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¿Son móviles las uniones intercelulares, las sinapsis y los complejos fotosintéticos captadores de luz?

¿Son móviles las uniones intercelulares, las sinapsis y los complejos fotosintéticos captadores de luz?


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Estaba leyendo Biología celular de Gerald Karp y encontré una sección que decía:

La fluidez de la membrana hace posible que grupos de proteínas de membrana se ensamblen en sitios particulares dentro de la membrana y para estructuras especializadas, como uniones intercelulares, complejos fotosintéticos que capturan luz y sinapsis.

Me vería obligado a saber más sobre el tema.


No necesariamente. A veces, las proteínas / complejos localizados en la membrana están anclados al citoesqueleto o agrupados, lo que limita sus movimientos. Vea esta publicación.


La fluidez de la membrana permite la asociación reversible de los compuestos de la membrana, que se pueden considerar diluidos en un fluido bidimensional; esto también implica una propiedad crucial de la dinámica de membranas, que es la asociación diferencial de componentes en grupos moleculares más o menos estables. Una vez formada, la más estable podrá cruzar la superficie de la membrana, sin cambios. Esto le indica que ciertos complejos, por su estabilidad y fluidez de membrana, estarán en constante movimiento y, por lo tanto, estadísticamente bien distribuidos en la superficie celular, una característica muy importante para muchas infraestructuras (busque "balsas de lípidos" como tema para ejemplos) . Ahora, la noción de localización en biología puede referirse a la ubicación absoluta (por ejemplo, el polo celular) o simplemente a las posiciones relativas de ciertos compuestos. Tal es el caso de las uniones celulares, que necesitan co-localizarse con ciertos compuestos citoplasmáticos, pertenecientes al citoesqueleto. Por tanto, localización relativa en este caso. Sin embargo, entienda que tanto estas infraestructuras como los fotorreceptores deben estar bien distribuidos en la superficie celular, cada uno por sus propias razones (resistencia mecánica y captura de fotos óptima, respectivamente). El ejemplo de las sinapsis es diferente, ya que el sitio exacto de unión sináptica entre las células juega un papel en la mensajería neuronal y su regulación. Este es, por tanto, un tema diferente, que puede implicar un posicionamiento absoluto de las infraestructuras. Sin embargo, en estos sitios, el movimiento de las proteínas a lo largo de la superficie de la membrana y los principios de formación del ocplejo siguen siendo los mismos; este es un ejemplo de localización absoluta.


The Island Pond: notas de campo sobre la vida acuática microscópica de la isla de Vancouver

Araña cangrejo blanco matando abeja. Aumento máximo de 4X con la cámara del teléfono celular Samsung Galaxy 4. Araña cangrejo blanco, Samsung Galaxy con lupa de objetivo Nikon,

Para la fotografía de plantas pequeñas, animales y criaturas de agua dulce, es necesario un nivel intermedio de aumento entre una configuración de macro de cámara alta (2-4X) y la potencia más baja disponible en el microscopio (20-40X). Además, es deseable que la macrofotografía de alto nivel pueda ser portátil: viajar a la flor o al vaso del acuario en lugar de que las flores y los animales acuáticos vayan a la lupa.

Este espacio se puede llenar con una lupa de teléfono celular simple de potencia intermedia construida con una lente de microscopio, un pedazo de piso y algunas bandas de goma. El objetivo es un objetivo de campo amplio Nikon 4X de corrección infinita de 4X. El soporte es una porción de piso de tablero de fibra de alta densidad (HDF) de 3/8 y # 8243, deseable por su planitud, dureza y capacidad para trabajar con herramientas simples. El campo de visión de la lente del objetivo de un microscopio es pequeño, pero esta lente en particular funciona bien con el sensor muy pequeño de alta resolución del teléfono celular.

En una prensa taladradora, el piso, que es más grueso que la longitud de las roscas del objetivo, se perfora aproximadamente a la mitad con una broca de madera 1 & # 8243 para crear un orificio empotrado para el objetivo. El espesor restante de HDF debe ser equivalente a la longitud de los hilos del objetivo. Este último se perfora el resto del camino usando un poco más pequeño que los hilos del objetivo. Esta abertura más pequeña se puede raspar y lijar con cuidado, manteniendo la forma circular, hasta que el objetivo se pueda enhebrar con una presión suave, haciendo esto con una broca circular fina o un pequeño tambor de lijado en la taladradora mientras se mueve la placa de montaje. la mesa de prensa mantendrá los bordes verticales del orificio. Las roscas de latón en el objetivo, al ser más duras que el tablero de fibra, crearán sus propias roscas en la pared del orificio de montaje. La base del objetivo debe terminar al ras con la parte posterior de la placa de montaje. A continuación, se le da a toda la pieza un acabado de cera frotado con Briwax o una cera de acabado de un solo paso similar. Dado que la lupa está diseñada para su uso en exteriores o alrededor de acuarios y estanques, este acabado penetra en los bordes porosos y los protege de la humedad.

Luego, el teléfono se sujeta a la parte posterior de la placa de montaje con dos bandas de goma anchas y resistentes que uso las que sostienen los tallos de brócoli juntos en el supermercado. Si no le gusta el brócoli, robe un par la próxima vez que esté en el pasillo de productos.

(Sangunis: Robar el brócoli en sí es un robo en una tienda y te llevará a la cárcel, que es un lugar desagradable lleno del tipo de vertebrados e invertebrados que NO son una compañía de calidad. Sin embargo, robar las gomas elásticas, ya que técnicamente son parte del empaque , aterriza en un área gris de acuerdo con las legalidades de los dos pies y solo hará que te consideren un poco raro y que debes evitarlo. Si eres un vertebrado viejo, solo babea un poco y te escoltarán suavemente afuera, entregarte un vaso de agua, y pídele a alguien que te lleve a ti y a las bandas elásticas a casa. Este es el final perfecto para un atraco menor).

En el Samsung Galaxy 4, marca el aumento a 4X. La imagen del objetivo debería llenar casi por completo la pantalla con un poco de viñeteado en el borde. Enfoque moviendo todo el conjunto hacia atrás y hacia adelante a través de la distancia de trabajo óptima del objetivo, aproximadamente 1,5 cm. El enfoque automático del teléfono se encargará del enfoque fino, o esta función puede desactivarse. Si el teléfono tiende a resbalar y perder su centrado, pegue un tubo estrecho (

3 mm) tira de goma fina o cuero a ambos lados de la parte posterior de la placa de montaje para ayudar a mantenerla en su lugar.

Este método funciona bien con el objetivo Nikon ($ 65 en eBay), que tiene un campo plano y buena resolución. Probablemente hay muchos otros objetivos, como Zeiss Jenas, Tiyoda Planachromats, lentes PZO polacos e incluso lentes con corrección al infinito American Optical 4X más antiguos, que pueden funcionar y están disponibles incluso a un precio más económico.

Para la fotografía de la vida del estanque del acuario, la distancia de trabajo más larga de esta combinación de lupa / cámara de teléfono celular permite colocarla contra el vidrio del acuario, accediendo a objetos dentro de aproximadamente 1 cm de la pared interior del acuario. Desde este punto de vista, se pueden tomar fácilmente imágenes fijas o videos. El mayor problema surge al tratar de mantener estable la asamblea, especialmente cuando se persigue un organismo en movimiento. Se puede agregar fácilmente un soporte de ángulo de montaje de trípode desmontable. Para videos portátiles, YouTube ha agregado un software de estabilización de imagen a su paquete de edición, y esto ayuda enormemente a hacer videos presentables de pequeños organismos en movimiento como estos elegantes gusanos oligoquetos que habitan en el fondo:

Para imágenes fijas, la adición de un soporte para trípode y un riel de enfoque también podría permitir el apilamiento de imágenes para sujetos que no se mueven si la función de enfoque automático del teléfono celular puede desactivarse.

Una lupa portátil de ayuda manual para teléfonos móviles de este poder también hace posible nuevos niveles de interpretación fotográfica y creatividad. Considere esta imagen de 10X de pétalos de flores:y esta toma similar de estambres, ajustada con la máxima intensidad y equilibrio de color manipulado en Curves:

Las posibilidades son infinitas & # 8211 ponga su teléfono y lupa en su bolsillo, y salga y explore el mundo de los más pequeños. Puede hacerlo en su jardín, en un paseo, en el departamento de productos o flores del supermercado, en un acuario o en su vivero local. ¡Crear!


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la fotosíntesis aprovecha la luz solar para producir carbohidratos a partir del CO2

En la fotosíntesis, la energía de la luz solar se transforma en energía química al convertir los enlaces C-O del C02 en los enlaces C-C y C-H de los carbohidratos. La reacción general, la suma de muchas reacciones independientes, se puede simplificar y escribir como

transferencia de electrones de la fotosíntesis

la fotosíntesis requiere energía

serie de reacciones redox que exigen energía y que producen azúcar y oxígeno a partir del dióxido de carbono y el agua.

autótrofos que fabrican sus propios carbohidratos a partir de CO2, luz solar y sulfuro de hidrógeno.

En estos organismos, una versión simplificada de la reacción general para la fotosíntesis es

Los átomos de oxígeno liberados durante la fotosíntesis de las plantas deben provenir del agua.

Además, las reacciones responsables de producir O2 solo ocurrieron en presencia de luz solar, estuviese o no presente CO2.

Dos conjuntos distintos de reacciones en la fotosíntesis

uno que usa luz para producir O2 a partir de H2O y uno que convierte CO2 en azúcares.

El CO2 se reduce a azúcares

El CO2 se reduce a azúcares

las reacciones que reducen el dióxido de carbono y producen azúcar

El ciclo de Calvin depende de las reacciones de captura de luz.

el ciclo de Calvin no requiere luz directamente, funciona si las reacciones de captura de luz que producen O2 también están ocurriendo.

Las reacciones de captura de luz eventualmente dejan de producir O2 si no ocurre el ciclo de Calvin.

Las reacciones de captura de luz y el ciclo de Calvin están vinculados

están vinculados por una serie coordinada de reacciones redox.

Las reacciones de captura de luz proporcionan moléculas de alta energía que impulsan el ciclo de Calvin, que a su vez regenera el ADP, Pi y NADP + utilizados por las reacciones de captura de luz.

Reacciones de captura de luz

Durante las reacciones de captura de luz, la luz promueve los electrones a un estado de alta energía. Esta elevación de energía enciende una cadena de pasos de transporte de electrones que comienza con la oxidación del agua para formar O2 y termina con la reducción de NADP + para formar NADPH.

NADP + y NADPH son versiones fosforiladas de NAD + y NADH que se utilizan en la respiración celular. Parte de la energía liberada por la reacción redox también se usa para producir ATP.

Durante el ciclo de Calvin, los electrones en NADPH y la energía potencial en ATP se utilizan para reducir el CO2 a carbohidratos.

Reacciones de captura de luz y descripción general del ciclo de Calvin

En las reacciones de captura de luz de la fotosíntesis, la energía de la luz se transforma en energía química en forma de ATP y NADPH. El ciclo de Calvin utiliza ATP y NADPH para reducir el dióxido de carbono a azúcar y regenera ADP, Pi y NADP + para las reacciones de captura de luz.

La fotosíntesis ocurre en los cloroplastos.

un cloroplasto está encerrado por una membrana externa y otra interna. El interior del orgánulo está dominado por estructuras aplanadas en forma de saco membranoso llamadas tilacoides, que a menudo se encuentran en pilas interconectadas llamadas grana.

El espacio dentro de un tilacoide es su luz.

El espacio lleno de líquido entre los tilacoides y la membrana interna es el estroma.

Los pigmentos son moléculas que absorben solo ciertas longitudes de onda de luz, otras longitudes de onda se reflejan o se transmiten. Los pigmentos aparecen coloreados porque las personas solo ven las longitudes de onda que no se absorben.

El pigmento más abundante en las membranas tilacoides de las plantas verdes es la clorofila, que refleja o transmite la luz verde. Como resultado, la clorofila es responsable del color verde de las plantas, algunas algas y muchas bacterias fotosintéticas.

Las reacciones de captura de luz comienzan con el simple hecho de que la luz del sol incida sobre la clorofila.

Las reacciones de captura de luz comienzan con el simple hecho de que la luz del sol incida sobre la clorofila.

El espectro electromagnético

se reanuda en una longitud de onda de aproximadamente 400 a aproximadamente 710 nanómetros.

Las longitudes de onda más cortas de radiación electromagnética contienen más energía que las longitudes de onda más largas.

Por tanto, hay más energía en la luz azul que en la roja.

la luz existe en paquetes discretos llamados fotones. Cada fotón de luz tiene una longitud de onda y un nivel de energía característicos.

Las moléculas de pigmento absorben la energía de algunos de estos fotones. ¿Cómo?

los pigmentos fotosintéticos absorben la luz

Cuando un fotón golpea un objeto, el fotón puede ser absorbido, transmitido o reflejado. Una molécula de pigmento absorbe fotones de longitudes de onda particulares. Si un pigmento absorbe todas las longitudes de onda visibles, el pigmento aparece negro porque no se refleja ninguna longitud de onda de luz visible en el ojo. Si un pigmento absorbe muchas o la mayoría de las longitudes de onda en las partes azul y verde del espectro, pero transmite o refleja longitudes de onda más largas, aparece rojo.

Los diferentes pigmentos absorben diferentes longitudes de onda de luz

Hay dos clases principales de pigmentos en las hojas de las plantas: clorofilas y cartenoides.

denominadas clorofila ay clorofila b, absorben fuertemente en las regiones azul y roja del espectro visible. La presencia de clorofilas hace que las plantas luzcan verdes porque en su mayoría reflejan la luz verde, que no se absorbe bien.

absorben longitudes de onda en las partes azul y verde del espectro visible, por lo que los carotenoides aparecen en amarillo, naranja o rojo. Los carotenoides que se encuentran en las plantas pertenecen a dos clases llamadas carotenos y xantofilas.

Los pigmentos que absorben las longitudes de onda de violeta a azul y rojo son más eficaces para desencadenar la fotosíntesis en algas.

para la fotosíntesis, las longitudes de onda que impulsan las reacciones de captura de luz. Los datos de Engelmann indican que la luz violeta a azul y roja son las más efectivas para impulsar la fotosíntesis. Debido a que las clorofilas absorben estas longitudes de onda, este primer experimento mostró que las clorofilas son los principales pigmentos fotosintéticos.

Un espectro de absorción mide cómo la longitud de onda de los fotones influye en la cantidad de luz absorbida por un pigmento.

En el gráfico combinado, los picos indican longitudes de onda donde la absorbancia o la actividad fotosintética es alta; los valles indican longitudes de onda donde la absorbancia o la actividad fotosintética es baja.

¿Qué parte de un pigmento absorbe la luz?

la clorofila ay la clorofila b son similares en estructura. Ambos tienen dos partes fundamentales: una larga “cola” isoprenoide y una “cabeza” que consta de una gran estructura de anillo con un átomo de magnesio en el medio. La cola interactúa con proteínas incrustadas en la membrana tilacoide, la cabeza es donde se absorbe la luz.

La estructura del betacaroteno, que se muestra en la figura 10.8b, consiste en una cadena isoprenoide que conecta dos anillos que son responsables de absorber la luz. Este pigmento es el que le da a las zanahorias su color naranja. Una xantofila llamada zeaxantina, que le da a los granos de maíz su color amarillo brillante, es casi idéntica al B-caroteno, excepto que las estructuras del anillo en cada extremo de la molécula contienen un grupo hidroxilo (-OH).

las clorofilas son los principales pigmentos fotosintéticos, pero los carotenoides también absorben la luz.

Los carotenoides se denominan pigmentos accesorios porque absorben la luz y transmiten la energía a la clorofila. Estos pigmentos accesorios pueden extender el rango de longitudes de onda que impulsan la fotosíntesis al absorber algunos de los fotones que no son absorbidos fácilmente por la clorofila.

la función principal de los carotenoides es proteger el plan t

Para comprender por qué los carotenoides son protectores, recuerde que los fotones, especialmente los fotones de alta energía y longitud de onda corta en la parte ultravioleta del espectro electromagnético, contienen suficiente energía para eliminar los electrones de los átomos y crear radicales libres. Los radicales libres, a su vez, desencadenan reacciones que pueden alterar y degradar moléculas.

Los carotenoides "apagan" los radicales libres aceptando o estabilizando electrones no apareados. Como resultado, protegen las moléculas de clorofila del daño. Cuando no hay carotenoides, los radicales libres destruyen las moléculas de clorofila y se detiene la fotosíntesis. El hambre y la muerte siguen

Cuando se absorbe la luz, los electrones entran en un estado de excitación

Cuando una molécula de clorofila absorbe un fotón, la energía del fotón se transfiere a enlaces en la región de la cabeza n de la molécula de clorofila. En respuesta, un electrón se "excita" o sube a un estado de mayor energía.

En la clorofila, por ejemplo, la diferencia de energía entre el estado fundamental y el estado 1 es igual a la energía en un fotón rojo, mientras que la diferencia de energía entre el estado 0 y el estado 2 es igual a la energía en un fotón azul. Por tanto, la clorofila puede absorber fácilmente fotones rojos y fotones azules.

La clorofila no absorbe bien la luz verde, porque no hay un paso discreto (no hay diferencia en los estados de energía posibles para sus electrones) que corresponda a la cantidad de energía en un fotón verde.

Cuando los pigmentos de los cloroplastos absorben fotones, aproximadamente el 2 por ciento de los electrones excitados producen fluorescencia. El otro 98 por ciento de los pigmentos energizados utilizan sus electrones excitados para impulsar la fotosíntesis.

En la membrana tilacoide del cloroplasto, 200-300 moléculas de clorofila y pigmentos accesorios están organizados por proteínas asociadas para formar grandes complejos llamados fotosistemas. La mayoría de las moléculas de pigmento en los fotosistemas sirven como pigmentos de antena recolectores de luz que guían la energía hacia un centro de reacción central.

Cuando los pigmentos de la antena absorben fotones, la energía, pero no el electrón en sí, pasa a una molécula de pigmento cercana, donde otro electrón se excita en respuesta. Este fenómeno se conoce como transferencia de energía de resonancia.

transferencia de energía de resonancia

La transferencia de energía de resonancia solo es posible entre pigmentos que son capaces de absorber fotones de diferentes longitudes de onda, desde los que absorben fotones de mayor energía hasta los que absorben fotones de menor energía. Las proteínas organizan y ajustan el potencial de absorción de los pigmentos de la antena para que la energía de resonancia se mueva de manera eficiente entre los pigmentos, ya que la energía potencial cae en cada paso. Una vez que se transfiere la energía, el electrón excitado original vuelve a su estado fundamental. De esta manera, la energía se transfiere dentro del fotosistema de una manera que puede compararse con la transferencia de sonido entre diapasones o la emoción entre los fanáticos en un evento deportivo durante la "ola". Pero a diferencia de la onda del estadio, la mayor parte de esta energía de resonancia se dirige a una ubicación particular en un fotosistema, llamado centro de reacción.

Cuando un fotón o energía de resonancia de un pigmento de antena llega al centro de reacción, la energía es absorbida por una de las dos moléculas de clorofila especializadas (en conjunto, llamadas pares especiales). Cuando este pigmento se energiza, un electrón excitado se transfiere del par de pigmentos especial a un aceptor de electrones.A medida que el aceptor se reduce, su energía potencial aumenta. Este es un paso clave en la transformación de la energía luminosa: la energía electromagnética de la luz solar ahora se ha transformado en energía química.

Tenga en cuenta que en ausencia de luz, el aceptor de electrones no acepta electrones. Permanece en un estado oxidado porque la reacción redox que transfiere un electrón al aceptor de electrones es endergónica. Pero cuando la luz excita los electrones de la clorofila a un estado de alta energía, la reacción se vuelve exergónica. De esta forma, la energía de la luz transforma una reacción endergónica en una exergónica.

dos hipótesis del fotosistema

De acuerdo con la hipótesis de los dos fotosistemas, el efecto de mejora ocurre porque la fotosíntesis es mucho más eficiente cuando ambos fotosistemas operan juntos.

¿Cómo funciona el Photosystem II?

la acción a menudo comienza cuando una estructura accesoria móvil llamada complejo de captación de luz transmite energía de resonancia a un pigmento de antena dentro del fotosistema. A partir de ahí, la resonancia es transmitida por otros pigmentos de antena para transferir energía al par de pigmentos especiales en el centro de reacción. En este punto entra en juego otro tipo de molécula de pigmento llamada feofitina.

Estructuralmente, la feofitina es idéntica a la clorofila excepto que la feofitina carece de un átomo de magnesio en la región de la cabeza.

A diferencia de otros pigmentos, la feofitina no se excita con los fotones o la energía de resonancia; acepta electrones excitados del par especial de clorofilas del centro de reacción. La reacción redox entre la feofitina y los pigmentos de pares especiales es el paso clave para transformar la energía luminosa en energía química. Sin embargo, inmediatamente después de que un electrón excitado se transfiere a la feofitina, el pigmento de pares especiales del centro de reacción oxidado se convierte en un aceptor de electrones increíblemente fuerte. ¿Qué evita que el electrón sea retirado de la feofitina al parpigmento especial oxidado? La respuesta es que la molécula de aquinona transporta rápidamente el electrón desde el centro de reacción a una cadena de transporte de electrones (ETC).

Cuando la energía de un solo fotón excita un par especial de clorofila en el centro de reacción del fotosistema II, la feofitina acepta el electrón, se transfiere a una molécula de quinona (identificada como PQ) y luego se reduce en energía a lo largo de una cadena de transporte de electrones.

Tanto en estructura como en función, el ETC tilacoide es similar a los componentes del ETC mitocondrial (capítulo 9, sección 9.5). ● Estructuralmente, el fotosistema II y los ETC mitocondriales contienen quinonas y citocromos. ● Funcionalmente, las reacciones redox que ocurren en ambos ETC Como resultado, los protones se transportan activamente de un lado de una membrana interna al otro. La fuerza motriz del protón resultante impulsa la producción de ATP a través de la ATP sintasa.

Dos fotones excitan dos electrones para reducir una plastoquinona (PQ), que transporta los electrones del fotosistema 2 junto con los protones del estroma. El complejo de citocromo oxida la platoquinona, liberando los protones en la luz del tilacoide que impulsan la síntesis de ATP. Cuando la PQ se reduce al recoger dos electrones del fotosistema II, los transporta a través de la membrana hasta el lado de la luz del tilacoide y los entrega a moléculas con una redox más alta. potencial en el complejo de citocromo. De esta manera, PQ transporta electrones desde el fotosistema II al complejo citocromo de manera muy similar a como la ubiquinona transporta electrones entre los complejos I o II y el complejo III en las mitocondrias. De manera similar a la ubiquinona mitocondrial, la PQ también recoge protones cuando se reduce. estroma del cloroplasto. Después de ser oxidado por el citocromocomplejo, PQ cae los protones en la luz tilacoide. Los protones transportados por PQ dan como resultado una alta concentración de protones en la luz tilacoide. El pH en el tilacoide alcanza 5 mientras que el pH del estroma ronda 8. Debido a que la escala de pH es logarítmica (ver BioSkills 5), la diferencia de 3 unidades significa que la concentración de H + es 10 x 10 X 10 = 1000 veces mayor en el lumen que en el estroma. Además, el estroma se carga negativamente en relación con la luz del tilacoide. El efecto neto del transporte de electrones, entonces, es un gran gradiente electroquímico de protones. Este gradiente da como resultado una fuerza motriz de protones que, a su vez, impulsa al H + fuera de la luz del tilacoide y hacia el estroma. El flujo de protones por el gradiente electroquímico es un proceso exergónico que está acoplado a la síntesis endergónica de ATP a partir de ADP y Pi. La corriente de protones fluye a través de la ATP sintasa, provocando cambios conformacionales en la enzima que impulsa la producción de ATP.

Dado que la síntesis de ATP en los cloroplastos se inicia con la energía de la luz, se denomina fotofosforilación. Aunque la fotofosforilación es similar a la fosforilación oxidativa que ocurre en las mitocondrias de plantas y animales, existe una diferencia clave en cómo se usa este ATP. En las mitocondrias, el ATP se exporta y alimenta muchos procesos celulares diferentes. Sin embargo, en los cloroplastos, el ATP permanece dentro del orgánulo y se utiliza para la producción de carbohidratos.

el fotosistema II obtiene electrones oxidando el agua

Resulta que la energía luminosa recolectada por el fotosistema II es responsable de la división del agua. Cuando los electrones excitados se eliminan de los pigmentos del centro de reacción del fotosistema II, el potencial rédox de los pigmentos oxidados se vuelve tan fuerte que las enzimas pueden extraer electrones del agua y pasarlos a los pigmentos y liberan protones y oxígeno.

