OV/BI/01 (sub)ALTERNATIVA 3(\sub) La estructura del ADN puede adquirir diversas formas, la forma A, forma de la doble hélice Z. En el estudio de la estructura del ADN, destaca el modelo propuesto por Watson y Crick, en el que se dis- tinguen las siguientes características: . Las cadenas de polinucleotidos son antiparalelas, es decir, si una va en dirección 3' -> 5', la otra va en dirección 5' -> 3'. . Esta estructura es dextrógica, están enrrolladas so- bre sí mismas, girando una respecto a la otra. . Complementariedad de bases; se realiza entre las ba- ses púricas y primidinicas, de menor tamaño que las primeras. Asi a la adenina (A) le correspondera la ti- mina (T), y a la Citosina (C), la guanina (G). Y viceversa. Entre la A y T, se establecen dos pares de enla- ces, mientras que entre la C y G se establecen tres pares de enlaces de hidrogeno. Fórmula Bueno, a error mío, tenía que haber comenzado diciendo que la estructura del ADN esta forma- da por dos cadenas de polinucleotidos, que se unen por complementariedad de bases, así esta estructura se asemeja a la forma de una escalera de mano. La forma A dextrogira, relaciones entre las bases perpendiculares y el eje no pasa por el centro. La forma B, lenógira, el eje pasa por el centro. (sub)Continuación de la A.2(\sub) La pared bacteriana esta compuesta, se divide en: Gram +, monoestratificada, formada por una base de peptidoglucanos. La Gram -, biestratificada, formada por lípidos y proteinas. (sub)ALTERNATIVA(\sub) 2 Celula procaviota = bacteria. En toda celula, o al menos en la mayoría, cabe des- tacar la presencia de la membrana plasmática, la mina delgada de unos 75 A que envuelve totalmente a la celula y la (M) separa del medio externo. Al no ser rígida, permite movimientos y deformaciones de la celula. (sub)Estructura(\sub) Esta membrana está compuesta por una doble capa de lípidos, a los que se adosan moleculas proteicas a ambos lados de dicha bicapa lipídica o incrus- tadas en ella. Está compuesta por cefalinas (46%), colesterol (30%), le- citinas (11%), esfingomielinas (8%) y otros lípidos (5%). Los radicales polares de los lípidos se orientan hacia el exterior y los radicales lipófilos hacia el interior. En las moleculas proteicas, los radicales polares se orientan de manera que quedan fuera de la mem- brana, y los radicales lipófilos se orientan hacia el interior, poniéndose en contacto con los lipidos. Las moleculas que constituyen la membrana se mueven en todas direcciones, lo que le permite a la célula autorepararse en (cada) caso de rotura, fu- sionarse con cualquier membrana, e incluso median- te procesos de endocitosis, perder una parte de la membrana, que inmediatamente se transformará en una vesícula esférica. La estabilidad de la membrana se mantiene gracias a las moléculas de colesterol. (sub)Función(\sub) La principal función de la membrana plasmática es mantener estable el medio interno, a través de la re- gulación del paso de agua, moleculas y sustancias. El paso de las sustancias a través de la membrana plasmática posee dos modalidades: una activa, con gas- to de energia, y otra pasiva, sin gasto de energía. Las proteinas de membrana, son las que realizan la mayoría de las funciones de la membrana: regular el paso de sustancias, actuar como receptores de se- ñales del medio externo, mantener el potencial de membrana que permite la realización de las fun- ciones de relación de la celula. La membrana puede presentar unas prolongaciones: ci- lios, flagelos, pseudópodos, micro-villi... que están suje- tos por una red de microtúbulos. En cuanto a su estructura, la formada por es- ta doble capa lipidica, y las proteinas recibe el nombre de membrana unitaria, ya que es igual en todas las celulas, y en todos los organillos cito- plasmáticos que la posean. La membrana es la parte más importante de to- da celula, compuesta también por los diferentes organulos citoplasmáticos. OV/BI/02 2 (sub)Morfologia de la celula proteica(\sub) La célula procariota se caracteriza por no presentar el material genético aislado del rostro del citoplasma por una membrana, a lo más que puede aparecer es una zona con caracteristicas de núcleo llamado núcleo difuso. Se caracterizan por presentar una cubierta por encima de la membrana y tambien por carecer de la mayoria de los orgánulos, tan sólo aparecen los ribosomas. (sub)PARED CELULAR(\sub) La pared celular es una estructura que rodea a la célula y formada gracias a la síntesis en la que intervienen enzimas de la membrana. Intervienen en la conjugación, que es la aproximación de dos bacterias a través de la pared celular e intercambiando el material orgánico. Puede dar carácter antigénico a la bacteria. A veces presenta una cápsula superior, que la recubre, compuesta por cinco polisacáridos y que caracter antigénico a la bacteria. La pared celular está compuesta por glucoproteinas, aunque pueden aparecer glucidos y proteinas inme- diatamente. (sub)MEMBRANA(\sub) La membrana de las bacterias es análoga a la de las células Es una bicapa lipidica de 75 A de espesor. No es continua si no que presenta unas invaginaciones llamadas mesosomas que realizan las funciones que habrían de realizar los orgánulos. Interviene pues básicamente en dos funciones: 1) (sub)Fosforización oxidotica(\sub). Es decir, síntesis de ATP, o mejor dicho, en producir energia en forma de ATP, ya que las enzimas de los mesosomas, los hay relacionados con esta función. línea ilegible en uno u otro caso, el ADN ha de autoduplicarse, y para ello antes de producirse la división, el ADN acude a las acumulaciones enzimáticas de los mesosomas y allí se produce su raplicación según el número de células a producir, o en el caso de la bipartición y varias en el caso de la esporulación. Se produce también gracias a que en las acumulaciones enzimáticas los mesosomas, hay enzimas relacionadas con esta función. (sub)CROTOPLASMA(\sub) Disolución acuosa delimitada por la membrana prácticamente sin estructura. En él se encuentran los orgánulos propios de la bacteria, enzimas de los mesosomas, también aparecen unas sustancias de en las que se da grasas neutras, polifosfatos o incluso azufre, y junto con éstos polisacáridos