EVOLUCION QUÍMICA ORIGEN ABIOTICO DE BIOMOLECULAS 1º ETAPA: GENESIS Y ACUMULACION DE COMPUESTOS ORGANICOS 2º ETAPA: FORMACION DE POLIMEROS

Transcripción

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3 EVOLUCION QUÍMICA ORIGEN ABIOTICO DE BIOMOLECULAS 1º ETAPA: GENESIS Y ACUMULACION DE COMPUESTOS ORGANICOS 2º ETAPA: FORMACION DE POLIMEROS 3º ETAPA: ADQUISICION DE FUNCIONES CATALITICASY ADAPTACION AL ENTORNO

4 Origen celular Teorías Oparin (Protobiontes) Miscelas que encierran proteínas con F! catalíticas Metabolismo básico División por fragmentación cuando alcanzan el máximo volumen No explica la autorreplicación No hay lugar para mutaciones Muller (Hipótesis génica) Replicación siguiendo patrones básicos Codifican para proteínas y están sujetos a mutación Gran versatilidad de los ácidos nucleicos, algunos con F! auto catalíticas Poco probable cambios significativos sin actividad enzimática

5 EL MUNDO DE RNA TEORIA QUE SOSTIENE QUE LA PRIMER CÉLULA TENIA COMO ACIDO NUCLEICO Y ENZIMA AL ARN RECIBE UN FUERTE APOYO A PRICINCIPIOS DE ESTE SIGLO CON EL DESCUBRIMIENTO DE LAS RIBOZIMAS EL ADN Y LAS PROTEINAS SURGIERON EN EVENTOS POSTERIORES

6 Ventajas del RNA Información Transporta información Puede replicarse Sujeto a mutación Genotipo EVOLUCION Función Puede adoptar una estructura plegada tridimensional e interactuar con otras moléculas Fenotipo

7 RNA bajo presiones selectivas Surge el ADN como estructura que conserva la información debido a su fidelidad y a la posibilidad de regulación de la expresión A medida que las células se hacen bioquímicamente mas complejas, las proteínas cumplen con la función catalítica ADN ARN PROTEINAS

8 Evolución celular

9 EVOLUCION CELULAR

10 Membranas

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14 OTROS COMPONENTES DE LA MEMBRANA

15 PROTEINAS DE MEMBRANA

16 PROTEINAS DE MEMBRANA Proteína de canal

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20 VIRUS ELEMENTOS GENETICOS QUE PUEDEN REPLICARSE INDEPENDIENTEMENTE DE LOS CROMOSOMAS DE UNA CÉLULA PERO NO INDEPENDIENTEMENTE DE DICHA CELULA

21 ESTRUCTURA VIRAL GRAN DIVERSIDAD DE FORMA, COMPOSICION QUIMICA Y TAMAÑO AL ACIDO NUCLEICO SIEMPRE ESTA RODEADO POR PROTEINAS ; CÁPSIDA O CAPSOMERO A. NUCLEICO + PROTEINAS= NUCLEOCAPSIDA PUEDEN SER DESNUDOS O ENVUELTOS

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23 PROPIEDADES GENERALES ESTADO EXTRACELULAR VIRION ACIDO NUCLEICO RODEADO DE PROTEINAS Y A VECES MACROMOLECULAS ASOCIADAS METABOLICAMENTE INERTE

24 Clasificación general 1) Tipo: ADN o ARN Acido Nucleico 2) cadenas: simple o doble 3) Sentido: (+) (-) (+/-) 4) Forma: lineal, circular o segmentado Estructura a) Morfología: icosaédrica, helicoidal, compleja b) Envueltos o desnudos c) Número de capsómeros

25 GENOMAS VIRICOS PUEDEN CONTENER ADN O ARN COMO MATERIAL GENETICO ALGUNOS PUEDEN PRODUCIR PROTEINAS DIRECTAMENTE DESDE SU ARN GENOMICO AL UTILIZAR LA MAQUINARIA CELULAR PARA PRODUCIR PROTEINAS TODOS NECESITAN TRANSFORMARSE EN marn

