Control genético de la síntesis proteica, las funciones de la célula y la reproducción celular

Question 1

Los genes están situados en el núcleo de todas las células del organismo, controlan la herencia de padres a hijos y la función cotidiana de todas las células del organismo, determinando qué sustancias se sintetizan dentro de estas, qué estructuras, qué enzimas y qué productos químicos participan.
Hay aproximadamente 30,000 genes diferentes en cada célula, por lo que pueden formar un gran número de proteínas celulares distintas; Incluso las moléculas de ARN transcritas a partir del mismo segmento de ADN (mismo gen) pueden ser procesadas por la célula en más de una forma, para dar origen a versiones alternativas de la proteína. El número total de diferentes proteínas producidas por distintos tipos de células humanas, se estima en al menos 100.000

Answer 1

GENES

Question 2

Cada gen está compuesto por ADN, contola automáticamente la formación de ARN, que luego se dispersa por toda la célula para controlar la formación de una proteína específica.
Todo el proceso, desde la transcripción del código genético en el núcleo, hasta la traducción del código de ARN y la formación de proteínas en el citoplasma celular, se le llama “expresión génica”.

Answer 2

EXPRESIÓN GÉNICA

Question 3

Pueden ser estructurales, que asociadas a lípidos e hidratos de carbono, forman estructuras de orgánulos intracelulares. Pero la mayoría de las proteínas, son enzimas que catalizan reacciones químicas en las células, como las reacciones oxidativas que aportan energía a la célula y favorecen la síntesis de todos los productos químicos de la célula, como lípidos, glucógeno y ATP.

Answer 3

PROTEÍNAS

Question 4

Compuestos químicos básicos implicados en la formación de ADN: ácido fosfórico, azúcar desoxirribosa, 4 bases nitrogenadas (2 purínicas: adenina y guanina, y 2 pirimidínicas: timina y citosina; Son las que determinan el “código de un gen”). El ácido fosfórico y la desoxirribosa forman las dos hebras helicoidales que sirven de soporte para la molécula de ADN, mientras que las bases nitrogenadas se apoyan entre las dos hebras y se conectan entre sí.
Las dos hebras de ADN se mantienen unidas mediante enlaces débiles de hidrógeno entre las bases purínicas y pirimidínicas, que están unidas a los lados de las moléculas de desoxirribosa. Cada base purínica de adenina siempre se une con una base pirimidínica de timina, y cada base purínica de guanina siempre se une con una base pirimidínica de citosina.
En cada vuelta completa de la hélice de la molécula de ADN hay 10 pares de nucleótidos.

Answer 4

BLOQUES BÁSICOS DE ADN

Question 5

La primera etapa en la formación del ADN consiste en combinar una molécula de ácido fosfórico, una molécula de desoxirribosa y una de las 4 bases para formar un nucleótido ácido. Así se crean 4 nucleótidos diferentes, uno para cada una de las 4 bases, los ácidos desoxiadenílico, desoxitimidílico, desoxiguanílico y desoxicitidílico.

Answer 5

NUCLEÓTIDOS

Question 6

Gen (ADN) → transcripción de ADN → formación de ARN → división de ARN, ARNm → ribosomas, transporte de ARN → traducción de ARNm → formación de proteína.

Answer 6

CONTROL GENÉTICO

Question 7

Citosina y Timina

Answer 7

BASES PIRIMIDINAS

Question 8

Adenina y Guanina

Answer 8

BASES PURINAS

Question 9

El ADN tiene capacidad de controlar la formación de las proteínas en la célula, que se consigue mediante el código genético.
Cuando las 2 hebras del ADN se escinden, quedan expuestas las bases purínicas y pirimidínicas, proyectándose a un lado de cada hebra de ADN: “código genético”. Este consta de “tripletes” sucesivos de bases, se leen de izquierda a derecha y componen una palabra del código y controlan la secuencia de aminoácidos en una molécula proteica que la célula debe sintetizar.

