MICROBIOLOGÍA
LUCY DANIELA MENESES MENESES
BIOLOGÍA CELULAR:
CÉLULA PROCARIOTA
Características
La principal característica de las células procariotas es que no tienen núcleo como tal, es decir, poseen ADN pero no está envuelto por una membrana nuclear; de hecho, de esta característica le da su nombre, del griego pro- (πρό-, antes de) y -cariota (καρυόν, entendido como núcleo).
Clasificación bacteriana
Su aspecto macroscópico
y microscópico
Por su antigenicidad
Por el crecimiento y las
propiedades metabólicas
características
Por su genotipo
Su aspecto macroscópico y microscópico: la distinción inicial entre las bacterias se puede realizar en función de las
características de crecimiento en distintos nutrientes y medios de cultivo selectivos
Fisiología y estructura de las micobacterias
Estructura de la pared celular micobacteriana. Consta de (A) membrana plásmica, (B) peptidoglucano, (C) arabinogalactano, (D) lipoarabinomanano con cabeza de manosa, (E) proteínas asociadas a la membrana plasmática y a la pared celular, (F) ácidos micólicos y (G) moléculas de glucolípidos de superficie asociados a los ácidos micólicos
Membrana plasmática
La membrana celular consiste en una bicapa (doble capa) lipídica que es semipermeable. Entre otras funciones, la membrana celular regula el transporte de sustancias que entran y salen de la célula.
Posee una composición química heterogénea que varía según el tipo de célula. De todos modos y en líneas generales está compuesta de lípidos, proteínas y carbohidratos
La membrana celular se caracteriza por ser semipermeable. Es decir que ésta permite a la membrana seleccionar qué moléculas deben ingresar y cuáles deben salir.
Estructuras externas
• Algunas bacterias (grampositivas o gramnegativas) se encuentran rodeadas por unas capas laxas de proteínas o
polisacáridos denominadas cápsulas o glucocálix.
• Aunque la capsula apenas es visible al microscopio, puede visualizarse por la exclusión de partículas de tinta china.
• La cápsula es poco antigénica y es antifagocítica.
• La capsula puede actuar también como barrera frente a moléculas hidrófobas toxicas (p. ej., detergentes).
• Facilitar la adherencia a otras bacterias o a las superficies de los tejidos del hospedador. y son, por tanto, menos
virulentas. Formación de biopelículas
• Protege de la acción de los antibióticos
Pared celular bacteriana
• El espacio periplásmico existente entre la membrana citoplásmica y la membrana
externa contiene las proteínas de transporte, degradación y síntesis de la pared celular.
• La membrana externa está unida a la membrana citoplásmica en unos puntos de
adhesión; asimismo, está fija al peptidoglucano por enlaces de lipoproteínas.
• Una bacteria grampositiva posee una gruesa capa de peptidoglucano que contiene ácidos teicoico y
lipoteicoico.
• Una bacteria Gram- negativa posee una capa de peptidoglucanos delgada y una membrana externa que contiene lipopolisacáridos, fosfolípidos y proteínas.
• Rigidez de la pared celular (rica en lípidoscera insaponificable ): ácido micólico.
• La tinción de Ziehl-Neelsen fue descrita por
primera vez por dos médicos alemanes: el
bacteriólogo Franz Ziehl (1859–1926) y el
patólogo Friedrich Neelsen (1854-1898).
• La tuberculosis era la causa de una de cada
siete muertes a mitad del siglo XIX.
• En 1882 el bacilo fue descubierto por el
médico Heinrich Hermann Robert Koch
BIOLOGÍA CELULAR:
CÉLULA EUCARIOTA
El término eucarionte significa “núcleo verdadero”
Unicelulares
Todos los mecanismos necesarios para las actividades complejas en las cuales intervienen estos organismos (sensores
ambientales, captación de alimento, eliminación del exceso de líquidos, evasión de depredadores) están confinados dentro de una sola célula.