26 Clasificación según estrategia de replicación (Clasificación según Baltimore) Reoviridae Birnaviridae ±RNA Picornaviridae Flaviviridae Togaviridae Caliciviridae Astroviridae Coronaviridae Arteriviridae +RNA = mrna -RNA Rhabdoviridae Paramyxoviridae Filoviridae Orthomyxoviridae Bunyaviridae Arenaviridae +RNA retrovirus +RNA -DNA ±DNA Polyomaviridae Papillomaviridae Adenoviridae Herpesviridae Poxviridae Hepadnaviridae Parvoviridae Circoviridae -DNA

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28 REPLICACION VIRICA 1. FIJACION 2. PENETRACION EN LA CÉLULA 3. SINTESIS DE ÁCIDOS NUCLEICOS 4. ENSAMBLAJE 5. LIBERACION DE VIRIONES

29 VIRUS MAS REPRESNETATIVOS FAGOS INFECTAN BACTERIAS SON DNA BICATENARIO DESNUDOS CON ESTRUCTURA COMPLEJA ALGUNOS POSEEN ENZIMAS ESPECIFICAS PARA ROMPER LA PARED BACTERIANA

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31 RETROVIRUS SON VIRUS RNA DE DOS CADENAS IGUALES Y POSITIVAS + 7 PROTEINAS INTERNAS TIPICAS UTILIZAN ADN COMO INTERMEDIARIO DE REPLICACION SON VIRUS ENVUELTOS QUE EN SU MAYORIA INFECTAN CELULAS ANIMALES

32 Procariotas

33 Característica Procariotas Eucariotas Tamaño Generalmente pequeñas, de 1 a 10micrones Grandes, desde 5 a 100 micrones Genoma DNA circular no asociado a histonas, en nucléolos no delimitados por membranas DNA asociado a histonas formando cromosomas, cromosomas envueltos por una membrana nuclear División celular Fisión binaria Mitosis, con separación de cromosomas por el huso mitótico Organelas Ausentes Mitocondria, cloroplastos, retículos, complejo de Golgi, etc Metabolismo energético Sin mitocondrias, enzimas oxidativas unidas a la membrana celular. Gran diversidad de rutas metabólicas Enzimas oxidativas encerradas en las mitocondrias, rutas oxidativas bien definidas Citoesqueleto Ausente Complejo; con microtúbulos, filamentos intermedios y filamentos de actina Ejemplos Bacterias y cianobacterias Protistas, hongos, plantas y animales.

34 CÉLULA PROCARIOTA Plásmido

35 Material genético ADN circular cerrado Nucleoide Plásmidos Vías metabólicas alternativas Proteínas de adhesión Resistencia a ATB

36 División celular

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38 Diferencias en la composición de la pared PEPTIDOGLICANO GRAM POSITIVA GRAM NEGATIVA

39 Flagelos Brindan movilidad Constituidos por flagelina Criterio de clasificación Flagelación polar Flagelación lotrófica Flagelación perítrica

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41 Fimbrias y pili Estructura similar a los flagelos Fimbrias son mas cortas pero abundantes que estos últimos Adhesión a tejidos y superficies Pili o pelos son mas largos que las fimbrias pero menos abundantes Adhesión Conjugación

42 Conjugación

43 Pili

44 Inclusiones celulares Gránulos de forma variable cuya función principal es la de almacenar productos que luego van a ser degradado o se utilizaran como sillares de construcción. Algunas poseen vesículas llena de gas que le brindan flotabilidad

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47 Replicación semiconservativa

48 extremo 5 Direccionalidad AGA 3 A A G A G extremo 3 A La Secuencia Lineal de Nucleótidos unidos por enlaces fosfodiéster constituye la ESTRUCTURA PRIMARIA de los ÁCIDOS NUCLEICOS 48

49 Cadena creciente de ADN

50 La replicación del DNA siempre ocurre desde el extremo 5 al extremo 3 ; uniéndose el fosfato 5 de cada nucleótido nuevo que se incorpora al OH 3 del nucleótido añadido previamente