Answer 9

CÓDIGO GENÉTICO

Question 10

El código de ADN del núcleo celular, se transfiere al código de ARN en el citoplasma celular, el cual se difunde desde el núcleo a través de los poros del núcleo al compartimiento citoplásmico, donde controla la síntesis proteica.
Durante la síntesis de ARN las dos hebras de la molécula de ADN se separan temporalmente y una de ellas se usa como molde/plantilla para la síntesis de una molécula de ARN. Los tripletes del código de ADN provocan la formación de tripletes con un código complementario “codones” en el ARN, que controlan la secuencia de aminoácidos en una proteína que se va a sintetizar en el citoplasma celular.
El ARN usa un azúcar ribosa y la timina se reemplaza por otra pirimidina, el uracilo.
El siguiente paso de la síntesis de ARN es la “activación” de los nucleótidos (A,C,G y U) del ARN por una enzima, la polimerasa de ARN; Esta activación se produce añadiendo a cada nucleótido 2 radicales fosfato más para formar trifosfatos. El resultado de esta activación, es que cada uno de los nucleótidos puede disponer de grandes cantidades de energía del ATP, que se usa para favorecer las reacciones químicas que van añadiendo cada nuevo nucleótido de ARN al extremo de la cadena de ARN que se está desarrollando.
La ARN polimerasa sirve como copy paste, inicia en la zona del promotor, desenrolla la hélice y separa las hebras para ir formando la molécula de ARN, una vez que llega al extremo del gen ADN se encuentra con una secuencia terminadora de nucleótidos, que hace que la polimerasa y la cadena de ARN recién formada se separen de la cadena de ADN y el ARN se libera en el nucleoplasma.

Answer 10

TRANSCRIPCIÓN

Question 11

→ ARN mensajero precursor (pre-ARNm): de cadena única, inmaduro, se procesa en el núcleo para formar ARN mensajero maduro; Incluye dos tipos diferentes de segmentos “intrones” que son eliminados por un proceso de corte y empalme (splicing) y “exones” que se conservan en el ARNm final.

→ ARN nuclear pequeño (ARNnp): dirige el corte y empalme del pre-ARNm para formar ARNm.

→ ARN mensajero (ARNm): transporta el código genético al citoplasma para controlar el tipo de proteína que se forma.

→ ARN de transferencia (ARNt): transporta los aminoácidos activados a los ribosomas para usarlos en el montaje de la molécula proteica.

→ ARN ribosómico: junto con 75 proteínas distintas, forma ribosomas, las estructuras físicas y químicas en las que se montan realmente las moléculas proteicas.

→ MicroARN (ARNmi): moléculas de ARN monocatenario de 21 a 23 nucleótidos capaces de regular la transcripción y la traducción génicas.

Answer 11

TIPOS DE ARN

Question 12

Los codones son complementarios a los tripletes del código de los genes del ADN. Un codón representa la señal de “iniciar la fabricación de la molécula proteica” y 3 codones representan la señal de “detener la fabricación de la molécula proteica”.

Iniciador de la cadena: AUG
Terminador de la cadena: UAA, UAG, UGA.

Answer 12

ARN MENSAJERO: CODONES

Question 13

Cada tipo de ARNt se combina específicamente con 1 de los 20 aminoácidos y actúa como un vehículo para transportarlo a los ribosomas, donde se van formando las moléculas proteicas. En los ribosomas, cada tipo específico de ARNt reconoce un codón en particular en el ARNm y libera el aminoácido apropiado en el lugar apropiado de la cadena de la molécula proteica que se está formando.
El ARNt contiene sólo 80 nucleótidos, es una cadena plegada, en donde en uno de los extremos de la molécula siempre hay un ácido adenílico, en cuyo grupo hidroxilo de la ribosa se une el aminoácido transportado.
Cada tipo de ARNt debe ser específico de un codón particular del ARNm. El código específico del ARNt que le permite reconocer un codón específico es un triplete de bases de nucleótidos “anticodón”, en la zona media de la molécula del ARNt. Durante la formación de la molécula proteica las bases del anticodón se combinan laxamente mediante enlaces hidrógeno con las bases del codón del ARNm. Así, los aminoácidos respectivos se alinean uno después del otro a lo largo de la cadena de ARNm, estableciendo la secuencia apropiada de aminoácidos de la molécula proteica en formación.

Answer 13

ARN DE TRANSFERENCIA: LOS ANTICODONES

Question 14

Constituye el 60% del ribosoma. El resto está formado por 75 clases distintas de proteínas (estructurales) y enzimas para la formación de las moléculas proteicas.
El ribosoma es la estructura física del citoplasma en donde se sintetizan las moléculas proteicas. Siempre funciona asociado a ARNt y ARNm.
Los genes de ADN que se usan para la formación de ARN ribosómico se sitúan en 5 pares de cromosomas del núcleo; cada uno de estos cromosomas contiene muchos duplicados de estos genes particulares, porque las funciones celulares necesitan grandes cantidades de ARN ribosómico; A medida que se va formando, se recoge en el nucléolo, por lo que cuando se sintetizan muchas proteínas, el nucléolo es grande. El ARN ribosómico se procesa en el nucléolo, donde se une a las proteínas ribosómicas para formar productos de condensación granulares que son las subunidades primordiales de los ribosomas: estas se liberan desde el nucléolo y se transportan a través de los poros de la cubierta nuclear hasta todas las partes del citoplasma, en donde se reúnen para formar ribosomas maduros y funcionales, Por lo que las proteínas se forman en el citoplasma de la célula.

