biologia: duplicacion y replicacion del adn (alberts), Past Exams for Biology
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biologia: duplicacion y replicacion del adn (alberts), Past Exams for Biology

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hecho a base del Alberts, libro de biologia y con choice adicionales (modificados) que han sido tomados en 1er parcial de medicina en UNLP medicina Argentina
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INDICE.

TEMA 1. Funciones de la membrana (complemento magistral). TEMA 2. Transporte de moléculas por la mb. (cap11 alberts, cap13). TEMA 3. Estructura y función del nucleo. . TEMA 4. Ac�vidades dentro del núcleo. replicacion. TEMA 5. Ac�vidades dentro del nucleo ii: transcripción. TEMA 6. Los ribosomas. TEMA 7. Ac�vidades de los ribosomas: traduccion y código gené�co.

Bibliogra�a: Alberts.

TEMA 1. Funciones de la membrana (Complemento Magistral). • Límite de los orgánulos celulares en células eucariotas

• Define tamaño y forma de la célula

• Actúa como barrera selec�va para paso de moléculas

Aspectos �sico-químicos de la mb. Plasmá�ca.

Difusiónàpasarán los solutos de donde hay mas a donde hay menos. A FAVOR DEGRADIENTE. No hay gasto de energía, hasta que haya equilibrio. Se libera energía.

• M. HIDROFÓBICAS (O2, CO2, N2, Benceno)

• PEQUEÑAS MOLECULAS POLARES SIN CARGA, H2O, urea, glicerol (mayor dificultad que las hidrofóbicas, pero aun así logran pasar la mb. Sin ayuda). Estructuras como las acuaporinas ayudan al paso de H2O

• GRANDES MOLECULAS POLARES SIN CARGA como la glucosa y sacarosa (no pueden atravesar por si mismas)

• IONES H+, Na+, K+ (mas di�cil aun)à sin embargo pasan a través de la mb. Gracias a las proteínas que existen en nuestras células.

Osmosisàmembrana semipermeable. Paso a través de mb de H2O y solo de H2O. Lossolutos no atraviesan

Relación según concentraciones interior/exterior:

Hipotónicaàalta can�dad de agua frente soluto Hipertónicaàalta can�dad de soluto frente H2O Isotónicaà misma concentración, concentración proporcional interior-exterior. Equilibrio.

Diálisisàhay paso de soluto. La mb. Semipermeable decide quien pasa y quien no segúnel tamaño. Los de menor tamaño pasarán. En los riñones encontramos este fenómeno de diálisis. HISTORIA (no es relevante) 1895, Overton señala la naturaleza lipídica de las mb. 1925, Garter y Grendel, proponen que la membrana �ene forma de bicapa. 1935, Dauson y Danieli, tanto lípidos como proteínas. 1972à Modelo de mosaico fluido ESTRUCTURA DE LA MEMBRANA PASMATICA.

MB PLASMÁTICAà BICAPA LIPÍDICA: • LIPIDOS (50% MASA TOTAL)à MAS ABUNDANTE ES EL FOSFOLÍPIDO.

• PROTEINAS (50% DE LA MASA TOTAL)

Con colas insaturadas en los fosfolípidos de la mb. Se contribuye a la fluidez de la membrana.

Lo que diferencia a los fosfolípidos de unos a otros es la molécula unida a los grupos fosfato.

La fosfa�dilserina (recordar que su nega�vidad de debe a que dos de sus cargas se contrarestan, pero una permanece (-) se situa en el interior de la membrana, por ello �ene carga nega�va en el interior.

F 0 E 0 F 0 E 0Moléculas polares son solubles la acetona por ejemplo Moléculas apolares no son solubles el agua lo repele

¿qué determina la fluidez de la mb. Lipídica?

- Presencia de ácidos grasos de cadena corta - Presencia de ácidos grasos con dobles enlaces o insaturados

- Presencia de colesterol.

Cadenas hidrocarbonadas insaturadas con dobles enlaces –cis. Mayor fluidez

Cadenas hidrocarbonadas saturadas rectas. Mayor compactación

Biología molecular de la célula quinta edición.

Membrana plasmá�caàBicapa lipídica: -Lípidos(fosfa�diletanolamina,fosfa�ldilserina (solo interna) , fosfa�dilcolina, esfingomielina, colesterol, glucolipidos, solo capa externa encargados de glucocáliz que se encarga de la protección mecánica, reconocimiento) –Proteínas.

Proteínas.

Responsables de muchas funciones celulares: • Actúan como receptores permi�endo responder a la celula a señales externas

(una señal externa podría ser el factor de crecimiento…) es decir, receptores de membrana

• Responsables del transporte de moléculas a través de las membranas. • Pueden par�cipar tb en el transporte de electrones y fosforilación oxida�va.

• Hay proteínas de membrana implicada en la interaccion con otras de células adyacentes, como la cadherina.

Proteínas de membrana:

1. Proteínas transmembrana o INTEGRALES DE MEMBRANA.

Atraviesan la membrana:

• Proteínas transmembrana de paso único • Proteína transmembrana de paso múl�ple • Barril beta

Unidas parcialmente a ellas: como a los lípidos de membrana, TIPOS DE ENLACE:

Ø Miristoilación Ø Palmitoilación Ø Farnesilación

2. Proteínas periféricas, zona polar hacia dentro o hacia fuera y zona apolar encontacto con lípidos de la membrana.

La membrana no es la principal responsable de la forma de la célula, es el cito esqueleto.

Aunque interactúa con la membrana y parece finalmente que sea la responsable. Buscar membrana plasmá�ca de un glóbulo rojo.

Movilidad de las moléculas de la membrana.

Los lípidos pueden moverse por rotación, por flexión de las cadenas de ácidos grasos, por movimiento lateral, o en flip-flop (de una mono capa a la otra) Experimento realizado por Larry Fray y Michael Edidin en 1970.

Asimetría de las membranas

Las membranas celulares son asimétricas y presentan un aspecto muy diferente en cara expuesta al lado exterior que en la cara expuesta al medio interior.

Fosfa�dilcolina (rojo) y esfingomielina (marrón) se situan siempre en la cara externa de la mb. Plasmá�ca Fosfa�diletanolamina (amarillo) y fosfa�dilserina (verde) se sitúan siempreen la cara interna de la mb. Plasmá�ca.

Tambien el fosfatidilenositol, junto con la fosfatidilserina están cargados negativamente y contribuyen a mantener una diferencia de potencial a ambos lados de la membrana. Los glucolípidos siempre se sitúan en la monocapa externa de la mb plasmática (si hablamos de orgánulos están siempre situados en la monocapa interna) Los azucares que componen estos glucolípidos están unidos entre ellos , el glucocálix El colesterol siempre se encuentra presente.

Las balsas lipídicas son muy pequeñas, y temporales, aparecen y desaparecen con rapidez, cuando aparecen es porque �enen alguna funcionalidad, suelen rodear a proteínas de la membrana, como las cabeolas, que rodean a cabeolinas (se encargan de endocitosis) para ayudar en su función.

La asimetría de membrana aparece en el momento en que se está sinte�zando, los lípidos se sinte�zan en el citosol y se incorporan en la membrana externa (va aumentando de longitud) se queda más curvo por arriba que por bajo, hay unas enzimas que se encargan de equilibrar esto. Como las flipasas que se encargan de hacer el flipflop para así igualar la membrana, sino quedaría desigual y tendería a cerrarse demasiado.

TEMA 2. Transporte de moléculas por la mb. (CAP11 ALBERTS, CAP13)

1 monosacárido puede atravesar la memb. Polímeros no pueden ser transportados a través y esto hace que se tengan que absorber por endocitosis.

Transporte por la membrana plasmá�ca.

• M. HIDROFÓBICAS (O2, CO2, N2, Benceno)… gases.

