Guía cuarto electivo

   Guía Biología

I.- REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA:

Todas las células de un organismo se originan por divisiones mitóticas (excepto los gametos) a partir de la primera célula que es el cigoto.

Se sabe qué las células regulan la expresión de su información hereditaria seleccionando los genes que se transcriben. Esto significa que cada tipo celular transcribe diferentes grupos de  genes.

El hecho que existan proteínas que son sintetizadas por todas las células, mientras otras son características de cada tipo celular. Por esto existen  mecanismos que determinan que genes se transcriben y que genes no lo hacen y estos mecanismos son:

a)      Genes estructurales: Son aquellos que codifican proteínas.

b)      Genes reguladores: Son secuencias que controlan los momentos y magnitudes en los que ocurre la transcripción.

La actividad de estos genes es la causa de que tipo de proteínas va a sintetizar una célula y la cantidad en que se sintetiza cada una depende de:

1.- No sólo del tipo celular.

2.- Las condiciones en las que se encuentra la célula.

3.- Sus necesidades.

4.- De la etapa de desarrollo del organismo.

II.- ENZIMAS (ejemplos de proteínas)

La vida se explica en un complejo conjunto de reacciones químicas, pero estas reacciones no ocurren a temperaturas compatibles con la vida si no es, en presencia de catalizadores, que son las ENZIMAS.

Las funciones de las enzimas son:

1.- La síntesis del resto de proteínas y todo lo que ocurre con los carbohidratos, lípidos, iones y agua.

2.- Todos los procesos que participan en regulación hereditaria.

3.- Estos procesos son la Replicación del ADN, estos involucran varias reacciones químicas, cada una catalizada por una enzima específica.

4.- La traducción y regulación de la expresión de los genes.

5.- Las reacciones que ocurren en todas las células.

Las reacciones químicas son, básicamente rupturas y formación de enlaces químicos.

La velocidad de una reacción es la cantidad de producto que se genera en una unidad de tiempo. Por lo tanto mientras más elevadas sea la temperatura, más rápida es la reacción química, pero las células se destruyen a temperaturas altas.

Por lo tanto las enzimas actúan como catalizadores, esto quiere decir que disminuyen el requisito de energía para que los reactantes puedan reaccionar.(energía de activación)

Energía de activación: Es la cantidad de energía que hay que agregarle a los reactantes para que reaccionen.

De lo anterior podemos afirmar que las enzimas DISMINUYEN LA ENERGÍA DE ACTIVACIÓN.

¿Qué tiene que ver esto con la expresión de los genes?

Se sabe que los genes determinan la secuencia de aa en las proteínas y que esta secuencia determina la estructura tridimensional de las proteínas.

De esto podemos inferir que de su forma depende la función, especialmente si la proteína actúa.

Por lo tanto podemos decir que la acción de las enzimas involucra su unión con las moléculas de los reactantes.

El reactante que se une con la enzima se denomina SUSTRATO de la enzima.

La unión entre la enzima y el sustrato se realiza en una parte de la enzima llamada SITIO ACTIVO.

El encaje entre la enzima y el sustrato se denomina COMPLEJO ENZIMA SUSTRATO, este complejo permite que se generen los productos, luego los productos se despegan de la enzima y esta queda tal cual estaba al inicio y puede volver a hacer lo mismo.

DEFINICIONES:

Desnaturalización: Es una alteración de la estructura terciaria de una proteína, a causa de condiciones físicas y químicas (Ph y temperatura).

Una proteína se desnaturaliza a los 40º C.

Las enzimas son específicas, esto significa que una enzima sólo se une a un sustrato.

Modelo del encaje inducido: Es la unión de encaje entre la enzima y el sustrato cuando se encuentran. Esto se debe a la forma en que se encuentra plegada está proteína.

Inhibidores de la actividad enzimática: Son mecanismos  de acción que determinan  la importancia de la  forma de la enzima para que realice su función.

Inhibidores competitivos: Son aquellos que gracias a su semejanza estructural con el sustrato, impide la unión de este con el sitio activo, y su capacidad inhibitoria se ve disminuida con el aumento de la concentración de sustrato.

