Ciencia (Practica): Entomología.

Querido lector te pondré en contexto, acabo de finalizar un proyecto de Insecticultura "Producción de Periplaneta Americana" (Alternativa ecológica y económica para alimentar tanto a humanos como animales) en este caso me enfocare a la alimentación exclusiva de animales domésticos y de granja. El cual he culminado exitosamente. por lo cual si te interesa este tema te adjunto un enlace, en el encontraras detalles sobre este y otros proyectos. 

https://drive.google.com/file/d/1HU4qKslEFLjxvKBTqHBsHaNSpkxq7f7o/view?usp=sharing

ARN de transferencia: Estructura e importancia

 ARN de transferencia: Estructura e importancia

Estructura y función del ARN de transferencia

    El ARN es un tipo de ácido ribonucleico tan esencial para la vida como el ADN. A pesar que algunos organismos, los virus, pueden contener su material genético almacenado en ARN, la alta inestabilidad de este tipo de cadenas de bases nitrogenadas hace que sea poco frecuente su uso. Por el contrario, el ARN es muy utilizado en todos los seres vivos como material transitorio entre el ADN y las proteínas. Existen varios tipos de ARN: ARN ribosómico o ARNr, ARN mensajero, ARNm e incluso hay ARN que se sintetiza para inhibir la función de otros ARN, hablamos del ARN de interferencia, ARNi.

    Todos ellos intervienen de una forma o de otra en el paso del ADN a las proteínas, durante la transcripción o la traducción.

Del ADN al ARN: Transcripción, un vistazo para sumergirse en el tema

    El ADN es el material genético de los seres vivos. Esto quiere decir que toda la información para sintetizar las proteínas necesarias para todos los procesos de un individuo está codificada en el ADN de cada célula que lo compone. El ADN (Ácido DesoxirriboNucleico) forma cadenas fosfatadas de doble hebra. Sin embargo, no es el ADN el encargado de sintetizar moléculas o de obtener energía o de formar las estructuras del cuerpo de los seres vivos. De esas labores se encargan los enzimas.

    Pero, ¿de dónde vienen entonces las enzimas y otras proteínas estructurales de las células? El sistema de formación de proteínas en los seres vivos es siempre el mismo. El ADN de todos los seres vivos codifica secuencias de aminoácidos que se ensamblarán formando las proteínas.

El ARNm es complementario a la hebra de ADN de la que se forma.

Fuente: bing.com

    Empezare describiéndote este tema desde el principio. El ADN es un “idioma” de 4 letras, adenina (A) tirosina (T), citosina (C) y guanina (G). Digamos que el ADN es como los libros en una biblioteca, la forma de almacenamiento de la información. Cuando se quiere o necesita una proteína concreta, las señales intracelulares activan la transcripción de la región del ADN que contiene las proteínas pertinentes. En ese momento el ADN se transcribe a ARN. para identificar el principio de un gen, el ADN que se traducirá, existe las cajas TATA (se conoce por el nombre de caja TATA a la secuencia consenso que se encuentra en el promotor, delante, de algunos genes).

    El ARN siguiendo con el símil sería como tomar notas copiando lo que pone el libro. El ARN sería un “idioma” muy parecido al ADN, salvo que no existe la T sino que en su lugar emplea el Uracilo (U). El proceso de transcripción es llevado a cabo por una familia de enzimas, las ARN polimerasas. Dependiendo del ARN que haya que sintetizar se empleará una polimerasa u otra. Al igual que en cualquier proceso de copia es posible que se introduzcan errores. Cuando el ADN se copia para dar lugar a otra cadena de ADN existe la posibilidad de corregir errores, pero en la transcripción la polimerasa no tiene esta actividad, llamada nucleasa. En concreto la transcripción tiene una tasa de error de 1 base cada 1000.

    El ARN que dará lugar a proteínas se denomina ARN mensajero (ARNm). En los eucariotas el ARNm viaja fuera del núcleo (donde está el ADN) hasta el retículo endoplasmático rugoso (RER) en el citoplasma (donde está la maquinaria de síntesis de proteínas). Durante el trayecto el ARN puede sufrir un editado. El editado o editing es exclusivo de eucariotas y en él, entre otras actividades, se eliminan los intrones. Puedes leer más del proceso en los artículos que le dedicamos a los exones, las secuencias que se traducirán a proteínas, los intrones, las secuencias que no se traducirán y finalmente en nuestro artículo sobre splicing o barajado de exones, gracias al cual con un solo ARNm podemos obtener diferentes proteínas dependiendo de cómo “se lea” el ARN.

    Llegados a este punto puedes haberte preguntado cómo se crearon las primeras proteínas para poder copiar el ADN. Pues bien, el proceso evolutivo no está del todo claro, aunque sí se conocen moléculas de ARN capaces de catalizar copias de sí misma sin la necesidad de una polimerasa. Si quieres que amplié más sobre este contenido deja un comentario en la sección de comentarios sobre el tema o temas de tu interés y será todo un placer. 😃

Estructura

    los ARNt son cadenas de ácido ribonucleico de pequeño tamaño, que contienen entre 60 y 120 bases nitrogenadas. Algunas de ellas pueden ser poco convencionales; como la timina, más propia del ADN, o ácido inosílico.

