Los genes contienen el material hereditario, pero también controla las funciones celulares.
La expresión genética hace alusión al proceso de transcripción del ADN, traducción del ARN y la formación de proteínas.
BLOQUES BASICOS DE ADN:
Se encuentran:
- Acido fosfórico
- Azúcar desoxirribosa
- Cuatro bases nitrogenadas (Pirimidinicas: timina y citosina, Purinicas: Adenina y guanina)
NUCLEOTIDOS:
La primera fase para la formación del ADN consta de la formación de un nucleótido acido el cual está compuesto por una molécula de ácido fosfórico, una molécula de desoxirribosa y una de las cuatro bases.
- ACIDO DESOXITIMIDILICO
- ACIDO DESOXIADENILICO
- ACIDO DESOXIGUANILICO
- ACIDO DESOXICITIDILICO
En una hebra de ADN se observa que existe una unión en la parte central de nucleótidos Purinicas y Pirimidinicas, unidos a los extremos al azúcar desoxirribosa y esta a su vez unido al ácido fosfórico.
Los pares de nucleótidos se forma:
En cada vuelta completa de la hélice de la molécula de ADN hay 10 pares de nucleótidos.
CODIGO GENETICO:
El ADN tiene como función la formación del código genético el cual es responsable de la formación de las proteínas, y estos están formados por tripletes de nucleótidos.
Debido a que las reacciones se llevan a cabo fuera del núcleo es decir en el citoplasma y como el ADN se encuentra en el núcleo existe otro tipo de ácido nucleótido:
ARN:
Compuesto por una molécula de ácido fosfórico, un azúcar ribosa y cuatro bases nitrogenadas (adenina, guanina, uracilo y citosina)
El ARN consta de un código complementario formados partir de los tripletes del ADN.
La Polimerasa de ARN es la encargada de la activación del proceso de transcripción del ADN, además tiene como funciones:
- En la cadena de ADN se encuentra una sección llamada promotor y las polimerasas de ARN es complementaria a ella uniéndose para comenzar el proceso.
- Se encarga de desenrollar dos vueltas del ADN aproximadamente y separar las porciones abiertas de la hélice.
- Después de desplaza por la cadena del ADN rompiendo los ´puentes de hidrogeno que unen a las bases nitrogenadas permitiendo realizar la transcripción de ARN, cuando se encuentra con una secuencia terminadora de la cadena, esta se separa permitiendo que la cadena de ADN regresa a su forma original liberando la nueva cadena de ARN que es liberada en el núcleo plasma.
TIPOS DE ARN:
Se conoce que algunos tipos de ARN participan en la síntesis de proteínas, algunos en la función reguladora de genes y algunas que se desconocen sus funciones. Tipos de ARN que realizan funciones distintas e independientes en la síntesis de proteína.
Existen por 20 aminoácidos esenciales en las proteínas, de donde uno se reconoce como CI (Codón iniciador) y tres de ellos como CT (Codón terminador)
ARNsi: son usados para bloquear la traducción de cualquier ARNm.
Formación de proteínas en los ribosomas: el proceso de «traducción»
Cuando una molécula de ARNm entra en el ribosoma este actúa como un lector, debido a que lee los codones que este contiene a partir del codón iniciador de la cadena y concluye en el codón de parada llamado codón terminador de la cadena, lo que genera una molécula proteica.
Las moléculas de ARNm pueden unirse a varios ribosomas en un mismo tiempo, dando lugar a la formación varias moléculas proteicas debido a que no existe una especificidad para cada molécula de ARNm, lo que da lugar a la formación de un POLIRRIBOSOMA, tomado en cuenta que los ribosomas son únicamente como fábricas en las que se llevan a cabo las reacciones químicas.
Debido a que los ribosomas se encuentran cerca del retículo endoplásmico las moléculas proteicas atraviesan la membrana reticular y llegan a la matriz del retículo endoplásmico con una excepción en las enzimas y proteínas estructurales.