Citoplasma
El citoplasma está constituido del citosol (fase acuosa), citoesqueleto y los organelo
El tamaño de las células y sus componentes
• A medida que una célula incrementa su tamaño, decrece la relación área de superficie/volumen3
• Una célula depende en buena medida del movimiento aleatorio de las moléculas (difusión).
• La mayoría de las células eucariotas posee un solo núcleo que contiene únicamente dos copias de la mayoría de los genes.
Vacuolas
Una vacuola es un orgánulo celular unido a la membrana. Su función es manejar los productos de desecho, esto significa que pueden deshacerse de los residuos En las células animales, las vacuolas son generalmente pequeñas y ayudan a retener los productos de desecho. En las células vegetales, las vacuolas ayudan a mantener el balance hídrico.
NUTRICIÓN Y METABOLISMO CELULAR
El metabolismo se refiere a todas las reacciones bioquímicas que ocurren en una célula u
organismo.
Excreción: proceso mediante el cual lo seres vivos expulsan materiales de desecho (endocitosis)
Secreción: mecanismos mediante el cual algunas
células producen sustancias con alguna utilidad
(enterotoxinas termoestables )
Anabolismo:
• Conjunto de reacciones químicas que tienen como objetivo la síntesis de biomoléculas a partir de moléculas mas sencillas.
• Hay consumo de energía.
Catabolismo:
• Conjunto de reacciones químicas que tienen como objetivo la degradación de la materia orgánica para la obtención de energía.
• Produce más energía que la que se consume.
Reacciones metabólicas son catalizadas dentro de la célula bacteriana viva por sistemas enzimáticos
CÉLULAS Y MICROORGANISMOS: BIOLOGÍA CELULAR
Teoría celular
En 1885 Rudolf Virchow
(división celular)
Matthias Schleiden
(células vegetales)
Theodor Schwann (células
animales)
Las células fueron descritas por
primera vez en 1665 por el
científico inglés Robert Hooke
Marcelo Malpighi y Nehmiah
Grew en 1671 (estructura
vegetal)
Postulados
de la
teoría
celular
•Todos los seres vivos están constituidos por células.
•Las células son las unidades básicas de la estructura
(organización) y función de los seres vivos.
•Todas las células proceden de otras células, es
decir, se producen nuevas células a partir de células
existentes.
• la célula tiene información hereditaria (ADN) que se
transmite de célula a célula durante la reproducción
• Todas las células tienen virtualmente la misma
composición química y actividades metabólicas
Todas las funciones químicas y fisiológicas básicas de la
célula se llevan a cabo dentro de la propia célula
•La actividad celular depende de las actividades de las
estructuras dentro de la célula, como los orgánulos o el
núcleo.
Anton Van Leeuwenhoek
(células vivas)
Unidad y diversidad celular: Membrana
celular, citoplasma, ribosomas y material genético.
Microscopía
Es utilizado para estudiar los
detalles más finos, es decir, la
ultraestructura de las células
(membranas).
•Permite observar estructuras
del tamaño de nanómetros.
• Proporcionan una imagen de
alta resolución que se puede
ampliar enormemente
CÉLULA:Unidad anatómica fundamental de todos los organismos vivos, generalmente microscópica, formada por citoplasma, uno o más núcleos y una membrana que la rodea.
Macromoléculas : proteínas, ácidos
nucleicos y lípidos polisacáridos
Propiedades
•Las células poseen un programa genético y los medios para usarlo
•Las células son capaces de reproducirse
•Las células obtienen y utilizan energía
•Las células llevan a cabo diferentes reacciones químicas
•Las células son capaces de reaccionar a estímulos
•Las células son capaces de autorregularse
Requerir
energía
Mantenimiento
de un estado
complejo y
ordenado
Exige
regulación
constante.
•Las células son capaces de evolucionar
Propiedades
: vida - muerte
En 1951, George Gey de la Johns Hopkins University realizó
el primer cultivo de células humanas
Características que diferencian a las células procariotas de
las eucariotas
•Membrana plasmática de estructura similar.