Esquema de la estructura de un ARNt.

Fuente: bing.com

    Los ARNt son cadenas sencillas de ARN, pero que presentan 10 regiones con la capacidad de complementar entre sí y cuatro que no complementan y forman bucles dentro de la estructura terciaria que se forma. De esta manera los ARNt adquieren una estructura terciaria que se representa esquemáticamente de forma similar a un trébol de tres hojas.

Su importancia y función

    los ARNt son los encargados de llevar los aminoácidos del citoplasma hasta los ribosomas. En los ribosomas se traducen los ARN mensajeros a las proteínas que codifican.

    De la estructura de trébol “con tres hojas y un tallo”, el brazo que corresponde a los extremos 5’ y 3’ de la secuencia (el tallo) se encuentra siempre una secuencia de bases nitrogenadas CCA, donde se unirá el aminoácido correspondiente al grupo OH terminal.

    En el bucle TΨC (te, psi, ce) se encuentra una secuencia de reconocimiento que hará que el ARNt sea llevado hasta los ribosomas.

    El bucle D contiene una señal de reconocimiento específica para uno de los 20 enzimas denominados aminoacil-ARNt sintetasa, cuya función es unir uno de los 20 aminoácidos posibles a la secuencia CCA del extremo del ARNt. Existen 31 tipos de ARNt en el ser humano, por lo que varios de ellos reconocen al mismo aminoácido. Pero cada ARNt reconoce solo a un aminoácido. La energía almacenada en el enlace entre el aminoácido y el ARNt será la que más adelante, en el ribosoma, se empleará para unir dicho aminoácido a la cadena de polipéptidos, que está formando la nueva proteína.

    Finalmente en el tercer bucle del ARNt, el asa II, se encuentra el anticodón. Una secuencia de 3 pares de bases complementaria a la secuencia del ARN mensajero. Esta secuencia anticodón se unirá en el ribosoma al ARN mensajero colocando el aminoácido que acarrea en posición apropiada para unirse a la cadena de péptidos que dará lugar a la proteína, siguiendo el patrón de ARNm.

       Bibliografía                  

Granados, F. M, López V.F, 1996. Biología Segunda Edición. Editorial Edelvives.

                           Madrid, España. Págs 133 – 137.

Mader S. Sylvia, 2007. Biología, Novena Edición. Editorial McGraw-Hill Companies,

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Jiménez, F & Merchant, H. (2003). Biología Celular y Molecular (1era edic). México.

                           Pearson Educación de México.

Bioquimica, Fundamentos para medicina y ciencias de la vida, Werner muller- esterl,

                           reverte.

Berg Matin Solomon, 2008. Biología, Octava Edición. Editorial McGraw-Hill

                          Interamericana Editores, S.A, México, D.F. Pág 81, 107 – 125.

Estructura de Watson – Crick del ADN

 

Estructura de Watson – Crick del ADN

El descubrimiento de la estructura del ADN

    El descubrimiento de la estructura del ADN (ácido desoxirribonucleico) en 1953 es uno de los avances científicos más importantes de la historia. Fue clave para comprender los fundamentos que constituyen la vida, y explicó cómo se almacena y transmite la información genética. El inglés Francis Crick y el estadounidense James Watson celebraron su descubrimiento conjunto de forma discreta en un pub de Cambridge, y a la celebración le siguió la publicación del trabajo en la revista Nature. Su descubrimiento, que potencialmente impulsaba los avances científicos, tenía un impacto importante en muchos campos de investigación, desde la medicina a la ciencia forense, la taxonomía y la agricultura. Las ramificaciones de su trabajo llegan hasta hoy, con el avance de los métodos para manipular material y los nuevos conocimientos sobre cómo funcionan los genes individuales.

    El logro de Crick y Watson fue la culminación de décadas de investigación por numerosos científicos, entre ellos Rosalind Franklin y Maurice Wilkins. Mientras Crick y Watson trabajaban con modelos 3D para averiguar cómo encajaban los componentes del ADN, en el King’s College de Londres, Franklin y Wilkins desarrollaban métodos para radiografiar el ADN y ver su estructura. Watson había visto ejemplos del trabajo de Franklin en los que había indicios de la forma helicoidal antes de que él y Crick anunciaran su descubrimiento.

Los biólogos moleculares James Watson (izda.) y Francis Crick (dcha.) en 1953, ante su maqueta de la doble hélice del ADN. Watson lo llamó “la molécula más interesante de la naturaleza”

Fuente: Wikipedia

    En 1962, Crick, Watson y Wilkins recibieron el Nobel de Fisiología o Medicina. Franklin murió en 1958, y en vida no se le reconoció su parte en el descubrimiento, aunque Crick y Watson reconocieran abiertamente que su trabajo había sido esencial.

Estructura de doble hélice

    El ADN es una molécula compuesta por dos filamentos largos y delgados que se enrollan uno alrededor del otro como una escalera retorcida, en una forma conocida como doble hélice. Los lados de la escalera están hechos de desoxirribosa (un monosacárido) y fosfato, mientras que los peldaños consisten en pares de bases nitrogenadas, adenina (A), guanina (G), citosina (C) y timina (T). A se empareja siempre con T para formar el par de bases AT, y G siempre con C para formar el par de bases GC.