semejantes al almidón o al glucogeno de las células eucarióticas. Pueden aparecer en ciertas bacterias, en aquellas que realizan o necesitan realizar la fotosintesis los cuerpos membranosos, que son estructuras laminosas que contienen los pigmentos necesarios para llevar a cabo la fotosíntesis. (sub)CROMOSOMA(\sub) Los cromosomas constituyen el material hereditario de las bacterias. aparece uno por cada bacteria, de forma anular y de gran longitud. Puede aparecer en el centro o asociado a un repliegue de la membrana. Cuando ocurra esto último es cuando se va a producir la autoduplicación del ADN. Suele estar rodeados de polisomas y polisacáridos dando la sensación de un núcleo difuso. (sub)PLASMIDOS(\sub) Los plasmidos son fragmentos de DNA, mas pequeños que los cromosomas pero que también contienen información genética, sin embargo esta información se transmite de forma independiente a la del cromosoma. (sub)FLAGELOS(\sub) Los flagelos son los responsables de la mobilidad de las bacterias. Están constituidos por una proteina que es la flagenina que adquiere una estructura elicoidal en torno a un eje. Se une a la línea ilegible placas y un eje que las atraviesa, uniéndose al flagelo a través de una estructura llamada gancho. (sub)RIBOSOMAS(\sub) Compuestos constituidos por ARN-ribosónico y proteinas. Presentan dos partes que se denominan por su velocidad de sedimentación . La parte grande, que es la , es 2/3 del total, mientras que la más pequeña, ocupa 1/3 del total. Estas dos partes pueden aparecer aisladas o asociadas; formando los ribosomas agrupaciones lineales sobre cadenas de ARN-misogeno. a esta estructura se la llama polisoma. En los ribosomas se efectua la traducción del código genético, o sea la traducción de la información construida por el DNA que forma parte del cromosoma bacteriano. 3 CONFORMACION DE LA MOLÉCULA DEL ADN Antes de describir la estructura del ADN, se hace necesario explicar como se forman los ácidos nucleicos. Aparecen 3 componentes: - Pentosa. Son las aldopentosas, que pueden ser la ribosa, o como en el caso del ADN, la desoxirribosa. - Basa nitrogenada. Pueden ser de dos tipos, dependiendo del compuesto cíclico de que derivan, si derivan de la purina serán las bases nitrogenadas púricas o purínicas (Adenina y Guanina), y si derivan de la pirimidina, serán las bases pirimidicas (cirosina tinina y uracil(a). Hay que tener en cuenta que el uracilo no enlaza con desoxirribosa y por lo tanto no da lugar al ADN. En la molécula de ADN no aparece uracilo. - Grupo fosfato. Es el ácido ortofosfórico, H3PO4. Pues bien, lo primero que ocurre es la formación de los mediante la formación de un enlace N-glucosídico entre el grupo da posición 9 en las bases púricas o el grupo NH2 (enzima) de posición 1 si se trata de las pirimídicas, pues bien, este grupo enlaza con el carbono de posición 1 de la desoxirribosa (estamos hablando del ADN) línea ilegible tipo estar con el carbono de posición 5 de la desoxirribosa estos nucleótidos forman cadenas de nucleótidos llamadas polinucleóticos, mediante puntos de fósforo a través de los carbonos 3 y 5 de cada desoxirribosa. Ahora ya podemos describir la estructura del DNA. El DNA es un ácido policatenario, de doble hebra, formado por dos cadenas de polinucleotidos, adquiriendo una estructura helicoidal en torno a un eje. Esta estructura es mantenida gracias a los puntos de Hidrógeno que se establecen entre las distintas bases nitrogenadas complementarios. Esta plano de los establecidos entre las bases nitrogenadas complementarias, es perpendicular al de los entre las desoxirribosas entre si y también con los grupos fosfato. Es decir, han de ser cadenas antiparalelas. Es decir, los dos planos que se establecen, por un lado los contra bases nitrogenados complementa- rias y por otro lado el plano de los contra los desoxirri- bosas entre si y cada una con su grupo fosfato son PERPENDICULARES Esta estructura del DNA tan peculiar, le permite realizar sus funciones propias: Contener y almacenar la información genética, a través de sus bases nitrogenadas. La diferencia entre una molécula de DNA y otra consiste en las distintos disposiciones de las bases que determinan la información genética. Permitir la copia de esa información, información que digamos se copia a través de ARN- , por síntesis de esta a través de bases nitrogenadas complementarias. Permitir su propia autoduplicación, lo que permite que las células hijas tengan la misma información que la madre. Para ello el DNA se ha de desespiralizar y a partir de cada hebra se generará otra nueva, dando lugar a dos cadenas de DNA idénticas a la anterior. Permitir la corrección de un fragmento que se puede formar mal en la autoduplicación. (sub)Alternativa 3 y 1(\sub) 3. (sub)Conformación de la molécula del ADN(\sub) El ADN está formado por una doble cadena de polinucleóticos (desoxirribonucleóticos), análisis aislados del ADN muestran que las diferencias de unas cadenas a otras son debidas a un cambio de posición en sus bases nitrogenadas, los primeros estudios realizados por Chargaff demuestran que la adenina guanina, citosina y tinina están en la misma proporción sin embargo A + T > C + G. El 1º que realiza estudios sobre la molécula del ADN, ba- sados en análisis de Rayos X y espectroscópicos fue Wilki quien describía una molécula formada por una doble hebra con la aparición de B.N. que mantenían la estructura, poste- riormente Watson y Crick (1953) discutirán la estructura de la molécula del siguiente modo: - Se trata de una molécula alargada y de 20 Å de dia- metro, formada por una doble cadena de polinucleó- tidos los cuales se unen entre sí a través de los puentes de fósforo entre sus B-N (las cuales serán complementarias, cada una tendrá su pareja). Así: ¡¡fórmula!! La estructura en sí se trata de una disposición helicoidal en la cual las B.N se dispondrán hacia el interior y recibiendo exteriormente la molécula estará el ácido fosfórico. ¡¡fórmula!! * Las cadenas de polinucleóticos son antiparalelas Esta estructura explica procesos como: - Almacenamiento de la información genética (código genético) - Transmisión de la I.G. - Ejecución de la I.G. - Mutaciones (que