Answer 14

ARN RIBOSÓMICO

Question 15

MicroARN formado por cortos fragmentos de ARN monocatenario que regulan la expresión génica. Se codifican a partir del ADN transcrito de genes, pero no se traducen a proteínas “ARN no codificante”. Son procesados por las células en moléculas que son complementarias al ARNm y actúan para reducir la expresión génica. Los ARNmi regulan la expresión génica por unión a la región complementaria del ARN y por la promoción de la represión de la traducción o degradación del ARNm antes de que pueda ser traducido por el ribosoma. Desempeñan un papel importante en la regulación normal de la función celular y las alteraciones en él se han asociado a cáncer y cardiopatías.

Otro tipo de ARNmi es el ARN de interferencia pequeño (ARNsi) “ARN de silenciamiento o ARN de interferencia corto”. Son moléculas cortas de ARN bicatenario que interfieren con la expresión de genes específicos. Son ARNmi sintéticos que pueden administrarse para silenciar la expresión de genes específicos bloqueando la traducción del cualquier ARNm, y por tanto la expresión por cualquier gen para el cual se conozca la secuencia de nucleótidos.

Answer 15

ARNmi y ARN DE INTERFERENCIA PEQUEÑO

Question 16

Cuando una molécula de ARNm entra en contacto con un ribosoma, se desplaza por este a partir de un extremo predeterminado de la molécula de ARN que se especifica mediante la secuencia apropiada de las bases de ARN, el codón “iniciador”; Después, mientras el ARNm se desplaza por el ribosoma, se forma una molécula proteica, en el proceso de traducción, que significa que el ribosoma lee los codones del ARNm igual que una cinta se “lee” cuando va pasando por el cabezal de un proyector de cine; Después, se marca el final de una molécula proteica cuando un codón “terminador” atraviesa el ribosoma y la molécula proteica se libera en el citoplasma.

Polirribosomas: agrupaciones de ribosomas unidos a una única molécula de ARNm al mismo tiempo. Una molécula sencilla de ARNm puede formar moléculas proteicas en varios ribosomas al mismo tiempo, porque el extremo inicial de su cadena puede ir atravesando ribosomas sucesivos cuando abandona el primero.

El ARNm da lugar a la formación de una molécula proteica en cualquier ribosoma, pues no hay una especificidad de los ribosomas por un tipo de proteína, ellos sólo son una planta de fabricación.

Muchos ribosomas se unen al retículo endoplásmico y atraviesan su membrana hasta su matriz endoplásmica.

La mayoría de las proteínas sintetizadas (enzimas y proteínas estructurales internas de la célula) en los ribosomas se liberan directamente al citosol; Excepto en las células glandulares, en donde se forman vesículas secretoras que contienen proteínas.

Answer 16

TRADUCCIÓN

Question 17

1. Cada aminoácido se activa combinándose con ATP para formar un complejo de monofosfato de adenosina, liberando 2 enlaces fosfato de alta energía en el proceso.
2. El aminoácido combinado, con exceso de energía, se combina con su ARNt específico para formar un complejo aminoácido-ARNt y se libera el monofosfato de adenosina.
3. El ARNt que transporta el complejo del aminoácido, entra en contacto con el ARNm en el ribosoma, donde el anticodón del ARNt se une a su codón específico del ARNm, alineando el aminoácido en la secuencia apropiada para formar una molécula proteica.
4. Bajo la influencia de la enzima peptidilo transferasa (del ribosoma), se forman los enlaces peptídicos (se elimina radical hidroxilo de porción COOH del primer aminoácido y se elimina un hidrógeno de la porción NH del otro aminoácido) entre los aminoácidos sucesivos que se van añadiendo progresivamente a la cadena proteica; Estos episodios necesitan la energía de 2 enlaces fosfato adicionales de alta energía, usando al final 4 enlaces de alta energía en total por cada aminoácido que se añade a la cadena de la proteína.
   La síntesis proteica es uno de los procesos que consume más energía en la célula.