    El ADN es el plano arquitectónico de la vida. Las secuencias de bases a lo largo del filamento constituyen los genes que aportan la información que determina la forma y fisiología completas de un ser vivo. Un triplete de bases se conoce como codón, y cada codón especifica la producción de uno entre veinte aminoácidos. El orden en el que se unen los aminoácidos en una cadena a lo largo del ADN determina el tipo de proteína que fabrican. Por ejemplo, la combinación GGA es el codón de la glicina. Hay 64 tripletes posibles a partir de los cuatro pares de bases, y 61 de ellos codifican para un aminoácido particular. Los otros tres sirven como señales de inicio y parada que controlan la lectura de la información por la maquinaria celular. El ADN se organiza también en cromosomas separados, de los que hay 23 pares en una célula humana.

Una molécula de ADN consiste en una doble hélice formada por dos filamentos de monosacáridos y fosfatos, unidos por pares de bases de nucleótidos: adenina y timina, o citosina y guanina.

Fuente: Wikipedia

Copiar el código

    Cuando las células se dividen, el ADN tiene que copiarse, para lo cual se parten los pares de bases, cortando la escalera por la mitad en dos filamentos únicos, que, combinando los pares de bases correctos, sirven de modelo para producir un segundo filamento complementario en cada uno. El resultado del proceso son dos filamentos de ADN enteros, copias exactas del original.

    Como el ADN permanece en el núcleo de la célula, una molécula emparentada, llamada ácido ribonucleico mensajero (ARNm), copia segmentos de secuencia de codificación del ADN y lleva la información a las regiones de la célula donde se fabrican proteínas nuevas. El ARN está químicamente emparentado con el ADN, aunque, en lugar de la base timina (T), tiene uracilo (U), menos estable, pero cuya elaboración requiere menos energía. Los organismos vivos estables se benefician de tener genomas de ADN, pero el ARN constituye el genoma de algunos virus, para los que la estabilidad es menos ventajosa.

    El ADN se encuentra en todos los seres vivos de la Tierra, desde las amebas hasta los insectos, los árboles, los tigres y los seres humanos. La secuencia de pares de bases varía, desde luego, y la diferencia permite a los genetistas establecer la relación entre distintas especies.

Mutaciones. Errores buenos y malos

    El ADN es una molécula muy estable, pero en ocasiones se producen errores, llamados mutaciones. Estas pueden deberse a error, duplicación u omisión en el orden de los nucleótidos A, C, G y T. La mutación puede ser espontánea, como resultado de errores al copiarse el ADN, o inducida por factores externos, como la exposición a la radiación o a sustancias cancerígenas. Algunas mutaciones no tienen efecto, pero otras pueden cambiar lo que produce un gen o inhibir su funcionamiento, causando problemas al conjunto del organismo. Son ejemplos de trastornos causados por mutación de genes la fibrosis quística y la anemia de células falciformes.

    Aunque muchas mutaciones sean dañinas, a veces una mutación confiere una ventaja al individuo, permitiéndole sobrevivir en su ambiente mejor que otros de la misma especie. Este tipo de mutación puede ser transmitido por el proceso de selección natural. A lo largo de muchas generaciones, la mutación supone un mecanismo de diversificación, supervivencia del más apto y, en último término, de evolución.

La anemia de células falciformes se transmite cuando ambos padres tienen el gen defectuoso que hace mutar los glóbulos rojos. Puede ser doloroso, y aumenta el riesgo de infecciones graves.

Fuente: Wikipedia

Código de barras del ADN

    La idea del código de barras del ADN surgió en 2003, cuando un equipo de la Universidad de Guelph, en Canadá, propuso que sería posible identificar especies analizando una sección de su ADN.

    El equipo, dirigido por Paul Hebert, escogió una región del gen llamado citocromo c oxidasa 1 constituida por 648 pares de bases. Esta región se analiza rápidamente, pero la secuencia es lo bastante larga también como para diferenciar una especie de otra y un individuo de otro de la misma especie. Se pueden utilizar distintos segmentos para otras formas de vida. La primera parte del sistema consiste en catalogar muestras de especies conocidas. Se extrae el ADN y se organiza en una secuencia de pares de bases (secuenciación). La secuencia se guarda en una base de datos; así, cuando se secuencia una muestra de ADN de una especie desconocida, el ordenador coteja la muestra con los datos almacenados. La técnica del código de barras ha resultado muy útil para la clasificación de animales y plantas.

Conclusiones 

    James Dewey Watson nació en 1928 en Estadios Unidos y Francis Harry Compton Crick nació en 1916 en gran Bretaña, ambos fueron los que descubrieron la estructura de doble elice en el ADN. Cuando interpretaron la molécula del ADN Crick tenia 36 años y Watson 24 años. gracias a ese descubrimiento los científicos llegaron a la conclusión que el ADN esta formado por dos sebras retorcidas de moléculas como los peldaños de las escaleras, este articulo fue publicado el cual se titula: "MOLECULAR STRUCTURE OF NUCLEIC ACIDS" en la revista neichur.