•Información genética codificada en el DNA mediante códigos genéticos idénticos
•Mecanismos similares para la transcripción y traducción de la información genética, incluidos ribosomas semejantes
•Rutas metabólicas compartidas (p. ej., glucólisis y ciclo de los ácidos tricarboxílicos [TCA]
•Aparato similar para la conservación de la energía química en forma de ATP (localizado en la membrana plasmática de
procariotas y en la membrana mitocondrial de eucariotas)
•Mecanismos semejantes para la fotosíntesis (entre cianobacterias y plantas verdes)
•Mecanismos parecidos para sintetizar e insertar las proteínas de membrana
•Estructura similar (entre arqueobacterias y eucariotas) de proteosomas (estructuras para la digestión de proteínas)
Características de las células eucariotas que no se encuentran en procariotas:
División de la célula en núcleo y citoplasma, separados por una envoltura nuclear que contiene estructuras
complejas de poros
Organelos citoplásmicos membranosos complejos
Los cromosomas son complejos y están compuestos por DNA y proteínas relacionadas capaces de compactarse en estructuras mitóticas
Organelos citoplásmicos especializados para la respiración aerobia (mitocondrias) y fotosíntesis (cloroplastos)
Un sistema complejo de citoesqueleto (incluidos microfilamentos, filamentos intermedios y microtúbulos)
Un sistema complejo de citoesqueleto (incluidos microfilamentos, filamentos intermedios y microtúbulos)
Cilios y flagelos complejos
Son capaces de ingerir materiales líquidos y sólidos y atraparlos dentro de vesículas membranosas plasmáticas (endocitosis y fagocitosis)
ADN-ARNProteína
Genética: leyes de Mendel
• De manera posterior, estas dos formas alternativas de genes se conocieron como
alelos.
• Cada célula germinativa (o gameto) generada por una planta sólo tenía una copia del
gen correspondiente a cada característica.
• Cada planta poseía dos copias del gen que controla el desarrollo de cada rasgo, una
derivada de cada progenitor. Los dos genes podían ser idénticos o no.
• Un gameto en particular podía contener el alelo recesivo o el dominante para cada uno
de los rasgos determinantes, pero no los dos alelos.
• Las características de las plantas dependían de factores (o unidades) de herencia, que
más tarde llamó genes.
Estructura del ADN y ARN
Cuando se realiza la hidrólisis completa de los ácidos nucleicos, se obtienen tres tipos de componentes
principales:
• Azúcar, en concreto una pentosa.
• Bases nitrogenadas: púricas y pirimidínicas.
• Ácido fosfórico.
El azúcar, en el caso de los ácidos desoxirribonucleicos (ADN) es la 2-desoxi-D-ribosa y en el caso de los ácidos ribonucleicos
(ARN) es la D-ribosa.
Estructura del DNA
• El ARN y el ADN son polímeros formados por largas cadenas de nucleótidos.
• Un nucleótido está formado por una molécula de azúcar (ribosa en el ARN o desoxirribosa en el ADN) unido a un
grupo fosfato y una base nitrogenada.
• Ambos son largas cadenas de nucleótidos repetidos.
• Existen dos tipos de bases nitrogenadas presentes en un ácido nucleico, las pirimidinas, que contienen un solo
anillo, y las purinas, las cuales poseen dos anillo.
• Las bases nitrogenadas que forman normalmente parte del ADN son: Adenina (A), Guanina (G), Citosina y
Timina (T).
• Las bases nitrogenadas que forman parte de el ARN son: Adenina (A), Guanina (G), Citosina (C) y Uracilo
(U).
• La Timina es específica del ADN y el Uracilo es específico del ARN
Composición de bases
• El DNA contiene dos diferentes pirimidinas, la timina
(T) y la citosina (C), y dos distintas purinas, guanina (G)
y adenina (A).
• Las bases púricas derivadas de la purina (fusión de un
anillo pirimidínico y uno de imidazol) son:
Adenina (6-aminopurina) y la Guanina (2-amino-6- hidroxipurina).