51 Replicación del DNA bacteriano

52 Primers o cebadores RNA Primasa

53 Horquilla de replicación

54 Cadena retrasada

55 Replisoma

56 Transcripción Diferencias del RNA con el DNA Ribosa en vez de desoxiribosa Uracilo en lugar de Timina Simple cadena

57 ARN POLIMERASA Puede polimerizar una cadena desde cero(5 3 ) En bacterias existe solo un tipo Consta de 4 subunidades

58 Trascripción Promotores

59 RNA polimerasa

60 Regulación de la expresión génica Dos tipos principales de regulación en bacterias A nivel de control de actividad enzimática A nivel de control de cantidad de enzima presente

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62 Control negativo de la transcripción Influenciada por el ambiente y la presencia de efectores Represión enzimática La enzima no se sintetiza si el producto esta en el medio Inducción enzimática La enzima se sintetiza solo cuando el sustrato esta en el medio

63 Control negativo de la transcripción Mecanismo de acción Regulación indirecta a través de enzimas represoras Se unen a regiones particulares del ADN llamadas operador Impiden la unión de la ARN polimerasa

64 Operón TRP ( síntesis) Baja cc de Trp en la célula Alta cc de Trp en la célula

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66 Represión enzimática

67 Inducción enzimática

68 Control positivo de la regulación Regulones Una proteína reguladora promueve la unión de la ARN polimerasa El sitio de unión esta antes del promotor Ejemplo regulón maltosa

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70 CELULA EUCARIOTA ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE ORGANELAS

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72 RETICULO ENDOPLASMATICO RETICULO RUGOSO FORMADO POR SACOS Y TUBULOS RODEADOS POR MEMBRANAS PRESENTA NUMEROSOS RIBOSOMAS EN LA SUPERFICIE SINTETIZA PROTEÍNAS PARA EXPORTACION

73 SINTESIS DE PROTEINAS EN EL RER

74 RETICULO ENDOPLASMATICO LISO ESPECIALIZADO EN SINTESIS DE LÍPIDOS IMPORTANTE FUNCIÓN DETOXIFICADORA EN CÉLULAS ESPECIALIZADAS FORMA EL RETICULO SARCOPLASMATICO

75 DIRECCIÓN DE LAS VÍAS ENDOCITICAS Y SECRETORAS SECRETORA ENDOCITICA

76 ESTRUCTURA del C.G

77 COMPLEJO DE GOLGI Vinculo entre la vía endocítica y secretora Aporta las vesículas de transporte Funciona como centro de distribución Glicosila proteínas provenientes del RER

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80 LISOSOMAS Vesículas que contiene enzimas hidrolíticas Lumen lisosomal con ph 5 Su función es la digestión de diferentes macromoléculas

81 RELACIÓN RE, CG Y LISOSOMAS ENDOCITOSIS-EXOCITOSIS ENDOCITOSIS MEMBRANA PLASMÁTICA ENDOSOMA LISOSOMA APORTE DE MATERIALES DESDE TRES VÍAS DIFERENTES ENDOSOMAS CON MACROMOLECULAS FAGOSOMAS AUTOFAGOSOMA

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83 EXOCITOSIS PROCESO DE FUSION DE LA MEMBRANA DE LA VESÍCULA DE TRANSPORTE Y LA MEMBRANA PLASMÁTICA CON LA CONSECUENTE LIBERACION DEL CONTENIDO DE LA VESÍCULA VÍA CONSTITUTIVA VÍA REGULADA

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85 EJEMPLO DE VÍA REGULADA TRANSPORTADORES GLUT 4

86 PEROXISOMAS VESÍCULAS CON ENZIMAS OXIDATIVAS OXIDAN DIFERENTES SUTRATOS IMPORTANTE FUNCIÓN DETOXIFICADORA HIDROLIZAN ÁCIDOS GRASOS LAS ENZIMAS SE SINTETIZAN EN EL CITOSOL