Answer 17

PASOS QUÍMICOS DE LA SÍNTESIS PROTEICA

Question 18

Deben controlarse el grado de activación de los genes, porque de lo contrario algunas partes de las células crecerían en exceso o algunas reacciones químicas dañarían las células. Cada célula tiene mecanismos internos de retroalimentación que mantiene el orden de las actividades celulares.
Hay 2 métodos de control:
1) Regulación genética: se controla el grado de activación de los genes y la formación de productos génicos.
2) Regulación enzimática: controla niveles de actividad de enzimas ya formadas en la célula.

Estos mecanismos reguladores actúan como sistemas de control de retroalimentación que vigilan continuamente la composición bioquímica de la célula y hacen las correcciones necesarias; A veces las sustancias del exterior de la célula (hormonas) también controlan las reacciones bioquímicas intracelulares al activar o inhibir los sistemas intracelulares de control.

Answer 18

CONTROL DE LA FUNCIÓN GÉNICA Y ACTIVIDAD BIOQUÍMICA DE LAS CÉLULAS

Question 19

Cubre todo el proceso, desde la transcripción del código genético en el núcleo hasta la formación de proteínas en el citoplasma. Dota a todos los organismos vivos de la capacidad para responder a los cambios en su medio. Permite también que los numerosos tipos distintos de células del cuerpo realicen cada uno funciones especializadas.
La regulación de la expresión génica puede tener lugar en cualquier punto de las rutas de transcripción, procesamiento del ARN y traducción.
El promotor controla la expresión génica; La transcripción de ADN está controlada por elementos reguladores encontrados en el promotor de un gen. En eucariotas (todos los mamíferos), el promotor basal consta de una secuencia de 7 bases (TATAAAA) denominada “caja TATA”, sitio de unión para la proteína de unión TATA y otros factores de transcripción (complejo IID del factor de transcripción). La polimerasa debe unirse con este promotor basal antes de desplazarse a lo largo de la cadena de ADN para sintetizar ARN. Contiene sitios de unión para factores de transcripción positivos y negativos que realizar la transcripción a través de interacciones con proteínas unidas al promotor basal. La estructura y sitios de unión varían de un gen a otro para dar lugar a los diferentes patrones de expresión de los genes en los distintos tejidos.
Un promotor se controla mediante el factor de transcripción en cualquier parte del genoma, osea que el gen regulador provoca la formación de una proteína reguladora que a su vez, actúa como una sustancia activadora/reforzadora o como un represor/inhibidor de transcripción.
Los sistemas de control de los genes son importantes para controlar las concentraciones intracelulares de aminoácidos, derivados de aminoácidos y sustratos y productos intermedios del metabolismo de los hidratos de carbono, lípidos y proteínas.

Answer 19

REGULACIÓN GENÉTICA

Question 20

Las actividades celulares están controladas también por inhibidores o activadores intracelulares que actúan directamente sobre las enzimas intracelulares específicas.

Inhibición enzimática: algunas sustancias químicas formadas en la célula ejercen una retroalimentación directa inhibiendo los sistemas enzimáticos específicos que los sintetizan. Se inactiva siempre la primera enzima de una secuencia, provocando un cambio conformacional que la inactiva, impidiendo la acumulación de productos intermedios que no se están usando.

Activación enzimática: las enzimas que normalmente están inactivas se activan cuando es neceasrio. Como cuando se está acabando el ATP de una célula, en donde comienza a formarse mucho AMP cíclico como producto de división de ATP; A su vez, la presencia de este AMP activa inmediatamente una enzima fosforilasa que escinde el glucógeno, liberando moléculas de glucosa que se metabolizan rápidamente y cuya energía se usan para llenar los depósitos de ATP. Es decir que el AMPc actúa como un activador enzimático de la enzima fosforilasa, y por tanto, facilita el control de la concentración intracelular de ATP.

Answer 20

CONTROL DE FUNCIONES INTRACELULARES POR

REGULACIÓN ENZIMÁTICA

Question 21

Los genes y sus mecanismos reguladores determinan las características de crecimiento y división celular. Controla cada etapa del desarrollo del ser humano, desde el óvulo unicelular fertilizado hasta todo un organismo funcionante.