Los organismos fotosintéticos que oxidan el agua generarán oxígeno (O2) como subproducto y, por lo tanto, realizarán la fotosíntesis oxigenada ("productora de oxígeno").

Otros organismos que tienen un solo fotosistema no oxidan el agua y, por lo tanto, no producen 02. En cambio, estos organismos utilizan diferentes donantes de electrones, como el H2S en las bacterias de azufre púrpura, para realizar la fotosíntesis anoxigénica ("sin producción de oxígeno").

Las heliobacterias tienen un solo fotosistema que utiliza la energía de la luz solar para promover los electrones a un estado de alta energía. Pero en lugar de pasar a una cadena de transporte de electrones que bombea protones a través de una membrana, los electrones excitados de las heliobacterias se utilizan para reducir el NAD +. Cuando NAD + gana dos electrones y un protón, se produce NADH.

En las cianobacterias y los cloroplastos de eucariotas, un conjunto similar de reacciones de captura de luz reduce una versión fosforilada de NAD +, simbolizada por NADP +, para producir NADPH. Tanto el NADH como el NADPH funcionan como agentes reductores fuertes, es decir, debido a que se han reducido, se convierten en portadores de electrones que pueden transferirse fácilmente para reducir otras moléculas.

Cuando dos fotones excitan los pigmentos en el centro de reacción del fotosistema I, los electrones excitados abandonan las moléculas de clorofila y pasan a través de una serie de proteínas que contienen hierro-azufre hasta que son aceptados por la ferredoxina. En una reacción catalizada por enzimas, los dos electrones se transfieren de ferredoxina a NADP + para producir NADPH.

1) Los pigmentos de la antena absorben fotones y pasan la energía al centro de reacción del fotosistema I

2) Se excitan dos electrones (uno para cada fotón) en las moléculas de clorofila del centro de reacción.

3) Los pigmentos del centro de reacción se oxidan y los electrones excitados pasan a través de una serie de portadores dentro del fotosistema, luego a una molécula llamada ferredoxina y luego a la enzima llamada NADP + reductasa.

4) NADP + reductasa transfiere los dos electrones y un protón para reducir NADP + y formar NADPH.

Los electrones del fotosistema I se utilizan para producir NADPH, que es un agente reductor similar en función al NADH y FADH2 producidos por el ciclo del ácido cítrico.

Por el contrario, los electrones del fotosistema II se utilizan para producir una fuerza motriz de protones que impulsa la síntesis de ATP. El ATP y el poder reductor del NADPH se utilizarán en última instancia en la fabricación de azúcar.

En combinación, los fotosistemas I y II producen energía química almacenada en ATP y NADPH.

Phostosystems I y II trabajan juntos

El proceso comienza cuando los fotones excitan a los electrones en los pigmentos de atenna del fotosistema II. Cuando la energía de los electrones excitados se transfiere al centro de reacción, un par especial de moléculas de clorofila, llamado P680, pasa electrones excitados a la feofitina.

Los electrones se reducen gradualmente en energía potencial a través de reacciones redox entre una serie de quinonas y citocromos. Cada plastoquinona reducida (PQ) recoge protones del estroma y los transfiere a la luz después de ser oxidado por el complejo de citocromo. La ATP sintasa utiliza la fuerza motriz del protón resultante para fosforilar el ADP, creando ATP.

Cuando los electrones llegan al final del complejo de citocromo, pasan a una pequeña proteína difundible llamada plastocianina (PC). Cada PC reducido se difunde a través del lumen del tilacoide y dona un electrón a un pigmento del centro de reacción oxidado en el fotosistema 1.

La plastocianina es fundamental, ya que forma un vínculo físico entre el ETC después del fotosistema II y el fotosistema I.

El flujo de electrones entre los fotosistemas, por medio de la plastocianina, es importante porque reemplaza los electrones que son arrastrados por el color especial de los pigmentos en el centro de reacción del fotosistema I. Estos pares especiales de moléculas de clorofila se denominan P700.

Los electrones que fluyen hacia P700 finalmente se excitan y se transfieren a la proteína ferredoxina, que pasa electrones a la enzima que cataliza la reducción de NADP + a NADPH. Por cada O2 producido por el fotosistema II, se han transferido cuatro electrones a lo largo del esquema Z para formar dos moléculas de NADPH.

la fotosíntesis oxigénica y la evolución de la tierra

Dado que el ozono O3 se forma a partir del gas O2, una capa protectora de ozono podría haber surgido en nuestra atmósfera solo después de la evolución de la fotosíntesis ogigénica. Sin la capa de ozono, la superficie de la Tierra habría sido bombardeada continuamente por la abrasadora intensidad de la radiación ultravioleta, haciendo que la evolución de la vida en la tierra fuera casi imposible.

A medida que el oxígeno se hizo más abundante, florecieron las células bacterianas que desarrollaron la capacidad de utilizarlo como aceptor de elecrones a través de la respiración celular. El O2 es tan electronegativo que crea una enorme caída de energía potencial para las cadenas de transporte de electrones involucradas en la respiración celular. Como resultado, los organismos que usan O2 como aceptor de electrones en la respiración celular pueden producir ATP de manera más eficiente que los organismos que usan otros aceptores de electrones.

El CO2 entra en los tejidos que realizan la fotosíntesis

a través de estomas de poros especializados (estomas). Poros especializados bordeados por dos células de forma distintiva llamadas células de guarda.

Un estoma abierto permite que el CO2 de la atomosfera se difunda en el aire sin recubrimiento lleno espaciado dentro de la hoja y el exceso de O2 se difunda hacia afuera.

Finalmente, el CO2 se difunde a lo largo de un gradiente de concentración hacia los cloroplastos de las células fotosintetizadas. El ciclo de Calvin mantiene un fuerte gradiente de concentración que favorece la entrada de CO2 mediante el ciclo de Calvin, que consume constantemente el CO2 de los cloroplastos.

La fijación de carbono es la adición de átomos de carbono a partir del dióxido de carbono inorgánico a un compuesto orgánico. El proceso convierte el gas CO2 en una forma biológicamente útil.

Una vez que los átomos de carbono se agregan a un compuesto orgánico, pueden usarse como fuentes de energía y como bloques de construcción para construir las moléculas que se encuentran en las células.

La fijación de carbono es una reacción redox, el átomo de carbono en el CO2 se reduce uniéndolo a otro carbono.

El ciclo de Calvin fija el CO2

3PGA es el primer producto de la fijación de carbono.

El bisfosfato de ribulosa RuBP es el reactivo inicial.

Todos los organismos fotosinépticos que utilizan el ciclo de Calvin para fijar el carbono requieren la enzima fijadora de CO2 rubisco.

La enzima rubisco tiene aproximadamente forma de cubo y consta de 16 polipéptidos que forman ocho sitios activos donde se fija el CO2.

Algunas de estas subunidades polipeptídicas se encuentran en el cloroplasto, mientras que otras se fabrican en el citoplasma y luego se importan al orgánulo.

Se cree que la rubisco es la enzima más abundante en la tierra.

Rubisco catalizará la adición de O2 o CO2 a RuBP.

El oxígeno y el dióxido de carbono compiten en los sitios activos de las enzimas, lo que ralentiza la tasa de reducción de CO2.

Una de las moléculas producidas por la adición de oxígeno a RuBP, el 2-fosfoglicolato, se procesa en reacciones que requieren ATP y liberan CO2, regenerando 3PGA.

Parte de esta vía ocurre en los cloroplastos y parte ocurre en los peroxisomas y mitocondrias. La secuencia de reacción se asemeja a la respiración, porque consume oxígeno y produce dióxido de carbono.

Rubisco puede reaccionar con CO2 u O2

Debido a que la fotorrespiración requiere energía y libera CO2 fijo, "deshace" la fotosíntesis.

Cuando ocurre la fotorrespiración, la tasa general de fijación de CO2 disminuye. Sin embargo, esto no significa que la planta no se beneficie. Se sabe que algunos de los productos de la fotorrespiración están involucrados en la señalización y el desarrollo de las plantas.

En lugar de crear una molécula de tres carbonos como en el ciclo de Calvin, algunas especies de plantas pudieron fijar CO2 para producir cuatro moléculas de carbono.

Las plantas C4 actualmente fijan dióxido de carbono usando ambas vías. (a PEP carboxilasa en la vía c4 y a RuBP por rubsico.

La PEP carboxilasa es común en las células del mesófilo cerca de la superficie de las hojas, mientras que el rubisco se encuentra en las células de la vaina del haz que rodean el tejido vascular en el interior de la hoja. D

Las reacciones que producen azúcar a partir del dióxido de carbono.

dependen del ATP y NADPH producidos por las reacciones de captura de luz.

El ciclo de Calvin es un proceso de tres pasos

Las tres fases del ciclo de Calvin tienen lugar en el estroma de los cloroplastos.

Se muestra el número de reactivos y productos resultantes de tres turnos del ciclo. De las seis G3P que se generan durante la fase de reducción, una se utiliza en la síntesis de otras moléculas como glucosa, y las otras cinco se utilizan para regenerar RuBP. Las tres RuBP que se regeneran participan en reacciones de fijación para turnos adicionales del ciclo.

El ciclo de Calvin comienza cuando el CO2 reacciona con RuBP. Esta fase fija carbono y produce dos moléculas de 3PGA, que es un ácido orgánico fosforilado de tres carbonos.

el 3PGA se fosforila mediante ATP y luego se reduce aceptando electrones de NADPH a medida que se elimina el fosfato. El producto es el azúcar gliceraldehído-3-fosfato fosforilado de tres carbonos G3P. Parte del G3P que se sintetiza se extrae para producir otras moléculas orgánicas, como el azúcar de seis carbonos, glucosa.

El resto de G3P mantiene el ciclo en marcha sirviendo como sustrato para la tercera fase del ciclo: reacciones que utilizan ATP adicional en la regeneración de RuBP.

Una vuelta del ciclo de Calvin

fija una molécula de CO2.

Tres vueltas del ciclo fijan tres moléculas de CO2, produciendo una molécula de G3P y tres RuBP completamente regeneradas. De las seis G3P que se generan durante la fase de reducción, una se utiliza en la síntesis de otras moléculas, como la glucosa, y las otras cinco se utilizan para regenerar RuBP. Las tres RuBP que se regeneran participan en la reacción de fijación durante turnos adicionales del ciclo.

Cada mol de CO2 requiere la energía de 3 moles de ATP y 2 moles de NADPH para fijarlo y reducirlo a azúcar.

Regulación de la fotosíntesis

la presencia de luz desencadena la producción de proteínas necesarias para la fotosíntesis.

Cuando los suministros de azúcar son altos, se inhibe la producción de proteínas necesarias para la fotosíntesis, pero se estimula la producción de proteínas necesarias para procesar y almacenar azúcares.

La rubisco es activada por moléculas reguladoras que se producen cuando hay luz disponible, pero se inhibe en condiciones de baja disponibilidad de CO2 cuando se favorece la fotorrespiración.

¿Qué pasa con el azúcar que se produce mediante la fotosíntesis?

Los productos del ciclo de Calvin entran en una de varias vías de reacción que dan como resultado la producción de cada molécula orgánica en el organismo fotosintético. La más importante de estas secuencias de reacción usa G3P para producir el monosacárido glucosa, un proceso llamado gluconeogénesis.

Esta glucosa a menudo se combina con fructosa, que también se produce a partir de G3P, para formar la sacarosa disacárido.

Cuando la fotosíntesis se realiza lentamente, casi todo el G3P que se produce se utiliza para producir sacarosa. La sacarosa es soluble en agua y se transporta fácilmente a otras partes de la planta. Si se administra sacarosa a partes de la planta que crecen rápidamente, se descompone para alimentar la respiración y el crecimiento celular.

Una vía alternativa ocurre cuando la fotosíntesis avanza rápidamente y la sacarosa es abundante. En estas condiciones, las moléculas de glucosa se polimerizan para formar almidón, que se almacena en las células de hojas y raíces. La producción de almidón se produce dentro del cloroplasto. La síntesis de sacarosa tiene lugar en el citosol.

El almidón actúa como un producto de almacenamiento temporal de azúcar.

En las células fotosintetizadas, el almidón actúa como un producto de almacenamiento temporal de azúcar. Por la noche, el almidón que se almacena en las células de las hojas se reduce a moléculas de glucosa. Luego, la glucosa se introduce en la respiración celular o se usa para fabricar sacarosa para su transporte a otras partes de la planta. De esta manera, los cloroplastos proporcionan azúcares a las células de la planta durante el día y la noche.

Prácticamente cada carbono presente en las moléculas orgánicas y la energía almacenada dentro de sus enlaces se remonta a la fotosíntesis.

La fotosíntesis es la base de la vida.

Recuerde que la estructura de esta membrana consiste en una bicapa de fosfolípidos tachonada con proteínas de membrana. Estas proteínas son integrales, es decir, incrustadas en la bicapa, o periféricas, es decir, adheridas a una superficie. Algunas proteínas de membrana regulan el transporte de sustancias como parte de la función principal de la membrana plasmática: crear un entorno en el interior de la célula que sea diferente de las condiciones externas.

Sin embargo, la membrana plasmática no existe aisladamente. Muchas proteínas de membrana se unen a elementos citoesqueléticos en la superficie interior de la bicapa o a una serie compleja de estructuras extracelulares, incluidas las que están unidas a las membranas de las células vecinas.

La estructura y función de la capa extracelular.

La mayoría de las células secretan productos que se ensamblan en una capa o pared justo más allá de la membrana. El material extracelular ayuda a definir la forma de las células y lo une a otras células o actúa como primera línea de defensa contra el mundo exterior.

La estructura de las paredes celulares que rodean a las células procariotas es notablemente diferente entre bacterias y arqueas.

En las bacterias, las paredes celulares consisten principalmente en pilímeros del polisacárido peptidoglicano que están conectados entre sí por enlaces peptídicos.

Las arqueas no comparten ninguna característica unificadora en sus paredes celulares, aparte de la ausencia de peptidoglicano.A menudo, las paredes celulares de estos organismos se forman como una densa capa de proteínas en la superficie de la célula llamada capa S.

Prácticamente todos los tipos de capas extracelulares en eucariotas, desde las paredes celulares de algas, hongos y plantas hasta el material extracelular que rodea a la mayoría de las células animales, tienen la misma organización fundamental.

Son compuestos de fibra: consisten en un netowkr reticulado de filamentos largos incrustados en un material circundante rígido llamado sustancia fundamental.

Las varillas y filamentos en un compuesto de fibra son extremadamente efectivos para resistir el estiramiento y las fuerzas de tensión o tensión. Los filamentos en el material extracelular de la mayoría de las células son funcionalmente similares a las varillas de acero en el hormigón armado, resisten ser tirados o empujados a lo largo.

La sustancia del suelo rígido es eficaz para resistir las fuerzas de presión, llamadas compresión. El hormigón realiza esta función en las carreteras, y una mezcla de polisacáridos formadora de gel juega el mismo papel en el material extracelular.

Prácticamente todas las células vegetales están rodeadas por una pared celular, un compuesto de fibras que es la base de las principales industrias.

cuando las células vegetales se forman por primera vez, secretan un compuesto de fibra inicial llamado pared celular primaria

el componente fibroso de la pared celular primaria consiste en hebras largas del polisacárido celulosa. Estas hebras se agrupan en estructuras robustas denominadas microfibrillas, que se entrecruzan mediante enlaces de hidrógeno a otros filamentos de polisacáridos. Las microfibrillas se sintetizan directamente en el espacio extracelular por un complejo de enzimas en la membrana plasmática, donde forman una red entrecruzada.

Los espacios entre las microfibrillas están llenos de polisacáridos gelatinosos como las pectinas, las moléculas que se utilizan para espesar mermeladas y jaleas. Debido a que estos polisacáridos son hidrófilos, atraen grandes cantidades de agua, manteniendo la pared celular húmeda. Los componentes gelatinosos de la pared celular se sintetizan en el retículo endoplásmico rugoso (RE) y el aparato de Golgi y se secretan al espacio extracelular.

La pared celular primaria ayuda a dar forma a una célula vegetal. En condiciones normales, las concentraciones de solutos son más altas dentro de la célula que en el exterior, lo que hace que el agua ingrese a la célula a través de la ósmosis. El agua entrante aumenta el volumen de las células, empujando la membrana plasmática contra la pared. La fuerza ejercida por la celda contra la pared se conoce como presión de turgencia.

Aunque las células vegetales ejercen una presión de turgencia a lo largo de su vida, es particularmente importante en las células jóvenes que están creciendo activamente. Las células de las plantas jóvenes secretan proteínas llamadas expansinas en su pared celular. Las expansinas rompen los enlaces de hidrógeno que entrecruzan las microfibrillas con otros polímeros en la pared, aflojando la estructura y permitiendo que las microfibrillas se deslicen unas sobre otras. La presión de turgencia obliga a la pared a alargarse y expandirse, lo que permite el crecimiento celular.

A medida que las células vegetales maduran y dejan de crecer, pueden secretar una capa adicional de material, una pared celular secundaria, entre la membrana plasmática y la pared celular primaria.

La composición de la pared celular secundaria varía de una célula a otra en la planta y se correlaciona con la función de cada célula. Las células de la superficie de una hoja tienen una pared celular secundaria que contiene ceras que forman un revestimiento impermeable.

En las células que forman la madera, la pared celular secundaria también contiene lignina, un polímero complejo que forma una red excepcionalmente rígida. Las gruesas paredes celulares secundarias de celulosa y lignina ayudan a las plantas leñosas a resistir las fuerzas de la gravedad y el viento.

La mayoría de las células animales secretan un compuesto de fibras llamado matriz extracelular, o simplemente ECM. Al igual que los materiales extracelulares que se encuentran en otros organismos, el ECM proporciona soporte estructural.

La organización de ECM sigue los mismos principios observados en las paredes celulares de algas, hongos y plantas. Sin embargo, hay una diferencia clave: la MEC animal contiene mucha más proteína en relación con los carbohidratos que la pared celular.

El componente fibroso de la ECM animal está dominado por glicoproteínas llamadas colágeno. Aproximadamente un cuarto a un tercio de toda la proteína en su cuerpo es colágeno.

La matriz extracelular de los animales es un compuesto de fibras.

aunque en la MEC se encuentran varios tipos de proteínas fibrosas, la más abundante es el colágeno. Después de que el colágeno es secretado por la célula, las proteínas de triple hélice pueden ensamblarse en fibrillas e incluso cables más grandes como fibras

Los espacios entre los collagnes están llenos de una sustancia fundamental que consiste en proteoglicanos. Cada proteoglicano individual consta de una proteína central unida a muchos polisacáridos. En algunos tejidos, los proteoglicanos se ensamblan en complejos aún más grandes.

La mayoría de las proteínas ECM se sintetizan en el RE rugoso, se procesan en el aparato de Golgi y se secretan desde la célula mediante exocitosis. Después de la secreción, las proteínas individuales pueden ensamblarse en grandes estructuras. Por ejemplo, los grupos de triple hélice de colágeno pueden fusionarse para formar fibrillas de colágeno, y los haces de fibrillas pueden unirse para formar complejos fibrosos aún más grandes.

Sustancia fundamental del ECM

La sustancia fundamental que rodea el colágeno y otros componentes fibrosos de la EMC contiene proteínas formadoras de gel altamente glicosiladas llamadas proteoglicanos. Además, los proteoglicanos secretados pueden unirse a polisacáridos largos sintetizados por enzimas celulares en el espacio extracelular. Los enormes complejos resultantes, como el que se muestra en la foto, son responsables de la consistencia del cartílago como el caucho.

La composición del ECM varía entre los tipos de tejido.

el ECM que rodea los pulmones contiene grandes cantidades de una proteína similar al caucho llamada elastina, que permite que el ECM se expanda y contraiga cuando usted respira. La estructura de un tejido ECM se correlaciona con la función del tejido.

Las proteínas ECM apoyan la estructura celular a través de su adhesión a la superficie celular.

proteínas de membrana llamadas integrinas se unen a proteínas extracelulares de reticulación, incluidas las lamininas, que a su vez se unen a otros componentes de la ECM

Las porciones intracelulares de las integrinas se unen a proteínas que están conectadas al citoesqueleto, uniendo efectivamente el citoesqueleto y la ECM. Este vínculo es fundamental. Además de mantener las células individuales en su lugar, ayuda a que las células adyacentes se adhieran entre sí a través de su conexión común al ECM.

Las vías de señalización monitorean el vínculo entre el citoesqueleto y el ECM

Las células monitorean el enlace citoesqueleto-ECM a través de vías de señalización. Cuando las integrinas se unen al ECM, transmiten señales que informan a la célula que está en el lugar correcto y debidamente anclada. Si este enlace se rompe, las señales no se transmiten y las células normalmente mueren como resultado.

Los materiales y estructuras que unen a las células son particularmente importantes en los epitelios, tejidos que forman superficies externas e internas. Los epitelios funcionan como barreras entre los entornos externos e internos de plantas y animales. En los animales, los epitlia también sirven como guardianes que regulan el transporte de sustancias, como la absorción de agua y nutrientes a través del epitelio de los intestinos.

Las estructuras adhesivas que mantienen unidas a las células varían entre los organismos.

Adjuntos indirectos de celda a celda

El espacio extracelular entre las paredes de las células vegetales adyacentes forma un sándwich en el centro, la laminilla media, que está formada principalmente por pectinas gelatinosas. Debido a que la laminilla es continua con las paredes celulares primarias de las celdas adyacentes, sirve para pegarlas. Las dos paredes celulares son como rebanadas de pan y la laminilla del medio es como una capa de mantequilla de maní. Si las enzimas degradan la laminilla media, como ocurre cuando los pétalos de las flores y las hojas se desprenden y caen, las células adyacentes se separan.

En los animales, las integrinas de las membranas plasmáticas de las células formarán conexiones entre sus estructuras citoesqueléticas y la matriz extracelular. Al interactuar con la misma red de componentes ECM, múltiples células tanto dentro como entre diferentes tejidos a través del ECM son particularmente importantes para reforzar estas interacciones.

Adjuntos directos de celda a celda

En contraste con tales conexiones intercelulares indirectas, en los animales, donde las paredes celulares no existen, una variedad de proteínas de membrana permiten la unión directa de célula a célula en el epitelio y otros tejidos.

Las uniones estrechas forman sellos impermeables. Uniones estrechas es una unión de célula a célula compuesta de proteínas especializadas en las membranas plasmáticas de las células animales adyacentes. Como indica el dibujo de la Figura 11.8b, se forman cadenas largas de estas proteínas en la superficie de una célula y se unen a las mismas proteínas en las células adyacentes. Las estrechas interacciones entre estas proteínas acercarán mucho las membranas de las dos células. La estructura resultante se asemeja a una colcha, donde las proteínas "cosen" las membranas de dos células. En las celdas, la estructura forma un sello hermético que evita que las soluciones fluyan a través del espacio entre dos celdas.

Fuerte unión de célula a célula, particularmente común en células epiteliales animales y en ciertas células musculares. En su estructura y función, los desmosomas son análogos a los remaches que mantienen unidas las piezas de chapa.

Los desmosomas comprenden proteínas de unión y proteínas de anclaje citosólico. Las proteínas de enlace atraviesan la membrana y conectan directamente las células adyacentes y sus proteínas de anclaje ubicadas en las caras internas de cada membrana celular. Los filamentos intermedios del citoesqueleto ayudan a reforzar los desmosomas uniéndose a las proteínas de anclaje intracelular. De esta manera, los desmosomas ayudan a formar un sistema de soporte estructural continuo entre todas las células del tejido.

adherirse a otras células del mismo tipo de tejido

Tanto en plantas como en animales, las conexiones directas entre las células del mismo tejido ayudan a que las células funcionen de manera coordinada. Una forma de lograr esto es tener canales en las membranas de las células adyacentes, lo que permite que las células se comuniquen mediante la difusión de iones citosólicos y pequeñas moléculas de una célula a otra.

Los iones y las moléculas pequeñas son solo dos de las muchas formas diferentes de señales que transmiten información entre las células. La forma en que las células responden a este intercambio de información depende del tipo de célula y del tipo de señal, pero existen dos mecanismos generales

1) Las señales pueden regular la expresión génica, alterando qué proteínas se producen y cuáles no.

2) las señales pueden activar o inactivar determinadas proteínas que ya existen en la célula, a menudo las implicadas en el metabolsim, el transporte de membrana, la secreción y el citoesqueleto.

Las uniones Gap conectan células animales a través de canales de proteínas

En muchos tejidos animales, las estructuras llamadas uniones gap conectan las células adyacentes. En una unión gap, las proteínas especializadas se ensamblan en las membranas de las células adyacentes, creando canales interconectados que permiten que el agua, los iones y las moléculas pequeñas como los aminoácidos, los azúcares y los nucleótidos se muevan entre las células.