• PEQUEÑAS MOLECULAS POLARES SIN CARGA, H2O, urea, glicerol (mayor dificultad que las hidrofóbicas, pero aun así logran pasar la mb. Sin ayuda). Estructuras como las acuaporinas ayudan al paso de H2O

• GRANDES MOLECULAS POLARES SIN CARGA como la glucosa y sacarosa (no pueden atravesar por si mismas)

• IONES H+, Na+, K+ (mas di�cil aun) à sin embargo pasan a través de la mb. Gracias a las proteínas que existen en nuestras células.

Permeabilidad de membrana.

Si solo tuviéramos lípidos, y no proteínas formarían liposomas.

• Hidrofóbica hacia interior. • Hidrofilia hacia exterior.

Conceptos:

1. Termodinámicaà dirección hacia la que ocurre la reacción sin coste de energía, para cambiar esta de dirección es necesario aplicar esfuerzo/ energía

2. Ciné�caà velocidad a la que ocurre algo. (Repasar unidades)

Cuando decimos que una molécula no puede atravesar la mb. No es porque se le impida el paso, es debido a que requeriría excesivo �empo, sería tan lento el transporte que no se daría nunca. Por ello, necesitan proteínas.

La dirección de una reacción viene dada por las concentraciones de donde hay mas a donde hay menos

• A favor de concentración o gradienteà transporte pasivo (NO ATP) • En contra de concentración o gradienteà transporte ac�vo (ATP)

Gradienteàes la variación de una magnitud (concentración, cargas eléctricas,temperatura) en un espacio o longitud determinada, en este caso es la variación de concentraciones que existen en la mb plasmá�ca)

Cuanto mayor sea el gradiente de concentración de la sustancia, mas rápida será la velocidad de difusión a través de la bicapa.

Todo proceso espontaneo libera energía, como este caso en el que va a favor de gradiente. (Incremento de la entropía) y por ende un AG nega�vo, AS (cambio de entropía)

Si una sustancia posee una carga neta, el paso de esta molécula/ sustancia a través de la membrana ira mediado tanto por el gradiente de concentración, como del potencial de memb., la combinación de estos dos factores es conocido como gradiente electroquímico, determina las direcciones energé�camente favorables para transporte de una molécula cargada a través de la memb.

Canal es específico de iones (átomo que ha perdido un electrón) En el interior del canal seria polar, esta sustancia como es polar no �enen ningún problema en pasar, ya que ambos están cargados. LUMENà dentro del canal, luz del canal

El transportador lo que hace es enganchar la molécula, es decir, requiere que la molécula se una al transportador)

SE COMPORTA COMO UNA ENZIMA (FAVORECE LA VELOCIDAD DE UNA REACCION, EN ESTE CASO DEL TRANSPORTE)

A mayor concentración mayor velocidad, hasta que se satura:

• Los canales iónicos nunca se saturan • Los transportadores sí se saturan, por ello, disminuirá la velocidad.

Si queremos mover una molécula en contra de gradiente, sea cual sea el gradiente, se deberá aplicar una energía.

Necesitamos aplicar una energía mínima, como mínimo la que se libera a favor de gradiente 32 KJ/mol

TRANSPORTE ACTIVO, NO HAY CANALES!

Hay transportadores en todas las memb de orgánulos, SALVO EN EL NUCLEO, EL NUCLEO NO TIENE YA QUE CONTIENE POROS. Mismo pH en el citoplasma que en el núcleo, debido al permanente contacto del interior del núcleo con el citoplasma (por los poros)

TRASNPORTE PASIVOà se puede alterar si cambiamos las concentraciones. Estequiometriaà relación por la que dos moléculas interactúan. T1à transporte de glucosa. Modelos de transporte:

• Modelo Fisher, cerraduraà para el pase de glucosa, si fuera fructosa no pasaría, �ene que pasar con su cerradura correcta.

• Modelo Coslanà añade algo mas, a parte de la especificidad, en el momento de contacto ambas moléculas se distorsionan, cambian la forma, esa transformación le permite pasar hacia el interior. La proteína cambia de forma y después vuelve a la misma cando ya ha pasado.

TRANSPORTE PASIVO CANALESàno es enzimá�co, no se une, no hay interacción, nohay saturación. Aa´s y otras moléculas orgánicas no pueden pasar. Hay 3 formas por las que se puede abrir:

1. Cuando disminuyen las potencias eléctricas se despolariza y se abre el canal, cuando se vuelve a polarizar se cierra el canal.

2. Existe el concepto de ligandos (extracelular, neurotransmisores, moléculas orgánicas). El ligando se une a la superficie del canal, que hace que se abra

3. Apertura por contacto �sico, hace que se fuerce el canal.

• El interior del canal genera una zona hidrófila, por lo que el ion puede pasar, no hay nada que pueda limitar su avance.

• La mb. Esta polarizada, si miramos las cargas eléctricas, la parte externa de la membrana es una zona rica en cargas posi�vas, mientras que la parte interna es nega�va.

• Si avanzamos esta polaridad se va difundiendo. Parte externa �ene más ca�ones que la interna. No �ene por qué ser por moléculas. Es por iones la polaridad.

Representación:

Estas cargas eléctricas pueden cambiar, se puede alterar, puede ocurrir un efecto que atenúe ese cambio. Por ejemplo en el tránsito de iones de una a otra. Existe en células musculo-cardíacas.

• Canales que se abren por ligandos, por voltaje (polaridad de la membrana) • Se despolariza la memb. cuando disminuye el potencial eléctrico (gradiente de

voltaje?)

Transporte molecular de las neuronas.

Las dendritas de una determinada neurona liberan unos neurotransmisores, como el caso de la ace�lcolina. Este neurotransmisor es recibido por el soma, que ha abierto su membrana (se despolariza) debido a la afinidad que �ene hacia esta sustancia.

Al mismo momento que entra la ace�lcolina, un inhibidor de esta, la ace�lcolinesterasa es liberado por la membrana y hace que se repolarice la membrana y se vuelva a cerrar. Pasado este momento los neurotransmisores recibidos por la membrana se unen a un

canal de 4 rodillos que los hace girar y

permite el paso de iones Na+, lo que provoca una despolarización de la membrana. En la parte del axón, solo existen canales que se abren por voltaje. Ese neurotransmisor enviado por el soma llega al axón y abre un canal de Na+ que perpetua la despolarización y abre el siguiente canal y cierra el

anterior. Así sucesiva y alterna�vamente. Se cierra el canal y la membrana sigue despolarizada y �ene que recobrar la situación inicial. En el axón los canales se cierran debido a un cambio estructural que los inu�liza para que recobre la polarización. Esto se logra gracias a los canales de K+, sustancia que �ene la concentración de forma contraria al Na+ (hay más dentro que fuera) y añade cargas posi�vas al exterior, repolarizando la membrana. De esta forma queda recons�tuida la polaridad, pero no el equilibrio de concentraciones, eso se logrará con las bombas de Na-K+

Neurona.

• Estructura polarizada (que �ene polos diferenciados) un linfocito es redondo, no va polarizado.

• Incluye dendritas que están cerca de otra neurona, un cuerpo o soma que con�ene las dendritas, una de esas

dendritas forma el axón, y al final se ramifica y forma las terminaciones nerviosas.

• NUNCA ESTÁN EN CONTACTO FÍSICO UNA NEURONA CON OTRA, SE CONOCE COMO ESPACIO SINÁPTICO.

• Polarizada morfológicamente.

• Toda la zona de las dendritas se forma de

zonas con aceptores de neurotransmisores (ligandos), toda la zona del axón lo que ocurre es que no hay ningún canal que se une por ligando. Tiene canales que se abre por voltaje (cambio de la polaridad de la mb).

Una de las cosas que hacen las dendritas es enviar señales, se genera electricidad. Se forman en las dendritas y con�núan por todo el axón hasta llegar a las terminaciones nerviosas.

Ligandos (neurotransmisores) ace�lcolina, serotonina, envían impulso eléctrico y estas sueltan cuando llegan a terminaciones nerviosas nuevos neurotransmisores (componente químico), durante el axón etc. (componente eléctrico).