Answer 21

EL SISTEMA GENÉTICO DE ADN CONTROLA LA REPRODUCCIÓN CELULAR

Question 22

Periodo desde el inicio de la reproducción celular hasta el inicio de la siguiente reproducción celular. Puede ser tan sólo de 10 a 30 horas.
La mitosis es el proceso para lograr la división de la célula en 2 células hijas nuevas. En sí misma dura sólo 30 minutos, por lo que más del 95% del ciclo vital de las células está representado por el intervalo entre las mitosis, o interfase.
Los factores inhibidores casi siempre disminuyen la velocidad o detienen el ciclo vital no inhibido. Las distintas células del organismo tienen ciclos vitales que varían de tan sólo 10 horas en las células de la médula ósea, sometidas a estimulación elevada, a un ciclo vital que dura toda la vida de la persona en la mayoría de las células nerviosas.

Answer 22

CICLO VITAL DE LA CÉLULA

Question 23

Inicia con la replicación de ambas cadenas de ADN de los cromosomas, mediante la ADN polimerasa y la ADN ligasa. Comienza a duplicarse entre 5 y 10 horas antes de la mitosis y se completa en 4-8 horas.El resultado neto es que se producen 2 réplicas exactas de todo el ADN, que se convierten en el ADN de las 2 células hijas nuevas que se formarán en la mitosis.
Después de esta replicación, hay un periodo de 1-2 horas antes de que se inicie bruscamente la mitosis. Durante este periodo inician los cambios preliminares que conducirán a la mitosis.

Sus etapas son:

1. Profase
2. Prometafase
3. Metafase
4. Anafase
5. Telofase

Answer 23

REPRODUCCIÓN CELULAR

Question 24

Durante la hora que transcurre entre la replicación de ADN y el comienzo de la mitosis, hay un periodo de reparación muy activo y “corrección de lectura” de las cadenas de ADN. Siempre que se hayan emparejado nucleótidos de ADN incorrectos con la cadena original que sirve de plantilla, actúan unas enzimas especiales que cortan las zonas defectuosas y las reemplazan con nucleótidos apropiados. Esto se consigue con las mismas polimerasas del ADN y ADN ligasas que se usan en la replicación. Debido a estos procesos, el proceso de transcripción pocas veces comete errores “mutación”, que provoca la formación de alguna proteína anormal en la célula en lugar de la proteína necesaria, que conduce a funciones celulares anormales y a la muerte celular.
Aún así y dado que tenemos 30.000 genes en el genoma humano y que el periodo de una generación a otra es de 30 años, tendríamos que esperar hasta 10 o más mutaciones en el paso del genoma de un padre a un hijo. Sin embargo, como protección el genoma tiene 2 conjuntos independientes de cromosomas con genes casi idénticos, por lo que el niño dispone de un gen funcional de cada par, a pesar de las mutaciones.

Answer 24

REPARACIÓN DE ADN “CORRECCIÓN DE LECTURA” Y “MUTACIONES” DEL ADN

Question 25

Las hélices de ADN del núcleo se enrollan en cromosomas; La célula contiene 46 cromosomas dispuestos en 23 pares. Los genes de los 2 cromosomas de cada par son idénticos o casi idénticos entre sí en su mayor parte, por lo que en los pares también puede haber genes diferentes.
En el cromosoma hay muchas proteínas, principalmente histonas organizadas en un gran número de pequeños núcleos a modo de carretes, alrededor de los cuales se enrollan secuencialmente pequeños segmentos de cada hélice de ADN. Los núcleos de histonas regulan la actividad del ADN al desenrollar/descompactarlos para poder replicarse o formar ARN.
La replicación de todos los cromosomas se produce en los minutos siguientes a la finalización de la replicación de las hélices de ADN y las hélices nuevas recogen las moléculas proteicas nuevas a medida que las van necesitando.
Los 2 cromosomas nuevos se mantienen unidos entre sí (“cromátidas”) hasta el momento de la mitosis, en un punto cercano al centro “centrómero”.