Las uniones Gap son portales de comunicación. Pueden ayudar a las células adyacentes a coordinar sus actividades al permitir el paso rápido de iones reguladores o moléculas pequeñas. En las células musculares de su corazón, por ejemplo, un flujo de iones a través de la unión gap actúa como una señal que coordina las contracciones.

Plasmodesmata conecta células vegetales a través de canales revestidos de membrana

En las plantas, los espacios a través de las paredes celulares permiten conexiones directas entre el citoplasma de las células adyacentes. En estas conexiones, llamadas plasmodesmos, la membrana plasmática y el citoplasma de las dos células son continuos. La extensión tubular del ER suave pasa a través de estos canales revestidos de membrana.

Al igual que las uniones gap, los plasmodesmos son portales de comunicación a través de las membranas plasmáticas. En las plantas, la membrana plasmática separa la mayoría de los tejidos en dos corredores independientes.

1) el symplast que es una red continua de citoplasma conectado por plasmodesmata

2) el apoplasto que es la región fuera de la membrana plasmática. El apoplasto consta de paredes celulares, laminillas media y espacios de aire. Las pequeñas molecuelas pueden moverse a través de los tejidos vegetales en cualquiera de estos compartimentos sin ni siquiera cruzar una membrana.

Señalización de célula a célula en organismos multicelulares

Los biólogos han clasificado muchos tipos de moléculas de señalización que mantienen en contacto los tejidos distantes. Uno, tipo, neurotransmisores, puede abrir o cerrar canales iónicos en la membrana plasmática de células distantes, cambiando las propiedades eléctricas de la membrana. Este tipo de señal es responsable de la transmisión de información a través del sistema nervioso, lo que le permite al cerebro controlar los movimientos del resto de su cuerpo.

Las hormonas son moléculas portadoras de información secretadas por células vegetales y animales en los fluidos corporales y que actúan sobre células diana distantes. Las hormonas suelen ser moléculas pequeñas e incluyen ciertos péptidos, esteroides e incluso gases. Aunque las hormonas suelen estar presentes en concentraciones mínimas, tienen un gran impacto en la actividad de las células diana.

Las hormonas y otros tipos de moléculas de señalización de célula a célula transmiten su mensaje al unirse a moléculas receptoras. La característica clave de esta interacción es que cambia la forma o conformación del receptor. Un receptor de señal, entonces, es una proteína que cambia su forma y actividad después de unirse a una molécula de señalización. Este cambio de forma es la forma en que se transmite un mensaje de la molécula de señalización a su receptor.

La mayoría de las moléculas de señalización solubles en lípidos pueden difundirse a través de la región hidrófoba de la membrana y entrar en el citosol de sus células diana. Los receptores de estas moléculas existen dentro de la célula.

Las moléculas de señalización grandes o hidrófilas son insolubles en lípidos y la mayoría no pueden atravesar la membrana plasmática. Para afectar a una célula objetivo, deben reconocerse en la superficie de la célula. Sus receptores suelen estar ubicados en la membrana plasmática.

Los receptores son dinámicos. La cantidad de receptores en una célula en particular puede disminuir si la estimulación hormonal ocurre en niveles altos durante un tiempo prolongado. La capacidad de un receptor para unirse estrechamente a una molécula de señalización también puede disminuir en respuesta a una estimulación intensiva. Como resultado, la sensibilidad de una célula a una hormona en particular puede cambiar con el tiempo.

Los receptores se pueden bloquear. Se utilizan muchos fármacos para bloquear la interacción entre las hormonas y sus receptores. Por ejemplo, ciertos fármacos betabloqueantes evitarán que la adrenalina se una a su receptor en las células del corazón.

Una vez que una celda recibe una señal, tiene que procesar la señal para iniciar una respuesta. Este paso ocurre de una de dos maneras dependiendo de si los receptores están ubicados en el citosol o en la superficie de la membrana.

Procesamiento de moléculas de señalización solubles en lípidos

Las hormonas estereoides como los estrógenos y el cortisol son ejemplos de moléculas de señalización solubles en lípidos. Debido a que son hidrófobas, la mayoría de las moléculas de señalización solubles en lípidos deben ser transportadas a través del torrente sanguíneo por proteínas hidrófilas. Después de llegar a las células diana, estas moléculas de señalización se liberan de las proteínas transportadoras, se difunden a través de la membrana plasmática y entran en el citosol. A menudo, se forma un complejo de receptores de hormonas en el citosol y luego se transporta al núcleo, donde desencadena cambios en la expresión génica. Alterando la expresión de genes, la célula produce diferentes proteínas que afectarán directamente la función o forma de la célula.

Procesamiento de moléculas de señalización insolubles en lípidos

Las hormonas que no pueden difundirse a través de la membrana plasmática y entrar en el citosol no participan directamente en las actividades intracelulares, como la expresión del gen changin. En cambio, la señal que llega a la superficie de la célula tiene que producir una señal intracelular, el paso de procesamiento es indirecto.

Cuando una molécula de señalización se une a la superficie celular, desencadena la transducción de señales, la conversión de una señal de una forma a otra. Se produce una serie larga y, a menudo, compleja de eventos, denominados colectivamente vía de transducción de señales.

vías de transducción de señales

En una célula, la transducción de señales convierte una señal extracelular en una señal intracelular.

Cuando una hormona llega a la superficie celular, el mensaje que transmite puede amplificarse a medida que la señal cambia de forma. Un mayor número de señales intracelulares también hace posible que las hormonas afecten a diferentes moléculas de la célula.

En las células, la transducción de señales comienza en la amplificación de la membrana plasmática y la diversificación de la señal tiene lugar dentro de la célula. Esto puede ocurrir de diversas formas, dependiendo del mecanismo de transducción de señales. En general, la llegada de una sola molécula de señalización da como resultado una señal secundaria que involucra muchos iones o moléculas que pueden afectar varias actividades celulares diferentes.

Por ejemplo, cuando las células del hígado son estimuladas por la adrenalina para liberar glucosa al torrente sanguíneo, la señal se amplifica mediante la producción de numerosas moléculas pequeñas llamadas segundos mensajeros. Luego, la señal se diversifica para activar las enzimas que descomponen el glucógeno en glucosa, inhiben las enzimas que sintetizan el glucógeno y producen nuevas enzimas que producen glucosa.

Dos tipos principales de sistemas de transducción de señales que se distinguen en función de cómo se inician.

1) Los receptores acoplados a proteína G inician la producción de segundos mensajeros intracelulares, que luego amplifican y diversifican la señal.

2) Los receptores ligados a enzimas activan una serie de proteínas dentro de la célula, mediante la adición de grupos fosfato. El número y tipo de proteínas activadas conducen a la amplificación y diversificación de la señal.

Transducción de señales a través de receptores acoplados a proteína G

Muchos receptores de señales atraviesan la membrana plasmática y están estrechamente asociados con proteínas periféricas dentro de la célula llamadas Proteínas G. Cuando las proteínas G son activadas por un receptor de señal, a menudo desencadenan un paso clave en la transducción de señales: la producción de un segundo mensajero, una pequeña molécula de señalización no proteica o ión que provoca una respuesta intracelular al primer mensajero.

Las proteínas G vinculan la recepción de una señal extracelular a la producción de una señal intracelular.

obtuvo su nombre porque su actividad está regulada por el tipo de nucleótido al que están unidos:

trifosfato de guanosina (GTP)

difosfato de guanosina (GDP)

Las proteínas G se activan cuando se unen a GTP y se inactivan cuando se elimina un grupo fosfato (carga negativa) de GTP para formar GDP.

La proteína G permanecerá inactiva hasta que el GDP sea reemplazado por un nuevo GTP.

GTP es un trifosfato de nucleósido que es similar en estructura al trifosfato de adenosina (ATP)

Los trifosfatos de nucleósidos tienen un alto potencial de energía porque sus tres grupos fosfato tienen cuatro cargas negativas muy juntas.

Cuando el GTP se une a una proteína G, la adición de cargas negativas altera la forma de las proteínas. Los cambios de forma producen cambios en la actividad.

¿Cómo funcionan los receptores acoplados a proteína G?

PASO 1: Llega una molécula de señalización y se une a un receptor en la membrana plasmática. El receptor es una proteína transmembrana cuya porción intracelular está acoplada a una proteína G compuesta por múltiples subunidades. La proteína G está anclada por una cola lipídica al lado citosólico de las membranas celulares. El ancla lipídica permite que la proteína G se difunda lateralmente en la membrana.

PASO 2: En respuesta a la unión de la molécula de señalización, el receptor cambia de forma y activa su proteína G. Específicamente, el receptor expulsa el GDP de la proteína G inactiva, permitiendo que GTP se una a la proteína. Cuando se une GTP, la proteína G cambiará de forma radicalmente: la subunidad de unión activa de GTP se escinde.

PASO 3: La subunidad de la proteína G activa interactúa con una enzima cercana que está incrustada en la membrana plasmática. Esta interacción estimula la enzima para catalizar la producción de un segundo mensajero.

Los segundos mensajeros son eficaces porque son pequeños y, por tanto, pueden difundirse rápidamente para difundir la señal por toda la célula. Además, se pueden producir rápidamente en grandes cantidades. Esta característica es importante. Debido a que la llegada de una sola molécula de señalización puede estimular la producción de muchos segundos mensajeros, el evento de transducción de señales amplifica la señal original.

Varios tipos de iones y moléculas pequeñas actúan como segundos mensajeros en las células.

Varios segundos mensajeros activan las proteínas quinasas, enzimas que activan o inactivan otras proteínas al agregarles un grupo fosfato.

Los segundos mensajeros no están restringidos a un solo rol, el mismo segundo mensajero puede iniciar eventos dramáticamente diferentes en la misma célula o en diferentes tipos de células que reciben la misma molécula de señalización.

Más de un tipo de segundo mensajero puede estar involucrado en el desencadenamiento de una respuesta celular a la misma molécula de señalización extracelular.

Transducción de señales a través de receptores enlazados a enzimas a través de RTK de tirosina quinasas de receptor

Los receptores ligados a enzimas transducen señales hormonales catalizando directamente una reacción dentro de la célula.

PASO 1: Una hormona se une a dos subunidades de un RTK y las une para formar un dímero.

PASO 2: El cambio conformacional en el RTK activa su actividad catalítica, lo que permite que el RTK se fosforile en los residuos de tirosina usando ATP dentro de la célula.

PASO 3: Paso 3 Las proteínas dentro de la célula se unen al RTK fosforilado, formando un puente entre el receptor y una proteína de membrana periférica anclada a lípidos llamada Ras, que es una proteína G de una sola subunidad. La formación de puentes activa Ras al hacer que intercambie su PIB ligado por un GTP.

PASO 4: Cuando se activa Ras, desencadena la fosforilación y activación de una proteína quinasa.

PASO 5: La quinasa activada por Ras cataliza la fosforilación y activación de una segunda quinasa, que luego fosforila y activa una tercera quinasa. La tercera quinasa desencadena la respuesta celular mediante la fosforilación de proteínas adicionales.

La secuencia de modificaciones de proteínas que culmina en una respuesta celular.

Dado que estas cascadas a menudo son iniciadas por mitógenos que señalan moléculas que activan la división celular, las tres quinasas enumeradas en la figura 11.16 se denominan proteína quinasas activadas por mitógenos (MAPK).

Aunque el cambio en la conformación de MAPK después de que se fosforila es muy sutil, tiene un efecto dramático en la actividad catalítica de MAPK.

En general, las señales intracelulares iniciadas por receptores acoplados a proteína G dan como resultado la producción de segundos mensajeros, mientras que los receptores ligados a enzimas, como los RTK, impulsan cascadas de fosforilación. Aunque a veces ocurre lo contrario.

Un evento de transducción de señal tiene dos resultados

1) Convierte un mensaje extracelular en un mensaje intracelular,

2) en algunos casos amplifica y diversifica el mensaje original para provocar una respuesta amplia y multifacética en la célula.

Recuerde que cuando las células adyacentes comparten información a través de huecos celulares, pueden ocurrir dos categorías generales de respuesta: un cambio en la expresión génica o un cambio en la actividad de las proteínas que ya existen en la célula. Lo mismo es válido para las respuestas a los mensajes transmitidos por los molecuels de señalización.

Las células tienen sistemas integrados para apagar las señales intracelulares. Aunque se pueden utilizar muchos mecanismos diferentes, la mayoría de los sistemas de transducción de señales son exquisitamente sensibles a pequeños cambios en la concentración de moléculas de señalización o en el número y actividad de los receptores de señales. Como resultado, desencadenan una respuesta rápida y se pueden apagar rápidamente.

Por ejemplo, una vez que una proteína G activada enciende una enzima aguas abajo, la proteína G hidroliza el GTP unido a GDP y Pi. Esta reacción cambia la conformación de las proteínas G y devuelve la proteína a su estado inactivo. Se detiene la activación de su objetivo aguas abajo y cesa la producción del segundo mensajero. Para producir una alta concentración de segundos mensajeros, el receptor de señal debe reactivar continuamente el conjunto de proteínas G inactivas para que el proceso continúe. De lo contrario, el sistema de transducción de señales se apaga rápidamente.

Las cascadas de fosforilación también son sensibles a la presencia continua de moléculas de señalización externas. Si termina la estimulación de un receptor tirosina quinasa, las enzimas llamadas fosfatasas eliminarán los grupos fosfato de los componentes de la cascada de fosforilación, haciendo que cese la transducción digna.

La presencia de segundos mensajeros en el citosol también es de corta duración. Por ejemplo, las bombas en la membrana del RE liso devuelven los iones de calcio citosólico al almacenamiento en la luz del RE, y las enzimas llamadas fosfodiesterasas convierten el cAMP y el cGMP activos (véase el cuadro 11.1) en AMP y GMP inactivos, respectivamente. Si se detiene la producción de segundos mensajeros, se eliminan rápidamente del citosol y se detiene la transducción de señales.

Para apreciar lo que sucede cuando un sistema de transducción de señales no se apaga correctamente, regresemos a la cascada de fosforilación ilustrada en la figura 11.16. Recuerde que Ras está activo cuando está vinculado a GTP, pero se desactiva cuando hidroliza GTP a GDP y Pi. Sin embargo, si esta actividad de hidrólisis fuera defectuosa, Ras permanecería activo y continuaría estimulando la cascada incluso cuando la señal externa ya no esté presente.

Un factor ambiental que es monitoreado de cerca por las poblaciones de organismos unicelulares es la densidad de la población. El uso de vías de señalización para responder a la densidad de población en microbios procariotas y eucariotas se conoce como detección de guorum. El nombre se inspiró en la observación de que las células de la misma especie pueden sufrir cambios drásticos en la actividad cuando su número alcanza un umbral o quórum. La detección de quórum se basa en moléculas de señalización que son secretadas por las células y se difunden por el medio ambiente. La respuesta a estas moléculas depende de la especie. En las bacterias, la detección de quórum se utiliza a menudo para ayudar a pegar una comunidad de microbios a una superficie en una biopelícula (cap. 2_6, sección 26.1), como la placa que se forma en los dientes. La detección de quórum también participa en la emisión de luz (bioluminiscencia) de ciertas bacterias. Por ejemplo, especies bacterianas como Vibrio Fischeri se cultivan activamente en los órganos de luz del calamar bobtail después de alcanzar una cierta densidad, expresan enzimas que catalizan una reacción productora de luz (ver el capítulo 18 Estudio de caso). La detección de quórum permite que los organismos unicelulares se comuniquen y coordinen sus actividades. Cuando ocurre, estas células adquieren algunas de las características de los organismos multicelulares. Por ejemplo, la detección de quórum a través de un receptor acoplado a proteína G hace que las células de vida libre (amebas) del moho del limo Dictyostelium se agreguen en montículos multicelulares (Figura 11.18). Sorprendentemente, el cuerpo parecido a una babosa que se forma a partir de uno de estos agregados puede arrastrarse por una superficie y eventualmente organizarse en un cuerpo fructífero que libera esporas al aire.

división de células preexistentes

Los primeros estudios revelaron dos formas fundamentalmente diferentes en las que los núcleos se dividen antes de la división celular: la meiosis y la mitosis.

En los animales, la meiosis conduce a la producción de espermatozoides y óvulos, que son las células reproductoras masculinas y femeninas denominadas gametos.

La mitosis conduce a la producción de todos los demás tipos de células denominadas células somáticas.

La mitosis y la meiosis suelen ir acompañadas de citocinesis, la división del citoplasma en dos células distintas. Cuando se completa la citocinesis, una de las llamadas células madre ha dado lugar a dos células hijas.

Los pasos básicos en la replicación celular.

3) dividir el citoplasma para crear dos células completas.

Consiste en una única doble hélice de ADN larga que se envuelve alrededor de proteínas llamadas histonas, de una manera muy organizada.

Una región de ADN en un cromosoma que codifica una proteína particular o ARN de ácido ribonucleico

Cada cromosoma se replica. A medida que comienza la mitosis, los cromosomas se condensan en estructuras compactas que se pueden mover alrededor de la célula de manera eficiente. Luego, se distribuye una copia de cada cromosoma a cada una de las dos células hijas.

Las dos cromátidas están unidas en toda su longitud por proteínas llamadas cohesinas. Sin embargo, una vez que comienza la mitosis, estas conexiones se eliminan, excepto las que se encuentran en una región especializada del cromosoma llamada centrómero.

cada una de las copias de ADN de doble hebra en un cromosoma replicado

copias de cromátidas que permanecen adheridas en su centrómero

Las células alternan entre la fase M y la interfase

Fase M: ocurre cuando las células están en proceso de separar sus cromosomas.

Interfase: el resto del tiempo cuando la celda no está en la fase M. Los cromosomas se desenrollan en las estructuras extremadamente largas y delgadas que se muestran en la Figura 12.1 y más largas aparecen como hilos individuales. La célula está creciendo y preparándose para dividirse o cumpliendo su función especializada en un individuo multicelular. Las células pasan la mayor parte de su tiempo en interfase.

interfase que consta de fases G1, S y G2

En los organismos multicelulares, las células desempeñan sus funciones funcionales principalmente durante la fase G1. G1 es también el período en el que la célula "decide" comenzar la replicación y las transiciones a la fase S.

Antes de que pueda tener lugar la mitosis, una célula usa la fase G2 para prepararse para la fase M. El tiempo que pasan tanto en G1 como en G2 permite que la célula crezca y se replique orgánulos para que pueda dividirse en dos células que pueden funcionar normalmente.

La fase M generalmente consta de dos eventos distintos: la división del núcleo y la división del citoplasma. La mitosis divide los cromosomas replicados para formar dos núcleos hijos con cromosomas y genes idénticos. La citokensis generalmente sigue a la mitosis y divide el citoplasma de la célula madre para formar dos células hijas.

los cromosomas se replican durante la fase S, y luego la célula entra en la fase G2. Durante la fase M, los cromosomas replicados se dividen en las dos células hijas. Cada célula doble contiene el mismo número de cromosomas que tenía la célula madre.

consisten en ADN envuelto alrededor de proteínas histonas globulares. Este complejo de ADN histona se llama cromatina.

Durante la interfase, la cromatina de cada cromosoma está en un estado relajado o menos condensado.

la célula contiene cromosomas replicados antes de la mitosis. Cada cromosoma ahora consta de dos cromátidas hermanas. Cada cromátida contiene una doble hélice de ADN larga y las cromátidas hermanas representan copias exactas de la misma información genética.

La mitosis comienza cuando la cromatina se condensa para formar una estructura mucho más compacta.

Durante la mitosis, las dos cromátidas hermanas se separan para formar cromosomas hijos independientes. Una copia de cada cromosoma va a cada una de las dos células hijas.

Los biólogos han identificado cinco subfases dentro de la mitosis basándose en eventos distintivos que ocurren: profase, prometafase, metafase, anafase y telofase.

La mitosis comienza con los eventos de profase. cuando los cromosomas se condensan en estructuras compactas. Los cromosomas individuales se hacen visibles por primera vez en el microscopio óptico durante la profase.

La profase también está marcada por la formación del aparato del huso. El aparato de husillo es una estructura que produce fuerzas mecánicas que

- mover cromosomas replicados durante la mitosis temprana

-se separan las cromátidas en la mitosis tardía

consta de microtúbulos, componentes del citoesqueleto.

están compuestos de dímeros de alfa-tubulina y beta-tubulina

tienen un final positivo y un final negativo, lo que significa que son asimétricos

el extremo positivo es el sitio donde normalmente se produce el crecimiento de los microtúbulos. El desmontaje de los microtúbulos es más frecuente en el extremo negativo

Los microtúbulos se originan en los centros organizadores de microtúbulos MTOC. Los MTOC definen los dos polos del aparato del huso y producen una gran cantidad de microtúbulos, cuyos extremos positivos crecen hacia afuera a través del citoplasma. Aunque la naturaleza del MTOC varía entre plantas, animales, hongos y otros grupos eucariotas, el aparato del huso tiene la misma función.

una estructura que contiene un par de centriolos

Durante la fase S, el centrosoma único se replica junto con el ADN. Al comienzo de la profase, los dos centrosomas se mueven a lados opuestos del núcleo para comenzar a formar el appartus del huso. Algunos de estos microtúbulos se extienden desde cada polo del huso y se superponen entre sí y se denominan microtúbulos polares.

En muchos eucariotas, una vez que los cromosomas se han condensado, la envoltura nuclear se desintegra. La eliminación de la envoltura permite que los microtúbulos citoplasmáticos se adhieran a los cromosomas en estructuras especializadas llamadas cinetocoros. Estos eventos definen el inicio de la prometafase.

Cada cromátida hermana tiene su propio cinetocoro, que se ensambla en el centrómero. Debido a que el centrómero es también el sitio de unión de las cromátidas, el resultado son dos cinetocoros en lados opuestos de cada cromosoma replicado. Los microtúbulos unidos a estas estructuras se denominan microtúbulos cinetocoros.

Al principio de la prometafase, los motores de kinesina y dinina unidos a los rodiocoros "caminan" los cromosomas hacia arriba y hacia abajo de los microtúbulos. Este proceso es similar a la forma en que los mismos motores transportan vesículas y orgánulos a lo largo de los microtúbulos. Cuando los cromosomas alcanzan los extremos positivos de los microtúbulos, las proteínas del cinetocoro aseguran su unión.

Eventualmente, cada cromosoma tendrá sus dos cinetocoros unidos a microtúbulos que se originan en lados opuestos del aparato del huso. Luego, los microtúbulos y las proteínas motoras empujan y tiran de los cromosomas hasta que alcanzan la mitad del huso.

Una vez que todos los cromosomas han migrado a la mitad del huso, la célula mitótica entra en metafase. En este punto, los cromosomas se alinean en un plano imaginario entre los dos polos del huso llamado placa de metafase.

La formación del aparato de huso ahora está completa. Los microtúbulos polares que se extienden desde cada polo del huso se superponen en el medio de la celda, formando así una conexión de polo a polo. Cada cromosoma está sostenido por microtúbulos del cinetocoro que se extienden desde polos opuestos y ejercen la misma cantidad de tensión o tracción. Los polos del huso se mantienen en su lugar en parte debido a los microtúbulos astrales que se extienden desde los MTOC e interactúan con las proteínas de la membrana plasmática.

El crecimiento polarizado y el desmontaje de los microtúbulos del cinetocoro contribuye a la alineación de los cromosomas en la placa de metafase. El lento desensamblaje de los extremos negativos en los MTOC se equilibra con el lento crecimiento de los extremos positivos en los cinetocoros. Debido a que las cromátidas hermanas de cada cromosoma están conectadas a polos opuestos, comienza un tira y afloja entre los polos durante la metafase.

Al comienzo de la anafase, las cohesinas que mantienen unidas las cromátidas hermanas en los centrómeros son escindidas por una enzima. Debido a que las cromátidas están bajo tensión, cada cromosoma replicado se separa, creando dos cromosomas hijos independientes. Por definición, esta separación de cromátidas duplica instantáneamente el número de cromosomas en la célula.

Durante la anafase ocurren dos tipos de movimiento. Primero, los cromosomas hijos se mueven hacia los polos opuestos a través de la unión de las proteínas del cinetocoro a los microtúbulos del cinetocoro que se encogen. En segundo lugar, los dos polos del eje se empujan y se separan más. El empuje proviene de las proteínas motoras en los microtúbulos polares superpuestos, que obligan a los polos a separarse entre sí. El tirón proviene de diferentes motores en la membrana plasmática, que caminan sobre los microtúbulos astrales y arrastran los polos hacia los lados opuestos de la célula.