    Esto da paso en el rumbo de la neurobiología y la teoria de la posibilidad de vida en otros planetas tal y como es planteada por el cientifico Crick en su conferencia en 1972 en el instituto de EEUU.

       Bibliografía                  

Granados, F. M, López V.F, 1996. Biología Segunda Edición. Editorial Edelvives.

                           Madrid, España. Págs 133 – 137.

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Jiménez, F & Merchant, H. (2003). Biología Celular y Molecular (1era edic). México.

                           Pearson Educación de México.

Bioquimica, Fundamentos para medicina y ciencias de la vida, Werner muller- esterl,

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Berg Matin Solomon, 2008. Biología, Octava Edición. Editorial McGraw-Hill

                          Interamericana Editores, S.A, México, D.F. Pág 81, 107 – 125.

Egrafías

1. http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/2bachillerato/biomol/contenidos14.htm
2. http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/cholesterol.html

Estructura de la membrana celular

 

Estructura de la membrana celular

MEMBRANAS CELULARES

Membrana plasmática

Fuente: Wikipedia

    Se puede referir a la membrana celular como el medio que separa la parte interna de la célula (citoplasma) de la parte externa (plasma, en el caso de las membranas plasmáticas) que son medios altamente acuosos y además es crucial para mantener la célula intacta. Es una finísima envoltura continua que rodea y confiere individualmente a la célula. Son todas aquellas estructuras que aíslan la célula de su entorno y separan el contenido celular del medio extracelular, regula la entrada y salida de las moléculas.

    Constituyen el límite entre la célula y el medio que las rodea. Regulan el paso de sustancias, captan cambios externos a la célula y responden a ellos, sirven como superficie para diversas reacciones químicas y poseen estructuras especializadas que permiten la comunicación entre células.

    Todas las membranas celulares están compuestas de lípidos y proteínas que se sintetizan en el retículo endoplasmático. Los componentes de la membrana se almacenan y modifican en el aparto de Golgi y son enviados al exterior para su destino apropiado dentro de la célula como pequeños sacos membranoso, llamados vesículas.

    La principal característica de esta barrera es su permeabilidad selectiva lo que le permite seleccionar las moléculas que deben entrar y salir de la célula.

COMPOSICION QUIMICA DE LA MEMBRANA CELULAR

    La célula es la unidad principal que compone a los organismos multicelulares, esta es la encargada de diferentes funciones básicas e indispensables para el funcionamiento de los organismos vivos, la formación estructural de los diferentes tejidos en los cuerpos, además realiza la mayoría por no decir la totalidad de las funciones metabólicas y por último de una célula se forman las demás células idénticas, por lo tanto, es la unidad reproductora.

    Estas se conforman de tres principales estructuras, el núcleo que es el encargado de enviar las instrucciones para el funcionamiento, el citoplasma se denomina a una sustancia liquida- gelosa que se extiende entre la membrana nuclear y la membrana celular. Esta última es una especie de capa que delimita el contenido intracelular con el extracelular y permite el intercambio de información de los mismos.

    La membrana celular es la encargada de dar forma y estabilidad estructural a la célula, encierra el material celular y lo separa de la parte externa de esta. Está compuesta por diferentes tipos de compuestos entre ellos fosfolípidos y proteínas. Además de dar forma se encarga del movimiento de la célula, así como la alimentación y excreción de la misma.

    La estructura de la membrana plasmática es sencilla y se basa en una lámina de moléculas lipídicas de un espesor de alrededor de 5 nanometros. Como anteriormente se dijo esta se encarga de que el contenido de la célula no se escape y se mezcle con el medio circundante, por medio de diferentes movimientos entre ellos difusión simple, difusión facilitada y osmosis entre otros además de la exocitosis para expulsar los desechos de la célula.

    Las membranas plasmáticas están compuestas principalmente de unas moléculas denominadas lípidos, La parte lipídica está formada por una película bimolecular que le da estructura. Está compuesta por una lámina que sirve de “contenedor” para el citosol y los distintos compartimientos internos de la célula, así como también otorga protección mecánica. existen diferentes tipos sin embargo las más abundantes llamadas Fosfolípidos acomodadas de una manera que forman una cadena doble denominada Bicapa de fosfolípidos, esta es la responsable de las propiedades estructurales de la misma.

    Como en la distribución asimétrica de los lípidos en cada capa, también hay grandes diferencias en el patrón de distribución de los lípidos entre diferentes tipos de membranas de una célula o entre membranas equivalentes de diferentes tipos de células. Así, las bacterias llevan colesterol o fosfatidilcolina en sus membranas celulares, mientras que las membranas plasmáticas de los eritrocitos o los recubrimientos de mielina de las células de Schwann contienen casi la mitad de estos dos tipos de lípidos.

    En el interior de una célula eucariota aumenta la composición de lípidos de las membranas mitocondriales, con un alto contenido en fosfatidilcolina y fosfatidiletanolamina, una baja proporción de colesterol y la ausencia clara de glicolipidos respecto a otras membranas. También en el interior de una membrana plasmática puede haber una distribución desigual : lo que se le conocen como  las islas flotantes de lípidos, que son ricas en colesterol y glicolípidos y por ello poseen una baja fluidez respecto a la membrana circundante, parecen estar en zonas preferidas por las proteínas de membrana con un anclaje a un lípido. 