87 MITOCONDRIAS

88 MEBRANA EXTERNA PORINAS ESPACIO INTERMEMBRANA RESERVORIO DE PROTONES MEMBRANA INTERNA FORMA CRESTAS POSEE DIVERSAS ENZIMAS MATRIZ ELEVADA CONCENTRACIÓN DE ENZIMAS ADN, ARN, RIBOSOMAS

89 BIOGENESIS DE MITOCONDRIAS NUNCA SE FORMAN DESDE CERO LA MECANICA ES SIMILAR A LA FISION BACTERIANA

90 DNA DE MITOCONDRIAS NUMEROSAS COPIAS CIRCULAR CERRADO TAMAÑO SUMAMENTE VARIABLE REPLICAN, TRANSCRIBEN Y TRADUCEN

91 CITOESQUELETO CONJUNTO DE FIBRAS PROTEICAS QUE SE DISTRIBUYEN POR TODO EL CITOPLASMA CELULAR Principales funciones Forma celular y las variaciones de esta durante el desarrollo Movimiento celular por una superficie Movimiento intracelular de organelas

92 Filamentos intermedios Polímeros de proteínas fibrosas Se agrupan como filamentos de queratina, vimetina o neurofilamentos Brindan protección y resistencia mecánica

93 MICROTUBULOS Cilíndricos, huecos y rígidos Son unidades polares Están unidos a un Centro Organizador de Microtúbulos En células animales el mas importante es el centrosoma

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95 Se asocia a proteínas motoras y permiten el desplazamiento de organelas y vesículas A partir de centrosoma se desarrolla el Huso Mitótico

96 ACTINA Compuestos por subunidades de actina de 375 aac. Son polares Se asocian a numerosas proteínas y permiten el desplazamiento y movilidad de las células y de organelas

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98 NUCLEO CELULAR

99 Poros nucleares

100 NUCLEOLO

101 CROMATINA HISTONAS NUCLEOSOMICAS 140 AAC POSITIVOS SE PRESENTAN EN OCTAMEROS FORMAN LOS NUCLEOSOMAS HISTONA 1 MAS GRANDES CON 200 AAC FORMAN LAS FIBRAS 30nm

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103 NUCLEOSOMA

104 FIBRA 30NM

105 CICLO CELULAR

106 FASES DEL CICLO CELULAR

107 FASE M EL INCIO ESTA MARCADO POR LA CONDENSACION DE LOS CROMOSOMAS ES NECESARIA PARA LA SEGREGACION Y CITOQUINESIS CELULAR ES IMPRESCINDIBLE LA DIVISION DE LOS CENTROSOMAS

108 División de los centrosomas

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110 ESTADÍOS DE LA FASE M CROMOSOMAS CONDENSADOS Y DUPLICADOS UNIDOS ENTRE SI DESAPARECEN LOS MICROTUBULOS CITOPLASMATICOS Y SE FORMA EL HUSO

111 PROMETAFASE SE DEGRADA LA ENVOLTURA NUCLEAR MADURAN LOS CINETOCOROS SE DESARROLLAN LOS MICROTUBULOS CINETOCORICOS

112 METAFASE SE TERMINAN DE UNIR LOS MICROTUBULOS LOS CROMOSOMAS SE ALIEAN EN LA PLACA METAFASICA

113 ANAFASE SE SEPARAN LOS CINETOCOROS LAS CROMATIDAS HERMANAS SON ARRASTRADAS COMIENZAN A CRECER OTROS MICROTUBULOS

114 TELOFASE LOS CROMOSOMAS LLEGAN A LOS POLOS LOS MICROTUBULOS CINETOCORICOS DESAPARECEN Y SE DESARROLLAN LOS POLARES SE VUELVE A FORMAR LA ENVOLTURA NUCLEAR LA CROMATINA DEJA DE SER VISIBLE

115 CITOCINESIS SE FORMA EL SURCO DE SEGMENTACION TERMINA DE CERRARSE EL NUCLEO Y SE HACEN EVIDENTES LOS NUCLEOLOS LA CONSTRICCION ES PROGRESIVA HASTA ROMPER LA MEMBRANA