Canales que se abren por ligando y canales que se abren por voltaje. Esos canales que se abren por ligando son como el del canal de Na+ que se abre por ace�lcolina, este canal esta formado por 5 alfahélice (proteína, 5 subunidades proteicas) 10

Bomba Na+ se abre por ace�lcolina (1º neurotransmisor descubierto) se une externamente a estas 5 proteínas y se une en 2 si�os. Estequiometria 2 a 1. Na+ y K+ �ene cargas posi�vas, pero Na+ es mas grande que el potasio, mayor carga. El canal de Na+ cuando se abre puede dejar pasar H+, pero el pH seguirá siendo estable.

Estos rodillos giran y se abre, aumentando su diámetro. Flujo dirección. Mucho mas Na+ fuera que dentro, hay mucho mas. La mb del cuerpo celular está polarizada, más fuera que dentro. Más Na+ y más carga. Por tanto va a favor de gradiente y el Na+ va a pasar de fuera hacia dentro. Menor diferencia de gradiente (despolarización)

Introducimos cargas posi�vas dentro, menor gradiente y se despolariza. Se produce un cambio de voltaje que dura poco �empo, se denomina POTENCIAL DE ACCIÓN, CAMBIO DE VOLTAJE DE MB. CUANDO SE ABREN LOS CANALES.

CUANTA MENOR DIFERENCIA HAYA MAYOR DESPOLARIZACIÓN.

Cuando pasa el Na+ se cierra el canal. Se segrega ace�lcolinesterasa. Luego hay un sistema que vuelve a sacar Na+ y meter potasio. Bombas de Na+ y K+. Hay un conjunto de canales que hacen que se

Despolarice y que en una zona de axón se abra. No hay zonas que se abran por voltaje en soma. Hay una zona que es intermedia que se abren por voltaje. IMPORTANTE:

1º. SE ABRE SOMA POR LIGANDO 2º. SE ABRE ZONA AXÓN-SOMA POR VOLTAJE CUANDO SE ATENUA LA DIFERENCIA DE VOLTAJE.

3º. COMO CONSECUENCIA DE ABRIRSE EL LIGANDO SE ABREN LOS CANALES DE NA+.

4º. En el axón pasa la caída de fichas de domino y se va despolarizando. Na+ va a pasar y eso va a producir la despolarización de poca distancia.

Se abren esos canales y el Na+ va a pasar, cuando pasa se inac�va el canal. Posteriormente se restaurará la polaridad.

Produce una despolarización local, abre otros canales de Na+ con�guos durante poco �empo, se va abriendo como las filas de dominó que caen.

• Por tanto se genera una onda que genera un potencial de acción y despolariza la mb. Habrán muchos que se quedarán inac�vos debido a que no habrá polaridad.

• Por voltaje es más corto y no hay ligandos que eliminar.

¿Cómo se vuelve a polarizar la membrana?

• Recuperar polaridad. Al lado de los canales de Na+ hay canales de K+ que es un ca�ón igual que el Na+. Hay mas K+ dentro que fuera. Después de abrirse un canal de Na+ se abre un canal de K+, este canal de K+ permi�rá que salgan cargas K+ de dentro hacia fuera. Este potasio (K+) aporta cargas (+) y se vuelve a recuperar la polaridad.

• Ahora hay K+ fuera y Na+ dentro. •

Interviene la bomba Na+, K+, hay una redistribución de cargas. VUELVE A HACER QUE HAYA Na+ FUERA Y K+ DENTRO. SI ESOS CANALES NO RECUPERARAN POLARIDAD SE QUEDARÍAN INACTIVOS.

Todo lo rela�vo a lo anteriormente visto es cues�ón estadís�caà 100 de miles de moléculas, no solo 1. El mol es la can�dad de sustancia, se miraría el valor en la tabla periódica (masa atómica). Coger la masa del compuesto y supongamos que la masa atómica del Cloroà 16 y la del Naà 12 (cloruro sódico, sal común). Masa= 16+12= 28. Si hay que calcular 1 mol hayamos la masa molecular hasta llegar a 28, es decir, 16 del cloro mas 12 del sodio, esto equivaldría a 1 mol. Echaríamos en una balanza hasta llegar a 28g, en ese mismo momento tendríamos 1 mol de sustancia. Solución 1 molecularà 1 mol/L (de disolución)

Si tenemos 1 solución 0’5 molarà iríamos echando la mitad de 28 g. Se extrae el potasio para repolarizar la membrana, saldría por los canales de K+ (situadas inmediatas a los canales de Na+)

Mas tarde las bombas de Na+, K+ volverán a meter K+ y extraer Na+. El obje�vo es provocar la salida de unos neurotransmisores al final del axón.

Recordar que en todo el axón no hay un solo canal que se abra por ligando, TODOS SE ABREN POR VOLTAJE. Al final de las ramificaciones del axón hay unos canales de Ca+, el Ca+ es un �po de sustancia denominado segundo mensajero (cuando se incrementa su concentración produce cambios ya que se une a proteínas que afectan al metabolismo, a la transcripción). Dentro del citoplasma el Ca+ es muy poco abundante.

En las mitocondrias hay mucho y en R.E tb. El calcio de la neurona entra en ella desde el exterior (fuera hay mayor concentración) cuando entra ac�va unas vesículas que con�enen neurotransmisores (glutaminol, ace�lcolina,serotonina). Hace que estas vesículas se fusionen con la mb. y se liberen en el espacio postsináp�co.

Estas vesículas que con�enen neurotransmisores no están flotando, están colgadas en el interior por unas proteínas, no se fusionan con la mb de normal pq hay una proteína

llamada SNAP-25. Cuando el Ca+ entra, rompe estas proteínas y hace que se puedan fusionar con la mb y ver�rse en el exterior.

à LA FUSION DEPENDE DE QUE EL CALCIO ENTRE EN LA CÉLULA Y PERMITA A ESTAS VESÍCULAS DESLIGARSE DE ESAS PROTEINAS.

El contenido de la vesícula son neurotransmisores (ligandos) como factores tróficos (como factor de crecimiento) que se encargan de enviar señales de supervivencia, el obje�vo es mantener la vitalidad al resto de neuronas.

En el alzhéimer se deposita una placa que va rodeando las ramificaciones y no permite ese envío de factores tróficos.

Los canales de Ca+ se abren por el voltaje del axón.

Canales K+, Cl+.

Cuando se requiere una inhibición del impulso eléctrico por la neurona existen unos canales como el del Cl- (anión) que se encargan de integrarlo en la célula, en ese momento hay una polarización de la membrana que ocluye los canales de sodio y deja de distribuir el impulso eléctrico. ¿Cómo se ac�va? Por ligando, por neurotransmisores como SABA o la glicina.

Hay canales que producen una POLARIZACIÓN, como los canales de Cl-, cuando entran las cargas de Cl-, que son nega�vas (hay mas fuera que dentro) polarizan la membrana, ya que aumentan el potencial eléctrico (diferencia de voltaje entre las membranas de la célula).

Tb hay canales de K+ que extraen al exterior. Por tanto:

Sinapsis excitadoraà despolarización debido a las bombas Na+. Sinapsis inhibidoraà polarización por bombas de Cl- de entrada o de K+ de

salida.

(Irrelevante) El balance final es que la neurona hará lo que le convenga, o inhibir (polarizar) o excitar (despolarizar) Con el dolor se abren estos canales (sinapsis inhibidora) que hacen que deje de emi�rse señal de dolor, el Valium también inhibe la sinapsis con bomba Cl-/K Serotoninaà encargada del placer, op�mismo.

• El Prozac lo que hace es retrasar la recaptación de la serotonina, es decir demora por un �empo la repesca de las vesículas con neurotransmisores por parte de la neurona presináp�ca (personas con depresión)

• La vicodina es un inhibidor químico de la sinapsis, para evitar el dolor interviene en los canales de Cl- abriéndolos.