    Una composición similar tiene la inversión de la membrana en forma de matraz, denominadas caveolas y junto al colesterol y los glicolipidos, son ricas en las proteínas de membrana caveolina. El significado biológico de esta diferente distribución de lípidos, igual que la variedad química de lípidos, aun no se han entendido por completo, posiblemente sirve para ordenar las proteínas en las zonas funcionales o los campos de señal y en lugares preparados con cofactores lipidicos para enzimas asociadas a las membranas.  

Lípidos

Fuente: Wikipedia

    El 98% de los lípidos presente en las membranas celulares son anfipático, es decir que presentan un extremo hidófilo (que tiene afinidad e interacciona con el agua) y un extremo hidrofóbico (que repele el agua). Los más abundantes son los fosfoglicéridos (fosfolípidos) y los esfingolípidos, que se encuentran en todas las células; le siguen los glucolípidos, así como esteroides (sobre todo colesterol).

 FOSFOLIPIDOS

    Son estructuras divididas en dos partes principales que son la cabeza polar y las colas polares, estas última hidrofóbicas (no se disuelven en agua) y la cabeza hidrofílica contrario a las colas estas si se disuelven en presencia de agua. Estas moléculas se acomodan en la membrana en dos cadenas en las cuales las colas polares se extienden hacia el interior de la misma y las cabezas al exterior, esto basándose en las propiedades de hidrofobia e hidrofilia.

    La cabeza polar está constituida por fosfatidilcolina que posee una pequeña molécula de colina unida a un grupo fosfato, por esta composición es que se da la característica de hidrofilia, por lo tanto, no repelen el agua. La cabeza se une a las colas por medio del grupo fosfato.

    Por otra parte, las colas polares poseen propiedades hidrófobas, estas repelen el agua debido a que son lípidos y la principal característica de ellos es esta, su mayor componente son los esteroides (por ejemplo, el colesterol presente en las membranas celulares animales), específicamente son dos cadenas de glicerol unidas a la cabeza, y se localizan hacia el interior de la membrana como una especie de sándwich.

    La capacidad que poseen las cabezas para disolver se debe a que la totalidad o casi la totalidad de sus átomos están desprovistos de carga y son no polares, en consecuencia, estas moléculas no pueden crear uniones con moléculas de agua. Por lo tanto, estos átomos no polares obligan a las moléculas de agua vecinas a reorganizarse para adoptar una estructura similar a la de una jaula alrededor de la molécula hidrofóba.

    Las mismas fuerzas que determinan que las moléculas anfipáticas formen una bicapa confieren a la bicapa sus propiedades auto selladoras, cualquier solución de continuidad en la bicapa generará un borde libre expuesto al agua. Dado que este fenómeno es energéticamente desventajoso, las moléculas de la bicapa se reorganizan en forma espontánea para abolir el borde libre.

    El medio acuoso a ambos lados de la membrana celular impide que los lípidos de la membrana se fuguen pero nada impide que estas moléculas se desplacen libremente e intercambien posiciones dentro de la bicapa propiamente dicha. En consecuencia, la membrana se comporta como un fluido bidimensional y este comportamiento es esencial para la función de la membrana.

Fuente: Wikipedia

FOSFOGLICERIDOS

    Los fosfogliceridos pueden definirse como lípidos antipáticos formados por esteres de acilglicerol con fosfato y otro compuesto hidroxilado, la estructura de la molécula es un ácido fosfatidico, está compuesto por dos ácidos grasos, uno saturado y otro generalmente insaturado,  pertenecen al grupo de los fosfolipidos.

Fuente: Wikipedia

ESFINGOLIPIDOS

    Están formados por una molécula denominada ceramida, la ceramida está constituida por un ácido graso y una espingosina, dependiendo de la molécula que enlace con la ceramida podemos encontrar fosfoesfingolipidos o glucoesfingolipidos.

Fuente: Wikipedia

COLESTEROL

    El colesterol es un esterol que se encuentra en los tejidos corporales, que existe naturalmente en todas las partes del cuerpo, es una sustancia cerosa de tipo grasosa.

Fuente: Wikipedia

    La estructura de la membrana va muy relacionada con la función de fluidez que esta dé, es decir la facilidad con la que las moléculas lipídicas que la constituyen se desplazan en el plano de la bicapa. Por ejemplo, el grado de fluidez de una bicapa lipídica a cierta temperatura depende de su composición fosfolipidica y, sobre todo, de la naturaleza de las colas hidrocarbonadas; cuanto más regular y compacto sea el agrupamiento de las colas, más viscosa (menos fluida) será la bicapa.

ESTRUCTURA DE LA MEMBRANA

Membrana plasmática.

Fuente: cienciasnaturavictorfegono.blogspot

    Antiguamente se creía que la membrana plasmática era un conjunto estático formado por las siguientes capas: proteínas/lípidos/lípidos/proteínas. Hoy en día se concibe como una estructura dinámica. Las observaciones en el microscopio electrónico han conducido al desarrollo de un modelo explicativo de la estructura de la membrana, que propone la existencia de una doble capa de fosfolípidos, con proteínas de diferentes tipos insertadas en ella, este modelo, el más aceptado en la actualidad, ha sido designado con el nombre del “mosaico fluido”.