darán origen al proceso evolutivo) (sub)Alternativa 1(\sub) (sub)Estructura terciaria de las proteinas(\sub) Se trata de una estructura de helice a, después de varios cambios de posición y se mantiene gracias a enlaces como los puentes de disulfuro, el nº de puentes de disulfuro "de azufres" está en relación con el nº de aminoácidos que presenta la proteína, esta estructura deriva de la estructura secun- daria, a partir de unos cambios de dirección y posición y se mantiene no solo gracias a puentes de disulfuoro sino también a puentes de hidrogeno por ejemplo. Existen tres características determinantes en esta estructura: - los restos hidrófobos que se disponen alejados del medio acuoso. - los enlaces de disulsufuro que se forman por la presencia de la cisteína en determinados puntos de la cadena. - la funcionalidad de las proteínas globulares que hace que en ocasiones las cargas opuestas se atraigan en unas ocasiones y se separen (repelan) en otras. Como resumen en esta estructura adquieren su funcionali- dad gran parte de las proteínas ¡¡dibujo!! hélice (sub)Papel biológico de las proteínas(\sub) Los restos de aminoácidos son unas sustancias que se sitúan sobre la superficie de las proteínas, esa es la zona 1 en que la proteína se unirá al ligando y a esa zona se le llama centro activo, gracias a está relación se expli- ca la reacción antígena-anticuerpo. No toda la proteína se une al ligando o sustrato sino sólo la parte donde se encuentra el resto de aminoácidos. Un caso especí- fico es el de las proteínas alostéricas en las que se produce una transformación de la estructura del centro activo y esto impide que la proteína se pueda unir al sustrato, pero la mayoría de las proteínas son funcio- nales, y las que no lo son mediante la regulación de una sustancia modifican su centro activo para poder unir- se al ligando. ¡¡dibujo!! Esta relación es igual que la de enzima-sustrato donde cada enzima es específica, un enzima actúa sobre un determinado sustrato, cada enzima es específico y ha de identificar los sustratos sobre los que actúa, esta identificación se hace por complementariedad estructural con el sustrato y se lla- ma "esteroespecifidad", una vez unidos se forma un complejo en- zima-sustrato donde se modificará el sustrato para dar los prod. resultantes. OV/BI/04 ALTERNATIVA 3 Conformación de la molécula del ADN. El ADN es el ácido dexosirribonucleico, es uno de los 2 ácidos nucléicos, denominados así por encontrarse primeramente en el núcleo de las células eucariotas y por tener un carácter acido. El ADN es bicatenario es decir, tiene 2 cadenas, cada cadena tiene varios nucleótidos y un nucleótido es la formación de un nucleósido y un ácido ortofosfórico, y un nucleósido está compuesto de una pentosa más una base nitrogenada. Las bases nitrogenadas son la adenina, la guanina, citosina, y la timina. Hay otra base nitrogenada, el uracilo, pero esta no se encuentra en el ADN, solamente en el ARN, el resto se encuentra en los dos ácidos nucleicos, el ARN (ácido ribonucleico y el ácido dexosirribonucleico). La pentosa del ácido dexosirribonucleico tiene un oxigeno menos que la pentosa del ácido ribonucleico. A dicha pentosa se le llama D-dexosirribofuranosa, y a la del ARN ribofuranosa. Las bases se clasifican en púricas y piri-midinicas. Los nucleosidos se forman por la unión de la pentosa B-D-dexorribofuranosa y el hidrógeno de la base nitrogenada por un enlace N-glucosídico entre el hidrógeno de la base y el del carbono uno de la pentosa. Se nombran añadiendo la terminación -osina a la base de la que proce- den y anteponiendo el prefijo desoxi- por tratarse del ácido dexosirribonucleico, cuya pentosa es uno dexosirribofuranosa. Por ejemplo la adenosina ó mediante la terminación -idina -> timidina. Los nucleótidos se forman por la unión del nucleósido, anteriormente explicado y el ácido ortofosfórico, mediante el OW del ácido ortofosfórico y el carbono 5 de la pentosa, se forma un ester. El nucleótido formado se nombra añadiendo el prefijo ácido y la terminación -ilico a la base -> ácido adenilico, como es un ADN se le antepone el prefijo desoxi -> ácido dexosiadenilico. Cuyas siglas más usadas son AMP - acido adenin - monofosforo la composición de la cadena, pasaremos a analizar la estructura superficial del ADN. Anteriormente se había dicho que cada cadena era un polimero de nucleótidos, es decir, que se componía de la agrupación de muchos de ellos. Cada cadena es antiparalela. Es decir una va en sentido S' -> 3' y la otra a la inversa 3' -> 5'. Las bases son complementarias, la adenina va con la timina y la citosina con la guanina, estas unidas por un triple enlace G ( C. Las 2 cadenas se enrollan sobre ellas mismas formando una especie de escalera de caracol, de forma que si se quiere desenrollar hay que dejar que giren los extremos. ¡¡fórmula!! Está estructura en doble hélice fue estudiado por Watson y Crick. Las bases de los ácidos nucleicos se unen formando como los peldaños J. de la escalera de caracol entre uno y otro hay una distancia de 3'41( y una rosca o vuelta de ADN mida 34 Å. Las bases se colocan inclinadas y un eje imaginario corta a la molécula de ADN por el centro. La construcción del ADN se mantiene gracias a los enlaces de puente de hidrógeno. En la disposición de la molécula proteica influyen la disposición de en el espacio de la estructura, es decir, la primaria, la secun-daria, la terciaria, la más representativa es la terciaria formada por proteinas filamentosas y globulares. La función de la molécula proteica es la actividad biológica. Otras funciones que se pueden expresar es la actividad enzimática. Las enzimas son sustancias que intervienen en las reacciones bioquimos como catalizadores, que solamente aceleran la velocidad de reacción. Para que una reacción bioquina de lugar tiene que haber unos productos iniciales y otros finales. Las moléculas que forman dichas sustancias requieren alcanzar un estado de activación donde los enlaces de los reactivos se destrocen y se empiezan a formar los productos. La estructura primaria nos indica la secuencia de aminoácidos, La estructura secundaria nos dice como está la estructura primaria en el