Glicinaàneurotransmisor que liga con el canal de Cl-, si la neurona no recibe laseñal trófica entra en un estado de apoptosis.

El cerebro va eligiendo que neuronas van muriendo y cuales viven.

TRANSPORTE ACTIVO: • Va en contra de gradiente, requiere energía, es un transporte asociado con una

fuente de energía (ATPà adenosin trifosfato) • Mecanismo cotransportador, no existen canales que transporten por transporte ac�vo,

son enzimas, conjunto de proteínas que forman un transportador.

• Canales por luzà libera una energía superior a la energía necesaria para llevar en contra de gradiente la molécula (este no lo vamos a ver)

• Hidrólisis de ATPà se rompe un enlace de fosfato y libera energía que permite

el paso en contra de gradiente. Bombas Na+-K+à siempre que sea bomba necesita ATP. 14

• Cotransporteà siempre una de las sustancias se mueve a favor de gradiente,

por lo que libera energía y esa energía liberada permite el paso en contra de gradiente. Ej:

• Pasa una sustancia a favor y libera una energía para que la otra pase en contra. (ANTIPORTE)

• Pasa una a favor de gradiente y la segunda también pasa a favor (IMPORTE) Ejemplo. Na+- Glucosa (no puede entrar como tal, sino como monosacárido), en la región del intes�no delgado que digiere el producto de la diges�ón. El hexágono representa las moléculas de glucosa (libro)

Si hay mucha glucosa dentro y los canales están repletos se u�lizan las bombas Na+-glucosa, hay mucho gradiente, hay mas Na+ fuera que dentro.

Estequiometriaà 2Na+, 2 glucosas y 1 transportador.

Transporte ac�vo.

El transportador por bombas esta asociado al ATP, podemos asociar el transporte a favor de gradiente en el que obtenemos ATP para poder transferir a otro canal alguna molécula en contra de gradiente.

3 �pos de transportador o bombas:

Tipo Pàejemplo Na+ - K+ bomba (se sabe poco de la morfología). Este �po se encuentra en la membrana plasmá�ca, la mb plasmá�ca esta polarizada originada por las bombas Na+ k+, no es un sistema de simporte an�porte. Estequiometriaà sacan 3 Na+ del citoplasma al exterior y entran 2 K+. Buscar imágenes de la bomba.

En reposo hay muchos más Na+ fuera que dentro y muchos más K+ dentro que fuera. Como lo que estamos intercambiando son ca�ones, no es átomo K+, ni átomo Na+, son ca�ones, debemos extraer de nuevo el Na+ presente en el interior de la célula por la

despolarización de la membrana e ingresar el K+ que ha salido a posteriori’ a causa de querer reestablecer estos valores de reposo. Sacamos 3 Na+ y metemos 2 K+, eso hace que haya un desbalance en las cargas eléctricas, más cargas posi�vas fuera que dentro.

Si a la célula no le funciona la bomba sodio potasio la célula explota, pero, ¿porqué? (mas adelante)

Pà Ácido ortofosfórico H3PO4 Enlace ésterà acido con alcohol, hay aminoácidos con grupos alcohol, serina, �rosina… Las encimas que fosforilan las proteínas son proteinquinasas. Cuando se une el Na+ fosforila la región interior unido a un transportador.

Sale Na+ y se fosforila, se cierra dentro y se abre hacia fuera, se sueltan los iones Na+ ya que se hace mas inestable para retener el Na+ y se abre un poco mas. Hay dos espacios para el K+ que esta fuera, este nuevo cambio produce una alteración de nuevo y como antes se había ac�vado la encima protein quinasa ahora ocurre lo contrario. Actúa la proteinafosfatasa que desfosforila y quita el fosfato, hace que la proteína transportadora/ bomba vuelva a su condición original, cerrada hacia dentro, libera el K+ hacia dentro.

1 ATPà salen 3 Na+ LA MAYORIA DE INHIBIDORES LIBERAN ATP.

Owabainaàproducto natural de las plantas de las amazonas que impide que se una elATP, no se puede u�lizar la protein quinasa.(origen no relevante)

Efectos de inhibir la bomba Na+-K+:

• Deja de funcionar fenómenos de cotransporte, sacar calcio de la neurona (sistema an�porte con el Na+)

• Absorber glucosa en el intes�no delgado (tejido epitelial)

• Se despolarizaría la membrana y fallaría todo el

sistema eléctrico. Producto final: las células van a reventar, el obje�vo de las bombas Na+-K+ es tener un efecto osmó�co. Si no podemos extraer los solutos de la célula se intentaría equilibrar la concentración añadiendo tanta agua/disolución que explotaría. Tendría mas solutos dentro que fueran por eso la osmosis es esencial.

Tipo VàV de vesícula, bombas de protones como la de los lisosomas. pasan iones H+ en contra de un gradiente, seria transporte activo, gasta ATP, se hidroliza ATP y permitiría penetrar iones.

Tipo Fàno corresponde a ninguna bomba pero corresponde al ATP sintasa, dentro de las mitocondrias. Cadena de transporte de electrones

Pasa iones hidrogeno a favor de gradiente y la energía liberada es sinte�zada para generar ATP.

(no tan importante) En el caso de los protozoos �enen un mecanismo para evitar el exceso de agua, que es extrayéndola mediante vacuolas, en las plantas u�liza las vacuolas y las re�enen el interior generando un microcontexto, todo con la finalidad de regular la presión osmó�ca y que la célula no reviente.

Recordar que las eucariotas �enen la bomba Na+ - K+ para evitar esa alta concentración, si no funciona explotaría ya que retendría tanta agua (con finalidad reguladora)

Re�culo endoplasmá�co.

Todas las eucariotas en su Re�culo Endoplasmá�co �enen una bomba de calcio, el calcio se acumula en el re�culo (debe salir), lo hace a través de unos canales mediante ligandos o mediante impactos. En el caso de las fibras musculares esta liberación de calcio ayuda a generar la contracción. Esto es transitorio, ya que una vez sale del re�culo al citoplasma �ene que volver a entrar (recordar caso de rigor mor�s)

Para que salga el Ca2+ se debe hidrolizar ATP, estas proteinquinasas fosforilan la proteina transportadora y extraen el Ca2+. Es prác�camente igual que en las bombas Na+-K+

Ionóforos (sustancia ar�ficial anfipá�ca, parte interior polar, exterior apolar) estos producen un desbalance iónico para entrar a la célula (introduce iones y genera eficientemente un gradiente para penetrar en la célula sin requerir ATP,

SIEMPRE A FAVOR DE GRADIENTE)

Las células eucariotas pueden absorber células de gran tamaño por endocitosis, hay de varios �pos:

Fagocitosis Pinocitosis Endocitosis mediada por receptor

Fagocitosis.

Permite captar par�culas superiores a 250 nm como la captación de bacterias, puede captar 1 a 2 glóbulos rojos.

En nosotros esto queda restringido a pocas células, como los macrófagos, elimina par�culas extrañas para el organismo (sistema defensivo) lo que se va a introducir debe considerarse extraño o ajeno al propio cuerpo.

La cola del an�cuerpo (Fc, fracción constante del an�cuerpo) se une a la proteína de la membrana del macrófago. 17

El an�cuerpo también con�ene la fracción variable o Y. Buscar imágenes sobre esto. Opsonizaciónà unión de an�cuerpo a una par�cula extraña. Hace que cuando una célula extraña se adhiera a la membrana de un macrófago, vayan el resto de receptores. Acaban rodeando a la célula y lo incorporan a su citoplasma.

Esto ocurre en la línea MONOCITO-MACROFAGO.

Decimos que algo se iden�fica cuando algo se une a algo, puede captar tanto células ajenas, como propias dañadas.