    Fue propuesto por S. J. Singer y G. Nicholson, en 1972, para explicar la estructura química de la membrana plasmática.

    Esta estructura general –modelo unitario- se presente también en todo el sistema de endomembranas (membranas de los diversos orgánulos del interior de la célula, como retículo endoplasmático, aparato de Golgi y envoltura nuclear, y los de otros orgánulos, como las mitocondrias y los plastos que proceden de endosimbiosis.

    La estructura de las membranas depende de los lípidos y las funciones dependen de las proteínas.  La mayor parte de los componentes de la membrana celular se forman en una red tridimensional irregular de espacios rodeada a su vez por una membrana y llamado retículo endoplasmático (RE), aquí se forman los materiales que son expulsados por la célula.

    El aparato de Golgi está formado por pilas de sacos aplanados envueltos en membrana, este recibe las moléculas formadas en el retículo endoplasmático, los transforma y los dirige hacia distintos lugares de la célula. Los lisosomas son pequeñas organelas de forma irregular que contienen reservas de enzimas necesarias para la digestión celular de numerosas moléculas indeseables. Las membranas forman muchas otras vesículas pequeñas encargadas de transportar materiales ente orgánulos.

    El orden de las cabezas hidrofílicas y las colas hidrofóbicas de la bicapa lipídica impide que solutos polares, como aminoácidos, ácidos nucleicos, carbohidratos, proteínas e iones, difundan a través de la membrana, pero generalmente permite la difusión pasiva de las moléculas hidrofóbicas. Esto permite a la célula controlar el movimiento de estas sustancias vía complejos de proteína transmembranal tales como poros y caminos que, permiten el paso de glucosa e iones específicos como el sodio y el potasio.

    La bicapa fosfolipídica de las membranas también contiene colesterol. Las membranas de las mitocondrias tienen unas cuantas moléculas de colesterol, pero algunas membranas plasmáticas tienen tanto colesterol como fosfolípidos. Las membranas pueden eliminar vesículas y sellarse nuevamente, o fusionarse con vesículas y volver a ser lisas, debido a la naturaleza fluida de la bicapa.

    Las cinco capas de moléculas fosfolipídicas forman un “sándwich” con las colas de ácido graso dispuestos hacia el centro de la membrana plasmática y las cabezas de fosfolípidos hacia los medios acuosos que se encuentran dentro y fuera de la célula.

Fuente: cienciasnaturavictorfegono.blogspot

                                                            Bibliografía                  

Granados, F. M, López V.F, 1996. Biología Segunda Edición. Editorial Edelvives.

                           Madrid, España. Págs 133 – 137.

Alberts, B. & Bray, D. (2006). Introducción a la Biología, (2da edic.), Buenos Aires,

                           Argentina. Médica Panamericana

Mader S. Sylvia, 2007. Biología, Novena Edición. Editorial McGraw-Hill Companies,

                           Inc. México, D.F. Pág 84 – 93.

Jiménez, F & Merchant, H. (2003). Biología Celular y Molecular (1era edic). México.

                           Pearson Educación de México.

Bioquimica, Fundamentos para medicina y ciencias de la vida, Werner muller- esterl,

                           reverte.

Berg Matin Solomon, 2008. Biología, Octava Edición. Editorial McGraw-Hill

                          Interamericana Editores, S.A, México, D.F. Pág 81, 107 – 125.

Egrafías

1.   www.puc.cl/sw_educ/neurociencias/ html/047.html
2. http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/2bachillerato/biomol/contenidos5.htm
3. http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/2bachillerato/biomol/contenidos14.htm
4. http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/cholesterol.html

Conceptos y ejemplos de "Polisacáridos"

 

Polisacáridos

Definición y concepto

    Para comprender su significado debemos conocer su origen etimológico. Esta es una palabra que deriva del griego, es fruto de la suma de tres componentes claramente delimitados:

1. El prefijo “poly-”, que es sinónimo de “muchos”.
2. El sustantivo “sakkhar”, que puede traducirse como “azúcar”.
3. El sufijo “-ido”, que se emplea para darle forma a derivados.

    Un polisacárido es un polímero que está compuesto por una extensa sucesión de monosacáridos, unidos entre sí a través de enlaces glucosídicos. Los polisacáridos pueden incluirse dentro del grupo de los hidratos de carbono, que también son conocidos como carbohidratos o glúcidos.

Hidratos de carbono de agua.

Fuente: crisderma

    Estos polisacáridos cumplen con diferentes funciones en el organismo: contribuyen al desarrollo de las estructuras orgánicas, permiten almacenar energía y actúan como un mecanismo de protección frente a ciertos fenómenos.

    La celulosa es el polisacárido más frecuente y la biomolécula natural que tiene mayor presencia en el planeta. Forma parte de las paredes de las células de tipo vegetal, tiene relevancia en la dieta del ser humano (contribuye a la digestión) y se emplea en la producción de papel, barniz, explosivos y otros productos.