espacio. La estructura terciaria nos dice como está la secundaria en el espacio. OV/BI/05 (sub)ALTERNATIVA 3(\sub) T = tinina G = Querosina A = adenina C = citosina La molécula de ADN es una doble cadena helicoidal de nucleótidos unidos éstos entre si por un enlace de tipo fosfodiester. Las bases orgánicas que constituyen estas moléculas son T, A, G y C nunca el llamado (O) y éstas se unen a la desoxiribulesa por un enlace N-glucosídico. Estudios realizados han puesto de manifiesto que la molécula de ADN es alargada y de diámetro cte. Para que el diámetro sea cte. es necesario que por el sistema de complimentariedad de bases se unan bases púricas con bases pirimidínicas pues si no fuese así el diámetro de la molécula sería distinto en una zonas y en otras. En toda molécula de ADN por tanto coincide el nº de bases púricas con el nº de bases pirimidinicas. El tipo de enlace que se establece entre estas moléculas es de puente de hidrógeno y para que se de un mayor nº de puentes de hidrogeno entre ellas haciendo así más estable y fuerte esta unión es néctar que se unan la T con la A y la G con la C estableciendose 2 enlaces de puente de hidrógeno entre la T y la A y 3 enlaces por puente de hidrógeno entre la G y la C. Para que se pueda establecer este enfrentamiento o unión entre las dos cadenas de nucleotidos es necesario que estas sean complementa- rias y antiparalelas, es decir una vía en la dirección 3' -> 5' y otra en la dirección 5' -> 3'. En toda molécula de ADN hay 2 modalidades repetitivas una que se sucede cada 0,4 y otra cada 0,4? La molécula de ADN además de estar constituida por dos cadenas anticomplementarias se caracteriza porque cada una ellas experimentan un giro helicoidal alrededor de un eje central e imaginario. El nº de pared de bases que hay por cada vuelta completa de helicoide es de 10 y la distancia aproximada que separa a cada una de las bases de 4,7 Å. Esta estructura representaría el modelo B de la molécula de ADN, pero existen sin embargo otras 2 moleculas que son el A y el Z. El modelo A aparece cuando la molécula de ADN se encuentra deshidratada y el B cuando se encuentra formando parte de la materia viva. En el modelo A el nº de pares de bases por cada vuelta completa de doble helicoide sería de 12. En el modelo Z se llama así porque presenta una forma que recuerda un zig-zag, zizageante y ello se debe a la presencia en la misma de bases orgánicas que no son las normales. (sub)ALTERNATIVA 1(\sub) En una clase especial de proteinas como son las hidroproteinas aparecen diferentes niveles estructurales. En total son 4 cada uno de los cuales se va formando a partir de un nivel estructural anterior. Dependiendo de la estructura de las mismas éstas van a desempeñar diferentes papeles o funciones en la materia viva. Estructura 1ª (primaria) Estructura (secundaria) 2 a-hélice Tipo hélice ß o lámina plegada Estructura terciaria estructura globular estructura filamentosa Estructura cuaternaria La estructura 1ª. Viene dada por la secuencia concreta de aa que constitu- yen la proteina, entendiendo por secuencia el nº y clase determinada de aa. En este tipo de estructura en uno de los extremos de la proteina aparece el radical -NH2 y en el otro el radical carboxilo ¡¡fórmula!! llamándose al 1º N-terminal y al 2º C-terminal. Para que se unan varios aminoácidos es necesario que entre ellos se estrablezca una relación peptídica ¡¡fórmula!! Estructura secundaria a-hélice-típica de la a-queratina a-hélice se establece cuando se da un enlace por puente de hidrógeno entre los enlaces peptídicos de una cadena polipeptídica. En este tipo de enlace están implicados el radical -H del grupo de un aa y el radical -o de un carbono del 4º aa de la cadena polipeptídica de manera que esto le hace adquirir una configuración de hélice. Es destrogeno en el giro y para que se de este tipo de estructura es necesario que los radicales de los aa de la cadena no sean ni muy largos ni muy cortos. . Triple hélice de colágeno. En el los radicales de los aa y no se Típica del colágeno. establece el enlace por ¡¡ilegible!! ¡¡ilegible!! . ß o lámina plegada. típica de la ß queratina o de la En ella la hélice se encuentra muy extendida. Si da unen fragmentos de cadenas polipeptídicas diferentes o iguales entre sí e incluso entre fragmentos de una misma proteina. (sub)Estructura terciaria(\sub) - Estructura filamentera. Se caracteriza porque las proteinas que la tienen son insolubles en H2O, otros compuestos polares además tampoco se disuelven en disoluciones acuosos o salinas. Se da esta estructura cuando en la estructura 2º se da una pequeña torsión de la hélice. - Estructura globular. Se llaman así porque las proteinas que la presentan tienen una típica forma esférica. Son solubles en H2O y otras disoluciones ácidas o salinas. En esta estructura se dan interacciones entre los radicales que van a hacer que esto se dispongan hacia la zona interna de la molécula si son hidrófobos o que se establezcan entre estos radicales y el H2O unidos por puente de hidrógeno si estos son hidrófilos. - Estructura cuaternaria. Se establece cuando se unen entre sí cadenas polipeptídicas que pueden ser iguales o diferentes entre sí. Cada una de éstas moléculas que se une a otra se llama protómio. Si se unen dos protomios se forma un dímero " " " 4 " " " un tetrámero " " " varios " " " un polímero OV/BI/06 ALTERNATIVA 3 El ADN es uno de los ácidos nucleicos, denominados asi por que tienen caracter ácido y por que fueron visto por 1ª vez en el núcleo de la célula. Está compuesto por nicleótidos y estos a su vez por un azucar que sería la desoxirribosa, un ácido fosfórico y una base nitrogenada que puede ser la adenina, timina, cito- sina y guanina. Las bases nitrogenadas pueden ser púricas o pirimidínicas, las 1as estarían forma- das por 2 ciclos? y las 2ª por uno solo. Los nucleóticos se van a unir de la siguiente for- mar: el carbono 5' de uno se une con el hidroxi- lo del carbono 3' del otro, liberándose H2O. En cuanto a su estructura esta fué deducida por Watson y Crick y Chargatt estableció las siguientes leyes: ¡¡fórmula!! Según estos la estructura de la molécula sería la siguiente: esta formada por 2 cadenas