Pasos químicos de la síntesis proteica:
Control de la función génica y actividad bioquímica de las células:
Se conoce que l regulan las actividades funcionales de la célula, pero también actúan en las funciones químicas, por ello debe terne un control que mantenga estas funciones en un estado correcto por medio de la retroalimentación, ya que si no se mantienen pueden provocar el crecimiento exagerado de la célula o crear acciones químicas que lleven a la muerte de esta.
Para ello existe:
REGULACION GENETICA
Cubre todo el proceso, desde la transcripción del código genético en el núcleo hasta la formación de proteínas en el citoplasma.
Es principalmente la regulación en la producción de proteínas debido a que estas realizan la mayor de las funciones en la célula y pueden regularse desde la transcripción, hasta la formación de estas.
Actúan especialmente como sistemas de control de retroalimentación que vigilan continuamente la composición bioquímica de la célula y hacen las correcciones que se van necesitando.
En la cadena de ADN se encuentra una sección llamada promotor en donde se comienza el proceso de transcripción conformado por siete bases (TATAAAA), también existe e promotor IID y IIB en los cuales se une la polimerasa la cual indica el inicio de la transcripción.
Los aisladores cromosómicos se encargan de separar a genes activos de los genes reprimidos, para evitar influencias de los genes en proceso de transcripción.
- El gen regulador provoca la formación de una proteína reguladora la cual actúa como una sustancia activadora o como un represor de transcripción.
- En ocasiones una misma proteína reguladora actúa como un activador de un promotor y como un represor de otro.
- Algunas proteínas reguladoras no se encuentran en la cadena de ADN si no en los diferentes lugares donde se lleva a cabo el proceso para la formación de nuevas proteínas.
- En el núcleo el ADN se encuentra compactado de manera que forma los cromosomas los cuales inhabilitan el proceso de transcripción, son un conjunto de proteínas llamadas histonas las cuales permiten que las cadenas de ADN se enrollen en ellas.
REGULACION ENZIMATICA
Se trata de otro mecanismo de retroalimentación negativa por la que en el producto sintetizado se une a la primera enzima para desactivarla.
ACTIVACION ENZIMATICA:
REPRODUCCION CELULAR:
La reproducción celular comienza desde la duplicación del ADN el cual comienza entre 5 y 10 horas antes de la mitosis y termina en un lapso de 4-8 horas, con una espera de 1-2 horas antes de la mitosis.
Características físicas y químicas de la replicación del ADN:
Es un proceso casi similar al proceso de replicación del ARN con cambios como:
- Se realiza la replicación de ambas cadenas del ADN.
- Se replican en su totalidad y no solo en pequeños fragmentos.
- Se utiliza la polimerasa de ADN para la ruptura de la hélice y el ADN ligasa para regresarlo a su forma original.
- La nueva copia del ADN se une a ella de a través de enlaces de hidrógenos débiles.
REPARACIÓN DE ADN, «CORRECCIÓN DE LECTURA» Y «MUTACIONES» DEL ADN
Durante el proceso de replicación pueden existir algunos errores en la transcripción por lo que durante el periodo de espera entre la replicación y el inicio de la mitosis existe un proceso de corrección de la lectura en el cual las partes de fueron erróneamente copiadas son sustituidas por sus partes correctas, todo esto gracias a la polimerasa de ADN y la ligasa de ADN usadas en la replicación.
Debido al proceso de reparación y corrección de lectura se considera que pueden corregir todos los errores, pero aun así cuando existen errores, ha estos errores se les llama mutaciones, los cuales provocan una anormalidad en la función celular.
Cromosomas y su replicación:
El ADN se enrolla en los cromosomas, de los cuales el genoma humano contiene 46 de ellos dispuestos en 23 pares.
En los cromosomas también se encuentran cantidades de proteínas llamadas histonas, las cuales tienen la función de ser el lugar en donde las cadenas de ADN se enrollan.
El núcleo de las histonas tiene un papel muy importante ya que se encargan de regular el proceso de transcripción del ADN en ARN.