La separación de los cromosomas replicados en polos opuestos es un paso crítico en la mitosis porque asegura que cada célula hija reciba el mismo complemento de cromosomas. Cuando se completa la anafase, dos juegos completos de cromosomas están completamente separados, cada juego idéntico al de la célula madre antes de la replicación cromosómica.

Durante la telofase, la envoltura nuclear se vuelve a formar alrededor de cada conjunto de cromosomas y los cromosomas comienzan a condensarse. Una vez que se han formado dos núcleos independientes, la mitosis se completa.

¿Cómo se mueven los cromosomas durante la anafase?

La división exacta e igual del material genético en los dos núcleos hijos es el aspecto más fundamental de la mitosis. Para comprender cómo las cromátidas hermanas se separan y se mueven a lados opuestos del huso, los biólogos se han centrado en el papel de los microtúbulos del cinetocoro. ¿Cómo separan estos microtúbulos las cromátidas?

Durante la mitosis, los microtúbulos que se originan en los polos del huso son muy dinámicos. El rápido crecimiento y desmontaje asegura que algunos de los microtúbulos podrán adherirse a los cinetocoros con sus extremos positivos. Otros serán estabilizados por diferentes proteínas en el citoplasma y se convertirán en microtúbulos polares o astrales.

Estas observaciones sugieren dos hipótesis para el movimiento de los cromosomas durante la anafase. La hipótesis más simple es que los microtúbulos del cinetocoro dejan de crecer en sus extremos positivos pero permanecen unidos a los cinetocoros. A medida que los extremos negativos se desmontan en los polos del huso, los cromosomas se enrollan como peces enganchados. Una hipótesis alternativa es que los cromosomas se mueven a lo largo de microtúbulos que se desmontan en sus extremos positivos en los cinetocoros. En este caso, cada cromosoma sería como un yo-yo que sube por una cuerda hasta tu mano.

Los cinetocoros están vinculados a extremos en retirada

El cinetocoro es un complejo de muchas proteínas que une la región del centrómero del cromosoma a uno o más microtúbulos.

El cinetocoro es un complejo de muchas proteínas que une la región del centrómero del cromosoma a uno o más microtúbulos.

la citocinesis da como resultado dos células hijas

En este punto, los cromosomas se han replicado en la fase S y se han distribuido a los lados opuestos del huso a través de la mitosis. Ahora es el momento de dividir la célula en dos células hijas que contienen copias idénticas de cada cromosoma. Sin embargo, para que estas células sobrevivan, la célula madre también debe asegurarse de que algo más que los cromosomas lleguen a cada célula hija. Mientras la célula estaba en interfase, el contenido citoplasmático, incluidos los orgánulos, aumentaba en número o volumen. Durante la citocinesis (Figura 12.5 pasos 7 y 8), el citoplasma se divide para formar dos células hijas, cada una con su propio núcleo y un conjunto completo de orgánulos. En la mayoría de los tipos de células, la citocinesis sigue directamente a la mitosis. En las células vegetales, los microtúbulos polares que quedan del aparato del huso ayudan a definir y organizar la región donde se formarán las nuevas membranas plasmáticas y las paredes celulares. Las vesículas del aparato de Golgi transportan componentes para una nueva pared celular hasta el centro de la célula en división. Estas vesículas se mueven a lo largo de los microtúbulos polares a través de proteínas motoras. En medio de lo que era el huso, las vesículas comienzan a fusionarse y forman una estructura aplanada en forma de saco llamada placa celular (Figura 12.8a). La placa celular continúa creciendo a medida que se fusionan con ella nuevas vesículas. Finalmente, la placa celular entra en contacto y se fusiona con la membrana plasmática existente, dividiendo la célula en dos células hijas.

En los animales y en muchos otros eucariotas, la citocenesis comienza con la formación de un surco de escisión.el surco aparece cuando un anillo de filamentos de actina superpuestos comienza a contraerse justo dentro de las membranas plasmáticas, en medio de lo que solía ser el huso. Esta contracción es causada por proteínas motoras de miosina que se unen a los filamentos de actina y usan ATP para deslizar los filamentos uno tras otro.

A medida que la miosina mueve los filamentos de actina, el anillo se contrae y se aprieta. Debido a que el anillo está adherido al interior de la membrana plasmática, el anillo de contracción tira de la membrana con él. Como resultado, la membrana plasmática se atrae hacia adentro. La miosina continúa deslizando los filamentos de actina entre sí, apretando más el anillo hasta que la membrana plasmática se fusiona y se completa la división celular. La separación cromosómica y la división citoplasmática son requisitos comunes para todos los organismos, no solo para los eucariotas. ¿Qué se sabe sobre la división celular en procariotas? ¿El proceso de división celular en sus células es similar al de las bacterias?


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¿Son móviles las uniones intercelulares, las sinapsis y los complejos fotosintéticos captadores de luz? - biología

Si el rasgo dominante ocurre en el 19% de la población, entonces p2 + 2pq = 0.19. Dado que p2 + 2pq + q2 = 1 cuando Hardy-

Weinberg es aplicable, entonces q2 = 1 - p2 + 2pq = 1 - 0.19 = 0.81. Si q2 = 0,81, q = 0,9 yp = 0,1. Homocigoto

los individuos dominantes están representados por p2, entonces p2 = 0.1 × 0.1 = .01, o 1%.

E. La auxina (IAA, ácido indolacético) estimula el crecimiento en la mayoría de los tejidos vegetales aumentando la plasticidad de la pared celular. Cuando

Las paredes celulares se relajan de esta manera, el agua que ingresa por ósmosis hace que la célula se alargue, lo que resulta en crecimiento.

Las giberelinas, junto con las auxinas, también estimulan el crecimiento. El ácido abscísico es un inhibidor del crecimiento que retrasa el crecimiento.

de brotes y promover la latencia de las semillas. Las citoquininas estimulan la división celular. El etileno promueve la maduración de la fruta al

estimulando la ruptura de las paredes celulares. El caroteno es un pigmento vegetal, responsable del color naranja de las zanahorias.

B. Aunque tanto las mitocondrias como los cloroplastos generan ATP, eso no es evidencia de su origen endosimbiótico.

Las otras opciones, sin embargo, son evidencia de la teoría. Las dos bicapas lipídicas sugieren que una bicapa vino

con el endosymbiont mientras que la segunda bicapa fue generada por el anfitrión cuando entró el endosymbiont (como en

endocitosis). Las mitocondrias y los cloroplastos se parecen a la mayoría de los procariotas con respecto a sus cromosomas (solteros,

Moléculas circulares de ADN sin histonas, pero con secuencias de nucleótidos que sugieren un ancestro común con

ciertas bacterias) y con respecto a sus ribosomas (estructuralmente similar a las bacterias pero diferente de los eucariotas).

Las divisiones de las mitocondrias y los cloroplastos se producen independientemente de las divisiones de las células eucariotas del huésped y de la

las divisiones se asemejan a las divisiones celulares de los procariotas (fisión binaria).

A. Durante un ciclo menstrual típico (cuando no se implanta ningún óvulo en la pared uterina), una disminución de FSH y LH

da como resultado la ruptura del cuerpo lúteo. Cuando el cuerpo lúteo se deteriora, su estrógeno y

se detiene la producción de progesterona. En respuesta, el endometrio, que es mantenido por esas hormonas, comienza a

desprenderse, generando la fase menstrual. Además, la menopausia comienza cuando los ovarios dejan de producir estrógeno.

B. Los pulgones se alimentan de soluciones azucaradas que se transportan a través del floema. El transporte de azúcar a través

El floema, de acuerdo con la hipótesis de flujo de presión, ocurre por flujo masivo forzado hacia adelante por presión hidrostática.

Debido a esta presión, el líquido es forzado por completo a través del tracto digestivo del pulgón. Por el contrario, las traqueidas y

vasos, dos tipos de células del xilema, transportan agua y minerales disueltos.

E. Una proteína es un polímero formado por aminoácidos individuales (los monómeros). Del mismo modo, el almidón es un polímero.

compuesto por unidades individuales de glucosa.

B. Una cutícula gruesa, estomas hundidos y una endodermis con tiras de Casparian son adaptaciones claras al agua.

conservación. Durante el invierno y principios de la primavera, la mayor parte del agua está atrapada en la nieve y, de hecho, no está disponible. Solamente

a fines de la primavera y principios del verano, después de que la nieve se derrita, el agua está disponible. Durante la mayor parte del resto del

año, las condiciones de sequía prevalecen en la mayor parte del terreno.

E. El endometrio es el revestimiento del útero y es completamente de origen materno. La placenta consta de ambos

tejido materno y tejido embrionario. El corion, el saco vitelino y el amnios son membranas extraembrionarias,

células de origen embrionario que se encuentran fuera del embrión. El corion es la membrana externa que rodea el

embrión en los mamíferos, crece hacia el endometrio para formar la parte embrionaria de la placenta. El amnios

encierra la cavidad amniótica, que contiene líquido amniótico que protege al embrión en desarrollo. En pájaros y

reptiles, el saco vitelino encierra la yema que proporciona nutrientes al embrión en desarrollo.

D. Debido a que los glóbulos rojos maduros de los mamíferos no contienen núcleos, no hay ADN disponible para el análisis.

C.Debido a que el tamaño de la población permanece constante, cada pareja reproductora debe dejar dos crías, reemplazando a las dos

padres que los produjeron. Un número más exacto sería ligeramente superior a 2 para dar cuenta de las muertes (de

enfermedad o accidentes) de las personas antes de que alcancen la edad reproductiva. En algunas poblaciones humanas, el número

A. El ARNm procesado que se encuentra en el citoplasma codifica directamente la proteína. Hacer un complemento de ADN

(ADNc) de este ARNm usando transcriptasa inversa permite la inserción de un segmento de ADN que codifica solo

para exones de ARNm. Cuando se traduce, este ARNm producirá el polipéptido correcto. En contraste, el sin procesar

La transcripción de ARNm que se encuentra en el núcleo contiene intrones que las bacterias no pueden eliminar. Un ARNm sin procesar

dará como resultado la producción de un polipéptido incorrecto o ningún polipéptido en absoluto. Del mismo modo, el ADN original

El segmento que codifica la proteína contiene intrones que las bacterias no pueden eliminar.

D. Dado que los individuos con síndrome de Turner tienen solo un cromosoma X, un cuerpo de Barr (un segundo X inactivo

cromosoma) no se forma. El síndrome de Turner se produce cuando la no disyunción produce un gameto al que le falta un sexo.

cromosoma. La unión de este gameto (óvulo o esperma) con un óvulo o espermatozoide normal que tenga un cromosoma X

produce un cigoto del síndrome de Turner.

B. Los genomas del nematodo C. elegans, la levadura (hongo) Saccharomyces, la mosca de la fruta Drosoophila y

la planta de mostaza Arabidopsis ha sido secuenciada. Sirven como organismos modelo para el estudio de

genética y biología del desarrollo. El guisante Pisum, es una planta de importancia histórica que Mendel solía estudiar.

genética. Sin embargo, su uso actual como herramienta para el estudio molecular es limitado.

R. Dado que el polluelo de cuco se cría en ausencia de cucos adultos y sin escuchar nunca el canto del cuco,

la canción debe desarrollarse como resultado del instinto. Es innato o está bajo control genético.

A. Los gametos son producidos por el gametofito. Dado que el gametofito es haploide, se deben producir gametos haploides

por mitosis. La alternancia de generaciones ocurre cuando hay multicelularidad en las etapas haploide y diploide del

ciclo vital. La fertilización ocurre entre las etapas II y III cuando los gametos se fusionan para formar el cigoto. Ocurre la meiosis

entre las etapas IV y V, cuando el esporofito diploide produce esporas haploides.

E. Las células del parénquima son típicamente indiferenciadas, con formas poligonales esféricas, alargadas o de muchos lados y

paredes celulares delgadas (primarias). Suelen estar dispuestos de forma suelta con evidentes espacios intercelulares. Células de parénquima

Suelen cumplir una función de almacenamiento (de agua o almidón) o realizar la fotosíntesis.

D. Las células del xilema son células de paredes gruesas que transportan agua. En la madurez están muertos, y solo la pared celular

permanece. Hay dos tipos de xilema, traqueidas y elementos vasculares. Las traqueidas son largas y estrechas con forma cónica.

termina. El agua pasa de una traqueida a la siguiente a través de hoyos en las paredes celulares donde los extremos cónicos de

las traqueidas adyacentes se superponen. Los recipientes son más cortos y tienen diámetros más grandes con extremos no ahusados. El agua pasa

de un vaso al siguiente a través de perforaciones, áreas desprovistas de cualquier pared celular.

D. La disposición circular de los haces vasculares es típica de un tallo dicotiledóneo herbáceo. En un tallo de monocotiledónea,

Los haces vasculares generalmente se encuentran dispersos por toda la médula. En una dicotiledónea leñosa madura, el tejido secundario sería

presentes y aparecen como anillos de xilema que se producen estacionalmente. En las raíces, estaría presente una endodermis.

La transferencia de alelos o genes de una población a otra. La migración hacia o desde una población puede ser responsable de un cambio marcado en las frecuencias alélicas.

El acto de salir del propio país para establecerse definitivamente en otro. Emigrar & quot de & quot a algún lugar

La salida de una región

La migración vista como el asentamiento en una región. Inmigrar & quot a & quot a un lugar

D. La carboxilasa RuBP fija tanto O2 como CO2. El ciclo de Calvin ocurre cuando el CO2 se combina con RuBP. Cuando

El O2 se combina con RuBP y se produce fotorrespiración. A medida que aumenta la concentración de O2, se fija más O2 y menos CO2.

E. Una absorción de CO2 inferior a cero significa que se está liberando CO2. Esto ocurre cuando la concentración de CO2 es

tan bajo que la fotosíntesis no puede sostenerse y comienza la respiración celular.

E. La transformación es el proceso que describe la absorción de ADN por bacterias que se expresa posteriormente.

Las bacterias también pueden adquirir ADN extraño a través de virus (transducción) o de otras bacterias (conjugación).

¿Todas las células tienen núcleo?

Todas las células tienen material hereditario (ADN), pero no todas las células tienen un núcleo unido a la membrana.

-En las células eucariotas, el núcleo celular sirve para proteger el ADN del organismo

-Las células procariotas no tienen un núcleo centralizado y no tienen muchos de los otros orgánulos celulares que tienen las células eucariotas con la excepción de los ribosomas. En cambio, tienen una región nucleoide.

Enfermedades neurodegenerativas caracterizadas por apoptosis excesiva

Enfermedades de Alzheimer, Parkinson y Huntington

Si un científico quiere separar una proteína de la membrana periférica del exterior de la membrana celular, ¿cuál sería el mejor método para hacerlo?

Cambiar la concentración de sal

-Las proteínas de la membrana periférica se mantienen en su lugar mediante interacciones electrostáticas y enlaces de hidrógeno. Generalmente son hidrófilos. Cambiar la concentración de sal o el pH interrumpiría ambos tipos de enlaces y liberaría la proteína de la membrana periférica de la membrana celular.

¿Cómo se extraen las proteínas integrales?

Se agrega un detergente. Por lo general, un detergente hidrófobo destruirá la membrana y expondrá la proteína integral hidrófoba.

Este utilizó amoníaco, metano, agua e hidrógeno sellados en una disposición estéril de tubos y matraces con bucles de conexión.

Tres métodos diferentes para que las partículas atraviesen la membrana celular

1. Difusión simple: las partículas pueden moverse directamente a través de la bicapa de fosfolípidos: partículas muy pequeñas y sin carga

2. Difusión facilitada: las partículas pueden atravesar la membrana pero con la ayuda de proteínas integrales que se extienden a lo largo de la membrana celular.

3. Transporte activo: ocurre cuando las partículas son bombeadas o forzadas a través de la membrana contra su gradiente de concentración. Este transporte requiere ATP o energía.

Células musculares y microfilamentos.

Los músculos están formados por largas cadenas de citoesqueleto formadas por dos filamentos: actina y miosina. De estos, la actina es un microfilamento, tiempo la miosina es una proteína motora. Si la actina se degenera, nuestros músculos no se contraerían.

Ocurre cuando un inhibidor puede evitar que la enzima se una al reactivo uniéndose a la enzima en un sitio alejado del sitio activo y cambia la conformación de la enzima para que no se pueda unir al reactivo.

Ocurre cuando el inhibidor compite directamente con el reactivo en el sitio activo, y este sustrato toma el lugar del reactivo y evita que ocurra la reacción.

Pequeños & quotpelos & quot cortos llamados fimbrias en la superficie de bacterias que se pueden utilizar en el intercambio de material genético entre bacterias y en la adhesión celular.

Una cola larga hecha de flagelina que proporciona locomoción a una célula bacteriana.

Una proteína receptora en la superficie de una célula.

Solo se encuentran en bacterias grampositivas y ayudan a mantener rígida la pared celular.

Cantidad de CO2 y tasa de fotosíntesis resultante

A medida que una planta realiza la fotosíntesis, la cantidad de Co2 presente debería disminuir con el tiempo a medida que la planta consume el carbono para producir glucosa.

¿La glucólisis es exergónica o endergónica?

Requiere el uso de energía cuando la molécula de glucosa se rompe en dos piruvatos. Los dos pasos en los que se usa ATP pueden considerarse endergónicos, sin embargo, la glucólisis general produce energía para ser consumida por las células. Si se libera energía, la reacción es exergónica.

¿Qué tipo de microscopio se usa para ver lo siguiente?

Microscopio electrónico de transmisión

Se puede decir que se trata de una micrografía que se tomó con un microscopio electrónico de transmisión porque es una imagen 2D muy ampliada de una sola célula bacteriana, que es muy pequeña. Un microscopio electrónico de barrido produciría una imagen en 3D

Microscopio óptico compuesto

Se trata de una micrografía de luz compuesta con aumento de 100x del corpúsculo de Meissner en la punta de un papilo dérmico. Estas imágenes a menudo deben teñirse con un tinte de color para que sean visibles.

Este es otro nombre para los microscopios de disección, que solo ofrecen un aumento bajo para observar la superficie de una muestra.

Microscopio electrónico de transmisión

Esto es un micrografía electrónica de transmisión (TEM) del poliovirus, cada uno de los cuales mide solo 30 nm de ancho. Observe cómo la micrografía TEM es plana, 2D y extremadamente ampliada.

Esta es una foto de un núcleo de linfocitos humanos de fluorescencia microscopía. Los microscopios de fluorescencia producen imágenes coloridas al teñir la muestra con fluoróforos e iluminarlos con una longitud de onda de luz específica. Observe cómo la imagen tiene colores brillantes, con partes del núcleo marcadas en verde y rojo con diferentes fluoróforos.

Microscópio electrónico escaneando

Esto es un micrografía electrónica de barrido (SEM) de sangre humana circulante normal. Observe que la micrografía SEM es una imagen en 3D con un aumento extremadamente alto, lo que le permite estudiar la morfología y la superficie de la muestra.

Esta es una característica que eventualmente se convertirá en una parte de los discos espinales.

-Sistemas digestivos completos

-Triploblastos con simetría bilateral

-A menudo son parásitos y contienen una capa protectora gruesa conocida como cutícula

Ejemplos: gusanos redondos, gusanos de gancho y C elegans

-Sistema digestivo completo

-Triploblastos con simetría bilateral

-Coeloma con cuerpos segmentados

-Sistemas circulatorios cerrados

Ejemplos: lombrices de tierra y sanguijuelas.

-Sistemas digestivos completos

-Triploblastos con simetría bilateral

-Coeloma con sistema circulatorio abierto (excepto cefalópodos con sistema circulatorio cerrado)

Ejemplos: almejas, caracoles, calamares y octupus

-Sistema digestivo completo

-Triploblastos con simetría radial en la edad adulta

-Coeloma con sistemas circulatorios abiertos

-Deuterostomos (como chordata)

-Bilateralmente simétrico como larva y radial como adulto

Ejemplos: estrellas de mar, erizos de mar y pepinos de mar

-No tienes un sistema digestivo completo

-Tener una cavidad gastrovascular en la que tiene lugar la digestión bidireccional, en lugar de la digestión unidireccional a través del tubo digestivo.

-Triploblastos con simetría bilateral

Ejemplos: gusanos planos, tenias y trematodos

La pared celular de los hongos está hecha de glucanos y quitina.

-Sólo organismos que contengan ambos en sus paredes celulares.

se refiere a la inmunidad donde los anticuerpos son generados por el propio individuo en respuesta a una amenaza inmune percibida

Inmunidad pasiva se refiere a la inmunidad en la que los anticuerpos son generados por un individuo y luego transferidos a otro. Cuando una madre amamanta a su bebé recién nacido y le transfiere sus anticuerpos en el proceso, se trata de inmunidad pasiva.

Inmunidad natural se refiere a cuando se genera una respuesta inmune por medios naturales (a diferencia de un método artificial, como el uso de una vacuna).

Inmunidad artificial se refiere a cuando se genera una respuesta inmune por medios artificiales, como en vacunación donde se introduce intencionalmente material antigénico para provocar una respuesta inmunitaria.

Inmunidad permanente se refiere al mismo concepto que respuesta secundaria en inmunidad: habiendo sido previamente infectado por un cierto antígeno, como una bacteria o un virus, el cuerpo podrá reconocer rápidamente y montar una respuesta inmune al mismo antígeno (mucho más rápido que durante la exposición inicial que da como resultado la respuesta primaria).

A reflejo es la respuesta rápida e involuntaria a un estímulo.Esto no se relaciona con la contracción sostenida de los músculos.

La mayoría arcos reflejos en los seres humanos, hacen sinapsis directamente en la médula espinal, en lugar de integrarse primero en el cerebro (lo que permite un tiempo de respuesta más rápido). Un ejemplo de reflejo es el reflejo rotuliano / rotuliano, que tal vez recuerde de un chequeo en el médico: cuando se golpea el tendón rotuliano debajo de la rodilla, la pierna patea reflexivamente hacia afuera.

Tétanos describe un estado continuo de contracción muscular durante el cual un músculo no se relaja. Durante el tétanos, la frecuencia de los potenciales de acción es tan alta que la tensión se mantiene en todo el músculo. El tétanos también se puede utilizar para describir la infección causada por la bacteria. Clostridium tetani (a menudo asociado con objetos metálicos oxidados), que causa espasmos musculares de la mandíbula (de ahí el término "trismo") que pueden extenderse por todo el cuerpo.

Refracción en biología se refiere a la periodo refractario, el tiempo después de un potencial de acción durante el cual una neurona no responderá a un nuevo estímulo; una célula muscular no podría mantener la contracción durante la refracción. terminará y la neurona puede responder una vez más a un potencial de acción. Los períodos refractarios pueden ser absolutos o relativos, durante una período refractario absoluto, un segundo estímulo no puede generar otro potencial de acción, no importa lo poderoso que sea, pero durante un período refractario relativo, un estímulo suficientemente potente puede provocar la aparición de un potencial de acción.

Activación en biología puede referirse generalmente al inicio de un proceso biológico, o en inmunología al desencadenamiento de la proliferación, diferenciación y maduración de células defensivas (por ejemplo, la activación de linfocitos T por células presentadoras de antígeno).

un tipo de respuesta muscular simple causada por un potencial de acción, que produce una sola contracción y luego relajación completa. Dado que el músculo se relaja antes de que se produzca otra contracción y no se mantenga de forma continua. A diferencia de las contracciones nerviosas, las contracciones tetánicas (tétanos) involucran potenciales de acción tan frecuentes que la contracción se mantiene antes de que ocurra la relajación, lo que resulta en un estado de contracción sostenido.

Células beta en el páncreas.

Las células beta secretan insulina, que funciona para reducir los niveles de glucosa en sangre.

Las células G secretan la hormona peptídica gastrina, que pasa a la sangre y estimula la células parietales del estómago para secretar ácido (HCl) para la digestión.