de nu- cleótidos, antiparalelas y enrolladas helecoidalmente una sobre la otra. La estabilidad entre las 2 hebras de ADN vendría dada por una serie de puentes de hidrógeno que se establecen entre las bases complementarias. Se midió el volumen que ocupa una vuelta y se comprobó que era de 34 Å y como cada nucleótido ocu- pa aproximadamente 3'4 Å en cada vuelta habría 10 nucleótidos. Existen sin embargo otros tipos de ADN, aunque su estructura molecular es igual: ADN-A-. Sus bases están inclinadas por lo que un eje que metiésemos por dentro de la hélice no cortaría a ninguna de las bases. Está más espinalizado pues tie- ne 11 nucleótidos por vuelta. Es levógino. ADN-B- fué el modelo que estudiaron Watson y Crick. ADN bacteriano- es bicatenario y circular. El caracter circular es debido a la redundancia terminal. El ADN no lo encontramos siempre del mismo modo cuando la célula se va a dividir aparecen unas es- tructuras especiales que son los CROMOSOMAS, aquí el ADN esta espiralizado mientras que cuando la cé- lula está en su estado normal se encuentra deses- piralizado en el núcleo celular. En los cromo- somas se aprecian una serie de abultamientos que son los cromómeros y en estos el aDN da 2 vueltas sobre un nucleo formado por histonas, luego se li- bera y luego se vuelve a enrollar asi sucesivamente. En los espermatozoides el ADN se encuentra super concentrado. En cuanto al caracter antiparalelo de la molécula este origina que cuando se va a producir la replica- cion (copia de la molecula del ADN la ADN polimerasa que es la enzima encargada de la reacción solo va a poder replicar una de las 2 hebras la que está en dirección contraria habrá de sintetizarse a trozos y ser estos unidos posteriormente por la acción de la lifasa. ALTERNATIVA 4 En la reproducción sexual van a intervenir 2 individuos. El proceso se podría dividir en 3 partes. - formación de los gametos - fusión de lo gametos mediante la fecundación - desarrollo del huevo o zigoto. Estos gametos se originan por MEIOSIS, mecanismo de reproducción celular dedicado únicamente a la forma- ción de gametos. En esta meiosis partiendo de una célula deploide se van originar 4 células hijas haploides que tienen la mitad de las guarniciones cromosómicas de la célula madre. La meoisis tiene como objetivo la varia- bilidad genética y esta se puede producir de formas diferentes: A RECOMBINACION GÉNICA ENTRE CROMOSOMAS HOMOLOGOS en la meiosis y en la 1ª parte de la misma, mitosis redu- ccional, los cromosomas homólogos se emparejan (por lo tanto aparecerían 4 cromátidas 2 de cada cromosoma- das cromátidas de cromosomas homólogos se van a unir en diferentes puntos y se originan recombinacio- nes (1er mecanismo de variabilidad genética). B REPARTO AL AZAR DE CROMOSOMAS MATERNOS Y PATER- NOS. Cuando en la 1ª mitosis de la meiosis se produce el reparto de cromosomas no se tiene en cuenta si proceden del padre o la madre (2º mecanismo de variabilidad genética). En esta 1ª mitosis se van a originar 2 células hijas con la mitad de las guar- niciones cromosómicas de la célula madre. Por otro lado cuando en la 2ª mitosis (ecuacional) se produce de nuevo el reparto, este se hace sin tener en cuenta si las cromátidas son parietales o recombi- nantes (3er mecanismo de variabilidad genética). En consecuencia, las 4 células hijas originadas son diferentes entre si en cuanto a información genética se refiere y cuando un gameto se une con otro para dar un nuevo ser las posibilidades son infinitas, originán- dose por tanto en la reproducción sexual individuos con caracteres nuevos y únicos. Este es el principal objetivo de la reproducción sexual ya que asi se aseguraría la perpetuidad de la espe- cie ya que en caso de que sobrevengan características ambientales adversas siempre habrá al fin indivi- duo apto para sobrevivir y no se extingirá la especie. ya que la probabilidad de encontrar 2 in- dividuos genéticamente iguales es prácticamente imposible. OV/BI/07 (sub)ALTERNATIVA 3 Y 4(\sub) Las moleculas de ADN estan formadas por nucleóticos. LOS NUCLEOTIDOS: son unas moléculas formadas por un glúcido que puede ser una ribosa o una desoxirribosa, por uno, dos o tres ácidos fosfóricos y por una base nitrogenada. Las bases nitroge-nadas pueden ser de dos tipos. púricas (adenina y timina) o pirimidínicas (citonina, guanina y uracilo). De todos los posibles tipos de nucleótidos tan sólo aquellos cuyo glúcido sea una desoxirribosa, tenga un único ácido fosfórico y una base nitrogenada, que puede ser una timina, adenina, guanina o citosina, pero nunca uracilo entran a constituir. La estruc- tura de un nucleótido de este tipo podría ser (en disolución acuosa): ¡FORMULA! Estos nucleótidos en los praceros de formación del ADN se unirán mediante enlaces 5' -> 3' (éster) (el ácido fosfórico de un nucleótido reacciona con el hidroxilo número 3 de la siguiente glú mediante un enlace éster) con desprendimiento de 1 molécula de H2O. Así pues, mediante uniones de nucleótidos (del tipo antes descrito) se formarán moléculas de polinucleótidos que podrán dar lugar a moléculas de ADN. En el ADN las cadenas de polinucleótidos se disponen de la siguiente forma: . Salvo en casos muy concretos (algunos virus) el ADN que se presenta en la naturaleza es bicatenario, es decir está constituido por dos cadenas de nucleótidos. . Estas cadenas se encuentran enrolladas una sobre la otra, de forma helicoidal (Tal y como se representa esquemá- ticamente más abajo). . Las bases nitrogenadas se encuentran dispuestas de tal forma que las de una cadena se presentan frente a la de la siguiente, siendo estas bases enfrentadas complementarias entre si (Recordar que la A y T son complementarias, y la C y G también lo son entre ellas). Las bases nitrogenadas quedarán unidas entre ellas por medio de puntos de hidrógeno. . Las dos cadenas del ADN son antiparalelas, es decir, una tiene dirección 5' -> 3' y la otra 3' -> 5' ESQUEMA ADN ¡DIBUJO! WATSON y CRICK fueron los descubridores de esta estruc- tura, la cual les hizo merecer el Premio Nobel. Para ello se buscaron en el estudio de complejas fotografias de difracción de rayos X. También se basaron en las reglas de CHARGAFF, ¡FORMULA! El ADN puede presentar además otra estructura (que se presenta en bacterias, en plastos y mitocondrias) y que se denomina circular: (en una molécula de ADN se observa que existe una redundancia termi- nal lo cual origina unos extremos coexivos que harán que el ADN admi- te estructura circular). 