Las células tumorales envían señales para no ser atacadas. ESTE PROCESO OCURRE EN TODAS LAS CELULAS, NO COMO LA FAGOCITOSIS. TODO PARA HOMEOSTASIS DE LA MEMBRANA

Esto puede ocurrir en células como la membrana epitelial (piel, intes�no, hígado, páncreas)( NO TAN IMPORTANTE)

Transcitosis, van desde una membrana a la otra, como de la zona basolateral a la membrana apical en las células intes�nales, algunas se reciclarán y otras se conver�rán en endosomas tardíos y otras mediante transcitosis viajaran a la apical para ser empleadas en la membrana.

¿qué es lo que dice si debe ser llevada a la membrana apical o no? El contenido, aun así hay que recordar que elementos se reciclan y otros llegan a la mb. Apical mediante transcitosis. Esta pinocitosis es al azar, pero el transporte a la apical no.

Recordar que la transcitosis se produce en las células epiteliales. Puede ir desde la zona basolateral (basal-lateral) hasta la apical.

En las epiteliales lo que se realiza en la zona apical no es igual que en la basolateral, en las células ep. Intes�nales se absorbe por la apical y se vierte hacia la basolateral.

Ubiqui�nización, unión de proteina ubiqui�na a la membrana, cuando se pinocita se conver�rá en lisosoma. Las fases del endosoma es como pasar

la itv, algunas la pasan y vuelven a la mb. Otras en cambio serán degradadas. Proteínas B (zona basolateral) y proteínas A, que se encuentran en la zona basal pero deben ser aplicadas en la zona apical. Las que deben ir a la zona basolateral vuelven, es decir se reciclan, en cambio las A que pertenecen a la zona apical se dirigirán hacia allí

por la transcitosis.

COMPLEMENTO MAGISTRAL DEL TEMA 2. ESTRUCTURA Y FUNCION DEL NUCLEO: LA CROMATINA.

La replicación del ADN es bidireccional, de una sola cadena de ADN conseguimos dos cadenas de ADN duplicado. A par�r de una sola molecula de adn conseguimos tener dos. De una cadena de ADN se replica y nos dan dos cadenas, estas se transcribirán y nos darán ARN sinte�zado para posteriormente ser traducidos.

UNIDAD BÁSICA DEL ADN: nucleó�do.

BASE+ AZUCAR: nucleósido

BASE + AZUCAR+ FOSFATO: nucleó�do.

Mononucleó�do, interaccionan uno con el siguiente para dar polinucleó�dos. En mononucleo�dos el grupo fsfato esta esterificando el C5’à enlace fosfoéster. En polinucleó�dos, es a través del grupo fosfato por donde se establece la unión entre dos nucleó�dos sucesivos. Siempre va a llevar dirección c5’-c3’.

Ribosa ARN Desoxirribosa ADN

Beta significa que el grupo hidroxilo esta hacia arriba, alfa hacia abajo.

BASES NITROGENADAS.

PYRIMIDINAS () Y PURINAS ()

Estructura del adn. Estructura primaria. Definida por la secuencia de nucleó�dos (dado por los enlaces fosfodiester.

Estructura secundaria, viene definida por la disposición de unos nucleó�dos con respectoa otros. En 1953 Watson y Crik postularon…

1. Datos de la doble hélice. Mide 20 A de grosor Cada vuelta de hélice mide 36 Amstroms

2. Las bases nitrogenadas quedan hacia el interior (parte apolar e hidrófoba de la cadena) mientras que los fosfatos (interaccionan con el agua ya que son nega�vas) y el azúcar (desoxirribosa) quedan hacia el exterior (parte polar o hidrófila)

3. Las bases nitrogenadas de una hebra se une con las de otra hebra. Esta unión entre bases es a través de puentes de hidrogeno coopera�vas intercatenarios: 2 entre adenina-�mina y 3 entre citosina y guanina.

4. Las cadenas son complementarias y an�paralelas (5-3’ y 3-5’) conteniendo por tanto dis�nta secuencia y composición.

5. Las cadenas no están diametralmente opuestas entre si, lo que hace que en cada vuelta de hélice se aprecien dos surcos.

• Surco menos: punto de contacto con las histonas • Surco mayor: punto de contacto con las proteínas reguladoras.

Estructura del DNA.

Tipo A, muy parecido al B, ya que también es una doble hélice dextrógira, ero es smas ancho. Presenta 11pb por vuelta, por lo que no se aprecia la aparición de dos surcos. Esta conformación es �pica de los ARN bicatenarios y de los hibridos ADN-ARN Tipo B, el mas común, del que siempre hablamos.

Tipo Z, en vez de ser dextrógira es levógira, es mas estrecha que los otros �pos, losgrupos fosfato se disponen en zigzag… es una forma de ADN transitoria.

Estructura del ARN.

Es un �po de acido nucleico intermediario entre el ADN y la síntesis de proteínas. A diferencia del ADN: Esta cons�tuido por una sola hebra monocatenaria. Esta cadena de nucleó�dos es mas corta que el ADN

• En cuanto a composición de bases presenta adenina, guanina, citosina y uracilo (en vez de �mina)

• En cuanto a estructura el arn no presenta una estructura secundaria regular.

Además de la hebra simple, la cadena de arn puede formar pares de bases con regiones complementarias. De esta manera a lo largo de la cadena de arn pueden observarse regiones cortas con apareamiento intramolecular de bases formándose una

doble hélice. También pueden apreciarse bases no apareadas o incorrectamente apareadas dando lugar a protuberancias o bucles internos.

Estructura del ADN. Estructura terciaria, está definida por el plegamiento complejo de la cadena de ADN Las proteínas que se unen al ADN y forman los cromosomas se dividen en dos grupos:

• Histonas • Proteínas no histonas

La unidad

El ADN expuesto entre los nucleosomas se denomina ADN espaciador. En cuanto a la par�cula central del nucleosoma es un complejo formado por 8 proteínas histonas.

El adn se enrolla alrededor de un octámero. Hay 260 pares de bases enrollados por histona. Buscar por si acaso.

Las histonas son proteínas pequeñas con gran proporción de aa posi�vos, lo que facilita Cada una de las histonas centrales posee una cola de aa en su extremo n-terminal (en un NH2) que sobresale de la estructura central. Estas colas son some�das a dis�ntas modificaciones químicas controlando muchos aspectos de la estructura de la croma�na. En un segundo nivel de compactación, los nucleosomas se empaquetan formando fibras de unos 30 nm de grosor. La H1 ayuda a formar la fibra de grosor de 30 nm.

Si están implicados dos mononucleó�dos en el enlace con el fosfato es denominado Enlace fosfodiester. Si es solo uno será ester. +

Diferencias entre las bases nitrogenadas, la pirimidina es de mayor tamaño que las pirimidinas,las purinas está formada por dos anillos.Dentro de las purinas, las de dos anillos pueden ser: adenina y guanina.Con respecto a las pirimidinicas pueden ser: citosina, �mina y uracilo.

Se compone en nucleó�dos en cadena unido por enlaces fosfodiester, esto con respecto a estrucutra primaria.

Estructura secundaria: viene definida por la disposición de unos nucleó�dos con respecto a otros. En 1953 Watson y Crick postularon un modelo para la estructura del adn, que tenia en cuenta los datos obtenidos mediante el análisis de difracción de rayos x.

1. Las cadenas que forman el adn se disponen en forma de doble hélice dextrógira. Es doble porque es mas estable que la sencilla, ya que esta estabilizada mediante puentes de hidrogeno coopera�vos y otras fuerzas hidrofóbicas. Y es una hélice porque la estructura de la cadena (azúcar- fosfodiester) favorece esta conformación.

Se denominara adn únicamente cuando no haya proteínas, es decir, la cadena de acidos nucleicos. Cuando le añadamos proteínas, bien sean histonas o proteínas de replicación... etc se denominará croma�na.

2. Datos de la doble hélice. Mide 20 armstrongs de grosor. Cada vuelta de hélice mide 36 A y con�ene 10 pares de bases, siendo las distancias entre las bases 3.4 A.