• Las bases pirimidínicas (derivadas de la pirimidina) son:
Timina (2,6-dihidroxi-5-metilpirimidina), Citosina (2-hidroxi-6-aminopirimidina) y Uracilo (2,6-
dihidroxipirimidina).
Nucleósido =
Pentosa + Base
nitrogenada.
Nucleótido =
Pentosa + Base
nitrogenada +
Ácido fosfórico.
Polinucleóotido
= Nucleótido +
Nucleótido +
Nucleótido + ….
Células procariotas: Tipos de células procariotas:
Archaea (o arqueobacterias)
Bacteria (o Eubacteria)
Células eucariotas
Células con organelos: Mayor complejidad
Teoría endosimbiótica
La teoría endosimbiótica, describe la
aparición de células eucarióticas como
consecuencia de la sucesiva
incorporación simbiogenética de
diferentes bacterias de vida libre
(procariotas).
•Esta teoría fue propuesta por la
científica norteamericana Lynn
Margulis (1975 y 1981).
• Cloroplastos y las mitocondrias.
Virus
Son agregados macromoleculares, partículas inanimadas que por sí mismas son incapaces de reproducirse,
metabolizar o realizar cualquier otra de las actividades relacionadas con la vida.
propiedades de los virus
• Los virus son agentes filtrables.
• Los virus son parásitos intracelulares
obligados.
•Los virus no pueden generar energía
o sintetizar proteínas independientemente de una célula hospedadora.
• Los genomas virales pueden ser ARN
o ADN, pero no ambos.
• Los virus poseen una cápside desnuda
o una morfología con envoltura.
•Los componentes virales se ensamblan y no se replican mediante «división».
Métodos de clasificación y nomenclatura
de los virus.
• Estructura: tamaño, morfología y ácido nucleico
p. ej., picornavirus [ARN pequeño], togavirus
• Características bioquímicas: estructura y modo
de replicación*
•Enfermedad: virus de las hepatitis y encefalitis,
•Métodos de transmisión: los arbovirus se propagan
• mediante insectos
• Célula hospedadora (rango de hospedadores):
animal, (humana, ratón, pájaro), plantas, bacterias.
• Tejido u órgano (tropismo): adenovirus y enterovirus
Su aspecto macroscópico y microscópico:
En las bacterias Gram-positivas, el cristal violeta de la tinción es fijado por la solución yodada y atrapado en la gruesa capa de peptidoglucano.
El decolorante se
disemina por la membrana externa Gram-negativa y elimina el cristal violeta de la capa delgada del peptidoglucano. Las bacterias Gram-negativas se visualizan mediante el colorante de contraste rojo.
Clasificación bacteriana
• Las bacterias Gram-negativas tienen una capa de peptidoglucanos más delgada, que no retiene el violeta cristal, de forma
que las células se tiñen con la safranina empleada como contraste y se ven rojas.
•Las bacterias Gram-positivas se tiñen de morado porque el colorante queda atrapado en una gruesa capa de peptidoglucanos
a modo de malla entrelazada, que rodea a la célula.
Por el crecimiento y las propiedades metabólicas características
La necesidad de un
entorno aerobio o
anaerobio
La exigencia de
nutrientes específicos
(carbohidratos)
La producción de
productos metabólicos
característicos (ácidos,
alcoholes)
Producción de enzimas
específicas (catalasa)
Por su genotipo
• El método más exacto para clasificar a las bacterias es el análisis de su material genético.
• Los nuevos métodos distinguen las bacterias mediante la detección de secuencias del ADN característica.
• específicas. Entre estas técnicas se incluyen la
hibridación del ADN, la amplificación mediante reacción en cadena de la polimerasa (PCR).
Estructuras externas: flagelos
• Los flagelos están compuestos de un motor
de proteínas activado por (ATP) conectado con un propulsor en forma de látigo compuesto de múltiples subunidades de flagelina.
• Los flagelos proporcionan motilidad a
las bacterias y permiten que la célula
se dirija hacia los nutrientes y evite las sustancias tóxicas (quimiotaxis).
•Se unen a las membranas de las bacterias mediante unas estructuras (gancho y cuerpo basal) y se impulsan por el potencial de membrana.