Espermatogonias de los testículos

Las espermatogonias se encuentran en el túbulos seminíferos de los testículos y se someten a mitosis para producir el diploide espermatocitos primarios.

a catecolamina, una clase de péptidohormonas. Si bien las catecolaminas son solubles en agua, no son esteroides ni derivan de otro modo del colesterol. La epinefrina se libera del médula suprarrenal ya veces se le llama adrenalina. Funciona en una respuesta de "lucha o huida" y eleva los niveles de glucosa en sangre. Provoca vasoconstricción en los órganos internos y la piel, pero causa vasodilatación de los músculos esqueléticos y aumenta la frecuencia respiratoria y cardíaca.

a mineralocorticoide, que son una clase de esteroide hormonas. Las hormonas esteroides se sintetizan a partir del colesterol en el retículo endoplasmático liso Aldosterona (liberada de la corteza suprarrenal) actúa sobre el túbulo contorneado distal y el conducto colector del riñón para aumentar la reabsorción de Na + y la excreción de K +. Esto conduce a una reabsorción pasiva de agua en la nefrona, lo que hace que aumenten el volumen sanguíneo y la presión arterial.

a glucocorticoide, que son una clase de esteroidehormonas. Las hormonas esteroides se sintetizan a partir del colesterol en el retículo endoplasmático liso El cortisol se libera de la corteza suprarrenal y eleva principalmente los niveles de glucosa en sangre. Es una hormona del estrés.

una gonadal esteroide hormona. Las hormonas esteroides se sintetizan a partir del colesterol en el retículo endoplasmático liso La testosterona es producida principalmente por celdas intersticiales de El testiculos. Funciones de testosterona en espermatogénesis y es responsable de las características sexuales secundarias masculinas.

una gonadal esteroide hormona. Las hormonas esteroides se sintetizan a partir del colesterol en el retículo endoplasmático liso

La progesterona es producida por ovarios (más tarde en el embarazo, el placenta también produce progesterona) y funciona en el ciclo menstrual y en el desarrollo y mantenimiento de la pared endometrial y del feto. Las píldoras anticonceptivas utilizan con frecuencia altas dosis de progesterona (o progesterona y estrógeno juntos) para provocar una retroalimentación negativa que suprime los niveles de LH y FSH, lo que a su vez evita que ocurra la ovulación.

Un pez marino es hipoosmostico con su entorno, lo que significa que es menos salado que el agua salada concentrada que lo rodea. Por lo tanto, perderá agua constantemente al medio ambiente. Para compensar esto, los peces marinos deben beber agua constantemente. Además, rara vez orina para no desperdiciar agua y segrega las sales que adquiere al beber constantemente.

Por el contrario, los peces de agua dulce son hiperosmóticos o más salados que su entorno. Por lo tanto, el agua fluirá constantemente hacia los peces. Los peces deben orinar constantemente para eliminar el exceso de agua. También rara vez bebe y absorbe sal a través de sus branquias para mantener la homeostasis.

Pescado en agua dulce ambientes:

  1. Son hiperosmóticos en relación con su entorno.
  2. Bebe muy poca agua
  3. La sal entra en las branquias a través del transporte activo.
  4. Produce un gran volumen de orina.

Por el contrario, los peces en agua salada entornos (es decir, peces marinos):

  1. Son hipoosmóticos en relación con su entorno.
  2. Beber constantemente
  3. La sal sale de las branquias a través del transporte activo.
  4. Produce bajo volumen de orina.

El blastoporo o la abertura en el archenteron (el intestino primitivo que se forma durante la gastrulación) da lugar al ano.

Escisión: radial e indeterminada

Formación de celoma: pliegues de archenteron forman celoma

Destino de blastoporo: Blastoporo forma el ano

Escote: espiral y determinado.

Formación de celoma: masas sólidas de mesodermo se dividen y forman celoma

Destino del blastoporo: Blastoporo forma la boca

Con el tiempo se forma la placenta, pero las vellosidades son secciones en forma de dedos que se entierran en la pared del útero cerca del vaso sanguíneo de la madre.

Elimina los desechos y forma parte del cordón umbilical para llevar los desechos del embrión hacia los vasos sanguíneos de la madre.

Un saco delgado que rodea al embrión y produce líquido amniótico para proporcionar un cojín para el crecimiento del embrión.

En los mamíferos placentarios el saco vitelino está completamente vacío y no contiene yema. En cambio, una de sus principales funciones es ayudar en la formación de las células rojas de la sangre.

células de Sertoli son células ubicadas en los testículos masculinos y son principalmente importantes para nutrir espermatozoide. La acción de las células de Sertoli es activada por la hormona estimulante del folículo (FSH).

los endometrio es el revestimiento de la membrana mucosa del útero que se desprende durante la menstruación de los mamíferos. Durante el embarazo, el embrión en desarrollo se implanta dentro de las paredes del endometrio. Esto ayuda a proteger al embrión / feto y eventualmente dará lugar a la placenta.

En dominio completo, un alelo enmascara completamente la expresión del otro alelo (recesivo).

Un ejemplo de dominio completo es la enfermedad de Huntington, un trastorno degenerativo del sistema nervioso. Si un individuo posee un alelo de Huntington, entonces la condición ocurrirá independientemente del otro alelo.

norte dominancia incompleta, ninguno de los alelos se expresa completamente. Por ejemplo, si una flor posee un alelo para el rojo y un segundo alelo para el blanco, el resultado resultante sería rosa si estos alelos mostraran una dominancia incompleta.

La presencia del grupo sanguíneo AB indica que ambos alelos se expresan simultáneamente. En la sangre de tipo AB, los antígenos A y B se expresan en la superficie de los glóbulos rojos (como resultado, no se encuentran anticuerpos contra ninguno de los antígenos en el plasma y, por lo tanto, los individuos con sangre de tipo AB son receptores universales; luego pueden recibir sangre de cualquier otro tipo de sangre). Otro ejemplo hipotético de codominancia: si una flor poseyera un alelo para el rojo y un segundo alelo para el blanco, y estos dos alelos fueran codominantes, el resultado resultante sería una flor con manchas de color rojo y blanco.

Para confirmar la similitud o diferencia genética entre organismos, ¿cuál de los siguientes procesos biotecnológicos debería utilizarse?

Electroforesis en gel

Electroforesis en gel es un proceso de biotecnología que permite la separación de ADN, ARN o proteínas en función del tamaño y la carga (las moléculas más cortas se mueven más lejos). Si se cargan varias muestras, se pueden comparar para determinar similitudes y diferencias genéticas

En el proceso de electroforesis en gel de ADN, primero se corta el ADN en pedazos utilizando una enzima de restricción. Luego se carga en un gel de agarosa bajo un campo eléctrico para la separación del ADN según la carga y el tamaño (el ADN cargado negativamente se mueve hacia el ánodo positivo, alejándose del cátodo negativo). El ADN se distribuye posteriormente por tamaño y se puede comparar con el tamaño de muestras estándar conocidas y otras muestras de diferentes fuentes para su comparación. Después de la electroforesis, el ADN se puede secuenciar o sondar para identificar la ubicación de una secuencia específica de ADN.

Vectores son los vehículos utilizados para transferir material genético extraño a una célula.

Clonación es el proceso biotecnológico mediante el cual el ADN de un organismo se copia y se mantiene por separado. Puede referirse a clonación de genes, en el que un gen de interés de un organismo se replica y luego típicamente se inserta en un plásmido y luego se introduce en otro organismo como una bacteria donde el plásmido se replicará para que estén disponibles múltiples copias del gen o genes. También puede referirse a la duplicación de un organismo completo.

Frenología es un campo de estudio difunto que tenía como objetivo deducir las habilidades mentales y la personalidad de una persona en función de la forma y las medidas de su cráneo. La frenología ahora se considera una pseudociencia y tiene poca o ninguna validez científica.

A cladograma es un diagrama que muestra la relación evolutiva entre organismos basada en características morfológicas (por ejemplo, diferencias en estructuras físicas, como la presencia de un notocorda o la presencia de aletas) o características moleculares (por ejemplo, diferencias en la secuencia de ADN). Un cladograma no es un proceso en biotecnología y no es lo suficientemente específico como para confirmar diferencias genéticas entre organismos individuales.

Reacción en cadena de la polimerasa

Reacción en cadena de la polimerasa (comúnmente abreviado como PCR) es un proceso de biotecnología que utiliza un cebador sintético, nucleótidos y una enzima polimerasa para clonar el ADN de una manera que puede amplificarlo rápidamente. Esta técnica no se utiliza como herramienta de diagnóstico, por lo que la elección de respuesta es incorrecta. La PCR consta de tres pasos principales:

  1. Desnaturalización (& gt90C)
  2. Adición de imprimaciones + Recocido (

huella de ADN es una técnica que se utiliza para identificar a las personas (por ejemplo, en casos de paternidad y forenses) basándose en aspectos de su ADN únicos para ellos, como repeticiones cortas en tándem (STR). Dado que el número de STR tiende a variar significativamente en la población, el ADN de un individuo (por ejemplo, un sospechoso de un delito) se puede comparar con el ADN de una muestra (por ejemplo, sangre dejada en la escena de un delito) para obtener una coincidencia positiva. .

Transferencia del norte es una técnica para identificar fragmentos de conocidos ARN secuencia en una gran población de ARN. Primero, los fragmentos de ARN que contienen la secuencia conocida se pasan electroforesis para separarlos por tamaño y carga. A continuación, las cadenas de ARN se separan en cadenas simples (generalmente con NaOH) y luego los fragmentos de cadena sencilla se transfieren a una membrana de nitrocelulosa. En este punto se agrega una sonda que se hibridará con la secuencia conocida de ARN y la marcará con alguna etiqueta visual, generalmente fluorescencia.

Transferencia del sur es similar a la transferencia Northern, pero se usa en ADN en lugar de ARN.

técnica similar para proteínas

Mnemónico para recordar técnicas de laboratorio

S = Transferencia de Southern - & gt DNA = D
norte = Transferencia de Northern - & gt RNA = R
O = O = O (nada)
W = Western blot - & gt protein = PAG

es una condición general que describe una situación en la que el genoma tiene un número de cromosoma extra o faltante, a menudo causado por no disyunción. Si la no disyunción ocurriera durante la meiosis II, y un par de cromátidas hermanas no se separaran, se producirían los dos gametos resultantes: uno que tiene un cromosoma adicional (n + 1) y uno al que le falta un cromosoma (n - 1). . Como resultado, después de la fertilización, un cigoto con aneuploidía resultaría

Tetraploide se refiere al número de juegos de cromosomas, específicamente cuatro juegos (4n). Se dice que las células con más de dos juegos de cromosomas homólogos (como triploides y tetraploides) exhiben poliploidía que es común en las plantas.

Disómico se refiere al estado de tener dos juegos de cromosomas; se puede pensar que es intercambiable con el término diploide. El estado disómico es estándar en humanos y no es el resultado de no disyunción durante la meiosis II y la fertilización posterior

Una mezcla entre agua salada y dulce, que se encontraría en un estuario. Un estuario es un área específica donde el agua dulce se encuentra con el agua de mar. Un manglar a menudo crece cerca de un estuario y se caracteriza por una mezcla de agua salada y dulce.

En comensalismo, una forma de simbiosis, uno de los dos organismos se beneficia mientras que el otro no se ve afectado. Ejemplos de comensalismo incluyen percebes y ballenas (el percebe obtiene mayores oportunidades de alimentación como resultado de estar apegado a la ballena, mientras que la ballena no se ve afectada).

Alelopatía es la producción de bioquímicos por un organismo que influye en el crecimiento, supervivencia y reproducción de otros organismos. La alelopatía es una forma de competencia de interferencia, que ocurre directamente entre individuos a través de la agresión. En la competencia de interferencia, se impide directamente que otros individuos se establezcan físicamente en un hábitat compartido.

Competencia de explotación es un tipo de competencia que se produce indirectamente a través del agotamiento de un recurso común. Por ejemplo, los leones y los guepardos se enfrentan a una competencia de explotación en África, ya que ambos buscan un recurso común: la gacela. Si los guepardos tuvieran más éxito y se comieran todas las gacelas, los leones sufrirían el agotamiento de los recursos alimenticios.

Competencia aparente es un tipo de competencia que ocurre entre dos especies presa del mismo depredador. Por ejemplo, digamos que una especie de araña y una especie de escarabajo son cazadas por búhos y la cantidad de arañas aumenta repentinamente. Esto conduciría a la supervivencia de más búhos (debido al aumento de los recursos alimenticios de las arañas), que a su vez cazarían más escarabajos y, en última instancia, disminuirían su número total.

Competencia intraespecífica es un tipo de competencia que ocurre entre miembros de una misma especie.

los bosque caducifolio El bioma se caracteriza por inviernos fríos (pero no particularmente duros), veranos cálidos y niveles moderados de precipitación. Tiene árboles de hoja caduca que pierden sus hojas durante el invierno, no árboles de coníferas. Debido al desprendimiento de hojas, el suelo de los bosques de hoja caduca es rico. Este bioma se caracteriza por la estratificación vertical (las plantas y los animales viven en el suelo, en ramas bajas y en lo alto de las copas de los árboles).

los sabana El bioma se caracteriza por una temperatura cálida durante todo el año, con algunas pequeñas variaciones estacionales. Hay muy poca precipitación en términos de lluvia, y la estación seca puede durar muchos meses cada año. Las plantas de este bioma consisten en pastos y árboles dispersos con hojas pequeñas. Los animales de este bioma consisten principalmente en grandes mamíferos herbívoros (por ejemplo, cebras) y sus depredadores (por ejemplo, hienas).

los tundra El bioma se caracteriza por inviernos fríos (hasta el punto de que la capa superior del suelo se congela). En el verano, la capa superior se descongela, pero el suelo más profundo (permafrost) permanece congelado durante todo el año. Los veranos todavía son relativamente fríos (generalmente un promedio de menos de 50 ° F), y hay muy poca precipitación o vegetación Las plantas en este bioma consisten en arbustos, pastos, musgos y líquenes (el permafrost restringe el crecimiento de las raíces de las plantas). Los animales en este bioma incluyen bueyes almizcleros, caribúes, liebres árticas y zorros árticos.

los taiga El bioma (a veces denominado bosques boreales), ubicado al sur del bioma de la tundra, es el bioma terrestre más grande. Se caracteriza por inviernos muy largos y duros y precipitaciones en forma de fuertes nevadas, junto con veranos cortos, lluviosos y húmedos. La forma primaria de vegetación es bosques de coníferas.

los chaparral El bioma se caracteriza por precipitaciones altamente estacionales, con inviernos lluviosos y veranos secos. La vegetación dispersa en este bioma se compone principalmente de arbustos, pastos y hierbas. Los animales incluyen ciervos y cabras. El bioma del chaparral se encuentra a lo largo de la costa de California, y aquí ocurren muchos incendios de California.

Declaraciones verdaderas sobre los orgánulos de células vegetales

-La mayor parte del volumen citoplasmático está ocupado por una sola vacuola

-Las paredes de las células de las plantas están compuestas de celulosa y funcionan manteniendo la forma de las células.

-Las células vegetales adyacentes contienen canales que permiten la comunicación intercelular.

-Las células de las plantas tienen mitocondrias, pero no tienen centríolo: utilizan las mitocondrias para convertir la glucosa que producen en ATP.

-Las células vegetales tienen tanto una pared celular como una membrana celular

¿Cuál de las siguientes es una razón por la cual la unión intracelular de la hormona esteroide testosterona es de acción lenta?

Los esteroides regulan positivamente los genes que deben transcribirse y traducirse.

-Actúan como factores de transcripción. Solo se observa un efecto una vez que el ARNm se ha traducido a proteína, lo cual es un proceso lento.

-Las hormonas esteroides se unen directamente al ADN y no requieren segundos mensajeros

-Las hormonas esteroides no son polares y atraviesan la membrana.

Ayudan a proporcionar adhesión célula-célula y estabilidad mecánica.

Formar un sello para evitar el paso de material entre las celdas.

Todo para el paso de iones y moléculas pequeñas al tiempo que evita que el citoplasma de las células adyacentes se mezcle.

Discos intercalados en el corazón

Túneles estrechos entre las células vegetales que permiten el intercambio de material a través del citoplasma alrededor de un tubo estrecho del ER conocido como desmotúbulo.

¿De qué proteína están compuestos los microfilamentos del citoesqueleto?

Se arregla para formar microtúbulos

Una proteína reguladora en las células del músculo esquelético que evita que la miosina se una a la actina.

Disposiciones para formar filamentos intermedios

-Un parásito que infecta a otras células y utiliza su maquinaria para sobrevivir.

-Las capas virales están formadas por subunidades de proteínas llamadas capsómeras, que forman la cápside.

-No tiene pared celular, ni membrana plasmática, ni orgánulos.

-Puede replicarse utilizando los ciclos lisogénicos o líticos.

En el ciclo lisogénico el virus se une al huésped e inserta su ADN viral en el cromosoma de ADN de la célula huésped. El ADN viral se replicará siempre que se replique el ADN cromosómico. El virus se considera inactivo y no daña al huésped mientras está en la etapa lisogénica.

En el ciclo lítico el virus se adhiere a un huésped, inserta su ADN en ese huésped y se hace cargo de la maquinaria de la célula huésped. Esto incluye hacer muchas copias de ADN viral y traducir proteínas virales. Los muchos viriones luego salen de la célula huésped, destruyendo la célula huésped en el proceso.

Fotosíntesis C3 se llama C3 porque CO2 se convertirá en un compuesto de tres carbonos (C3). Esta es la fotosíntesis convencional, y es lo que discutí anteriormente. Podemos contrastar esto con la fotosíntesis C4 así como con la fotosíntesis CAM. La fotosíntesis C4 y CAM son técnicas que se utilizan para prevenir la fotorrespiración.

Este método se llama fotosíntesis C4 porque el CO2 La molécula se integra y se convierte en un compuesto de cuatro carbonos primero, antes de se une a RuBisCO más adelante.

La PEP carboxilasa tiene una afinidad aún menor por O2 en comparación con RuBisCO, por lo que incluso en presencia de O2, es muy poco probable que se una al oxígeno. Ésta es una ventaja.

La enzima PEP carboxilasa toma CO2 y lo convierte en oxaloacetato. El oxaloacetato se convierte rápidamente en ácido málico. Tanto el oxalacetato como el ácido málico son compuestos de cuatro carbonos, de ahí el nombre C4.

El ácido málico se transferirá del células del mesófilo donde se ha producido la reacción de la PEP carboxilasa, a la paquete de células de la vaina.

Las células de la vaina del haz están ubicadas en un área diferente en la anatomía de la hoja (rodean los haces vasculares de las plantas), donde O2 la concentración es mucho menor.

Aquí el ácido málico se puede descarboxilar para liberar CO2. El co2 ahora puede someterse al ciclo de Calvin convencional con RuBisCO, en un entorno donde O2no es tan frecuente y RuBisCO tiene un riesgo bajo de fotorrespiración.

El proceso de fotosíntesis C4 aísla CO2 espacialmente. Aislamiento espacial significa que CO2 se transporta a un lugar diferente (un espacio diferente) para evitar la fotorrespiración. La fotosíntesis C4 transporta el CO2 a las células de la vaina del haz.

Las plantas CAM tienen un método diferente de aislamiento. Uso de plantas CAM aislamiento temporal. El aislamiento temporal es un aislamiento basado en el tiempo, como medio para prevenir la fotorrespiración. No hay separación espacial: los procesos ocurren en la misma parte de la hoja, pero la planta realiza diferentes procesos en diferentes momentos.

Durante el día, las plantas CAM cierran los estomas para evitar la pérdida excesiva de agua, a través de la transpiración, la evaporación de los estomas (tenga en cuenta que esto también limitará los nuevos gases como O2 de entrar a la planta). Por la noche, las plantas CAM tienen sus estomas abiertos, lo que permite que el CO2 para entrar en la hoja. La misma enzima en la fotosíntesis C4 se usa en la fotosíntesis CAM: la PEP carboxilasa fijará CO2en una molécula de oxaloacetato de cuatro carbonos que se convierte en ácido málico. En contraste, a la vía C4, en lugar de transportar el ácido málico a una parte diferente de la hoja, el ácido málico se almacenará en una vacuola para su uso posterior.

Durante el día, el ácido málico saldrá de la vacuola, CO2 se descarboxilará del ácido málico, y el ciclo de Calvin típico ocurrirá en un O bajo2 medio ambiente (los estomas están cerrados). Durante el día, el sol brilla intensamente y tanto ATP como NADPH se producen en abundancia.


Contenido

En muchos organismos pequeños, como las bacterias, la detección de quórum permite a los individuos comenzar una actividad solo cuando la población es lo suficientemente grande. Esta señalización entre células se observó por primera vez en la bacteria marina. Aliivibrio fischeri, que produce luz cuando la población es lo suficientemente densa. [10] El mecanismo implica la producción y detección de una molécula de señalización y la regulación de la transcripción de genes en respuesta. La detección de quórum opera tanto en bacterias grampositivas como gramnegativas, y tanto dentro como entre especies. [11]

En los hongos limosos, las células individuales conocidas como amebas se agregan para formar cuerpos fructíferos y, finalmente, esporas, bajo la influencia de una señal química, originalmente llamada acrasina. Los individuos se mueven por quimiotaxis, es decir, son atraídos por el gradiente químico. Algunas especies usan AMP cíclico como señal, otras como Polysphondylium violaceum utilizar otras moléculas, en su caso el éster etílico de N-propionil-gamma-L-glutamil-L-ornitina-delta-lactama, apodado glorina. [12]

En plantas y animales, la señalización entre células se produce a través de la liberación al espacio extracelular, dividida en señalización paracrina (en distancias cortas) y señalización endocrina (en distancias largas), o por contacto directo, conocido como señalización yuxtacrina (p. Ej., Señalización de muesca) . [13] La señalización autocrina es un caso especial de señalización paracrina donde la célula secretora tiene la capacidad de responder a la molécula de señalización secretada. [14] La señalización sináptica es un caso especial de señalización paracrina (para sinapsis químicas) o señalización yuxtacrina (para sinapsis eléctricas) entre neuronas y células diana.

Síntesis y liberación Editar

Muchas señales celulares son transportadas por moléculas que son liberadas por una célula y se mueven para hacer contacto con otra célula. Las moléculas de señalización pueden pertenecer a varias clases químicas: lípidos, fosfolípidos, aminoácidos, monoaminas, proteínas, glicoproteínas o gases. Las moléculas de señalización que se unen a los receptores de superficie son generalmente grandes e hidrófilas (p. Ej., TRH, vasopresina, acetilcolina), mientras que las que entran en la célula son generalmente pequeñas e hidrófobas (p. Ej., Glucocorticoides, hormonas tiroideas, colecalciferol, ácido retinoico), pero hay numerosas excepciones importantes para ambas. y una misma molécula puede actuar tanto a través de receptores de superficie como de manera intracrina para diferentes efectos. [14] En las células animales, las células especializadas liberan estas hormonas y las envían a través del sistema circulatorio a otras partes del cuerpo. Luego llegan a las células objetivo, que pueden reconocer y responder a las hormonas y producir un resultado. Esto también se conoce como señalización endocrina. Los reguladores del crecimiento de las plantas, u hormonas vegetales, se mueven a través de las células o se difunden a través del aire como un gas para alcanzar sus objetivos. [15] Algunas células del cuerpo humano producen sulfuro de hidrógeno en pequeñas cantidades y tiene una serie de funciones de señalización biológica. Actualmente, solo se sabe que otros dos gases de este tipo actúan como moléculas de señalización en el cuerpo humano: el óxido nítrico y el monóxido de carbono. [dieciséis]

Exocitosis Editar

La exocitosis es el proceso por el cual una célula transporta moléculas como neurotransmisores y proteínas fuera de la célula. Como mecanismo de transporte activo, la exocitosis requiere el uso de energía para transportar material. Todas las células utilizan la exocitosis y su contraparte, la endocitosis, porque la mayoría de las sustancias químicas importantes para ellas son moléculas polares grandes que no pueden atravesar la porción hidrófoba de la membrana celular por medios pasivos. La exocitosis es el proceso mediante el cual se liberan una gran cantidad de moléculas, por lo que es una forma de transporte a granel. La exocitosis ocurre a través de portales secretores en la membrana plasmática celular llamados porosomas. Los porosomas son estructuras lipoproteicas permanentes en forma de copa en la membrana plasmática celular, donde las vesículas secretoras se acoplan y fusionan transitoriamente para liberar el contenido intravesicular de la célula.

En la exocitosis, las vesículas secretoras unidas a la membrana se transportan a la membrana celular, donde se acoplan y se fusionan en los porosomas y su contenido (es decir, moléculas solubles en agua) se secreta al entorno extracelular. Esta secreción es posible porque la vesícula se fusiona transitoriamente con la membrana plasmática. En el contexto de la neurotransmisión, los neurotransmisores se liberan típicamente de las vesículas sinápticas a la hendidura sináptica mediante exocitosis; sin embargo, los neurotransmisores también se pueden liberar mediante transporte inverso a través de proteínas de transporte de membrana.

Formularios Editar

Autocrine Editar

La señalización autocrina involucra a una célula que secreta una hormona o mensajero químico (llamado agente autocrino) que se une a los receptores autocrinos en esa misma célula, lo que lleva a cambios en la propia célula. [17] Esto se puede contrastar con la señalización paracrina, la señalización intracrina o la señalización endocrina clásica.