4. Mecanismos de variabilidad genética en la reproducción sexual La meyosis es un mecanismo de reproducción celular que se encuentra en contraposición con la mitosis (propia de la repro-ducción asexual). La meyosis origina a partir de una célula madre cuatro células hijas, todas ellas con distinta información genética entre ellas y, si la célula madre era diploide, estas células hijas serán haploides (éste es por ejemplo el caso del hombre). Estas células hijas (por un lado las de un determinado individuo y por otro las de otro, -(generalmente)- salvo casos relativamente poco frecuentes) se unirán, y siguiendo con el ejemplo del hombre, darán lugar auna célula diploide, con una información genética que es partícipe de la de sus progenitores. . Centrándonos en la pregunta y tras esta breve introducción, debe hacerse mención de que los mecanismos de variabilidad genética que se producen en la reproducción sexual tienen lugar durante la mitosis (como lo demuestra que la información genética de las cuatro células hijas resultantes de este proceso poseen diferente información genética). Así pues se hace necesario un estudio de la meyosis: MEYOSIS: La meyosis consta de dos mitosis: las cuales a su vez constan de profase, metafase, anafase y telofase (que se denominarán I o II según en cual de las dos mitosis inter- medias): LEPTOTENE ZIGOTENE Enunciados La prefase I se divide a su vez en PAQUITENE según su orden DIPLOTENE en el proceso DIACENESIS Durante el leptotene, el zigotene y el paquitene se produce el empaquetamiento progresivo de los cromosomas, llegando a hacerse visibles las dos cromáticas de cada cromosona, que se agru-parán por homólogos (es decir los homólogos aparecen asociados. Durante el diplotene nos encontraremos con que entre los cromosomas homólogos se producirá un cambio de infor- mación genética por mecanismos de sobrecansamiento. Esquemáti- camente se puede representar: ¡¡DIBUJO!! Cuando termine la profase I nos encontraremos con varios cromosomas unidos al huso acromático, y además la carioteca o membrana nuclear habrá desaparecido. Durante la metafase I los cromosomas se sitúan en el plano ecuatorial de la célula, agrupa- dos por parejas de homólogos. Cuando comience la anafase I y los filamentos tractores "tiren" de cada cromosoma separarán a las parejas de homólogos (suponiendo siempre que la célula sea diploide), acabando ya en la telofase I cada pareja en un extremo de la célula. * Aquí nos encontraremos con el segundo mecanismo de recombi-nación génica, que vendrá determinado por el "polo" de la célula al que vaya cada cromosoma de la pareja de homólogos. A partir de ahora, durante la MITOSIS II nos encontraremos con dos células, salvo en algunos casos en los que no llega a producirse la citocinesis, así pues el proceso que describamos con una sóla célula será doble: se vuelve a producir una profase en la que no habrá de nuevo recombinación génica siendo similar a la de la mitosis y una metafase, en la cual a diferencia del caso anterior los cromosomas no volverán a emparejarse por homólogos, aunque si se situarán en el plano ecuatorial de la célula. En la anafase II los filamentos tractores de cada cromosoma tiran de un brazo hacia un "polo" y del otro brazo hacia el otro. Este será el tercero y último de los mecanismos de recombinación génica en la meyosis, finalmente en la metafase II obtendremos a partir de la célula madre de la que partimos 4 células hijas, todas ellas con diferente información genética entre sí. OV/BI/08 ALTERNATIVA 3 Conformación de la molécula del ADN Watson y Crick, fueron los que de una manera definitiva estudiaron y estable- cieron la conformación del ADN. Watson en su libro "La doble hélice" relata cómo se fue comenzando a investigar y como llegaron a establecer dicha confor- mación. Para ello se basaron en las investigaciones de otros científicos anteriores, dos de los cuales había establecido que el diámetro de la molécula de ADN era de 20 Å. Otro investigador, anteriormente, había establecido que el número de bases de pirimidina era igual que el número de bases de púricas. Esto fue un avance muy importante en el estudio de la molécula de ADN. Watson y Crick, basándose en los datos anteriores, comenzaron a establecer la conformación del ADN. Se dieron cuenta que si unían las bases púricas con púricas y pirimidínicas con pirimidinas, la molécula presentaba un diámetro excesivamente mayor que 20 Å. Por lo tanto, ésta estructura no se podía llevar a cabo (Aquí he de explicar las bases púricas y pirimidínicas para una mejor comprensión. Las bases púricas y pirimidínicas son bases orgánicas nitrogenadas que se unen junto con una pentosa concreta para dar un nucleósito, éste junto con una molécula de H3PO4 dan lugar a un nucleótido que junto con otros forman un polinucleótido; esto es la parte no proteinica de un ácido nucleico y por eso el ADN al ARN se les da la denominación de ácido nucleico. Las bases púricas son: adenina (A) y guanina (G). Las bases pirimidínicas son: citosina (C), timina (T) y uracilo (U). E la molécula de ADN sólo intervienen A, G, C, T y están en la siguiente relación A + G = T + C (bases púricas = bases pirimidínicas). Después de esta explicación, continuamos con la conformación del ADN. Watson y Crick, probaron entonces a establecer una relación entre una base púrica y una base primimidínica y consiguieron establecer la siguiente unión: A - T C - G. esta vez si consiguieron que el diámetro de la molécula fuese 20 Å con lo cual ya dieron un gran paso. El siguiente problema fue establecer las uniones mediante puentes de hidrógeno de las bases anteriores, tenía que ser de manera que se estableciese el mayor número de uniones para una mayor estabilización de la molécula. Establecieron que el nº de uniones de puente de hidrógeno son 2 entre A - T y 3 entre G y C detalle que también era muy importante es el