116 Regulación de Mitosis La base de los puntos de control son dos clases de proteínas: Quinasas Ciclinas Dependientes y Ciclinas Las quinasas fosforilan diferentes sustratos activandolos o desactivando a los mismos; las ciclinas se unen a las quinasas dependientes activandolas Las quinasas tienen un numero de unidades típico a lo largo de todo el ciclo, las ciclinas aumentan su número dependiendo del estadio del ciclo y luego desaparecen

117 Checkpoint G1 La célula NO detecta problemas Problemas Se sintetiza la ciclina G1 y aumenta su concentración La célula no sintetiza ciclina G1 Se une a su CDK activandola Fosforila a Rb y lo inhibe Rb Proteína supresora de tumores No se une E2F Factor de Transcripción No hay fosforilacion y Rb se mantiene hipofosforilado y activo No hay activación de CDK

118 CENTROMEROS Y CINETOCOROS LOS CENTROMEROS SON REGIONES DE ADN REPETITIVO LOS CINETOCOROS SON ESTRUCTURAS PROTEICAS CADA CROMATIDA HERMANA POSEE UNO

119 MICROTUBULOS CINETOCORICOS: MOVIMIENTO DE LAS CROMATIDAS POLARES: SEPARACION DE LOS POLOS ASTRALES: CONTRIBUYEN A LA SEPARACION DE LOS POLOS Y A LA EXPANSION CELULAR

120 Meiosis y reproducción sexual Reproducción que implica la unión y mezcla de genomas de dos organismos diferentes y que dan lugar a descendientes diferentes. Durante el ciclo hay alternancia de generaciones entre células Células haploides y diploides

121 Los organismos diploides producen gametos(haploides) Uno es grande e inmóvil(oocito) y el otro pequeño y móvil(espermatozoide) Entre estos organismo se pueden diferenciar las células germinales y las somáticas Los organismos haploides son diploides solo durante la formación del zigoto

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123 La reproducción sexual confiere a los organismos variabilidad genética brindándoles mayor posibilidad de adaptación frente a ambientes cambiantes

124 Meiosis Hasta el final de G2 es igual a mitosis Sin embargo es vez de separase los cromosomas homólogos se alinean formando tétradas(bivalentes) proceso llamado sinapsis Cada punto de unión se llama quiasma En esa zonas hay recombinación genética entre cromosomas maternos y paternos

125 Los quiasmas se forman gracias a el complejo sinaptonémico El proceso activo de recombinación es consecuencia de la acción del nódulo de replicación Todo esto ocurre en profase 1 En anafase hay segregación al azar de cromosomas, lo que aumenta la variabilidad

126 Las células resultantes contienen un numero desigual de genes paternos y maternos Aun mantienen el numero típico de la especie En meiosis II, ambas células se dividen sin duplicar su ADN.

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128 APOPTOSIS LA APOPTOSIS O MUERTE CELULAR PROGRAMADA ES LA AUTODESTRUCCION CELULAR, SIN PROVOCAR DAÑOS EN EL TEJIDO NI REACCIONES INFLAMATORIAS SE CONSIDERA COMO MUERTE NATURAL FISIOLOGICA PERMITE LA ELIMINACION DE CÉLULAS DAÑADAS, VIEJAS O EXTRAÑAS

129 ES SUMAMENTE IMPORTANTE EN DIFERENTES ETAPAS DEL DESARROLLO Y EN EL SISTEMA INMUNE LAS CÉLULAS APOPTOSICAS PRESENTAS DIFERENCIAS MORFOLOGICAS CON RESPECTO A LAS NORMALES

130 LOS PROCESOS PUEDEN SER ACTIVADOS POR INDUCCION NEGATIVA(FACTORES DE CRECIMIENTO) O POSITIVA (UNION DE UN LIGANDO A UN RECEPTOR EN AMBOS CASOS PARTICIPAN RECEPTORES DE MEMBRANA LOS QUE SU ACTIVACION DETERMINA SIEMPRE LA MUERTE CELULAR(Fas y RFNT) LOS QUE CUMPLEN FUNCIONE5S FISIOLOGICAS PERO FRENTE A UN SOBREESTIMULO DAN SEÑALES APOPTOSICAS(EJ GLUTAMATO)