3. Las bases nitrogenadas quedan hacia el interior (parte apolar o hidrófoba de la cadena), mientras que los fosfatos quedan hacia el exterior (parte polar o hidrófila)

4. Las bases nitrogenadas de una hebra se unen con las de la otra hebra. Esta unión entre bases es a través de puentes de hidrogeno coopera�vos intercatenarios: 2 entre adenina-�mina y 3 entre citosina- guanina

5. Las cadenas son complementarias y an�paralelas (5’-3’ y 3’-5’) conteniendo por tanto dis�na secuencia y composición.

6. Las cadenas no están diametralmente opuestas entre si, lo que hace, que en cada

vuelta de hélice se aprecien dos surcos: El azúcar es el responsable de estos surcos.

• Surco menor: punto de contacto con las histonas • Surco mayor: punto de contacto con proteínas reguladoras.

Gracias a las h1 se aproximan los nucleosomas, lo que contribuye al empaquetamiento. El siguiente nivel de empaquetamiento es el solenoide, posteriomente mediante las condensinas se formaran los cromosomas.

Regulacion de la estructura cromosómica

• Complejos de remodelación de la croma�na: u�lizan la energía de la hidrólisis del atp para cambiar la posición del adn enrollado alrededor de los nucleosomas. Son unos complejos que permiten descondensar la croma�na, y dejar el espacio legible libre. Necesita gasto de atp. Puede suceder que en el proceso de lectura

de adn se eliminen el adn y posteriormente se vuelvan a ensamblar. Puede tener lugar de dos formas:

• Mediante chaperonas de histonas, asociadas al estrés, reparan pequeños daños de proteínas, si alguna proteina en algún proceso de translocación hace que vuelva a tener su morfología original. Intercambian el tetrámero de histonas por otro. Esa inserción del nuevo tetrámero (una porción del complejo histona) por tanto, desensamblaje de un tetrámero (�ene lugar en el proceso de la replicación). En la replicación, la nueva cadena tendrá la mitad de los nucleosomas de la anterior hebra o hebra molde y la otra mitad de nuevas histonas. Conclusión, las chaperonas ayudan a mantener la misma conformación a la histonas que en su origen en la cadena molde.

La chaperona se encarga de quitar tetrámeros de las viejas y ponerlas en la nueva. Hay 3 �pos de chaperona, por tanto habran:

• En la hebra nueva un tetrámero an�guo de la cadena molde y otro tetrámero nuevo que se ha formado

• En la hebra vieja habrá un tetrámero an�guo de su propia hebra y un nuevo tetrámero.

Al final ambas hebras tendrán el mismo numero de nucleosomas. Además de las chaperonas están las proteínas con cromodominios y bromodominios que ayudan

Proteínas/ Cadenas de Histonas. (IMPORTANTE)

Bromodominioà ace�ladas (ac�vas) Cromodominioà me�lizadas (inac�vas)

• (NO TAN IMPORTANTE) Modificación de las colas de las histonas: existen encimas que residen en el nucleo y que pueden añadir grupos ace�lo, fosfato o me�lo o als colas de las histonas y de esta fora, alterar la compactación de la fibra. La adicion de estos grupos también puede alterar la capacidad de las histonas de unirse a proteínas especiicas y reclutarlas hacia zonas concretas de la cromatna. Las

me�laciones pueden ser una sola me�laciion, 2,3… están asociadas en procesos de inac�vación génica, los genes que se encuentran con histonas me�ladas no se leen.

Proteínas con cromo y bromodominio, deben reconocer modificacin de histonas en una an�gua y hacer la modificación exacta en la nueva, copiar esa modificación de la an�gua en la nueva.

TEMA 3. ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DEL NUCLEO. Biología molecular de la célula (Alberts) Capitulo 12…

(Importante) Núcleoà eucariota, es un orgánulo presente en nuestras células que aloja el material gené�co. En la célula animal está alojado en el núcleo y en las procariotas disperso, no hay núcleo.

Hema�es o eritrocitos (células portadoras de oxigeno), no con�ene prác�camente ningún orgánulo como mitocondrias, núcleo… ya que todo su espacio es para contener el oxigeno. Estas no �enen núcleo, el resto de las células si.

EL NUCLEO ES VISIBLE EN LA INTERFASE, EN LA FASE M NO. Salvo en la citokinesis que se puede empezar a ver de nuevo.

El núcleo en interfase es muy visible porque �ene en su interior material que teñido se observa bastante bien, dentro del núcleo hay una parte que en interfase se observa mejor (donde se sinte�zan los ribosomas) denominado nucléolo. El núcleo esta formada por dos membranas apoyadas sobre una lamina nuclear, el interior del núcleo es nucleoplasma.

Esta membrana con�ene poros, que aunque no sean excesivamente reguladores también controlan el paso de sustancias, puede pasar todo elemento pequeño,

como iones… hay la misma concentración de hidrogeno (ph), de atp, de glucosa.. en el núcleo que en la célula. Controla el paso de sustancias mas grandes, como proteínas grandes, macromoléculas.. aun así puede haber una proteína de 80 que pase y una de 60 que no. Por tanto, los poros controlan el paso de sustancias ‘grandes’. La membrana mas interna se apoya sobre la lamina nuclear, es una estructura filamentosa formado por filamentos intermedios.

El poro nuclear �ene forma de ‘canasta de baloncesto’ con el lado que da al citoplasma diferente al del núcleo. Es obvio que en la zona donde hay poros no hay lamina nuclear. Hay una subunidad anular en el centro de estos poros que se pueden estrechar y ocluir el poro, dependiendo de la posición de esta subunidad es lo que hace que puedan pasar o no. Es bidireccional, pueden salir y entrar las moléculas, el RNA que sale o entra va siempre unido a proteínas (estas son las que detecta el poro y regula si entra o sale).

Una vez sinte�zada la proteína, ¿cómo se sabe donde debe dirigirse? (NO TAN IMPORTANTE)

Las proteínas no pueden ir al azar ya que podrían confundirse y dirigirse a zonas que no deben, acabarían matando a la célula. Por tanto, ¿cómo sabe donde llevarla y qué la transporta? Las proteínas que se sinte�zan en el citoplasma y van al núcleo llevan una secuencia rica en aminoácidos básicos (cargas posi�vas) (esencial conocer los aa’s). Se sabe que los elementos que debían ir al núcleo tenían una secuencia de 5 aminoácidos básicos (por ejemplo), un único cambio en la secuencia de estos aa’s que acidifique la proteína hace que este no entre en el núcleo.

En defini�va, se iden�ficó que las células marcan a las proteínas en función de una secuencia de aminoácidosà PEPTIDO SEÑAL, es decir, el des�no de las moléculas va guiado por pép�dos señal (secuencia de aminoácidos). En la mayor parte de los casos este pép�do es una secuencia que indica donde �ene que ir la proteína, la proteína no ve nada, las cosas ocurren porque algo contacta con algo, en este caso hay ‘algo’ que iden�fica la proteína y abre el núcleo, permite que pase, en el caso de que no sea así no puede pasar. Siempre estamos hablando de proteínas que detectan otras proteínas…Hay mas opciones de entrar en el núcleo, como por impacto y detección… En el núcleo hay otro �po de pép�dos señal (Nuclear Localiza�on Site, NLS) y ELS (Export Localiza�on Site). El NLS es para entrar las proteínas y el NLS es para la extracción.

¿Cuál es la proteína a la que se unía la secuencia para entrar? Y ¿cuál es la secuencia a la que se unía desde dentro para salir? Los ribosomas se pueden encontrar en mitocondrias, ret. Endo., también pueden encontrarse en el núcleo. Pueden entrar al núcleo por ser pequeños o conteniendo la secuencia de localización o NLS/ NIS (Nuclear Importa�on Site), este pép�do señal �ene la caracterís�ca de contener 5 aa’s básicos, estos aa’s en un ph7 como el del núcleo �enen cargas posi�vas esta secuencia debe estar en una zona accesible para su detección, si hay un único cambio en la secuencia de aa’s no será funcional para el núcleo, permanecerá en el núcleo. Estos pép�dos señal una vez entran e ingresan el contenido en el núcleo regresan al citoplasma.