Paracrine Editar

En la señalización paracrina, una célula produce una señal para inducir cambios en las células cercanas, alterando el comportamiento de esas células. Las moléculas de señalización conocidas como factores paracrinos se difunden a una distancia relativamente corta (acción local), a diferencia de la señalización celular por factores endocrinos, hormonas que viajan distancias considerablemente más largas a través de las interacciones yuxtacrinas del sistema circulatorio y la señalización autocrina. Las células que producen factores paracrinos los secretan en el entorno extracelular inmediato. Luego, los factores viajan a las celdas cercanas en las que el gradiente de factor recibido determina el resultado. Sin embargo, no se sabe con certeza la distancia exacta que pueden recorrer los factores paracrinos.

Las señales paracrinas, como el ácido retinoico, se dirigen solo a las células cercanas a la célula emisora. [18] Los neurotransmisores representan otro ejemplo de una señal paracrina.

Algunas moléculas de señalización pueden funcionar como hormonas y como neurotransmisores. Por ejemplo, la epinefrina y la norepinefrina pueden funcionar como hormonas cuando se liberan de la glándula suprarrenal y se transportan al corazón a través del torrente sanguíneo. Las neuronas también pueden producir norepinefrina para que funcione como un neurotransmisor dentro del cerebro. [19] El estrógeno puede ser liberado por el ovario y funcionar como una hormona o actuar localmente a través de la señalización paracrina o autocrina. [20]

Aunque la señalización paracrina provoca una serie diversa de respuestas en las células inducidas, la mayoría de los factores paracrinos utilizan un conjunto relativamente optimizado de receptores y vías. De hecho, se sabe que diferentes órganos del cuerpo, incluso entre diferentes especies, utilizan conjuntos similares de factores paracrinos en el desarrollo diferencial. [21] Los receptores y vías altamente conservados se pueden organizar en cuatro familias principales basadas en estructuras similares: la familia del factor de crecimiento de fibroblastos (FGF), la familia Hedgehog, la familia Wnt y la superfamilia TGF-β. La unión de un factor paracrino a su receptor respectivo inicia cascadas de transducción de señales, provocando diferentes respuestas.

Endocrino Editar

Endocrino las señales se llaman hormonas. Las hormonas son producidas por células endocrinas y viajan a través de la sangre para llegar a todas las partes del cuerpo. La especificidad de la señalización se puede controlar si solo algunas células pueden responder a una hormona en particular. La señalización endocrina implica la liberación de hormonas por las glándulas internas de un organismo directamente en el sistema circulatorio, regulando órganos diana distantes. En los vertebrados, el hipotálamo es el centro de control neural de todos los sistemas endocrinos. En los seres humanos, las principales glándulas endocrinas son la glándula tiroides y las glándulas suprarrenales. El estudio del sistema endocrino y sus trastornos se conoce como endocrinología.

Juxtacrine Editar

La señalización yuxtacrina es un tipo de señalización célula-célula o célula-matriz extracelular en organismos multicelulares que requiere un contacto estrecho. Hay tres tipos:

  1. Un ligando de membrana (proteína, oligosacárido, lípido) y una proteína de membrana de dos células adyacentes interactúan.
  2. Una unión comunicante une los compartimentos intracelulares de dos células adyacentes, lo que permite el tránsito de moléculas relativamente pequeñas.
  3. Una glucoproteína de matriz extracelular y una proteína de membrana interactúan.

Además, en organismos unicelulares como las bacterias, la señalización yuxtacrina significa interacciones por contacto con la membrana. Se ha observado la señalización yuxtacrina para algunos factores de crecimiento, señales celulares de citocinas y quimiocinas, que desempeñan un papel importante en la respuesta inmune.

Las células reciben información de sus vecinas a través de una clase de proteínas conocidas como receptores. Los receptores pueden unirse con algunas moléculas (ligandos) o pueden interactuar con agentes físicos como luz, temperatura mecánica, presión, etc. La recepción se produce cuando la célula diana (cualquier célula con una proteína receptora específica de la molécula de señal) detecta una señal, generalmente en la forma de una molécula pequeña soluble en agua, mediante la unión a una proteína receptora en la superficie celular, o una vez dentro de la célula, la molécula de señalización puede unirse a receptores intracelulares, otros elementos o estimular la actividad enzimática (por ejemplo, gases), como en la señalización intracrina.

Las moléculas de señalización interactúan con una célula diana como ligando a los receptores de la superficie celular y / o entrando en la célula a través de su membrana o endocitosis para la señalización intracrina. Esto generalmente da como resultado la activación de segundos mensajeros, lo que lleva a varios efectos fisiológicos. En muchos mamíferos, las células embrionarias tempranas intercambian señales con las células del útero. [22] En el tracto gastrointestinal humano, las bacterias intercambian señales entre sí y con las células del sistema inmunológico y epitelial humano. [23] Para la levadura Saccharomyces cerevisiae durante el apareamiento, algunas células envían una señal peptídica (feromonas del factor de apareamiento) a su entorno. El péptido del factor de apareamiento puede unirse a un receptor de la superficie celular en otras células de levadura e inducirlas a prepararse para el apareamiento. [24]

Receptores de superficie celular Editar

Los receptores de la superficie celular desempeñan un papel esencial en los sistemas biológicos de los organismos unicelulares y multicelulares y el mal funcionamiento o daño de estas proteínas está asociado con el cáncer, las enfermedades cardíacas y el asma. [25] Estos receptores transmembrana son capaces de transmitir información desde el exterior de la célula hacia el interior porque cambian de conformación cuando un ligando específico se une a ella. Observando tres tipos principales de receptores: receptores ligados a canales de iones, receptores acoplados a proteína G y receptores ligados a enzimas).

Receptores vinculados al canal de iones Editar

Los receptores unidos al canal de iones son un grupo de proteínas de canal de iones transmembrana que se abren para permitir que iones como Na +, K +, Ca 2+ y / o Cl - pasen a través de la membrana en respuesta a la unión de un mensajero químico ( es decir, un ligando), como un neurotransmisor. [26] [27] [28]

Cuando se excita una neurona presináptica, libera un neurotransmisor de las vesículas hacia la hendidura sináptica. El neurotransmisor luego se une a los receptores ubicados en la neurona postsináptica. Si estos receptores son canales iónicos activados por ligando, un cambio conformacional resultante abre los canales iónicos, lo que conduce a un flujo de iones a través de la membrana celular. Esto, a su vez, da como resultado una despolarización, para una respuesta del receptor excitador, o una hiperpolarización, para una respuesta inhibitoria.

Estas proteínas receptoras se componen típicamente de al menos dos dominios diferentes: un dominio transmembrana que incluye el poro iónico y un dominio extracelular que incluye la ubicación de unión del ligando (un sitio de unión alostérico). Esta modularidad ha permitido un enfoque de "divide y vencerás" para encontrar la estructura de las proteínas (cristalizando cada dominio por separado). La función de tales receptores ubicados en las sinapsis es convertir la señal química del neurotransmisor liberado presinápticamente de manera directa y muy rápida en una señal eléctrica postsináptica. Además, muchos LIC están modulados por ligandos alostéricos, bloqueadores de canales, iones o el potencial de membrana. Los LIC se clasifican en tres superfamilias que carecen de relación evolutiva: receptores cys-loop, receptores ionotrópicos de glutamato y canales activados por ATP.

Receptores acoplados a proteína G Editar

Los receptores acoplados a proteínas G son un gran grupo de proteínas relacionadas evolutivamente que son receptores de la superficie celular que detectan moléculas fuera de la célula y activan respuestas celulares. Al acoplarse con proteínas G, se les llama receptores de siete transmembrana porque atraviesan la membrana celular siete veces. [29] Los ligandos pueden unirse al extremo N-terminal y a los bucles extracelulares (por ejemplo, receptores de glutamato) o al sitio de unión dentro de las hélices transmembrana (familia similar a la rodopsina). Todos son activados por agonistas aunque también se puede observar una autoactivación espontánea de un receptor vacío. [29]

Los receptores acoplados a proteína G se encuentran sólo en eucariotas, incluidas las levaduras, los coanoflagelados [30] y los animales. Los ligandos que se unen y activan estos receptores incluyen compuestos sensibles a la luz, olores, feromonas, hormonas y neurotransmisores, y varían en tamaño desde moléculas pequeñas hasta péptidos y proteínas grandes. Los receptores acoplados a proteína G están involucrados en muchas enfermedades.

Hay dos vías principales de transducción de señales que involucran a los receptores acoplados a proteína G: la vía de la señal del AMPc y la vía de la señal del fosfatidilinositol. [31] Cuando un ligando se une al GPCR, provoca un cambio conformacional en el GPCR, lo que le permite actuar como factor de intercambio de nucleótidos de guanina (GEF). El GPCR puede entonces activar una proteína G asociada intercambiando el GDP unido a la proteína G por un GTP. La subunidad α de la proteína G, junto con el GTP unido, puede entonces disociarse de las subunidades β y γ para afectar más a las proteínas de señalización intracelular o proteínas funcionales diana directamente dependiendo del tipo de subunidad α (Gαs, Gαi / o, Gαq / 11, Gα12 / 13). [32] : 1160

Los receptores acoplados a proteína G son un objetivo importante de los fármacos y aproximadamente el 34% [33] de todos los fármacos aprobados por la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) se dirigen a 108 miembros de esta familia. Se estima que el volumen de ventas global de estos medicamentos es de 180 mil millones de dólares estadounidenses a partir de 2018 [actualización]. [33] Se estima que los GPCR son objetivos para aproximadamente el 50% de los medicamentos actualmente en el mercado, principalmente debido a su participación en las vías de señalización relacionadas con muchas enfermedades, es decir, trastornos mentales, metabólicos, incluidos los endocrinológicos, inmunológicos, incluidas las infecciones virales, cardiovasculares, inflamatorias, trastornos de los sentidos y cáncer. La asociación descubierta hace mucho tiempo entre los GPCR y muchas sustancias endógenas y exógenas, dando como resultado p. la analgesia, es otro campo en desarrollo dinámico de la investigación farmacéutica. [29]

Receptores ligados a enzimas Editar

Los receptores ligados a enzimas (o receptores catalíticos) son receptores transmembrana que, tras la activación por un ligando extracelular, provocan actividad enzimática en el lado intracelular. [34] Por lo tanto, un receptor catalítico es una proteína de membrana integral que posee funciones enzimáticas, catalíticas y receptoras. [35]

Tienen dos dominios importantes, un dominio de unión de ligando extracelular y un dominio intracelular, que tiene una función catalítica y una única hélice transmembrana. La molécula de señalización se une al receptor en el exterior de la célula y provoca un cambio conformacional en la función catalítica ubicada en el receptor dentro de la célula.Ejemplos de actividad enzimática incluyen:

Receptores intracelulares Editar

Receptor de hormonas esteroides Editar

Los receptores de hormonas esteroides se encuentran en el núcleo, el citosol y también en la membrana plasmática de las células diana. Generalmente son receptores intracelulares (típicamente citoplasmáticos o nucleares) e inician la transducción de señales para las hormonas esteroides que conducen a cambios en la expresión génica durante un período de tiempo de horas a días. Los receptores de hormonas esteroides mejor estudiados son miembros de la subfamilia de receptores nucleares 3 (NR3) que incluye receptores de estrógeno (grupo NR3A) [37] y 3-cetoesteroides (grupo NR3C). [38] Además de los receptores nucleares, varios receptores acoplados a proteína G y canales iónicos actúan como receptores de superficie celular para ciertas hormonas esteroides.

Cuando se une a la molécula de señalización, la proteína receptora cambia de alguna manera e inicia el proceso de transducción, que puede ocurrir en un solo paso o como una serie de cambios en una secuencia de diferentes moléculas (llamada vía de transducción de señales). Las moléculas que componen estas vías se conocen como moléculas de relevo. El proceso de múltiples pasos de la etapa de transducción a menudo se compone de la activación de proteínas mediante la adición o eliminación de grupos fosfato o incluso la liberación de otras moléculas pequeñas o iones que pueden actuar como mensajeros. La amplificación de una señal es uno de los beneficios de esta secuencia de múltiples pasos. Otros beneficios incluyen más oportunidades de regulación que los sistemas más simples y el ajuste fino de la respuesta, tanto en organismos unicelulares como multicelulares. [15]

En algunos casos, la activación del receptor causada por la unión del ligando a un receptor se acopla directamente a la respuesta de la célula al ligando. Por ejemplo, el neurotransmisor GABA puede activar un receptor de la superficie celular que forma parte de un canal iónico. Unión de GABA a un GABAA receptor en una neurona abre un canal de iones selectivo de cloruro que es parte del receptor. GABAA La activación del receptor permite que los iones de cloruro cargados negativamente se muevan hacia la neurona, lo que inhibe la capacidad de la neurona para producir potenciales de acción. Sin embargo, para muchos receptores de la superficie celular, las interacciones ligando-receptor no están directamente relacionadas con la respuesta de la célula. El receptor activado debe primero interactuar con otras proteínas dentro de la célula antes de que se produzca el efecto fisiológico final del ligando sobre el comportamiento de la célula. A menudo, el comportamiento de una cadena de varias proteínas celulares que interactúan se altera después de la activación del receptor. El conjunto completo de cambios celulares inducidos por la activación del receptor se denomina mecanismo o vía de transducción de señales. [39]

En la Figura 3 se muestra una vía de transducción de señales más compleja. Esta vía implica cambios en las interacciones proteína-proteína dentro de la célula, inducidos por una señal externa. Muchos factores de crecimiento se unen a receptores en la superficie celular y estimulan a las células para que progresen a través del ciclo celular y se dividan. Varios de estos receptores son quinasas que comienzan a fosforilarse a sí mismas y a otras proteínas cuando se unen a un ligando. Esta fosforilación puede generar un sitio de unión para una proteína diferente y así inducir la interacción proteína-proteína. En la Figura 3, el ligando (llamado factor de crecimiento epidérmico o EGF) se une al receptor (llamado EGFR). Esto activa el receptor para que se fosforile a sí mismo. El receptor fosforilado se une a una proteína adaptadora (GRB2), que acopla la señal a procesos de señalización posteriores. Por ejemplo, una de las vías de transducción de señales que se activan se denomina vía de la proteína quinasa activada por mitógenos (MAPK). El componente de transducción de señales etiquetado como "MAPK" en la vía se llamaba originalmente "ERK", por lo que la vía se llama vía MAPK / ERK. La proteína MAPK es una enzima, una proteína quinasa que puede unir fosfato a proteínas diana como el factor de transcripción MYC y, por tanto, alterar la transcripción génica y, en última instancia, la progresión del ciclo celular. Muchas proteínas celulares se activan aguas abajo de los receptores del factor de crecimiento (como EGFR) que inician esta vía de transducción de señales. [ cita necesaria ]

Algunas vías de transducción de señalización responden de manera diferente, dependiendo de la cantidad de señalización recibida por la célula. Por ejemplo, la proteína hedgehog activa diferentes genes, dependiendo de la cantidad de proteína hedgehog presente. [ cita necesaria ]

Las rutas complejas de transducción de señales de múltiples componentes brindan oportunidades para la retroalimentación, la amplificación de la señal y las interacciones dentro de una celda entre múltiples señales y rutas de señalización. [ cita necesaria ]

Una respuesta celular específica es el resultado de la señal transducida en la etapa final de la señalización celular. Esta respuesta puede ser esencialmente cualquier actividad celular que esté presente en un cuerpo. Puede estimular la reordenación del citoesqueleto, o incluso como catálisis por una enzima. Estos tres pasos de la señalización celular aseguran que las células correctas se comporten como se les indica, en el momento correcto y en sincronización con otras células y con sus propias funciones dentro del organismo. Al final, el final de una vía de señal conduce a la regulación de una actividad celular. Esta respuesta puede tener lugar en el núcleo o en el citoplasma de la célula. La mayoría de las vías de señalización controlan la síntesis de proteínas activando y desactivando ciertos genes en el núcleo. [40]

En organismos unicelulares como las bacterias, la señalización se puede utilizar para "activar" pares desde un estado inactivo, mejorar la virulencia, defenderse de los bacteriófagos, etc. [41] En la detección de quórum, que también se encuentra en insectos sociales, la multiplicidad de señales individuales tiene la potencialidad de crear un circuito de retroalimentación positiva, generando una respuesta coordinada. En este contexto, las moléculas de señalización se denominan autoinductores. [42] [43] [44] Este mecanismo de señalización puede haber estado involucrado en la evolución de organismos unicelulares a multicelulares. [42] [45] Las bacterias también utilizan la señalización dependiente del contacto, sobre todo para limitar su crecimiento. [46]

Las moléculas de señalización utilizadas por los organismos multicelulares a menudo se denominan feromonas. Pueden tener propósitos tales como alertar contra el peligro, indicar el suministro de alimentos o ayudar en la reproducción. [47]

Respuestas celulares a corto plazo Editar

Breve descripción general de algunas vías de señalización (basadas en familias de receptores) que dan como resultado respuestas celulares de acción corta
Familia de receptores Ejemplo de ligandos / activadores (soporte: receptor para él) Ejemplo de efectores Efectos posteriores adicionales
Canales de iones controlados por ligando Acetilcolina
(Como el receptor nicotínico de acetilcolina),
Cambios en la permeabilidad de la membrana. Cambio en el potencial de membrana
Receptor de siete hélices Ligero (rodopsina),
Dopamina (receptor de dopamina),
GABA (receptor GABA),
Prostaglandina (receptor de prostaglandina), etc.
Proteína G trimérica Adenilato ciclasa,
cGMP fosfodiesterasa,
Canal iónico controlado por proteína G, etc.
Dos componentes Activadores diversos Histidina quinasa Regulador de respuesta: movimiento flagelar, expresión genética
Guanilil ciclasa de membrana Péptido Natriurético Atrial,
Péptido de huevo de erizo de mar, etc.
cGMP Regulación de quinasas y canales- Acciones diversas
Guanilil ciclasa citoplásmica Óxido nítrico (receptor de óxido nítrico) cGMP Regulación de canales gated cGMP, quinasas
Integrinas Fibronectinas, otras proteínas de la matriz extracelular Tirosina quinasa no receptora Respuesta diversa

Regulación de la actividad genética Editar

Breve descripción general de algunas vías de señalización (basadas en familias de receptores) que controlan la actividad de los genes
Frizzled (tipo especial de receptor 7Helix) Wnt Desaliñado, axina - APC, GSK3-beta - Beta catenina La expresion genica
Dos componentes Activadores diversos Histidina quinasa Regulador de respuesta: movimiento flagelar, expresión genética
Receptor de tirosina quinasa Insulina (receptor de insulina),
EGF (receptor de EGF),
FGF-Alpha, FGF-Beta, etc. (receptores de FGF)
Ras, MAP-quinasas, PLC, PI3-Quinasa Cambio de expresión genética
Receptores de citocinas Eritropoyetina
Hormona de crecimiento (receptor de hormona de crecimiento),
IFN-Gamma (receptor de IFN-Gamma), etc.
Quinasa JAK Factor de transcripción STAT - Expresión genética
Receptores ligados a tirosina quinasa Complejo MHC-péptido - TCR, Antígenos - BCR Tirosina quinasa citoplasmática La expresion genica
Receptor de serina / treonina quinasa Activina (receptor de activina),
Inhibina
Proteína morfogenética ósea (receptor de BMP),
TGF-beta
Factores de transcripción de Smad Control de la expresión génica
Receptores ligados a esfingomielinasa IL-1 (receptor de IL-1),
TNF (receptores de TNF)
Quinasas activadas con ceramida La expresion genica
Receptores de esteroides citoplasmáticos Hormonas esteroides,
Hormonas tiroideas,
Ácido retinoico, etc.
Trabajar como / interactuar con factores de transcripción La expresion genica

Vía de señalización de muesca Editar

Notch es una proteína de la superficie celular que funciona como receptor. Los animales tienen un pequeño conjunto de genes que codifican proteínas de señalización que interactúan específicamente con los receptores Notch y estimulan una respuesta en las células que expresan Notch en su superficie. Las moléculas que activan (o, en algunos casos, inhiben) los receptores pueden clasificarse en hormonas, neurotransmisores, citocinas y factores de crecimiento, en general llamados ligandos de receptores. Se sabe que las interacciones ligando-receptor, como la interacción del receptor Notch, son las principales interacciones responsables de los mecanismos de señalización celular y la comunicación. [52] Notch actúa como receptor de ligandos que se expresan en células adyacentes. Si bien algunos receptores son proteínas de la superficie celular, otros se encuentran dentro de las células. Por ejemplo, el estrógeno es una molécula hidrófoba que puede atravesar la bicapa lipídica de las membranas. Como parte del sistema endocrino, los receptores de estrógenos intracelulares de una variedad de tipos de células pueden ser activados por el estrógeno producido en los ovarios.

En el caso de la señalización mediada por Notch, el mecanismo de transducción de señales puede ser relativamente simple. Como se muestra en la Figura 2, la activación de Notch puede hacer que la proteína Notch sea alterada por una proteasa. Parte de la proteína Notch se libera de la membrana de la superficie celular y participa en la regulación genética. La investigación de la señalización celular implica estudiar la dinámica espacial y temporal de ambos receptores y los componentes de las vías de señalización que son activadas por receptores en varios tipos de células. [53] [54] Los métodos emergentes para el análisis de espectrometría de masas unicelular prometen permitir el estudio de la transducción de señales con resolución unicelular. [55]

En la señalización de muesca, el contacto directo entre las células permite un control preciso de la diferenciación celular durante el desarrollo embrionario. En el gusano Caenorhabditis elegans, dos células de la gónada en desarrollo tienen cada una la misma probabilidad de diferenciarse terminalmente o convertirse en una célula precursora uterina que continúa dividiéndose. La elección de qué célula continúa dividiéndose está controlada por la competencia de las señales de la superficie celular. Una célula producirá más proteína de la superficie celular que activa el receptor Notch en la célula adyacente. Esto activa un circuito o sistema de retroalimentación que reduce la expresión de Notch en la célula que se diferenciará y que aumenta Notch en la superficie de la célula que continúa como una célula madre. [56]


Un científico quiere rastrear una molécula específica formada durante la fosforilación oxidativa. Coloca una etiqueta radiactiva especial en los carbonos de las moléculas de piruvato que solo se activan una vez que el piruvato se descarboxila. Entre la glucólisis y el ciclo del ácido cítrico, la etiqueta se activa y el científico puede observar la molécula de interés. ¿Qué molécula está rastreando el científico?

A. ATP
B. Etanol
C. FADH2
D. Acetil CoA
E. lactato

[D]: Acetil CoA

Correcto. No se sienta abrumado por el formato experimental presentado en la pregunta. En su lugar, aísle la información relevante que se le presenta: la molécula se forma durante la fosforilación oxidativa, específicamente entre la glucólisis y el ciclo del ácido cítrico. Como revela la pregunta, este es el paso de la descarboxilación del piruvato, donde el piruvato se descarboxila y se convierte en acetil CoA. Este proceso también produce NADH y CO2. Responder a esta pregunta correctamente no requiere ningún conocimiento especial sobre el experimento en sí, solo en qué se convierte el piruvato.


¿Son móviles las uniones intercelulares, las sinapsis y los complejos fotosintéticos captadores de luz? - biología

La migración vista como el asentamiento en una región. Inmigrar & quot a & quot a un lugar

D. La carboxilasa RuBP fija tanto O2 como CO2. El ciclo de Calvin ocurre cuando el CO2 se combina con RuBP. Cuando

El O2 se combina con RuBP y se produce fotorrespiración. A medida que aumenta la concentración de O2, se fija más O2 y menos CO2.

E. Una absorción de CO2 inferior a cero significa que se está liberando CO2. Esto ocurre cuando la concentración de CO2 es

tan bajo que la fotosíntesis no puede sostenerse y comienza la respiración celular.

E. La transformación es el proceso que describe la absorción de ADN por bacterias que se expresa posteriormente.

Las bacterias también pueden adquirir ADN extraño a través de virus (transducción) o de otras bacterias (conjugación).

¿Todas las células tienen núcleo?

Todas las células tienen material hereditario (ADN), pero no todas las células tienen un núcleo unido a la membrana.

-En las células eucariotas, el núcleo celular sirve para proteger el ADN del organismo

-Las células procariotas no tienen un núcleo centralizado y no tienen muchos de los otros orgánulos celulares que tienen las células eucariotas con la excepción de los ribosomas. En cambio, tienen una región nucleoide.

Enfermedades neurodegenerativas caracterizadas por apoptosis excesiva

Enfermedades de Alzheimer, Parkinson y Huntington

Si un científico quiere separar una proteína de la membrana periférica del exterior de la membrana celular, ¿cuál sería el mejor método para hacerlo?

Cambiar la concentración de sal

-Las proteínas de la membrana periférica se mantienen en su lugar mediante interacciones electrostáticas y enlaces de hidrógeno. Generalmente son hidrófilos. Cambiar la concentración de sal o el pH interrumpiría ambos tipos de enlaces y liberaría la proteína de la membrana periférica de la membrana celular.