    Otro polisacárido muy importante es la quitina, que está presente en el exoesqueleto de diversos insectos, en las paredes de las células de los hongos y en los órganos de ciertos animales. La quitina se emplea en la industria alimenticia y en la farmacéutica, entre otras.

    El glucógeno (de amplia presencia en el hígado) y el almidón (que aporta más del setenta por ciento de las calorías que ingerimos las personas en todo el planeta) son otros polisacáridos destacados.

Ejemplos de polisacáridos

Almidón y Glucógeno

    Tanto el almidón, que pertenece a las células vegetales, como el glicógeno, de la celulas animales, son polisacáridos de almacenamiento que se acumulan formando gránulos. Estos polisacáridos están altamente hidratados ya que tienen cientos o miles de grupos OH expuestos al medio acuoso. Ambos son polímeros de glucosa en distintas estructuras.

    El almidón se acumula principalmente en tubérculos y semillas de plantas, está compuesto por 2 tipos de polímeros de glucosa:

Amilasa (glc (alfa1-->4)glc)n polímero lineal (PM 500.000)

Amilopectína (glc (alfa 1-->4) glc), cada 24-30 residuos glc(alfa1-->6)glc (PM 1000000)

    El glicógeno es un polímero ramificado de glucosa como la amilopectina del almidón, salvo que las ramificaciones ocurren cada 8-12 residuos en la cadena lineal por lo que es un polímero más compacto que el almidón.

    En las células animales, el glicógeno se encuentra en forma de gránulos en ciertas celular como las hepáticas y musculares. Cada molécula de glicógeno tiene un peso de varios millones y tiene asociado a la molécula las enzimas de síntesis y degradación del polímero.

    Tanto para degradar la amilopectina como el glicógeno, muchas enzimas especificas se unen a los extremos no reductores y actúan al mismo tiempo.

    La glucosa es almacenada al interior de la célula vegetal y animal como un polímero de alto peso molecular, y no como glucosa libre, ya que de esta forma contribuye poco a generar diferencia osmolar entre el interior de la célula y el medio externo (la osmolaridad está dada por el número de moléculas en solución y su diferencia con el medio externo).

Fuente: crisderma

Celulosa y Quitina

    Tanto la celulosa como la quitina son homo polisacáridos estructurales. La celulosa es un polímero de D-glucosa unidas por enlace glicosídico B1-4 y la quitina un polímero de N-acetilglucosamina con el mismo enlace. el enlace glicosídico b1-4 genera polímeros lineales más rígidos que los de la amilosa que son A1-4 y permite que varios polímeros lineales interactúen entre ellos formando fibras que son más resistentes. La celulosa forma la parte leñosa y resistente de muchos vegetales, la quitina compone el caparazón de muchos artrópodos.

    Los animales pueden degradar la amilosa, amilopectina y glicógeno, ya que tienen enzima A-amilasa, que hidroliza el enlace A1-4, pero no pueden degradar celulosa o quitina porque no tienen enzimas para el enlace B1-4. Solo los rumiantes (vacas, ovejas, jirafas, etc), que tienen un estómago extra llamado Rumen, en el que viven bacterias y protozoos, pueden degradar la celulosa por la celulasa secretada por estos.

Los glicosaminoglicanes y protroglicanes de la matriz extracelular.

    Los glicosaminoglicanes y protroglicanes son heteropolisacáridos que conforman la matriz extracelulas que existe entre las células de los tejidos animales y que le atorga la consistencia de gel.

    Los glicosaminoglicanes son polímeros lineales compuestos por la repetición de un disacárido. el disacárido es N- acetilglucosamina o N-acetilgalactosamina que está unida a un ácido urónico, muchas veces, ácido glucurónico. Los grupos OH de la N-acetilglucosamina o galactosamina están muchas veces esteficados con un grupo fosfato y sumado a los grupos carboxilo del ácido urónico le dan carga negativa al glicosaminoglicano (=forma extendida en solución). La forma extendida de los glicosaminoglicanes le da viscosidad a la matriz extracelular. Existen tres tipos principales de glicosaminoglicanes:

1. Ácido Hialurónico
2. Condroitinsulfato
3. Queratan Sulfato

    Los proteoglicanos están compuestos por una molécula central larga de ácido hialorónico a la que se unen de forma no covalente, pequeñas proteínas (20.000) y a las que se unen de forma covalente otros glicosaminoglicanos como el condratán sulfato, el queratín sulfato, hiparán sulfato y dermatán sulfato. Los glicosaminoglicanes antes mencionados están unidos covalentemente a una proteína a través de residuos de serina de las proteínas y tienen en genral forma de árbol cuando el conjunto de ellos se acopla a la forma central del ácido hialurónico.

    Los proteoglicanos pueden llegar a ser moléculas inmensas que se entremezclan con las fibras de colágeno y elastina para formar la matriz extracelular.Se unen a ciertas proteínas de membrana, y estas se unen a su vez a proteínas integrales de membrana llamadas integrinas. De esta forma se anclan los proteoglicanos de la matriz extracelular a la célula.