Una proteína cuando quiere salir también requiere de otro pép�do. Como concepto global es como si la proteína requiriera de un billete para entrar (NLS) y de otro pép�do para salir (NES, Nuclear Exporta�on Site), este pép�do es una cadena de aa’s en la que destaca mas la propiedad hidrofóbica. Cuando una proteína entra en el núcleo se ocluye la proteína NES, cuando sale se produce el efecto contrario, todo de forma transitoria, no pueden estar funcionando a la vez porque entrarían y saldrían permanentemente las proteínas. Estos pép�dos señal de entrada se unen a una proteína soluble en el citoplasma denominada Nuclear Import Receptor, esta proteína por si sola no puede ingresar en el núcleo, cuando una proteína �ene la localización nuclear… se une la proteína al pép�do señal por la zona Lys- Lys_Lys-Arg-Lys y ambas moléculas se distorsionan formando un dímero. BUSCAR IMAGEN DE RAN-GDP DISSOCIATION.

Complementario: Se requiere un receptor nuclear, una proteína con localización nuclear, ingresa en el núcleo y ahora se deben soltar, en el interior del núcleo hay una proteína denominada Ran (Proteína G) la proteína siempre va a estar unida o a GTP o si suelta un ortofosfórico GDP. La proteína G puede entrar y salir del núcleo sin problemas ya que es menor de 25

Kilodaltons (unidad de medida).

proteina G (ac�vidad GTPasa)à �ene dos estados posibles, uno es unido a GTP (ON, encendido) y le permite hacer una serie de cosas, como unirse a proteínas a las cuales no se puede unir cuando esta en la forma GDP (OFF). La función principal no radica en la GTPasa, de hidrolizar un fosfato. Hay unas proteínas GAP que se unen a la reacción y permiten pasar de Ran GTP a Ran GDP mas rápidamente, LA PROTEINA ES DISTINTA SEGÚN LA MORFOLOGIA GTP a GDP.

Esta proteína RAN también puede pasar de GDP a GTP, ¿Cómo? No es un proceso de fosforilación como cabria esperar, es un proceso de intercambio, requiere de unas proteínas denominadas GEF (Factor de Intercambio de Nucleó�dos de Guanina). La cosa es que hay exceso de GTP en el núcleo, mas que GDP…estamos en Japón en el metro y estamos rodeados de japoneses (GTP) nosotros seriamos el GDP, de repente llegaría un luchador de sumo (GEF) y nos daría un golpe, y en ese mismo momento llega un japonés y me quita el si�o.

Por tanto, hay mas GTP en el núcleo que GDP, ¿para que sirve la proteína Ran-GTP?, recordar que se puede unir a proteínas y hacer su función especifica, en este caso a la proteína receptora (importina) que va unida a la proteína que queremos ingresar en el núcleo. Es decir, en otras palabras, la proteína que va a ingresar en el núcleo que va unida por el péptido señal (Lys-Lys-Lys-Arg-Lys) a la importina, se soltará, ya que la

importina contactará con el Ran-GTP y cambiará su morfología, esa unión cambia la estructura de la importina. Posteriormente esta importina, ahora unida a la Ran-GTP interacción con las proteínas de poro nuclear haciendo que se abra de nuevo y por tanto pudiendo salir de la célula. Falta por añadir que en el momento en que la Ran- GTP se une a la importina comienza la actividad GTPasa poco a poco para cuando salga quedarse en Ran-GDP, con morfología diferente soltándose así de la importina, que de nuevo se encuentra en el citoplasma para realizar de nuevo esta función de ingresar proteínas. Esa proteína GDP que quedará puede de nuevo volver hacia dentro. En el caso de que no funcionara los GEF solo tendríamos GDP y por tanto…

Esto seria para la entrada, pero y la extracccion?

Lo mismo que había una impor�na que entraba proteínas hay una que las extrae, expor�nas. Hay similitud con la impor�na, en morfología, �ene forma de S.

Hace falta de nuevo la proteína RAN-GTP, que en este caso se une a la expor�na y fuerza que se una a la proteína de exportación nuclear,. En la exportación nuclear, la Ran-GTP, unida a la expor�na fuerza a que se una la proteína que queremos extraer a la expor�na, forma un trímero por tanto. Para poder salir requiere el trímero, ese conjunto de las 3 se une a la ‘nuclear basket’ que le permite al poro abrirse y salir. Si solo hay un dímero no va a poder salir, el momento en el que la Ran-GTP se une a la expor�na comienza su ac�vidad GTPasa y llegara a su culmen cuando esté fuera, en ese momento se acaba de hidrolizar el GTP y libera un fosfato, como antes, volviendo a dar GDP. En ese momento en que se hidroliza y da lugar a GDP, cambia su morfología y hace que esa proteína se libere en el citosol. Pueden haber anomalías en estos RAN-GTP en este caso si no funcionara la GEF y solo tuviéramos GDP se podría unir malamente y no funcionaria bien, o no podría liberar la proteína al citosol, o no podría salir…

GEFà se encuentra en el núcleo de Ran-GDP a Ran-GTP GAPà acelera el paso de GTP a GDP En el caso de que el pép�do señal tuviera Ser-Ser-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Ser, las cargas serian nega�vas y se repelerían con el fosfato…

CONTROL DE LA IMPORTACIÓN NUCLEAR DURANTE LA ACTIVACION DE LA CÉLULA T. El factor nucler de las células T ac�vadas (NF-AT: nuclear factor of ac�vated T cells) es una proteina reguladora de genes que, en la celula en reposo, se encuentra en el citosol en eun estado fosforilado. Cuando las células T están ac�vadas por an�genos extraños, aumenta la concentración de Ca2+ intracelular. A elevadas concentraciones

de Ca2+, la proteina fosfatasa calcineurina se une a NF-AT y se desfosforila. La desfosforilacion deja expuestas señales de imporacion nuclear y oculta una señal de exportación del nucleo. El complejo formado por NF-AT y calcineurina es importado al nucleo, donde NF-AT ac�va la transcripción de varios genes que codifican proteínas de membrana necesarias para la ac�vación de las células T. La respuesta cesa cuando disminuyen los niveles de Ca2+, liberando NF-AT a par�r de calcineurina. La refosforilacion de NF-AT inac�va las señales de importación nuclear, vuelve a exponer la señal nuclear de exportación y provoca que el NF-AT pase al citosol. Alguos de los medicamentos inmunosupresores mas potentes, como la ciclosporina y la FK506 inhiben la capacidad de la calcineurina de desfosforilar NF -AT y de esta manera bloquean la acumulación de NF-AT y la ac�vación de las células T.

(NO TAN IMPORTANTE) Lámina nuclear, es una red de proteína (polímero formado por agregación de Lamina A y Lámina B) es como una maya. Son proteínas resistentes a la adaptación mecánica (función de soporte) estas proteínas una vez sinte�zadas en los ribosomas sufren una modificación por la que s ele añaden ácidos grasos que les permite interacción con los lípidos de la membrana lipídica, por tanto están en interacción con los lípidos de la membrana nuclear. Sin lámina nuclear no habría envuelta nuclear. Cuando las células pasan de profase a metafase la lamina nuclear se despolimeriza, se desagrega, se sueltan, cuando se vuelve a formar el núcleo es porque se vuelve a polimerizar el núcleo. Se produce una fosforilación en las laminas A y B y se despolimeriza debido a la fosforilación de los componentes de sus proteínas, se repelen los pép�dos debido a esa fosforilación. Si no se produjera este fenómeno no se daría la mitosis, este efecto conduce a que el núcleo desaparezca. Cuando se despolimeriza se fragmenta en pedazos que se esparcen por el citoplasma (no son visibles al microscopio), se disgregaría en tantos si�os…

Al llegar a telofase se vuelve a formar, a principio de telofase todas las quinasas han desaparecido (hay un mecanismo de eliminación de las mismas), todos esos mecanismos han desparecido y únicamente quedan las fosfatasas que se encargan de eliminar las cargas de los extremos de fosfatos, de nuevo se vuelve a polimerizar la lamina, se sabe que esto es así porque si inhibimos las fosfatasas no se forma la lamina. ¿cómo sabe la célula donde debe formar la lamina nuclear? En realidad no lo sabe, únicamente es a nivel mecánico, cada uno de nuestros 46 DNA, 96 en fase s de interfase en uno de sus telomeros están unidos �sicamente a la lamina nuclear la cual a su vez esta unida a un fragmento de membrana, cuando se separan esos 46 fragmentos van a estar muy cerca unos de otros y cuando la fosfatasa actúa estarán tan cerca que se dará a cabo una formación inicial de polímero (se unen unas moléculas con otras para formar molde) y posteriormente se forma totalmente.