Inhibidores  no competitivos: Realizan una alteración de la forma de la enzima al unirse a un lugar  diferente al sitio activo.

La inhibición de la actividad enzimática es el mecanismo de acción de muchas tóxinas y de algunas drogas que tienen utilidad en algunos tratamientos de enfermedades.

III. BIOTECNOLOGÍA:

DEFINICIONES:

1.- Ingeniería genética: Es la manipulación de genes, específicamente a su replicación, alteración y transferencia de un organismo a otro.

2.- Tecnología del ADN recombinante: El conjunto de técnicas involucradas en la manipulación de los genes.

3.- Biotecnología: Son las aplicaciones de las técnicas involucradas en la manipulación.

4.- Enzimas de restricción: 

Las enzimas de restricción son nucleasas que cortan ADN de doble cadena cuando reconocen un patrón de secuencia específico. Generan fragmentos de ADN conocidos como fragmentos de restricción. Las enzimas de restricción son herramientas imprescindibles en biología molecular, ingeniería genética y biotecnología.

5.- Oncogen: Los oncogenes son las versiones mutadas de los protooncogenes.

6.-  Los protooncogenes: Son genes involucrados directa o indirectamente en la proliferación celular que al alterarse, convirtiéndose en oncogenes, pueden provocar la transformación de una célula normal en célula cancerosa.

Las alteraciones genéticas que se producen en las células cancerosas dotan a estas células de una capacidad de división incontrolada e ilimitada y de la capacidad de vivir y colonizar tejidos diferentes del original.

Para que una célula se convierta en cancerosa se necesita la acumulación de varias mutaciones y su transmisión a las células hijas. No basta con la activación de un solo oncogén.

7.- Factor de transcripción: Los factores de transcripción son proteínas que coordinan y regulan la expresión de un gen o de un grupo de genes. En muchos casos regulan su propia expresión y también es frecuente que regulen a otros factores de transcripción.

Los factores de transcripción interaccionan con regiones específicas del ADN, con elementos de la maquinaria de transcripción como la ARN polimerasa, con otros factores de transcripción o con moléculas que activan o inhiben su actividad. Conectan los estímulos externos e internos con las respuestas biológicas actuando como transductores de señales.

El conjunto de los factores de transcripción de una célula dibuja una red transcripcional cuyas conexiones determinan el conjunto de genes que se expresan en un determinado momento (transcriptoma).

8.- La hibridación: Es la unión complementaria de ácidos nucléicos (ADN o ARN). Técnicas de hibridación se utilizan a menudo para detectar una molécula diana partiendo de una sonda complementaria a ella. Muchas técnicas moleculares están basadas en la hibridación.

9.- Los plásmidos: Son fragmentos extracromosómicos de ácidos nucléicos (ADN o ARN) que aparecen en el citoplasma de algunos procariotas. Son de tamaño variable aunque menor que el cromosoma principal.

 El control de la replicación del plásmido depende del tipo de plásmido, existiendo plásmidos cuya replicación está acoplada con la replicación del cromosoma bacteriano y plásmidos cuya replicación no está relacionada con la del cromosoma.

El tipo de genes que portan los plásmidos es variado, tratándose generalmente de genes que aportan ventajas adaptativas a la bacteria que los porta: genes de resistencia a antibióticos, genes de producción de sustancias tóxicas para otras bacterias o genes que codifican enzimas útiles para degradar sustancias químicas.

10.- Organismos transgénicos: Son aquellos organismos en cuyo genoma se ha incorporado uno o ma´s genes de otro organismo, ya sea de una especie emparentada o  de una con la que tiene un parentesco muy lejano.

11.- Transgen: Es el gen que se transfiere de un organismo a otro.

IV. PROYECTO GENOMA HUMANO

¿Qué es el Genoma Humano?

Es la secuencia completa del ADN de un ser humano.

Esta dividido en 24 fragmentos

Tiene 25.000 genes en el núcleo

Cuenta con 3.000millones de bases