Answer 25

CROMOSOMAS Y SU REPLICACIÓN

Question 26

Proceso en donde una célula se divide para formar dos células hijas. Una vez que cada cromosoma se replicó para formar las 2 cromátidas, la mitosis se produce automáticamente en 1 o 2 horas.
Uno de los primeros pasos de la mitosis tiene lugar en el citoplasma, al final de la interfase, 2 pares de centriolos (que también se han replicado durante la interfase; Es un pequeño organismo cilíndrico formado por 9 estructuras tubulares paralelas. Los 2 centriolos de cada par se disponen en ángulos rectos entre sí y cada par, junto con el material pericentriolar unido a él, componen el centrosoma) se mantienen estrechamente unidos cerca de un polo del núcleo. Poco antes de la mitosis, los 2 pares de centriolos comienzan a separarse uno de otro (por la polimerización de las proteínas de microtúbulos que crecen entre ellos y los separan) y crecen radialmente otros microtúbulos que alejan los pares de centriolos, formando una estrella a modo de soporte “áster”, en cada extremo de la célula. Algunas de las puntas del áster penetran en la membrana nuclear y permiten separar los 2 conjuntos de cromátidas durante la mitosis. El complejo de microtúbulos que se extiende entre los dos nuevos pares de centriolos es el huso, y todo el conjunto de microtúbulos más los dos pares de centriolos son el “aparato mitótico”.

Answer 26

MITOSIS CELULAR

Question 27

Primera etapa de la mitosis; Mientras se forma el haz, los cromosomas del núcleo (en la interfase son hebras laxamente enrolladas) se condensan en cromosomas bien definidos.

Answer 27

PROFASE

Question 28

Segunda etapa de la mitosis; Las puntas de los microtúbulos en crecimiento del áster se fragmentan en la cubierta nuclear, y al mismo tiempo los múltiples microtúbulos del áster se unen a las cromátidas en los centrómeros, donde las cromátidas pareadas aún están unidas entre sí; A continuación, los túbulos tiran de una cromátida de cada par, alejando cada una hacia el polo celular correspondiente.

Answer 28

PROMETAFASE

Question 29

Tercera etapa de la mitosis; Los 2 ásteres del aparato mitótico se separan, debido a que las puntas de los microtúbulos del huso mitótico se “empujan”; Unas moléculas proteicas contráctiles diminutas “motores moleculares” formados por actina se extienden desde las puntas para deslizarlas activamente en dirección opuesta una de otra. Simultáneamente, los microtúbulos insertados en las cromátidas tiran fuertemente de ellas hasta el centro de la célula, alineándolas para formar el “plano ecuatorial” del huso mitótico.

Answer 29

METAFASE

Question 30

Cuarta etapa de la mitosis; Las 2 cromátidas de cada cromosoma son separadas en el centrómero. Se separan los 46 pares de cromátidas y se forman 2 juegos independientes de 46 cromosomas hijos. Cada uno de ellos es empujado hacia cada uno de los ásteres de la mitosis, a medida que los 2 polos respectivos de la célula en división se van separando entre sí.

Answer 30

ANAFASE

Question 31

Última etapa de la mitosis; Los 2 juegos de cromosomas hijos se separan por completo, desapareciendo el aparato mitótico y se desarrolla una nueva membrana nuclear (a partir de porciones del retículo endoplásmico en el citoplasma) para rodear a cada grupo de cromosomas; La célula se divide en 2, en la zona media entre los 2 núcleos (se debe a la formación de un anillo contráctil de microfilamentos de actina y miosina en la unión de las células nuevas en desarrollo, que las termina separando).

Answer 31

TELOFASE

Question 32

Células que crecen y se reproducen continuamente: elementos formes sanguíneos en médula ósea, capas germinales de la piel, epitelio intestinal.

Células que no se reproducen en muchos años: miocitos del músculo liso.

Células que no se reproducen durante toda la vida (excepto en periodo fetal): neuronas, miocitos del músculo estriado.

En algunos tejidos, la falta de algunos tipos de células hace que crezcan y se reproduzcan rápido hasta que vuelva a haber un número apropiado (células glandulares, células de médula ósea, tejido subcutáneo, epitelio intestinal y casi cualquier otro tipo de tejido, excepto células muy diferenciadas como las nerviosas y miocitos).

Formas de controlar el crecimiento: factores de crecimiento, lugar apropiado (algunas células dejan de crecer cuando han salido de su espacio de crecimiento) y retroalimentación negativa (células que crecen en cultivo celular dejan de hacerlo cuando se recogen cantidades diminutas de sus propias secreciones en el medio de cultivo).

Answer 32

CONTROL DEL CRECIMIENTO Y LA REPRODUCCIÓN CELULAR

Question 33

Un telómero es una región de secuencias de nucleótidos repetitivas en cada extremo de una cromátida. Actúan como “cubiertas protectoras” que evitan que el cromosoma se deteriore durante la división celular. Cada vez que una célula se divide, una persona media pierde de 30-200 pares de bases en los extremos de los telómeros de esa célula. La longitud de los telímeros en las células sanguíneas humanas es de 8000 pares de bases al nacer, y apenas 1500 en los ancianos. Finalmente, cuando los telómeros se acortan hasta una longitud crítica, los cromosomas se vuelven inestables y las células mueren. Se piensa que este proceso de acortamiento de los telómeros es un motivo de los cambios fisiológicos del envejecimiento. La erosión de los telómeros puede producirse también como consecuencia de enfermedades asociadas al estrés oxidativo y la inflamación.