131 La unión desemboca en la formación de segundos mensajeros que activan diferentes proteínas diana El grupo mas importante pertenece a las caspasas, calpainas y un complejo multiproteico llamado proteosoma

132 UNIONES CELULARES UNIONES DE OCLUSION: Implican el sellado del espacio intercelular UNIONES DE ANCLAJE: unen mecánicamente a las células; participan elementos del citoesqueleto y la matriz extracelular UNIONES COMUNICANTES: permiten el paso de moléculas pequeñas y señales eléctricas

133 UNIONES OCLUSIVAS (UNIONES ESTANCAS) MANTIENEN LA DIFERENCIA DE COMPOSICION ENTRE FLUIDOS DEL LADO APICAL Y BASAL DEL TEJIDO LA CÉLULA REGULA EL FLUJO DE SOLUTOS PARTICIPAN PROTEÍNAS QUE SE UNEN ENTRE SI EN EL ESPACIO INTERCELULAR

134 UNIONES OCLUSIVAS

135 UNIONES DE ANCLAJE PRESENTE EN TODOS LOS TEJIDOS QUE ESTÁN SOMETIDOS A TENSIONES MECANICAS SE PRESENTAN EN VARIAS FORMAS QUE INCLUYEN: UNIONES ADHERENTES DESMOSOMAS HEMIDESMOSOMAS

136 ELEMENTOS Y FUNCIONAMIENTO BASICO DE LAS UNIONES DE ANCLAJE PROTEÍNAS DE ADHESION INTRACELULAR GLUCOPROTEINAS TRANSMEMBRANA DE UNION

137 UNIONES ADHERENTES INTERCELULARES En la unión célula célula participan proteínas dependientes de calcio; las cadherinas y la actina El punto de unión entre cadherinas se llama BANDA DE ADHESIÓN

138 UNIONES ADHERENTES INTERCELULARES En la unión célula matriz participan glucoproteinas llamadas integrinas y la actina Pueden unir diferentes componentes de la matriz como el colágeno o la laminina La unión se llama CONTACTO FOCAL

139 DESMOSOMAS Y HEMIDESMOSOMAS ACTUAN REPARTIENDO LA FUERZA DE TORSION AL QUE ESTA SOMETIDO EL TEJIDO EN LOS DESMOSOMAS PARTICIPAN LAS CADHERINAS (CÉLULA-CÉLULA) Y EN LOS HEMIDESMOSOMAS LAS INTEGRINAS (CÉLULA MATRIZ) LA DIFERENCIA ES QUE PARTICIPAN LOS FILAMENTOS INTERMEDIOS DEL CITOESQUELETO

140 UNIONES COMUNICANTES (UNIONES HENDIDURA, UNIONES GAP) Formadas por proteínas llamadas conexones Cada célula posee un conexon que se alinea con su par formando un poro Dejan pasar moléculas pequeñas como aminoácidos, monosacáridos y también señales eléctricas Permite la comunicación celular y su interacción

141 BASES MOLECULARES DE LA UNIÓN CELULAR DOS PROTEÍNAS MEDIAN LA UNIÓN CELULAR Y LA UNIÓN CON SU PAR HOMOLOGO CELULAR UNA SUPERFAMILIA DE PROTEÍNAS DEPENDIENTES DE CALCIO, LAS CADHERINAS OTRA SUPERFAMILIA INDEPENDIENTE DE LA PRESENCIA DE CALCIO, LAS GLOBULINAS

142 CADHERINAS

143 MECANISMO DE UNION MECANISMO HOMOFILICO: EL DOMINIO EXTRACELULAR RECONOCE SU PAR HOMOLOGO MECANISMO HETEROFILICO: UNA MOLÉCULA DE UN TIPO CELULAR RECONOCE OTRA MOLECULA DIERENTE RECEPTORES DE UNIÓN: MOLÉCULAS DE ENLACE BIVALENTE MANTIENE UNIDAS A LAS DOS PROTEINAS

144 GLOBULINAS