El nucléolo.

El núcleo esta presente en todos los núcleos, no esta rodeado de membranas, es una gran síntesis de rna y de unión de rna a proteínas, los ribosomas se forman aquí y se forma la subunidad ‘telomerasa’. Los granulos de intercroma�na, presentes en el núcleo que se relacionan con el Slacin (rna mensajero).

TEMA 4. ACTIVIDADES DENTRO DEL NÚCLEO. REPLICACION. Capitulo 5 ‘replicación, reparación y recombinación del ADN’

Buscar lo rela�vo a recombinación de ADN (homologa, durante la meiosis) entre cromosomas homólogos.

La base molecular de ADN son los ácidos nucleicos, las fracciones de ácidos nucleicos codifican para un rna y posteriormente para proteínas.

DOBLE CADENA ANTIPARALELA, siempre habrá en un extremo 5’ donde estará unido a un fosfato y en el extremo 3’ que no estará unido el azúcar a nada. La canea an�paralela sigue la otra dirección. Puede estar lineal (en nuestro núcleo) puede estar circular, en nuestras células bacterianas (mitocondrias…) lo que varia en una cadena de ADN es la base nitrogenada, pirimidina (citosina y �mina) y purinas (adenina y guanina). Estas bases nitrogenadas que quedan en el interior de la cadena quedan unidas por puentes de hidrogeno a 4 Armstrongs, este alineamiento hace que solo Pueda haber 2 puentes entre adenina y �mina y 3 entre guanina y citosina. Esto da una cierta estabilidad, será mas estable cuanta mayor citosina y guanina (debido a los puentes). Esta estructura es complementaria, si en un si�o hay una A, la complementaria llevará una T, sabiendo una cadena podemos saber la otra.

En los años 60 se estableció el dogma central de la teoría celular, el DNA �ene la capaz de replicarse, se copiaba a si misma, muchos de los que se dedicaron a esto, como Severo Ochoa… llamamos replicación al proceso de duplicar el DNA, ocurre en todas las células antes de dividirse. El rna es zona transcrip�ble de DNA, las zonas que se pueden codificar en rna, con�ene ribosa, no desoxirribosa, un rna una vez que se ha sinte�zado se va a traducir en los ribosomas a proteínas, por el proceso denominado traducción otransla�on. Buscar esquema de DNA (replicación)à(transcripción) RNAàtraducciónPROTEINA.

Nunca se ha encontrado una molécula proteica que sirva para dar DNA, siempre al revés. La cadena que se sinte�za siempre seguirá una dirección, la cadena que se va polimerizando va dirección 5’-3’

Hipótesis semiconserva�va, en 1953, se habla de que a par�r de la estructura del ADNse sabe como es la estrategia replica�va, cada cadena que se va a sinte�zar va a servir de molde para formar una cadena complementaria, si la cadena parental la que va a servir de molde). Cada una de las cadenas formadas contendrá la molécula parental y una completamente nueva. Esto era una hipótesis, posteriormente Meselson y Stahl combinaron isótopos pesados y se dieron cuenta de que era correcto, se demostró que era cierto, todas la células siguen este modelo semiconserva�vo. Es decir que una vez se inicia la replicación cada cadena nueva lleva una cadena parental y una cadena copia. La cues�ón es como se hace.. Primero Arthur Colen, discípulo de Ochoa, descubrió las DNA polimerasas.. Si cada cadena �ene que servir como molde, estas cadenas se �enen que separar , se abrirá por una zona especifica, zona donde empieza la replicación, las cadenas se separarán un poco, este origen de replicación �ene que tener una caracterís�ca especifica, una cadena muy rica en adenina �mina, debido a los puentes de hidrogeno, mas fácil de romper estas zonas que las que �enen puentes de 3 hidrógenos. En nuestro genoma, un cromosoma �ene muchos orígenes de replicación, una vez separadas las cadenas lo que ocurre es una burbuja de replicación (como que se abomba el DNA) esa burbuja hará que una molécula se replique hacia un lado y la otra hacia el otro, en dirección 5’-3’. El DNA bacteriano esta limpio de proteínas, por ello es mas fácil de replicar, el eucariota con�ene histonas y unidades proteicas que enlentecen la replicación, la única forma de acelerar el proceso es empezar por varios si�os a la vez. ¿quién hace la replicación?

Aunque hayan muchas proteínas implicadas en este proceso, la finalidad es formar un polímero, por ello se encuentran la DNA polimerasas (polimerizan el DNA), la primera DNA polimerasa fue la DNA polimerasa 1. Todas las DNA polimerasas �enen algo en común, muy peculiar, sinte�zan en dirección 5’-3’, obviamente llegan como

La cadena se formara mediante desxirribonucleicos trifosfato, uno de los fosfatos, El fosfato alfa es el que se va a unir al extremo 3’ y este fosfato se unirá también a la siguiente cadena, los otros fosfatos restantes se u�lizarán como energía. Se necesitará un extremo –OH donde unir. Antes de que actúen las DNA polimerasas se requiere de un complejo denominado primer o cebador o nucleó�do iniciador, es una secuencia de 5 a 10 ribonucleó�dos.. como azúcar lleva la ribosa, sinte�za un trocito de rna en dirección 5’-3’ e tal manera que este fragmento ya se puede adicionar mas nucleó�dos. Es un molde donde inicia la replicación. Se requiere por tanto ese fragmento de rna iniciadora, pero posteriormente será eliminada, si no exis�era la DNA primasa la replicación no se podría dar ya que la DNA polimerasa no podría actuar. Hay otro proceso igual, como el glucógeno, con la glucógeno sintasa ..

Antes de dividirse obviamente deben repar�r su material gené�co (el como formar las células del organismo), como es único debe duplicarse y esto se basa en LA REPLICACION, esa molécula de acido nucleico se secuencia de cierta forma y su replicación debe ser tal cual, por ello, la hipótesis semiconserva�va firma que al menos una de las cadenas nuevas es idén�ca, la idea inicial es que hay que separar las cadenas y se dirige siempre de 5’ a 3’. La energía la aporta el nucleósido al romper los fosfatos, permite unirse el próximo a la cadena. Secuencia de 8 a 10 nucleó�do (oligoribonucleó�do iniciador) es una secuencia de rna que se sinte�za en dirección 5’3’ y se coloca complementaria a la que se abre, esa encima que leva la minicadena transitoria de RNA se denomina DNA primasa, técnicamente es como una polimerasa. Recordar que este molde debe quitarse, las cadenas deben ser únicamente de DNA, la DNA polimerasa siempre se agarra de la cadena molde y otra a la cadena transitoria que se sitúa

La DNA polimerasa se mueve sobre la cadena molde y la lee en sen�do 3’ 5 ‘, pero la de formación siempre será de 5’ 3’.

La mitad de una burbuja se denomina horquilla de replicación, si nos encontramos con una horquilla tenemos un problema..

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