Al término de la replicación del ADN este enrolla para formar el cromosoma, pero también hace la nueva cadena de ADN por lo que se encuentra unido a través del centrómero, y estos cromosomas duplicados pero unidos entre si se conocen como cromátidas.
Centriolos:
Son también replicados poco después de la replicación del ADN y se encuentran estrechamente unidos a un polo de la célula, poco antes de que ocurra la mitosis estos comienzan a separarse y toman la forma como de una estrella que actúa como un soporte, llamado áster, algunas de sus puntas penetran la membrana nuclear y permiten separar a las dos cromátidas durante el proceso celular.
El complejo de microtúbulos que se extiende entre los dos nuevos pares de centriolos es el huso, y todo el conjunto de microtúbulos más los dos pares de centriolos se denomina aparato mitótico.
MITOCIS CELULAR:
TELOMEROS:
Los telómeros evitan la degradación de los cromosomas
Un telómero es una región de secuencias de nucleótidos repetitivas situadas en cada extremo de una cromátida.
Estos ayudan a mantener a la cadena de ADN n su número normal añadiendo los nucleótidos que han sido eliminados durante la replicación del ADN, durante el paso de las replicaciones este se va degradando lo que provoca que la célula muera, por lo que se considera que debido a esta pérdida ocurren variaciones durante el envejecimiento, al igual que nos brindan protección contra el cáncer y otras enfermedades proliferas.
Diferenciación celular:
Una de las características especiales en el crecimiento y reproducción celular, es la diferenciación celular la cual permite distinguir la función de cada célula localizada en diferentes partes del organismo, a pesar de ser diferentes células se considera que el material genético no es diferente es solo el hecho de que algunos componentes de él se encuentran reprimidos en comparación con otros.
APOPTOSIS: MUERTE CELULAR
La apoptosis o muerte celular programada se forma a partir de unas proteasas llamadas caspasas que se sintetizan y se encuentran como procaspasas inactivas, las cuales actúan en forma de cascada desmantelando a la célula, la cual después es fagocitada a través de una célula fagocitica que se encuentra cercana a ella, evitando así que las células vecinas sufran alguna lesión y se mantienen sanas. En comparación con la necrosis la cual es una muerte por consecuencia de una lesión aguda se hinchan y estallan debido a la pérdida de la integridad de la membrana celular, la cual hace que la afectación se extienda a las células vecinas.
EL CANCER:
El cáncer se debe a la mutación presentada en la célula. Los protooncogenes son genes normales que codifican diversas proteínas responsables del control de la adhesión celular, el crecimiento y la visión. Si mutan o se activan de forma excesiva, los protooncogenes pueden convertirse en oncogenes con funcionamiento anómalo capaces de provocar cáncer.
Debe de existir múltiples factores para la supervivencia de un cáncer como puede ser, la necesidad de presencia de varios oncogones para tener la fuerza de desarrollar un cáncer, el sistema inmunitario actúa al detectar proteínas que tienen una configuración mutada por medio de anticuerpos y linfocitos sin embargo tras la supresión del sistema inmunitario, por ejemplo en personas que toman fármacos inmunodepresores después de un trasplante renal o cardíaco, la probabilidad de que se desarrolle un cáncer se multiplica hasta por cinco.
Las células mutadas presentan una capacidad de supervivencia muy baja y de la que sobreviven muy pocas son cancerosas ya que se tiene controles de retroalimentación que evitan que se conviertan en células cancerosas. Se considera como un suceso desafortunado debido a que a pesar de presentar formas de protección del cáncer durante y después de la transcripción del ADN se desarrolle una mutación y que esta tenga efecto canceroso.
Entre los factores que pueden generar la aparición del cáncer se encuentran:
La muerte provocada por las células cancerosas se debe a una muerte nutritiva gradual, debido a la falta de nutrientes provocado por el robo de nutrientes que las células cancerosas provocan debido a que hay un amento muy grande células cancerosas que necesitan nutrientes y al ser una cantidad mayor dejan sin nutrientes a las células sanas.
Blog de Fabiola Gómez 