¿Cómo se extraen las proteínas integrales?

Se agrega un detergente. Por lo general, un detergente hidrófobo destruirá la membrana y expondrá la proteína integral hidrófoba.

Este utilizó amoníaco, metano, agua e hidrógeno sellados en una disposición estéril de tubos y matraces con bucles de conexión.

Tres métodos diferentes para que las partículas atraviesen la membrana celular

1. Difusión simple: las partículas pueden moverse directamente a través de la bicapa de fosfolípidos: partículas muy pequeñas y sin carga

2. Difusión facilitada: las partículas pueden atravesar la membrana pero con la ayuda de proteínas integrales que se extienden a lo largo de la membrana celular.

3. Transporte activo: ocurre cuando las partículas son bombeadas o forzadas a través de la membrana contra su gradiente de concentración. Este transporte requiere ATP o energía.

Células musculares y microfilamentos.

Los músculos están formados por largas cadenas de citoesqueleto formadas por dos filamentos: actina y miosina. De estos, la actina es un microfilamento, tiempo la miosina es una proteína motora. Si la actina se degenera, nuestros músculos no se contraerían.

Ocurre cuando un inhibidor puede evitar que la enzima se una al reactivo uniéndose a la enzima en un sitio alejado del sitio activo y cambia la conformación de la enzima para que no se pueda unir al reactivo.

Ocurre cuando el inhibidor compite directamente con el reactivo en el sitio activo, y este sustrato toma el lugar del reactivo y evita que ocurra la reacción.

Pequeños & quotpelos & quot cortos llamados fimbrias en la superficie de bacterias que se pueden utilizar en el intercambio de material genético entre bacterias y en la adhesión celular.

Una cola larga hecha de flagelina que proporciona locomoción a una célula bacteriana.

Una proteína receptora en la superficie de una célula.

Solo se encuentran en bacterias grampositivas y ayudan a mantener rígida la pared celular.

Cantidad de CO2 y tasa de fotosíntesis resultante

A medida que una planta realiza la fotosíntesis, la cantidad de Co2 presente debería disminuir con el tiempo a medida que la planta consume el carbono para producir glucosa.

¿La glucólisis es exergónica o endergónica?

Requiere el uso de energía cuando la molécula de glucosa se rompe en dos piruvatos. Los dos pasos en los que se usa ATP pueden considerarse endergónicos, sin embargo, la glucólisis general produce energía para ser consumida por las células. Si se libera energía, la reacción es exergónica.

¿Qué tipo de microscopio se usa para ver lo siguiente?

Microscopio electrónico de transmisión

Se puede decir que se trata de una micrografía que se tomó con un microscopio electrónico de transmisión porque es una imagen 2D muy ampliada de una sola célula bacteriana, que es muy pequeña. Un microscopio electrónico de barrido produciría una imagen en 3D

Microscopio óptico compuesto

Se trata de una micrografía de luz compuesta con aumento de 100x del corpúsculo de Meissner en la punta de un papilo dérmico. Estas imágenes a menudo deben teñirse con un tinte de color para que sean visibles.

Este es otro nombre para los microscopios de disección, que solo ofrecen un aumento bajo para observar la superficie de una muestra.

Microscopio electrónico de transmisión

Esto es un micrografía electrónica de transmisión (TEM) del poliovirus, cada uno de los cuales mide solo 30 nm de ancho. Observe cómo la micrografía TEM es plana, 2D y extremadamente ampliada.

Esta es una foto de un núcleo de linfocitos humanos de fluorescencia microscopía. Los microscopios de fluorescencia producen imágenes coloridas al teñir la muestra con fluoróforos e iluminarlos con una longitud de onda de luz específica. Observe cómo la imagen tiene colores brillantes, con partes del núcleo marcadas en verde y rojo con diferentes fluoróforos.

Microscópio electrónico escaneando

Esto es un micrografía electrónica de barrido (SEM) de sangre humana circulante normal. Observe que la micrografía SEM es una imagen en 3D con un aumento extremadamente alto, lo que le permite estudiar la morfología y la superficie de la muestra.

Esta es una característica que eventualmente se convertirá en una parte de los discos espinales.

-Sistemas digestivos completos

-Triploblastos con simetría bilateral

-A menudo son parásitos y contienen una capa protectora gruesa conocida como cutícula

Ejemplos: gusanos redondos, gusanos de gancho y C elegans

-Sistema digestivo completo

-Triploblastos con simetría bilateral

-Coeloma con cuerpos segmentados

-Sistemas circulatorios cerrados

Ejemplos: lombrices de tierra y sanguijuelas.

-Sistemas digestivos completos

-Triploblastos con simetría bilateral

-Coeloma con sistema circulatorio abierto (excepto cefalópodos con sistema circulatorio cerrado)

Ejemplos: almejas, caracoles, calamares y octupus

-Sistema digestivo completo

-Triploblastos con simetría radial en la edad adulta

-Coeloma con sistemas circulatorios abiertos

-Deuterostomos (como chordata)

-Bilateralmente simétrico como larva y radial como adulto

Ejemplos: estrellas de mar, erizos de mar y pepinos de mar

-No tienes un sistema digestivo completo

-Tener una cavidad gastrovascular en la que tiene lugar la digestión bidireccional, en lugar de la digestión unidireccional a través del tubo digestivo.

-Triploblastos con simetría bilateral

Ejemplos: gusanos planos, tenias y trematodos

La pared celular de los hongos está hecha de glucanos y quitina.

-Sólo organismos que contengan ambos en sus paredes celulares.

se refiere a la inmunidad donde los anticuerpos son generados por el propio individuo en respuesta a una amenaza inmune percibida

Inmunidad pasiva se refiere a la inmunidad en la que los anticuerpos son generados por un individuo y luego transferidos a otro. Cuando una madre amamanta a su bebé recién nacido y le transfiere sus anticuerpos en el proceso, se trata de inmunidad pasiva.

Inmunidad natural se refiere a cuando se genera una respuesta inmune por medios naturales (a diferencia de un método artificial, como el uso de una vacuna).

Inmunidad artificial se refiere a cuando se genera una respuesta inmune por medios artificiales, como en vacunación donde se introduce intencionalmente material antigénico para provocar una respuesta inmunitaria.

Inmunidad permanente se refiere al mismo concepto que respuesta secundaria en inmunidad: habiendo sido previamente infectado por un cierto antígeno, como una bacteria o un virus, el cuerpo podrá reconocer rápidamente y montar una respuesta inmune al mismo antígeno (mucho más rápido que durante la exposición inicial que da como resultado la respuesta primaria).

A reflejo es la respuesta rápida e involuntaria a un estímulo. Esto no se relaciona con la contracción sostenida de los músculos.

La mayoría arcos reflejos en los seres humanos, hacen sinapsis directamente en la médula espinal, en lugar de integrarse primero en el cerebro (lo que permite un tiempo de respuesta más rápido). Un ejemplo de reflejo es el reflejo rotuliano / rotuliano, que tal vez recuerde de un chequeo en el médico: cuando se golpea el tendón rotuliano debajo de la rodilla, la pierna patea reflexivamente hacia afuera.

Tétanos describe un estado continuo de contracción muscular durante el cual un músculo no se relaja. Durante el tétanos, la frecuencia de los potenciales de acción es tan alta que la tensión se mantiene en todo el músculo. El tétanos también se puede utilizar para describir la infección causada por la bacteria. Clostridium tetani (a menudo asociado con objetos metálicos oxidados), que causa espasmos musculares de la mandíbula (de ahí el término "trismo") que pueden extenderse por todo el cuerpo.

Refracción en biología se refiere a la periodo refractario, el tiempo después de un potencial de acción durante el cual una neurona no responderá a un nuevo estímulo; una célula muscular no podría mantener la contracción durante la refracción. terminará y la neurona puede responder una vez más a un potencial de acción. Los períodos refractarios pueden ser absolutos o relativos, durante una período refractario absoluto, un segundo estímulo no puede generar otro potencial de acción, no importa lo poderoso que sea, pero durante un período refractario relativo, un estímulo suficientemente potente puede provocar la aparición de un potencial de acción.

Activación en biología puede referirse generalmente al inicio de un proceso biológico, o en inmunología al desencadenamiento de la proliferación, diferenciación y maduración de células defensivas (por ejemplo, la activación de linfocitos T por células presentadoras de antígeno).

un tipo de respuesta muscular simple causada por un potencial de acción, que produce una sola contracción y luego relajación completa. Dado que el músculo se relaja antes de que se produzca otra contracción y no se mantenga de forma continua. A diferencia de las contracciones nerviosas, las contracciones tetánicas (tétanos) involucran potenciales de acción tan frecuentes que la contracción se mantiene antes de que ocurra la relajación, lo que resulta en un estado de contracción sostenido.

Células beta en el páncreas.

Las células beta secretan insulina, que funciona para reducir los niveles de glucosa en sangre.

Las células G secretan la hormona peptídica gastrina, que pasa a la sangre y estimula la células parietales del estómago para secretar ácido (HCl) para la digestión.

Espermatogonias de los testículos

Las espermatogonias se encuentran en el túbulos seminíferos de los testículos y se someten a mitosis para producir el diploide espermatocitos primarios.

a catecolamina, una clase de péptidohormonas. Si bien las catecolaminas son solubles en agua, no son esteroides ni derivan de otro modo del colesterol. La epinefrina se libera del médula suprarrenal ya veces se le llama adrenalina. Funciona en una respuesta de "lucha o huida" y eleva los niveles de glucosa en sangre. Provoca vasoconstricción en los órganos internos y la piel, pero causa vasodilatación de los músculos esqueléticos y aumenta la frecuencia respiratoria y cardíaca.

a mineralocorticoide, que son una clase de esteroide hormonas. Las hormonas esteroides se sintetizan a partir del colesterol en el retículo endoplasmático liso Aldosterona (liberada de la corteza suprarrenal) actúa sobre el túbulo contorneado distal y el conducto colector del riñón para aumentar la reabsorción de Na + y la excreción de K +. Esto conduce a una reabsorción pasiva de agua en la nefrona, lo que hace que aumenten el volumen sanguíneo y la presión arterial.

a glucocorticoide, que son una clase de esteroidehormonas. Las hormonas esteroides se sintetizan a partir del colesterol en el retículo endoplasmático liso El cortisol se libera de la corteza suprarrenal y eleva principalmente los niveles de glucosa en sangre. Es una hormona del estrés.

una gonadal esteroide hormona. Las hormonas esteroides se sintetizan a partir del colesterol en el retículo endoplasmático liso La testosterona es producida principalmente por celdas intersticiales de El testiculos. Funciones de testosterona en espermatogénesis y es responsable de las características sexuales secundarias masculinas.

una gonadal esteroide hormona. Las hormonas esteroides se sintetizan a partir del colesterol en el retículo endoplasmático liso

La progesterona es producida por ovarios (más tarde en el embarazo, el placenta también produce progesterona) y funciona en el ciclo menstrual y en el desarrollo y mantenimiento de la pared endometrial y del feto. Las píldoras anticonceptivas utilizan con frecuencia altas dosis de progesterona (o progesterona y estrógeno juntos) para provocar una retroalimentación negativa que suprime los niveles de LH y FSH, lo que a su vez evita que ocurra la ovulación.

Un pez marino es hipoosmostico con su entorno, lo que significa que es menos salado que el agua salada concentrada que lo rodea. Por lo tanto, perderá agua constantemente al medio ambiente. Para compensar esto, los peces marinos deben beber agua constantemente. Además, rara vez orina para no desperdiciar agua y segrega las sales que adquiere al beber constantemente.

Por el contrario, los peces de agua dulce son hiperosmóticos o más salados que su entorno. Por lo tanto, el agua fluirá constantemente hacia los peces. Los peces deben orinar constantemente para eliminar el exceso de agua. También rara vez bebe y absorbe sal a través de sus branquias para mantener la homeostasis.

Pescado en agua dulce ambientes:

  1. Son hiperosmóticos en relación con su entorno.
  2. Bebe muy poca agua
  3. La sal entra en las branquias a través del transporte activo.
  4. Produce un gran volumen de orina.

Por el contrario, los peces en agua salada entornos (es decir, peces marinos):

  1. Son hipoosmóticos en relación con su entorno.
  2. Beber constantemente
  3. La sal sale de las branquias a través del transporte activo.
  4. Produce bajo volumen de orina.

El blastoporo o la abertura en el archenteron (el intestino primitivo que se forma durante la gastrulación) da lugar al ano.

Escisión: radial e indeterminada

Formación de celoma: pliegues de archenteron forman celoma

Destino de blastoporo: Blastoporo forma el ano

Escote: espiral y determinado.

Formación de celoma: masas sólidas de mesodermo se dividen y forman celoma

Destino del blastoporo: Blastoporo forma la boca

Con el tiempo se forma la placenta, pero las vellosidades son secciones en forma de dedos que se entierran en la pared del útero cerca del vaso sanguíneo de la madre.

Elimina los desechos y forma parte del cordón umbilical para llevar los desechos del embrión hacia los vasos sanguíneos de la madre.

Un saco delgado que rodea al embrión y produce líquido amniótico para proporcionar un cojín para el crecimiento del embrión.

En los mamíferos placentarios el saco vitelino está completamente vacío y no contiene yema. En cambio, una de sus principales funciones es ayudar en la formación de las células rojas de la sangre.

células de Sertoli son células ubicadas en los testículos masculinos y son principalmente importantes para nutrir espermatozoide. La acción de las células de Sertoli es activada por la hormona estimulante del folículo (FSH).

los endometrio es el revestimiento de la membrana mucosa del útero que se desprende durante la menstruación de los mamíferos. Durante el embarazo, el embrión en desarrollo se implanta dentro de las paredes del endometrio. Esto ayuda a proteger al embrión / feto y eventualmente dará lugar a la placenta.

En dominio completo, un alelo enmascara completamente la expresión del otro alelo (recesivo).

Un ejemplo de dominio completo es la enfermedad de Huntington, un trastorno degenerativo del sistema nervioso. Si un individuo posee un alelo de Huntington, entonces la condición ocurrirá independientemente del otro alelo.

norte dominancia incompleta, ninguno de los alelos se expresa completamente. Por ejemplo, si una flor posee un alelo para el rojo y un segundo alelo para el blanco, el resultado resultante sería rosa si estos alelos mostraran una dominancia incompleta.

La presencia del grupo sanguíneo AB indica que ambos alelos se expresan simultáneamente. En la sangre de tipo AB, los antígenos A y B se expresan en la superficie de los glóbulos rojos (como resultado, no se encuentran anticuerpos contra ninguno de los antígenos en el plasma y, por lo tanto, los individuos con sangre de tipo AB son receptores universales; luego pueden recibir sangre de cualquier otro tipo de sangre). Otro ejemplo hipotético de codominancia: si una flor poseyera un alelo para el rojo y un segundo alelo para el blanco, y estos dos alelos fueran codominantes, el resultado resultante sería una flor con manchas de color rojo y blanco.

Para confirmar la similitud o diferencia genética entre organismos, ¿cuál de los siguientes procesos biotecnológicos debería utilizarse?

Electroforesis en gel

Electroforesis en gel es un proceso de biotecnología que permite la separación de ADN, ARN o proteínas en función del tamaño y la carga (las moléculas más cortas se mueven más lejos). Si se cargan varias muestras, se pueden comparar para determinar similitudes y diferencias genéticas

En el proceso de electroforesis en gel de ADN, primero se corta el ADN en pedazos utilizando una enzima de restricción. Luego se carga en un gel de agarosa bajo un campo eléctrico para la separación del ADN según la carga y el tamaño (el ADN cargado negativamente se mueve hacia el ánodo positivo, alejándose del cátodo negativo). El ADN se distribuye posteriormente por tamaño y se puede comparar con el tamaño de muestras estándar conocidas y otras muestras de diferentes fuentes para su comparación. Después de la electroforesis, el ADN se puede secuenciar o sondar para identificar la ubicación de una secuencia específica de ADN.

Vectores son los vehículos utilizados para transferir material genético extraño a una célula.

Clonación es el proceso biotecnológico mediante el cual el ADN de un organismo se copia y se mantiene por separado. Puede referirse a clonación de genes, en el que un gen de interés de un organismo se replica y luego típicamente se inserta en un plásmido y luego se introduce en otro organismo como una bacteria donde el plásmido se replicará para que estén disponibles múltiples copias del gen o genes. También puede referirse a la duplicación de un organismo completo.

Frenología es un campo de estudio difunto que tenía como objetivo deducir las habilidades mentales y la personalidad de una persona en función de la forma y las medidas de su cráneo. La frenología ahora se considera una pseudociencia y tiene poca o ninguna validez científica.

A cladograma es un diagrama que muestra la relación evolutiva entre organismos basada en características morfológicas (por ejemplo, diferencias en estructuras físicas, como la presencia de un notocorda o la presencia de aletas) o características moleculares (por ejemplo, diferencias en la secuencia de ADN). Un cladograma no es un proceso en biotecnología y no es lo suficientemente específico como para confirmar diferencias genéticas entre organismos individuales.

Reacción en cadena de la polimerasa

Reacción en cadena de la polimerasa (comúnmente abreviado como PCR) es un proceso de biotecnología que utiliza un cebador sintético, nucleótidos y una enzima polimerasa para clonar el ADN de una manera que puede amplificarlo rápidamente. Esta técnica no se utiliza como herramienta de diagnóstico, por lo que la elección de respuesta es incorrecta. La PCR consta de tres pasos principales:

  1. Desnaturalización (& gt90C)
  2. Adición de imprimaciones + Recocido (

huella de ADN es una técnica que se utiliza para identificar a las personas (por ejemplo, en casos de paternidad y forenses) basándose en aspectos de su ADN únicos para ellos, como repeticiones cortas en tándem (STR). Dado que el número de STR tiende a variar significativamente en la población, el ADN de un individuo (por ejemplo, un sospechoso de un delito) se puede comparar con el ADN de una muestra (por ejemplo, sangre dejada en la escena de un delito) para obtener una coincidencia positiva. .

Transferencia del norte es una técnica para identificar fragmentos de conocidos ARN secuencia en una gran población de ARN. Primero, los fragmentos de ARN que contienen la secuencia conocida se pasan electroforesis para separarlos por tamaño y carga. A continuación, las cadenas de ARN se separan en cadenas simples (generalmente con NaOH) y luego los fragmentos de cadena sencilla se transfieren a una membrana de nitrocelulosa. En este punto se agrega una sonda que se hibridará con la secuencia conocida de ARN y la marcará con alguna etiqueta visual, generalmente fluorescencia.

Transferencia del sur es similar a la transferencia Northern, pero se usa en ADN en lugar de ARN.

técnica similar para proteínas

Mnemónico para recordar técnicas de laboratorio

S = Transferencia de Southern - & gt DNA = D
norte = Transferencia de Northern - & gt RNA = R
O = O = O (nada)
W = Western blot - & gt protein = PAG

es una condición general que describe una situación en la que el genoma tiene un número de cromosoma extra o faltante, a menudo causado por no disyunción. Si la no disyunción ocurriera durante la meiosis II, y un par de cromátidas hermanas no se separaran, se producirían los dos gametos resultantes: uno que tiene un cromosoma adicional (n + 1) y uno al que le falta un cromosoma (n - 1). . Como resultado, después de la fertilización, un cigoto con aneuploidía resultaría

Tetraploide se refiere al número de juegos de cromosomas, específicamente cuatro juegos (4n). Se dice que las células con más de dos juegos de cromosomas homólogos (como triploides y tetraploides) exhiben poliploidía que es común en las plantas.

Disómico se refiere al estado de tener dos juegos de cromosomas; se puede pensar que es intercambiable con el término diploide. El estado disómico es estándar en humanos y no es el resultado de no disyunción durante la meiosis II y la fertilización posterior

Una mezcla entre agua salada y dulce, que se encontraría en un estuario. Un estuario es un área específica donde el agua dulce se encuentra con el agua de mar. Un manglar a menudo crece cerca de un estuario y se caracteriza por una mezcla de agua salada y dulce.

En comensalismo, una forma de simbiosis, uno de los dos organismos se beneficia mientras que el otro no se ve afectado. Ejemplos de comensalismo incluyen percebes y ballenas (el percebe obtiene mayores oportunidades de alimentación como resultado de estar apegado a la ballena, mientras que la ballena no se ve afectada).

Alelopatía es la producción de bioquímicos por un organismo que influye en el crecimiento, supervivencia y reproducción de otros organismos. La alelopatía es una forma de competencia de interferencia, que ocurre directamente entre individuos a través de la agresión. En la competencia de interferencia, se impide directamente que otros individuos se establezcan físicamente en un hábitat compartido.

Competencia de explotación es un tipo de competencia que se produce indirectamente a través del agotamiento de un recurso común. Por ejemplo, los leones y los guepardos se enfrentan a una competencia de explotación en África, ya que ambos buscan un recurso común: la gacela. Si los guepardos tuvieran más éxito y se comieran todas las gacelas, los leones sufrirían el agotamiento de los recursos alimenticios.

Competencia aparente es un tipo de competencia que ocurre entre dos especies presa del mismo depredador. Por ejemplo, digamos que una especie de araña y una especie de escarabajo son cazadas por búhos y la cantidad de arañas aumenta repentinamente. Esto conduciría a la supervivencia de más búhos (debido al aumento de los recursos alimenticios de las arañas), que a su vez cazarían más escarabajos y, en última instancia, disminuirían su número total.

Competencia intraespecífica es un tipo de competencia que ocurre entre miembros de una misma especie.

los bosque caducifolio El bioma se caracteriza por inviernos fríos (pero no particularmente duros), veranos cálidos y niveles moderados de precipitación. Tiene árboles de hoja caduca que pierden sus hojas durante el invierno, no árboles de coníferas. Debido al desprendimiento de hojas, el suelo de los bosques de hoja caduca es rico. Este bioma se caracteriza por la estratificación vertical (las plantas y los animales viven en el suelo, en ramas bajas y en lo alto de las copas de los árboles).

los sabana El bioma se caracteriza por una temperatura cálida durante todo el año, con algunas pequeñas variaciones estacionales. Hay muy poca precipitación en términos de lluvia, y la estación seca puede durar muchos meses cada año. Las plantas de este bioma consisten en pastos y árboles dispersos con hojas pequeñas. Los animales de este bioma consisten principalmente en grandes mamíferos herbívoros (por ejemplo, cebras) y sus depredadores (por ejemplo, hienas).

los tundra El bioma se caracteriza por inviernos fríos (hasta el punto de que la capa superior del suelo se congela). En el verano, la capa superior se descongela, pero el suelo más profundo (permafrost) permanece congelado durante todo el año. Los veranos todavía son relativamente fríos (generalmente un promedio de menos de 50 ° F), y hay muy poca precipitación o vegetación Las plantas en este bioma consisten en arbustos, pastos, musgos y líquenes (el permafrost restringe el crecimiento de las raíces de las plantas). Los animales en este bioma incluyen bueyes almizcleros, caribúes, liebres árticas y zorros árticos.

los taiga El bioma (a veces denominado bosques boreales), ubicado al sur del bioma de la tundra, es el bioma terrestre más grande. Se caracteriza por inviernos muy largos y duros y precipitaciones en forma de fuertes nevadas, junto con veranos cortos, lluviosos y húmedos. La forma primaria de vegetación es bosques de coníferas.

los chaparral El bioma se caracteriza por precipitaciones altamente estacionales, con inviernos lluviosos y veranos secos. La vegetación dispersa en este bioma se compone principalmente de arbustos, pastos y hierbas. Los animales incluyen ciervos y cabras. El bioma del chaparral se encuentra a lo largo de la costa de California, y aquí ocurren muchos incendios de California.

Declaraciones verdaderas sobre los orgánulos de células vegetales

-La mayor parte del volumen citoplasmático está ocupado por una sola vacuola

-Las paredes de las células de las plantas están compuestas de celulosa y funcionan manteniendo la forma de las células.

-Las células vegetales adyacentes contienen canales que permiten la comunicación intercelular.

-Las células de las plantas tienen mitocondrias, pero no tienen centríolo: utilizan las mitocondrias para convertir la glucosa que producen en ATP.

-Las células vegetales tienen tanto una pared celular como una membrana celular

¿Cuál de las siguientes es una razón por la cual la unión intracelular de la hormona esteroide testosterona es de acción lenta?

Los esteroides regulan positivamente los genes que deben transcribirse y traducirse.

-Actúan como factores de transcripción. Solo se observa un efecto una vez que el ARNm se ha traducido a proteína, lo cual es un proceso lento.

-Las hormonas esteroides se unen directamente al ADN y no requieren segundos mensajeros

-Las hormonas esteroides no son polares y atraviesan la membrana.