Las glicoproteínas

    La mayoría de las proteínas que son secretadas por las células eucariótica son glicoproteínas. En las glicoproteínas, la proporción de azúcares, comparado con la proteína, es de 1 a 70 (menos que en los protroglicanos). La cadena de azúcares unidos a una proteína le da una gran carga negativa en la razón de unión y la cadena de azúcares toma una forma más bien lineal y extendida que protege a la proteína del ataque de enzimas proteolítica.

    Los oligosacáridos unidos a proteínas son generalmente heterooligosacáridos, en los que se combinan diferentes monosacáridos con diferentes tipos de uniones (1-3, 1-4. 1-2, 1-6, 2-3) y en los que los monosacáridos están en conformación A o 2. Puede haber varias cadenas de oligosacáridos unidos a una misma proteína. Las cadenas pueden ser cortas o largas, y lineales o ramificadas. Los oligosacáridos se unen a la proteína a través de un enlace O-glicosídico cuando el azúcar terminal se une al OH de una serina o treonina, o a un enlace N-glicosídico cuando el azúcar se una a una asparagina.

    La enorme cantidad de azúcares que existen, le dan una variabilidad muy grande a las glicoproteínas. Estas cadenas de oligosacáridos deben también ser reconocidas por las enzimas y receptores que interactúan con la glicoproteína. Al parecer, estas complejas cadenas de oligosacáridos codifican para información que determina la estructura terciaria de la proteína, la ubicación de ella dentro d la´célula y la manera en que será reconocida por una enzima o receptor.

Enlace glucosídico

    Existen dos tipos de enlaces glucosídicos, el O y el N

    Enlace O-glucosídico:

    Los monosacáridos de unen a través de este enlace, que se realiza entre el grupo hidroxilo del monosacárido 1 y el carbono anomérico del monosacárido 2, deshidratandose ambos, al formar una molécula de agua.

    Las uniones glicosídicas pueden ser hidrolizadas por ácidos débiles en caliente. El C anomérico de un azúcar puede reaccionar con un átomo de N para formar un enlace N-glicóndico como en el caso de los nucleótidos.

    Enlace N-Glucosídico

    Realizado entre un grupo OH y un compuesto aminado, para formar aminoazúcares

Fuente: Bilogía II - Santillana

 

Conclusión

    Los polisacáridos están compuestos por cadenas largas de monosacáridos, de varios cientos o miles y que pueden ser ramificados o lineales. Los polisacáridos, a diferencia de las proteínas, no tienen un peso molecular definido, ya que no son sintetizadas a partir de un molde (RNAm) como las proteínas.

    Las que determinan el peso de un polisacárido son las enzimas responsables de todos los pasos de la síntesis que actúan secuencialmente. Existe una enzima para cada tipo de unión de cada monosacárido diferente.

   Los mecanismos que determinan el peso máximo de un polisacárido son desconocidos.

Referencias 

1. Berg, J. M., Tymoczsko, J. L., y Stryer, L. (2002). Aspartate transcarbamylase is allosterically inhibited by the end product of its pathway (La aspartato transcarbamilasa es inhibida alostéricamente por el producto final de su ruta). En Biochemistry (5a ed., sección 10.1). New York, NY: W. H. Freeman. Consultado en https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK22460/#_A1336_.
2. Cofactor (bioquímica). (20 de octubre de 2016). Consultado el 6 de noviembre de 2016 en Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Cofactor_%28biochemistry%29.
3. Cooper, G. M. (2000). Lysosomes (Lisosomas). En The cell: A molecular approach (2a ed.). Sunderland, MA: Sinauer Associates. Consultado en http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK9953/.
4. Berg, J. M., Tymoczsko, J. L. y Stryer, L. (2002). Amino acid biosynthesis is regulated by feedback inhibition (La biosíntesis de aminoácidos está regulada por inhibición por retroalimentación). En Biochemistry (5a ed, sección 24,3). Nueva York, NY: W.H. Freeman. Consultado en http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK22371/.
5. Berg, J. M., Tymoczsko, J. L. y Stryer, L. (2002). Amino acid biosynthesis is regulated by feedback inhibition (La biosíntesis de aminoácidos está regulada por inhibición por retroalimentación). En Biochemistry (Bioquímica) (5th ed, section 24,3). Nueva York, NY: W.H. Freeman. Tomado de http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK22371/.
6. Berg, J. M., Tymoczsko, J. L., y Stryer, L. (2002). Aspartate transcarbamoylase is allosterically inhibited by the end product of its pathway (La aspartato transcarbamilasa es inhibida alostéricamente por el producto final de su ruta). En Biochemistry (5a ed., sección 10.1). New York, NY: W. H. Freeman. Consultado en https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK22460/.
7. Berg, J. M., Tymoczsko, J. L. y Stryer, L. (2002). Entry to the citric acid cycle and metabolism through it are controlled (La entrada al ciclo del ácido cítrico y al metabolismo a través de él está regulada). En Biochemistry (5ta ed, sección 17.2). Nueva York, NY: W.H. Freeman. Consultado en http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK22347/.
8. Berg, J. M., Tymoczsko, J. L. y Stryer, L. (2002). Enzymes can be inhibited by specific molecules (Las enzimas pueden ser inhibidas por moléculas específicas). En Biochemistry (Bioquímica) (5th ed, section 8,5). Nueva York, NY: W.H. Freeman. Tomado de http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK22530/.