fosfato por la reoxidación del NADPH y a la energía almacenada en el ATP de la fase lumínica.
• Del gliceraldehído 3-fosfato se sintetizan otras biomoléculas necesarias para la planta.

Balance

• Para obtener una glucosa (6C) hay que desviar 2 moléculas de gliceraldehído 3-fosfato (3C).
• Hay que dar 2 vueltas al ciclo.
• Es un proceso costoso pero obtenemos materia orgánica a partir de CO₂.

Quimiosíntesis

• Nutrición autótrofa que no depende de la luz, la energía la obtienen de sustancias inorgánicas sencillas.
• La obtención de ATP y poder reductor se realiza por una cadena de transporte de electrones. En este punto están como los fotosintéticos tras la fase lumínica.
• Utilizan la energía y el poder reductor para fijar compuestos inorgánicos a la materia orgánica.
• Es exclusivo de bacterias y se clasifican en función del sustrato que utilicen.

Bacterias del N

• Frecuentes en aguas y suelo.
• Cierran el ciclo del N al enriquecer el suelo con nitritos.

Bacterias del S

• Oxidan distintos compuestos de S obteniendo como producto ácido sulfúrico que acidifica el medio donde viven.

Bacterias del Fe

• Oxidan el hierro ferroso a férrico y abundan en aguas residuales de minas.

Factores que influyen en la fotosíntesis

• Concentración de CO₂: A mayor CO₂ más fotosíntesis.
• Concentración O₂: Más O₂ menos fotosíntesis.
• Humedad: Menor humedad menor fotosíntesis.
• Temperatura: A mayor temperatura mayor fotosíntesis.
• Intensidad luminosa y tipo de luz.