En algunas células (células madre de médula ósea, piel, células germinales de los ovarios y testículos) que deben reponerse a lo largo de la vida, la enzima telomerasa añade bases a los extremos de los telómeros para que puedan producirse más generaciones de células. Su actividad suele ser baja en la mayoría de células del organismo, y después de muchas generaciones las células descendentes heredarán cromosomas defectuosos, se convertirán en senescentes y dejarán de dividirse.

Los cromosomas de las células están cubiertos en sus extremos por telómeros, que en ausencia de la actividad de la telomerasa, se acortan con cada división celular hasta que la célula deja de replicarse. Este proceso regula la proliferación celular y mantiene la estabilidad genética. Por consiguiente, la mayoría de las células en el organismo no puede replicarse de forma indefinida. En las células cancerosas, la telomerasa se activa de forma anómala y la longitud de los telómeros se mantiene de manera que las células siguen replicándose de forma incontrolable.

Answer 33

TELÓMEROS

Question 34

El tamaño de la célula está determinado casi en su totalidad por la cantidad de ADN funcionante que hay en el núcleo; Si el ADN no se replica, la célula crece hasta un tamaño determinado y lo mantiene, mientras que es posible que usando el quimioterapéutico “colchicina”, se impida la formación del huso mitótico y la mitosis, mientras continúa la replicación de ADN; El núcleo contendrá una cantidad de ADN mayor y la célula crecerá un tamaño proporcionalmente mayor. Este crecimiento es consecuencia del aumento de la producción de ARN y de las proteínas celulares.

Answer 34

REGULACIÓN DEL TAMAÑO DE LA CÉLULA

Question 35

Cambios de las propiedades físicas y funcionales de la célula a medida que proliferan en el embrión para formar las distintas estructuras y órganos. Es consecuencia de la represión selectiva de distintos promotores génicos. El genoma celular comienza a producir en una cierta etapa de la diferenciación celular una proteína reguladora que reprimirá para siempre a un grupo selecto de genes; produciendo (las células humanas maduras) un máximo de 8000 a 10000 proteínas y no las 30000 que produciría si todos los genes estuvieran activos. Algunas células del embrión controlan la diferenciación de las células adyacentes. El mesodermo de la notocorda primordial es el “organizador primario” del embrión, porque forma un foco alrededor del cual se desarrolla el resto del embrión. Se diferencia en un eje mesodérmico que contiene somitas de distribución segmentaria y como consecuencia de la indUcción de los tejidos circundantes, da paso a la formación de todos los órganos.

Answer 35

DIFERENCIACIÓN CELULAR

Question 36

Cuando las células ya no se necesitan, o se convierten en una amenaza para el organismo, sufren una muerte celular programada suicida o “apoptosis”. Implica una cascada proteolítica específica que hace que la célula se encoja y condense para desmontar su citoesqueleto y alterar su superficie, de tal forma que una célula fagocítica cercana se pueda unir a la membrana celular y digerir la célula. Se inicia con la activación de proteasas “caspasas” que se sintetizan y almacenan en la célula en forma de “procaspasas” inactivas; Una vez activadas, las enzimas se escinden y activan otras procaspasas, desencadenando una cascada que rompe rápidamente las proteínas del interior de la célula, desmantelándose a si misma, y sus restos se digieren rápidamente en las células fagocíticas vecinas.
En los tejidos que se remodelan durante el desarrollo, se producen cantidades enormes de apoptosis, incluso en los seres humanos adultos, miles de millones de células mueren cada hora en el intestino y la médula ósea y se reemplazan con células nuevas. En los adultos sanos la apoptosis está equilibrada con la formación de nuevas células (de no ser así, los tejidos aumentarían o disminuirían excesivamente). Las alteraciones de la apoptosis se asocian a enfermedades (neurodegenerativas como Alzheimer, cáncer, trastornos autoinmunitarios). Algunos fármacos quimioterapéuticos inducen apoptosis en las células cancerosas.