• Los flagelos son unos propulsores en forma de cuerda que están formados por unas subunidades proteicas enrolladas helicoidalmente (flagelina).
• Los flagelos portan factores
antigénicos y determinantes de la
cepa bacteriana
Estructuras externas
: fimbrias
• Como factor de adherencia (adhesina), las
fimbrias constituyen un importante determinante de virulencia en la colonización e infección
•Los pili sexuales son estructuras tubulares rígidas usadas por las bacterias para pasar ADN del plásmido a otra célula bacteriana ( conjugación)
• Las fimbrias son apéndices pequeños, de 10 a cientos, en la superficie celular
• Las fimbrias favorecen la adhesión a otras bacterias o al huésped
•Nombres alternativos son adhesinas, lectinas,evasinas y agresinas
Estructuras externas :
plásmidos
El ADN de una bacteria es un cromosoma que está localizado en una región llamada nucleoide. Muchas bacterias además tienen un cromosoma circular extra llamado plásmido.
Los plásmidos son utilizados en los laboratorios de biotecnología como vectores para introducir ADN a las bacterias.
Resistencia a los antibióticos
El plásmido es el material genético que las bacterias utilizan para la conjugación, produciendo así variabilidad genética
El núcleo: componentes
Dentro del núcleo de una interfase típica (es decir, no mitótica) la célula tiene:
Los cromosomas, que se observan como fibras de nucleoproteína muy extendidas, denominadas cromatina.
Uno o más nucleolos, estructuras electrodensas de forma irregular que funcionan en la
síntesis del RNA ribosómico y el ensamble de ribosoma.
El nucleoplasma, una sustancia líquida en la que los solutos del núcleo se disuelven.
La matriz nuclear, una red fibrilar que contiene proteínas.
El núcleo es el depósito de información de la célula
• Los cromosomas se tornan visibles cuando la célula está a punto de dividirse.
• Cuando una célula se prepara para la división, su DNA se condensa o compacta en cromosomas filiformes que pueden ser observados con el microscopio óptico.
•Las fotografías muestran tres pasos sucesivos del proceso en una célula cultivada de pulmón de tritón.
El núcleo es el depósito de información de la célula
El núcleo suele ser el organelo más destacado de la célula eucarionte.
Está rodeado por dos membranas concéntricas que forman la envoltura nuclear, y contiene moléculas de ADN EI núcleo mantiene el ADN eucarionte lejos de reacciones potencialmente dañinas en el citoplasma.La cubierta nuclear control a el acceso al ADN.
El núcleo: funciones
Mantiene el material
genético de la célula
seguro y aislado en su propio compartimiento La membrana nuclear controla el paso de moléculas entre el núcleo y el citoplasma
El núcleo: membrana nuclear
• La envoltura nuclear consta de dos membranas celulares organizadas en paralelo una con la otra y separadas por un espacio de 10 a 50 nm.
• Las membranas de la envoltura nuclear sirven como una barrera que protege los iones, los solutos y las macromoléculas que pasan entre el núcleo y el citoplasma.
•Lámina nuclear.
El núcleo: cromosomas y cromatina
•Aparición de los cromosomas sólo durante la
mitosis .
•La cromatina es la sustancia que forma un cromosoma y consiste en la combinación de ADN con proteínas (histonas).
•Empaquetamiento del ADN.
•Los cromosomas varían en número y forma
entre los seres vivos.
•El número total de cromosomas por célula es
específico para cada especie y se denomina dotación cromosómica.
•ADN mitocondrial
EI sistema de endomembranas
Destruye toxinas, recicla
desperdicios y tiene otras
funciones especializadas.
Su principal función es
sintetizar lípidos, enzimas y
proteínas para secreción o
inserción en las membranas
de la célula.
El sistema de
endomembranas es una
serie de organelos que
interaccionan entre el
núcleo y la membrana
plasmática.
Mitocondrias
Las mitocondrias contienen
su propio DNA y se reproducen dividiéndose en
dos (Fisión mitocondrial).