siguiente: las dos cadenas que forman el ADN (porque sólo son dos no pueden ser más porque no se produciría, ni menos, porque sería ARN, aunque he de decir que en algunos organismos el ADN si es monocatenario) tienen que ser antiparalelas, es decir, ir una dirección 3' -> 5' y la otra en la dirección 5' -> 3'. Esto es muy importante porque sino no se podrían establecer uniones por puentes de hidrógeno. Una vez establecido esta cada cadena experimentará un giro helecoidal, que se ha comparado con la escalera de caracol, alrededor de un eje central imaginario, Como son dos cadenas la estructura será de doble helicoide. En cada "vuelta de caracol", existen exactamente pares nucleótidos y la vuelta completa mide 34 Å con lo que la distancia que hay de una "vuelta" a otra es de 3'4 Å. Esta es la estructura principal del ADN y ha sido llamado modelo B. Actual- mente este es el que se sigue aunque existen otros dos más que son modelo A y modelo Z. Y también hemos de tener en cuenta que hoy en día que la estructura principal es de una sola cadena, ya que se puede establecer la segunda cadena a partir de la primera por complementariedad de bases. En el modelo A: la cadenas experimentan un inclinación respecto del eje central imaginario y cada una de las vueltas hay 12 pares de nucleótidos. En el modelo Z: la cadena también experimenta una inclinación pero en este caso el sentido es lerógiro, y no dextrégiro como en los anteriores, y en cada "vuelta" hay 11 pares de nucleótidos. Una estructura de ADN sería la siguiente: ¡¡DIBUJO!! OV/BI/09 ALTERNATIVA 4 En la reproducción sexual se produce una aspecto muy importante y es que se produce una variabilidad genética muy importante, lo cual no sucede con la reproducción asexual. Esta variabilidad genética se debe primordiamente a la meiosis. Durante la meiosis se producen una serie de fenómenos que son los que dan esa variabilidad. La merosis consiste en el paso de células diploides a células haploides, e decir, consiste en la creación de gametos o células reproductoras. En ella se producen dos mitosis que se producen normalmente. En la primera mitosis tenemos una profase I, metafase (I), anafase (I) y telefase (I). En la profase (I) la dividimos en cinco estadillas que son (leptoteno, cigateno, paquiteno y diacinesis). En el leptoteno ya se comienzan a distinguir los cromosomas unidos por centrémero; en el cigotero se produce un hecho muy importante y es que los cromosomas homológos (mismo tamaño y forma se acercan y se unen gen a gen, proceso que se denomina sinopsis. En el paquiteno estos cromosomas homólogos unidos por sinopsis experimentan "crossing-over" (o sobrecruzamiento) que consiste en que los cuatro cromosomas que confor- man un bloque se sobrecruzan, se ponen unos sobre otros y se interrumpen. Los puntos en los cuales se interrumpen se denominan guiasmas. O/Bi/10 Debido a estos guiasmas el contenido que llevan los cromosomas es intercambiado y gracias a ello, cuando se produzca la fecundación dará lugar a una variabilidad genética que no se produciría sino fuese gracias a la meiosis. Esta variabilidad genética suposo un gran paso porque como establece muchas variaciones en el individuo éstas pueden darle ventajas o inconvenientes para la selección natural (permanencia de los individuos con ventajas para su lucha por los recursos naturales (alimentos, hábitat, ...) y desaparición de aquellos que no tienen ningún tipo de ventaja). OV/BI/09 (sub)Morfología de la célula procariota(\sub) Las células procariotas se diferencian fundamentalmente en la carencia del núcleo, o mejor dicho que carecen de una membrana nucleolar que separe, el contenido del núcleo, del citoplasma ¡¡DIBUJO!! Las células procariotas también se diferenciarán en los distintos orgánulos que poseen en relación con las células eucariotas y así las células procariotas carecen de aparato de Golgi y de retículo endoplasmático. Esto se nota mucho en las representaciones gráficas y estas diferencias, hacen muy fácil ver a simple vista si de una célula eucariota o de una célula procariota se trata. Las células procariotas pueden ser autótrofas o heterótrofas dependiendo de si ellas mismas son capaces de elaborar sus las sustancias nutrientes que necesitan para vivir o necesitan coger sustancias nutrientes del medio externo que los rodea pa- ra asimilarlas, tras unos procesos químicos que se dan en el interior de la célula. Las células procariotas pueden formar parte de organismos o ser ellas autónomas, es decir, ellas mismas un ser, como ocurre con las bacterias y cianobacterias. En cuanto a la nutrición las células procariotas, a la hora de introducir las sustancias nutrientes en su citoplasma (si son heterótropos, ya que si fueran autótropos no tendrían falta de realizar esta función) pueden hacer dos casos, una primera es asimilar los nutrientes, absorbiendolos gracias a su membrana celular, como ocurre con casi todos las células eucariotas, aunque también hay otra posibilidad y es que las células posean una boca, mejor dicho una especie de boca y una especie de ano que no son mas que unos poros que realizan estas funciones. Es de destacar también en las células procariotas los mecanismos de relación en caso de que el medio sea hostil. Puede ser de dos tipos: Si posee cilios y flagelos la célula se desplaza de este medio hacia otro en el que el ambiente no le sea hostil y pueda vivir mejor. Segundo: la célula empieza a perder agua hasta formar una gruesa membrana que la aisle del medio quedando en el interior solo un poco del citoplasma en el que se encuentra la información genética. Este proceso se llama enquistamiento porque la célula toma conformación de quiste y se dice que esta en vida latente pues no realiza ningún tipo de función vital mientras permanece en este estado. ALTERNATIVA 4 . La reproducción sexual posee mas riesgos a la hora de lograr una fecundación que la reproducción asexual ya que con esta la descendencia esta garantizada y asegurada. Entonces nosotros nos podremos preguntar ¿Por qué hay organis-mos que realizan este tipo de reproducción sexual, con los riesgos que trae ante la posibilidad de no conseguir una descendencia?. La respuesta es simple, los