Al contrario de este proceso, las células que mueren por una lesión aguda, se hinchan y estallan por la pérdida de integridad de la membrana: “necrosis celular”. Las células necróticas vierten su contenido haciendo que la inflamación y la lesión se extiendan a las células vecinas. No obstante, la apoptosis es una muerte celular metódica que da lugar al desmontaje y fagocitosis de la célula antes de que se produzca alguna fuga de su contenido, por lo que las células vecinas se mantienen sanas.

Answer 36

APOPTOSIS: MUERTE CELULAR PROGRAMADA

Question 37

Se debe a la mutación o activación anormal de genes celulares que controlan el crecimiento y mitosis celular.
Protooncogenes: genes normales que codifican diversas proteínas responsables del control de la adhesión celular, el crecimiento y la visión. Si mutan o se activan de forma excesiva pueden convertirse en oncogenes con funcionamiento anómalo capaces de provocar cáncer. (Se han descubierto hasta 100 tipos distintos de oncogenes).
Antioncogenes/genes supresores de tumores: suprimen activación de oncogenes específicos; Su pérdida o inactivación permite la activación de oncogenes que conduce al cáncer.
Sólo una fracción diminuta de las células que mutan producirá cáncer alguna vez, pues la mayoría de células mutadas tiene la capacidad de supervivencia menor que las normales. Sólo algunas de las que sobreviven son cancerosas pues tienen controles de retroalimentación normales que impiden su crecimiento excesivo. Las células que son potencialmente cancerosas se destruyen en el sistema inmunitario antes de que crezcan. La mayoría de células mutadas forma proteínas anormales en el interior de los cuerpos celulares, estas activan el sistema inmunitario, que genera anticuerpos o linfocitos sensibilizados que reaccionan contra las células cancerosas y las destruyen. Tras la supresión del sistema inmunitario (por fármacos inmunodepresores) se multiplica por 5 la probabilidad de desarrollar cáncer.
Normalmente se necesita la presencia simultánea de varios oncogenes activados para provocar cáncer (uno de estos genes podría promover la reproducción rápida de una línea celular, pero no se produce cáncer porque no hay otro gen mutante simultáneo que forme los vasos sanguíneos necesarios).
La única posibilidad es que se produzca todo lo necesario para la mutación, no obstante, la probabilidad de mutaciones aumenta cuando una persona se expone a determinados factores químicos, físicos o biológicos como:
-Radiación ionizante: los iones formados en las células tisulares bajo la influencia de este tipo de radiación son muy reactivos y pueden romper las cadenas de ADN, provocando mutaciones.
-Sustancias químicas “carcinógenos”: colorante anilina, humo de cigarrillos (son los que actualmente causan el mayor número de muertes, hasta la cuarta parte de todas las muertes por cáncer).
-Irritantes físicos: abrasión continuada del revestimiento del aparato digestivo por algunos alimentos; El daño de los tejidos conduce a una sustitución mitótica rápida de las células; Cuando más rápida sea la mitosis, más probabilidad de mutación.
-Tendencia hereditaria: consecuencia de que la mayoría de los cánceres requieren no sólo una mutación, si no dos o más antes de que aparezca el cáncer. En familias predispuestas, se supone que ya han mutado uno o más genes cancerosos en el genoma heredado, por lo que tienden a producirse menos mutaciones adicionales antes de que comience a crecer el cáncer.
-Virus: en los virus de ADN, la cadena de ADN de un virus se inserta a sí misma en uno de los cromosomas, provocando una mutación que conduce al cáncer; En los virus de ARN, algunos transportan una enzima denominada “transcriptasa inversa” que provoca la transcripción del ADN desde el ARN. Este ADN transcrito se inserta en el genoma de la célula, produciendo el cáncer.

Características invasivas de célula cancerosa: no respeta límites de crecimiento celular, son menos adhesivas entre sí lo que hace que se dispersen por los tejidos o entren al torrente sanguíneo y se transporten por el organismo formando nidos para crecimientos cancerosos nuevos, producen factores angiogénicos que provocan el crecimiento de muchos vasos nuevos dentro del cáncer, aportándole los nutrientes necesarios para su crecimiento.

¿Por qué matan las células cancerosas? El tejido canceroso compite con los tejidos normales por lograr los nutrientes; Como las células cancerosas continúan proliferando indefinidamente, su número se multiplica día a día y pronto demandan toda la nutrición disponible. Provocando que los tejidos normales sufran de una muerte nutritiva gradual.

Answer 37

CÁNCER