Hojas membranosas de
doble capa, llamadas
crestas.
Las mitocondrias generan
energía química para la
célula.
Obtienen la energía de la oxidación de las macromoléculas, y producen ATP.
Como la mitocondria
consume oxígeno y libera
dióxido de carbono durante
esta actividad, el proceso
completo se denomina
respiración celular.
Las membranas de la
mitocondria dividen al
organelo en dos
compartimientos acuosos
Uno en el interior de la
mitocondria, llamado matriz
El segundo entre las
membranas interna y
externa, llamado espacio intermembranoso.
Retículo endoplasmático (RE)
Una extensión de la
envoltura nuclear
Producir la mayoría de
los componentes de la
membrana celular
Forma un
compartimiento
continuo.
Dos tipos (RE) Liso y
rugoso
• El retículo endoplásmico puede ser liso o rugoso, y en general su función es producir proteínas para que el resto de la
célula pueda funcionar.
• El retículo endoplasmático rugoso contiene ribosomas, que son pequeños y redondos orgánulos cuya función es fabricar estas proteínas.
•El retículo endoplasmático liso no tiene ribosomas, sintetiza moléculas de lípidos.
Ribosomas
• Un ribosoma es una partícula celular hecha de ARN y proteína que sirve como el sitio para la síntesis de proteínas en
la célula.
•El ribosoma lee la secuencia del ARN mensajero (ARNm) y, utilizando el código genético, se traduce la secuencia de bases del ARN a una secuencia de aminoácidos.
•El propio ribosoma es una estructura de dos subunidades que se une al ARN mensajero.
Aparato de Golgi
Es un organelo celular que ayuda en la fabricación y empaquetamiento de las proteínas y los lípidos, especialmente de
aquellas proteínas destinadas a ser exportadas por la célula.
Lisosomas
• Es un compartimiento que tiene una membrana que lo rodea y que almacena las enzimas digestivas, las cuales
requieren de este ambiente ácido, con un pH bajo.
• Son los encargados de reciclar restos celulares de desecho.
•Pueden destruir virus y bacterias invasoras.
•Participan en el proceso de autodestrucción conocido como muerte celular programada o apoptosis.
Proporciones de las bases nitrogenadas:
•Al principio se pensaba que los ácidos nucleicos eran la repetición monótona de un tetranucleótido, de forma que no tenían variabilidad suficiente para ser la molécula biológica que almacenara la información.
• Demostró que las proporciones de las bases
nitrogenadas eran diferentes en los distintos
organismos, aunque seguían algunas reglas.
• Estas reglas de Chargaff se cumplen en los
organismos cuyo material hereditario es ADN de
doble hélice.
• Determinó la cantidad relativa de cada base en
diversas muestras de DNA, es decir, la composición de bases de las muestras.
•La proporción de Adenina (A) es igual a la de Timina (T). A = T .
•La relación entre Adenina y Timina es igual a la unidad (A/T = 1).
•La proporción de Guanina (G) es igual a la de Citosina (C). G= C.
•La relación entre Guanina y Citosina es igual a la unidad (G/C=1).
•La proporción de bases púricas (A+G) es igual a la de las bases pirimidínicas (T+C). (A+G) =(T + C).
•La relación entre (A+G) y (T+C) es igual a la unidad (A+G)/(T+C)=1.
•La proporción entre (A+T) y (G+C) es característica de cada organismo, pudiendo tomar por tanto, diferentes valores según la especie estudiada
El modelo de la doble hélice:
Fueron los primeros investigadores en proponer una estructura para los ácidos nucleicos y su labor
investigadora se vio recompensada con el Premio Nobel en 1962.
Rosalind Franklin
Francis harry compton crick
James D Watson
Maurice h. f. wilkins
El modelo de la doble hélice:
• El ADN es una doble hélice enrollada helicoidalmente “a
derechas” (sentido dextrorso).
• Cada hélice es una serie de nucleótidos unidos por enlaces fosfodiéster.