organis- mos que se reproducen mediante este tipo de reproducción sexual lo hacen porque con ella hay una varia- bilidad genética que les va a permitir conseguir cam- bios en su descendencia ya que será el fruto de la unión de dos gametos de sus progenitores y por lo tanto tendrá la mitad de la información del padre y de la madre. El mecanismo esencial para conseguir esta reducción del material genético es la meiosis. La meiosis consiste que a partir de una célula "2n" aparezcan otras dos células hijas con "n" infor- mación genética cada una así la meiosis es un proceso de reducción de la información genética de forma que cuando se junten son células "n" o gametos de diferentes células, o seres, den lugar a una nueva célula "2n" que recibe el nombre de célula huevo o zigoto. Esta célula huevo o zigoto ya es un nuevo ser que se desarrollará desde este momento hasta alcanzar una estructura similar a la de sus progeni- tores. ¡¡DIBUJO!! Si los gametos son iguales se habla de isogamia, si los gametos son de diferente tamaño se habla de anisogamia. Cuando un gameto es inmóvil y grande frente a otro pequeño y móvil se habla de un caso especial de amisogamia la eogamia, esta se suele dar en seres mas desarrollados como el hombre y se diferencian los gametos en masculino y femenino. En otros seres hermafroditas (como el caracol) es mejor hablar de cepas + y cepas - estos individuos se suelen autofecundar aunque no desaprobechan una posibilidad de reproducirse con otros seres. OV/BI/10 (sub)Alternativa 3(\sub) La molécula de ADN, esta formado por la cesión de dos cadenas de aminoacidos, y es la encargada de transmitir la información genética. En la molécula de ADN se repiten constantemente las parejas de base A-T y G-C, creando variadísimas combinaciones debido al gran número de estas bases, que aparece en una molécula. En estas series de bases se cumple que el número de Adeninas es igual al de timinas, y que el número de guaninas es igual al de citosinas con lo que se comprueva que el número de bases pirimidínicas es igual al de purinas. Mediante un estudio realizado, utilizando el bombardeo de una molécula de ADN con rayos X se pudo observar la estructura de esta molécula, y se confirmó que su estructura es la de una doble hélice. Tras muchos estudios, se observó que la cadena de ADN, una tenía una grasa constante de 2 Mm y que mantenía un ciclo perió- dico en el que da una vuelta cada 3,6 Mm, Al principio se sabía que el ADN estaba formado por la sucesión de las bases A, T, C y G, pero no se sabía como iban colocadas, hasta que finalmente se llegó a encontrar que la Adenina se unía con la Timina y la Guanina con la citosina, pero además se demostró que para que las dos cadenas pudieran permanecer unidas por puen-tes de hidrógeno entre estas parejas de bases, debían ser antipara-lelas es decir una va en sentido contrario a la otra, y así una lleva el sentido 5' - 3' y la otra 3' - 5'. Otro dato observado es que el grosor debía ser igual en todo el recorrido, 2 Mm, y así se dedujo que las pentosas iban situadas hacia dentro, mientras que las bases y radicales fosfato hacia fuera. . La molécula de ADN se caracteriza porque a partir de ella se pueden replicar cadenas exactamente iguales (como ocurre en la dupli- cación del ADN en la formación de los gametos), y esto lo hace dividien- do su cadena en dos partes, y luego cada una replica una misma cadena, con la misma información que la original, gracias a las bases complementarias. Un caracter importante en la conformación del ADN, es que las cadenas de ADN, son relativamente muy grandes, pudiendo llegar a los 5 cm en el hombre, por eso es necesario agruparlas de forma que ocupen el menor espacio posible, y esto se consigue me-diante la creación de cromosomas, que es la forma en la que el ADN se replica en la mitosis y la meiosis. ¡¡DIBUJO!! La cadena de una vuelta cada 3,6 Mm, se mantiene su grosor constante de 2,5 Mm y se puede encontrar una pare- ja de bases cada 0,2 Mm. ¡¡DIBUJO!! (sub)Alternativa 1(\sub) La molécula protéica puede adquirir varias estructuras o confor- maciones diferentes. La estructura primaria es la conformación más simple de la molécula protéica, estaría constituida por la cadena peptídica que es la base de todas las proteinas, en lo que se repite una serie de tres enlaces: Ca-N, N-C carboxilo y C carboxilo-Ca el enlace Ca-N esta fijo y no tiene rotación. pero los otros dos si pueden notar, con la que pueden tener su función esporádica a la hora de crear la conformación exterior ya que permiten movimientos de esta estructura primaria ¡¡DIBUJO!! La estructura secundaria se divide en dos estructuras a o hélice y ß en hoja plegada. La estructura a o hélice es una configuración helicoidea en la que un carbono a se une por medio de un puente de hidrógeno con el N del cuarto enlace posterior al suyo. La estructura ß u hoja plegada esta formada por una cadena que realiza un zig-zag y mantiene su conformación mediante enlaces en paralelo o antiparalelo. La función de esta estructura secundaria es la de mostrar la conformación de las zonas más próximas a la cadena por peptídica. La estructura terciaria, nos muestra la estructura o configuración final, en ella se pueden encontrar mezcladas las dos estructuras secundarias y tiene una función muy importante en las encimas ya que será la que de la conformación esterior de la proteina y creará los centros activos en los que la proteina se une al ligan-do, estos centros pueden estar formados por aminoácidos que esta-ban muy distantes en la conformación original. Finalmente la estructura cuaternaria sería la acunulación de diversas proteinas con estructura terciaria, con lo que se crea un des- orden y unas irregularidades aun mayores. En esta estructura pue-den unirse cadenas iguales o distintas, como es el caso de la hemoglo- bina que tiene 4 cadenas iguales 2 a 2. La creación de estas unida-des básicas, permite la facilidad de su replicación, y además, un pequeño fallo en una cadena no estropearía el conjunto gloval ya que simplemente sería repuesto el trozo incorrecto. Estructuras. Primaria ¡¡dibujo!! Secundaria ¡¡dibujo!! Terciaria ¡¡dibujo!! Cuaternaria ¡¡dibujo!!