•Las dos hélices se mantienen unidas mediante enlaces de hidrogeno producidos entre las bases nitrogenadas de cada hélice.
•La Adenina de una hélice aparea con la Timina de la hélice complementaria mediante dos puentes de hidrógeno.
•La Guanina de una hélice aparea con la Citosina de la complementaria mediante tres puentes de hidrógeno.
•Las dos hélices por razones de complementariedad de las bases nitrogenadas son antiparalelas.
•El diámetro de la doble hélice es de 20 Å.
• Explicaba de manera clara que el ADN podía duplicarse y
transmitirse de una célula a otra.
• Su maqueta representaba al ADN formado por dos cadenas antiparalelas: una que corre en dirección 5´-3´, y la otra que lo hace en la dirección opuesta 3´-5´
Dogma central de la biología molecular:
• “El ADN dirige su propia replicación y su trascripción para formar ARN complementario a su secuencia; el ARN es
traducido en aminoácidos para formar una proteína” (1955).
• En 1957 propuso que el código genético debe leerse en tripletes.
Proyecto del Genoma Humano (1990):
• El genoma humano está constituido por 3000 millones de pares de bases.
• Existen 25000 genes codificantes.
• La homología en la secuencia de ADN entre individuos es del 99.99%.
• La especie más cercana filogenéticamente al ser humano es el chimpancé, con 99% de homología en su secuencia de ADN.
Replicación
ADN
La síntesis de las cadenas de ADN durante la replicación se lleva a cabo en dirección 5’ → 3’ tanto en eucariotas como
en procariotas. La maquinaria encargada de la replicación del ADN es muy compleja y está formada por un grupo de proteínas que actúan en conjunto con una secuencia de ADN específica ya establecida. Polimerización: consiste en la unión de un dNTP (desoxirribonucleótido) complementario a la hebra molde según la
Ley de Chargaff .
Fases de la replicación
Inicio de la replicación del ADN. Se observan las cadenas continua y discontinua; ambas se replican en dirección
de 5’ a 3
La cadena continua va en sentido de la horquilla, y la discontinua, al lado contrario y siempre sintetizando en
dirección 5’ a 3’
Se produce cuando la ADN polimerasa δ llega al extremo del fragmento de ADN. Se produce entonces el
desacoplamiento de todo el replisoma y la finalización de la replicación
Transcripción
ADN-RNA
Consiste en la síntesis de una cadena de ARN complementaria y antiparalela, a la secuencia de nucleótidos de una de las cadenas de ADN denominada cadena molde, y por lo tanto, tiene la secuencia de nucleótidos idéntica a la cadena opuesta del ADN llamada cadena codificadora, con la premisa de que la timina se sustituye por uracilo en la molécula de ARN.
• La síntesis de todos los tipos de ARN se lleva a cabo en el núcleo por enzimas específicas donde la ARN pol I
sintetiza el ARNr; la ARN pol II, el ARNm, y la ARN pol III, el ARNt y el ribosomal 5s.
• Después de su maduración son transportados al citoplasma para su función.
Proceso de transcripción
1. Iniciación
2. Elongación
3. Terminación
Traducción
RNA-Proteína
• Se conoce como traducción a la síntesis de una proteína de acuerdo con la información genética y se emplea como
molde una molécula de ARNm.
• Se llama traducción porque interpreta la información contenida en el gen utilizando un código genético a través del cual desarrolla una lectura de la secuencia de nucleótidos contenidos en el ARNm.
Código genético: Representado por tripletes de nucleótidos que son utilizados para descifrar a cada uno de los 20 aminoácidos que se encuentran en las proteínas eucariotas.
•El código genético es específico y continuo.
•El código genético es redundante pero no
ambiguo.
•El código genético es degenerado.
De acuerdo con los requerimientos nutricionales, los organismos pueden clasificarse en:
Fuente de
energía
Quimiótrofos
Emplean
sustancias
químicas
Elementos
inorgánicos
(Litótrofos)
Elementos
orgánicos
(Organótrofos)
Fotótrofos
Emplean luz
Fuente de
carbono
Autótrofos
Elementos
inorgánicos
Heterótrofos
Elementos
orgánicos
De acuerdo con los requerimientos nutricionales, los organismos pueden clasificarse en:
Metabolismo Heterotrófico
Es la oxidación biológica de
compuestos orgánicos, como
la glucosa, para producir ATP
(energía) y compuestos orgánicos (o inorgánicos) más
simples. Reacciones de biosíntesis flotante
Metabolismo autotrófico es la nutrición exclusivamente de materia inorgánica y realizan reacciones anabólicas para transformarla en materia orgánica a partir de la energía que toman del medio. La fuente de carbono es el CO2 atmosférico.
Principales rutas metabólicas
Las bacterias heterotróficas, que incluyen
todos los patógenos, obtienen energía de
la oxidación de compuestos orgánicos.
Los carbohidratos, los lípidos y las
proteínas son los compuestos oxidados
más comúnmente.
La oxidación biológica de estos
compuestos orgánicos por bacterias
produce la síntesis de ATP como fuente
de energía química.
Las tres etapas de la respiración celular son:
Glucólisis.
En el citoplasma.
El ciclo de Krebs.
En la matriz
mitocondrial.
La cadena de
transporte de
electrones.
En las crestas
mitocondriales.
Principales rutas metabólicas
Estructura de una mitocondria.
• La mitocondria está rodeada de doble
membrana con un espacio intermembranoso.
• La membrana interna presenta invaginaciones llamadas crestas.
• La glucólisis se efectúa en el citoplasma, fuera de la mitocondria.
• La reacción preparatoria y el ciclo de Krebs ocurren en la matriz mitocondrial.
• La cadena de transporte de electrones se efectúa en las crestas mitocondriales.
Fases del catabolismo en organismos aeróbicos
Fase I.
Fase inicial o preparatoria: donde las grandes moléculas (nutrientes) se degradan hasta liberar sus principales
componentes
Fase II.
Fase intermedia: en esta etapa, los diversos productos formados en la fase I, son convertidos en una misma molécula,
más sencilla la Acetil-coenzima A (acetil-CoA)
Fase III.
Fase final: en la que las moléculas de acetil-CoA se incorporan al proceso de respiración (ciclo de Krebs, transporte de
electrones y fosforilación oxidativa) para dar lugar a moléculas elementales CO2 y H2O.
Características
• El proceso para la obtención de energía.
• La glucólisis, también llamada ruta de Embdem-Meyerhof-Parnas
• Es la ruta primaria de producción de energía
• Es un conjunto de reacciones anaerobias que tienen lugar en el citoplasma
• La glucosa (proveniente del almidón o del glicógeno) se degrada transformándose en dos moléculas
de ácido pirúvico o piruvato
• En presencia de oxígeno, la glucólisis conduce a otros dos procesos, el ciclo del ácido cítrico
• y el transporte de electrones, que liberan gran cantidad de energía
Características
• El proceso para la obtención de energía.
• La glucólisis, también llamada ruta de EmbdemMeyerhof-Parnas
• Es la ruta primaria de producción de energía
• Es un conjunto de reacciones anaerobias que tienen
lugar en el citoplasma
• La glucosa (proveniente del almidón o del
glicógeno) se degrada transformándose en dos moléculas de ácido pirúvico o piruvato
Ciclo de Krebs
• En presencia de oxígeno, el ácido pirúvico
producido en la glucólisis, pasa a la segunda etapa de la respiración celular, el ciclo del ácido cítrico
• Es el proceso oxidativo en la respiración por el cual el piruvato (a través de la acetil coenzima
A) se descarboxila completamente a CO2.
• La vía produce 15 moles de ATP
• Fase I. Reacciones 1-4.
Definida como las reacciones de adición y
pérdida de dos átomos de carbono.
• Fase II. Reacciones 5-8.
Definida como el grupo de reacciones para la regeneración del oxaloacetato.
La cadena de transporte de
electrones utiliza los electrones de
alta energía producidos en el ciclo
de Krebs, para convertir ADP en
ATP.