Ayudan a proporcionar adhesión célula-célula y estabilidad mecánica.

Formar un sello para evitar el paso de material entre las celdas.

Todo para el paso de iones y moléculas pequeñas al tiempo que evita que el citoplasma de las células adyacentes se mezcle.

Discos intercalados en el corazón

Túneles estrechos entre las células vegetales que permiten el intercambio de material a través del citoplasma alrededor de un tubo estrecho del ER conocido como desmotúbulo.

¿De qué proteína están compuestos los microfilamentos del citoesqueleto?

Se arregla para formar microtúbulos

Una proteína reguladora en las células del músculo esquelético que evita que la miosina se una a la actina.

Disposiciones para formar filamentos intermedios

-Un parásito que infecta a otras células y utiliza su maquinaria para sobrevivir.

-Las capas virales están formadas por subunidades de proteínas llamadas capsómeras, que forman la cápside.

-No tiene pared celular, ni membrana plasmática, ni orgánulos.

-Puede replicarse utilizando los ciclos lisogénicos o líticos.

En el ciclo lisogénico el virus se une al huésped e inserta su ADN viral en el cromosoma de ADN de la célula huésped. El ADN viral se replicará siempre que se replique el ADN cromosómico. El virus se considera inactivo y no daña al huésped mientras está en la etapa lisogénica.

En el ciclo lítico el virus se adhiere a un huésped, inserta su ADN en ese huésped y se hace cargo de la maquinaria de la célula huésped. Esto incluye hacer muchas copias de ADN viral y traducir proteínas virales. Los muchos viriones luego salen de la célula huésped, destruyendo la célula huésped en el proceso.

Fotosíntesis C3 se llama C3 porque CO2 se convertirá en un compuesto de tres carbonos (C3). Esta es la fotosíntesis convencional, y es lo que discutí anteriormente. Podemos contrastar esto con la fotosíntesis C4 así como con la fotosíntesis CAM. La fotosíntesis C4 y CAM son técnicas que se utilizan para prevenir la fotorrespiración.

Este método se llama fotosíntesis C4 porque el CO2 La molécula se integra y se convierte en un compuesto de cuatro carbonos primero, antes de se une a RuBisCO más adelante.

La PEP carboxilasa tiene una afinidad aún menor por O2 en comparación con RuBisCO, por lo que incluso en presencia de O2, es muy poco probable que se una al oxígeno. Ésta es una ventaja.

La enzima PEP carboxilasa toma CO2 y lo convierte en oxaloacetato. El oxaloacetato se convierte rápidamente en ácido málico. Tanto el oxalacetato como el ácido málico son compuestos de cuatro carbonos, de ahí el nombre C4.

El ácido málico se transferirá del células del mesófilo donde se ha producido la reacción de la PEP carboxilasa, a la paquete de células de la vaina.

Las células de la vaina del haz están ubicadas en un área diferente en la anatomía de la hoja (rodean los haces vasculares de las plantas), donde O2 la concentración es mucho menor.

Aquí el ácido málico se puede descarboxilar para liberar CO2. El co2 ahora puede someterse al ciclo de Calvin convencional con RuBisCO, en un entorno donde O2no es tan frecuente y RuBisCO tiene un riesgo bajo de fotorrespiración.

El proceso de fotosíntesis C4 aísla CO2 espacialmente. Aislamiento espacial significa que CO2 se transporta a un lugar diferente (un espacio diferente) para evitar la fotorrespiración. La fotosíntesis C4 transporta el CO2 a las células de la vaina del haz.

Las plantas CAM tienen un método diferente de aislamiento. Uso de plantas CAM aislamiento temporal. El aislamiento temporal es un aislamiento basado en el tiempo, como medio para prevenir la fotorrespiración. No hay separación espacial: los procesos ocurren en la misma parte de la hoja, pero la planta realiza diferentes procesos en diferentes momentos.

Durante el día, las plantas CAM cierran los estomas para evitar la pérdida excesiva de agua, a través de la transpiración, la evaporación de los estomas (tenga en cuenta que esto también limitará los nuevos gases como O2 de entrar a la planta). Por la noche, las plantas CAM tienen sus estomas abiertos, lo que permite que el CO2 para entrar en la hoja. La misma enzima en la fotosíntesis C4 se usa en la fotosíntesis CAM: la PEP carboxilasa fijará CO2en una molécula de oxaloacetato de cuatro carbonos que se convierte en ácido málico. En contraste, a la vía C4, en lugar de transportar el ácido málico a una parte diferente de la hoja, el ácido málico se almacenará en una vacuola para su uso posterior.

Durante el día, el ácido málico saldrá de la vacuola, CO2 se descarboxilará del ácido málico, y el ciclo de Calvin típico ocurrirá en un O bajo2 medio ambiente (los estomas están cerrados). Durante el día, el sol brilla intensamente y tanto ATP como NADPH se producen en abundancia.


Contenido

En muchos organismos pequeños, como las bacterias, la detección de quórum permite a los individuos comenzar una actividad solo cuando la población es lo suficientemente grande. Esta señalización entre células se observó por primera vez en la bacteria marina. Aliivibrio fischeri, que produce luz cuando la población es lo suficientemente densa. [10] El mecanismo implica la producción y detección de una molécula de señalización y la regulación de la transcripción de genes en respuesta. La detección de quórum opera tanto en bacterias grampositivas como gramnegativas, y tanto dentro como entre especies. [11]

En los hongos limosos, las células individuales conocidas como amebas se agregan para formar cuerpos fructíferos y, finalmente, esporas, bajo la influencia de una señal química, originalmente llamada acrasina. Los individuos se mueven por quimiotaxis, es decir, son atraídos por el gradiente químico. Algunas especies usan AMP cíclico como señal, otras como Polysphondylium violaceum utilizar otras moléculas, en su caso el éster etílico de N-propionil-gamma-L-glutamil-L-ornitina-delta-lactama, apodado glorina. [12]

En plantas y animales, la señalización entre células se produce a través de la liberación al espacio extracelular, dividida en señalización paracrina (en distancias cortas) y señalización endocrina (en distancias largas), o por contacto directo, conocido como señalización yuxtacrina (p. Ej., Señalización de muesca) . [13] La señalización autocrina es un caso especial de señalización paracrina donde la célula secretora tiene la capacidad de responder a la molécula de señalización secretada. [14] La señalización sináptica es un caso especial de señalización paracrina (para sinapsis químicas) o señalización yuxtacrina (para sinapsis eléctricas) entre neuronas y células diana.

Síntesis y liberación Editar

Muchas señales celulares son transportadas por moléculas que son liberadas por una célula y se mueven para hacer contacto con otra célula. Las moléculas de señalización pueden pertenecer a varias clases químicas: lípidos, fosfolípidos, aminoácidos, monoaminas, proteínas, glicoproteínas o gases. Las moléculas de señalización que se unen a los receptores de superficie son generalmente grandes e hidrófilas (p. Ej., TRH, vasopresina, acetilcolina), mientras que las que entran en la célula son generalmente pequeñas e hidrófobas (p. Ej., Glucocorticoides, hormonas tiroideas, colecalciferol, ácido retinoico), pero hay numerosas excepciones importantes para ambas. y una misma molécula puede actuar tanto a través de receptores de superficie como de manera intracrina para diferentes efectos. [14] En las células animales, las células especializadas liberan estas hormonas y las envían a través del sistema circulatorio a otras partes del cuerpo. Luego llegan a las células objetivo, que pueden reconocer y responder a las hormonas y producir un resultado. Esto también se conoce como señalización endocrina. Los reguladores del crecimiento de las plantas, u hormonas vegetales, se mueven a través de las células o se difunden a través del aire como un gas para alcanzar sus objetivos. [15] Algunas células del cuerpo humano producen sulfuro de hidrógeno en pequeñas cantidades y tiene una serie de funciones de señalización biológica. Actualmente, solo se sabe que otros dos gases de este tipo actúan como moléculas de señalización en el cuerpo humano: el óxido nítrico y el monóxido de carbono. [dieciséis]

Exocitosis Editar

La exocitosis es el proceso por el cual una célula transporta moléculas como neurotransmisores y proteínas fuera de la célula. Como mecanismo de transporte activo, la exocitosis requiere el uso de energía para transportar material. Todas las células utilizan la exocitosis y su contraparte, la endocitosis, porque la mayoría de las sustancias químicas importantes para ellas son moléculas polares grandes que no pueden atravesar la porción hidrófoba de la membrana celular por medios pasivos. La exocitosis es el proceso mediante el cual se liberan una gran cantidad de moléculas, por lo que es una forma de transporte a granel. La exocitosis ocurre a través de portales secretores en la membrana plasmática celular llamados porosomas. Los porosomas son estructuras lipoproteicas permanentes en forma de copa en la membrana plasmática celular, donde las vesículas secretoras se acoplan y fusionan transitoriamente para liberar el contenido intravesicular de la célula.

En la exocitosis, las vesículas secretoras unidas a la membrana se transportan a la membrana celular, donde se acoplan y se fusionan en los porosomas y su contenido (es decir, moléculas solubles en agua) se secreta al entorno extracelular. Esta secreción es posible porque la vesícula se fusiona transitoriamente con la membrana plasmática. En el contexto de la neurotransmisión, los neurotransmisores se liberan típicamente de las vesículas sinápticas a la hendidura sináptica mediante exocitosis; sin embargo, los neurotransmisores también se pueden liberar mediante transporte inverso a través de proteínas de transporte de membrana.

Formularios Editar

Autocrine Editar

La señalización autocrina involucra a una célula que secreta una hormona o mensajero químico (llamado agente autocrino) que se une a los receptores autocrinos en esa misma célula, lo que lleva a cambios en la propia célula. [17] Esto se puede contrastar con la señalización paracrina, la señalización intracrina o la señalización endocrina clásica.

Paracrine Editar

En la señalización paracrina, una célula produce una señal para inducir cambios en las células cercanas, alterando el comportamiento de esas células. Las moléculas de señalización conocidas como factores paracrinos se difunden a una distancia relativamente corta (acción local), a diferencia de la señalización celular por factores endocrinos, hormonas que viajan distancias considerablemente más largas a través de las interacciones yuxtacrinas del sistema circulatorio y la señalización autocrina. Las células que producen factores paracrinos los secretan en el entorno extracelular inmediato. Luego, los factores viajan a las celdas cercanas en las que el gradiente de factor recibido determina el resultado. Sin embargo, no se sabe con certeza la distancia exacta que pueden recorrer los factores paracrinos.

Las señales paracrinas, como el ácido retinoico, se dirigen solo a las células cercanas a la célula emisora. [18] Los neurotransmisores representan otro ejemplo de una señal paracrina.

Algunas moléculas de señalización pueden funcionar como hormonas y como neurotransmisores. Por ejemplo, la epinefrina y la norepinefrina pueden funcionar como hormonas cuando se liberan de la glándula suprarrenal y se transportan al corazón a través del torrente sanguíneo. Las neuronas también pueden producir norepinefrina para que funcione como un neurotransmisor dentro del cerebro. [19] El estrógeno puede ser liberado por el ovario y funcionar como una hormona o actuar localmente a través de la señalización paracrina o autocrina. [20]

Aunque la señalización paracrina provoca una serie diversa de respuestas en las células inducidas, la mayoría de los factores paracrinos utilizan un conjunto relativamente optimizado de receptores y vías. De hecho, se sabe que diferentes órganos del cuerpo, incluso entre diferentes especies, utilizan conjuntos similares de factores paracrinos en el desarrollo diferencial. [21] Los receptores y vías altamente conservados se pueden organizar en cuatro familias principales basadas en estructuras similares: la familia del factor de crecimiento de fibroblastos (FGF), la familia Hedgehog, la familia Wnt y la superfamilia TGF-β. La unión de un factor paracrino a su receptor respectivo inicia cascadas de transducción de señales, provocando diferentes respuestas.

Endocrino Editar

Endocrino las señales se llaman hormonas. Las hormonas son producidas por células endocrinas y viajan a través de la sangre para llegar a todas las partes del cuerpo. La especificidad de la señalización se puede controlar si solo algunas células pueden responder a una hormona en particular. La señalización endocrina implica la liberación de hormonas por las glándulas internas de un organismo directamente en el sistema circulatorio, regulando órganos diana distantes. En los vertebrados, el hipotálamo es el centro de control neural de todos los sistemas endocrinos. En los seres humanos, las principales glándulas endocrinas son la glándula tiroides y las glándulas suprarrenales. El estudio del sistema endocrino y sus trastornos se conoce como endocrinología.

Juxtacrine Editar

La señalización yuxtacrina es un tipo de señalización célula-célula o célula-matriz extracelular en organismos multicelulares que requiere un contacto estrecho. Hay tres tipos:

  1. Un ligando de membrana (proteína, oligosacárido, lípido) y una proteína de membrana de dos células adyacentes interactúan.
  2. Una unión comunicante une los compartimentos intracelulares de dos células adyacentes, lo que permite el tránsito de moléculas relativamente pequeñas.
  3. Una glucoproteína de matriz extracelular y una proteína de membrana interactúan.

Además, en organismos unicelulares como las bacterias, la señalización yuxtacrina significa interacciones por contacto con la membrana. Se ha observado la señalización yuxtacrina para algunos factores de crecimiento, señales celulares de citocinas y quimiocinas, que desempeñan un papel importante en la respuesta inmune.

Las células reciben información de sus vecinas a través de una clase de proteínas conocidas como receptores. Los receptores pueden unirse con algunas moléculas (ligandos) o pueden interactuar con agentes físicos como luz, temperatura mecánica, presión, etc. La recepción se produce cuando la célula diana (cualquier célula con una proteína receptora específica de la molécula de señal) detecta una señal, generalmente en la forma de una molécula pequeña soluble en agua, mediante la unión a una proteína receptora en la superficie celular, o una vez dentro de la célula, la molécula de señalización puede unirse a receptores intracelulares, otros elementos o estimular la actividad enzimática (por ejemplo, gases), como en la señalización intracrina.

Las moléculas de señalización interactúan con una célula diana como ligando a los receptores de la superficie celular y / o entrando en la célula a través de su membrana o endocitosis para la señalización intracrina. Esto generalmente da como resultado la activación de segundos mensajeros, lo que lleva a varios efectos fisiológicos. En muchos mamíferos, las células embrionarias tempranas intercambian señales con las células del útero. [22] En el tracto gastrointestinal humano, las bacterias intercambian señales entre sí y con las células del sistema inmunológico y epitelial humano. [23] Para la levadura Saccharomyces cerevisiae durante el apareamiento, algunas células envían una señal peptídica (feromonas del factor de apareamiento) a su entorno. El péptido del factor de apareamiento puede unirse a un receptor de la superficie celular en otras células de levadura e inducirlas a prepararse para el apareamiento. [24]

Receptores de superficie celular Editar

Los receptores de la superficie celular desempeñan un papel esencial en los sistemas biológicos de los organismos unicelulares y multicelulares y el mal funcionamiento o daño de estas proteínas está asociado con el cáncer, las enfermedades cardíacas y el asma. [25] Estos receptores transmembrana son capaces de transmitir información desde el exterior de la célula hacia el interior porque cambian de conformación cuando un ligando específico se une a ella. Observando tres tipos principales de receptores: receptores ligados a canales de iones, receptores acoplados a proteína G y receptores ligados a enzimas).

Receptores vinculados al canal de iones Editar

Los receptores unidos al canal de iones son un grupo de proteínas de canal de iones transmembrana que se abren para permitir que iones como Na +, K +, Ca 2+ y / o Cl - pasen a través de la membrana en respuesta a la unión de un mensajero químico ( es decir, un ligando), como un neurotransmisor. [26] [27] [28]

Cuando se excita una neurona presináptica, libera un neurotransmisor de las vesículas hacia la hendidura sináptica. El neurotransmisor luego se une a los receptores ubicados en la neurona postsináptica. Si estos receptores son canales iónicos activados por ligando, un cambio conformacional resultante abre los canales iónicos, lo que conduce a un flujo de iones a través de la membrana celular. Esto, a su vez, da como resultado una despolarización, para una respuesta del receptor excitador, o una hiperpolarización, para una respuesta inhibitoria.

Estas proteínas receptoras se componen típicamente de al menos dos dominios diferentes: un dominio transmembrana que incluye el poro iónico y un dominio extracelular que incluye la ubicación de unión del ligando (un sitio de unión alostérico). Esta modularidad ha permitido un enfoque de "divide y vencerás" para encontrar la estructura de las proteínas (cristalizando cada dominio por separado). La función de tales receptores ubicados en las sinapsis es convertir la señal química del neurotransmisor liberado presinápticamente de manera directa y muy rápida en una señal eléctrica postsináptica. Además, muchos LIC están modulados por ligandos alostéricos, bloqueadores de canales, iones o el potencial de membrana. Los LIC se clasifican en tres superfamilias que carecen de relación evolutiva: receptores cys-loop, receptores ionotrópicos de glutamato y canales activados por ATP.

Receptores acoplados a proteína G Editar

Los receptores acoplados a proteínas G son un gran grupo de proteínas relacionadas evolutivamente que son receptores de la superficie celular que detectan moléculas fuera de la célula y activan respuestas celulares. Al acoplarse con proteínas G, se les llama receptores de siete transmembrana porque atraviesan la membrana celular siete veces. [29] Los ligandos pueden unirse al extremo N-terminal y a los bucles extracelulares (por ejemplo, receptores de glutamato) o al sitio de unión dentro de las hélices transmembrana (familia similar a la rodopsina). Todos son activados por agonistas aunque también se puede observar una autoactivación espontánea de un receptor vacío. [29]

Los receptores acoplados a proteína G se encuentran sólo en eucariotas, incluidas las levaduras, los coanoflagelados [30] y los animales. Los ligandos que se unen y activan estos receptores incluyen compuestos sensibles a la luz, olores, feromonas, hormonas y neurotransmisores, y varían en tamaño desde moléculas pequeñas hasta péptidos y proteínas grandes. Los receptores acoplados a proteína G están involucrados en muchas enfermedades.

Hay dos vías principales de transducción de señales que involucran a los receptores acoplados a proteína G: la vía de la señal del AMPc y la vía de la señal del fosfatidilinositol. [31] Cuando un ligando se une al GPCR, provoca un cambio conformacional en el GPCR, lo que le permite actuar como factor de intercambio de nucleótidos de guanina (GEF). El GPCR puede entonces activar una proteína G asociada intercambiando el GDP unido a la proteína G por un GTP. La subunidad α de la proteína G, junto con el GTP unido, puede entonces disociarse de las subunidades β y γ para afectar más a las proteínas de señalización intracelular o proteínas funcionales diana directamente dependiendo del tipo de subunidad α (Gαs, Gαi / o, Gαq / 11, Gα12 / 13). [32] : 1160

Los receptores acoplados a proteína G son un objetivo importante de los fármacos y aproximadamente el 34% [33] de todos los fármacos aprobados por la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) se dirigen a 108 miembros de esta familia. Se estima que el volumen de ventas global de estos medicamentos es de 180 mil millones de dólares estadounidenses a partir de 2018 [actualización]. [33] Se estima que los GPCR son objetivos para aproximadamente el 50% de los medicamentos actualmente en el mercado, principalmente debido a su participación en las vías de señalización relacionadas con muchas enfermedades, es decir, trastornos mentales, metabólicos, incluidos los endocrinológicos, inmunológicos, incluidas las infecciones virales, cardiovasculares, inflamatorias, trastornos de los sentidos y cáncer. La asociación descubierta hace mucho tiempo entre los GPCR y muchas sustancias endógenas y exógenas, dando como resultado p. la analgesia, es otro campo en desarrollo dinámico de la investigación farmacéutica. [29]

Receptores ligados a enzimas Editar

Los receptores ligados a enzimas (o receptores catalíticos) son receptores transmembrana que, tras la activación por un ligando extracelular, provocan actividad enzimática en el lado intracelular. [34] Por lo tanto, un receptor catalítico es una proteína de membrana integral que posee funciones enzimáticas, catalíticas y receptoras. [35]

Tienen dos dominios importantes, un dominio de unión de ligando extracelular y un dominio intracelular, que tiene una función catalítica y una única hélice transmembrana. La molécula de señalización se une al receptor en el exterior de la célula y provoca un cambio conformacional en la función catalítica ubicada en el receptor dentro de la célula. Ejemplos de actividad enzimática incluyen:

Receptores intracelulares Editar

Receptor de hormonas esteroides Editar

Los receptores de hormonas esteroides se encuentran en el núcleo, el citosol y también en la membrana plasmática de las células diana. Generalmente son receptores intracelulares (típicamente citoplasmáticos o nucleares) e inician la transducción de señales para las hormonas esteroides que conducen a cambios en la expresión génica durante un período de tiempo de horas a días. Los receptores de hormonas esteroides mejor estudiados son miembros de la subfamilia de receptores nucleares 3 (NR3) que incluye receptores de estrógeno (grupo NR3A) [37] y 3-cetoesteroides (grupo NR3C). [38] Además de los receptores nucleares, varios receptores acoplados a proteína G y canales iónicos actúan como receptores de superficie celular para ciertas hormonas esteroides.

Cuando se une a la molécula de señalización, la proteína receptora cambia de alguna manera e inicia el proceso de transducción, que puede ocurrir en un solo paso o como una serie de cambios en una secuencia de diferentes moléculas (llamada vía de transducción de señales). Las moléculas que componen estas vías se conocen como moléculas de relevo. El proceso de múltiples pasos de la etapa de transducción a menudo se compone de la activación de proteínas mediante la adición o eliminación de grupos fosfato o incluso la liberación de otras moléculas pequeñas o iones que pueden actuar como mensajeros. La amplificación de una señal es uno de los beneficios de esta secuencia de múltiples pasos. Otros beneficios incluyen más oportunidades de regulación que los sistemas más simples y el ajuste fino de la respuesta, tanto en organismos unicelulares como multicelulares. [15]

En algunos casos, la activación del receptor causada por la unión del ligando a un receptor se acopla directamente a la respuesta de la célula al ligando. Por ejemplo, el neurotransmisor GABA puede activar un receptor de la superficie celular que forma parte de un canal iónico. Unión de GABA a un GABAA receptor en una neurona abre un canal de iones selectivo de cloruro que es parte del receptor. GABAA La activación del receptor permite que los iones de cloruro cargados negativamente se muevan hacia la neurona, lo que inhibe la capacidad de la neurona para producir potenciales de acción. Sin embargo, para muchos receptores de la superficie celular, las interacciones ligando-receptor no están directamente relacionadas con la respuesta de la célula. El receptor activado debe primero interactuar con otras proteínas dentro de la célula antes de que se produzca el efecto fisiológico final del ligando sobre el comportamiento de la célula. A menudo, el comportamiento de una cadena de varias proteínas celulares que interactúan se altera después de la activación del receptor. El conjunto completo de cambios celulares inducidos por la activación del receptor se denomina mecanismo o vía de transducción de señales. [39]

En la Figura 3 se muestra una vía de transducción de señales más compleja. Esta vía implica cambios en las interacciones proteína-proteína dentro de la célula, inducidos por una señal externa. Muchos factores de crecimiento se unen a receptores en la superficie celular y estimulan a las células para que progresen a través del ciclo celular y se dividan. Varios de estos receptores son quinasas que comienzan a fosforilarse a sí mismas y a otras proteínas cuando se unen a un ligando. Esta fosforilación puede generar un sitio de unión para una proteína diferente y así inducir la interacción proteína-proteína. En la Figura 3, el ligando (llamado factor de crecimiento epidérmico o EGF) se une al receptor (llamado EGFR). Esto activa el receptor para que se fosforile a sí mismo. El receptor fosforilado se une a una proteína adaptadora (GRB2), que acopla la señal a procesos de señalización posteriores. Por ejemplo, una de las vías de transducción de señales que se activan se denomina vía de la proteína quinasa activada por mitógenos (MAPK). El componente de transducción de señales etiquetado como "MAPK" en la vía se llamaba originalmente "ERK", por lo que la vía se llama vía MAPK / ERK. La proteína MAPK es una enzima, una proteína quinasa que puede unir fosfato a proteínas diana como el factor de transcripción MYC y, por tanto, alterar la transcripción génica y, en última instancia, la progresión del ciclo celular. Muchas proteínas celulares se activan aguas abajo de los receptores del factor de crecimiento (como EGFR) que inician esta vía de transducción de señales. [ cita necesaria ]

Algunas vías de transducción de señalización responden de manera diferente, dependiendo de la cantidad de señalización recibida por la célula. Por ejemplo, la proteína hedgehog activa diferentes genes, dependiendo de la cantidad de proteína hedgehog presente. [ cita necesaria ]

Las rutas complejas de transducción de señales de múltiples componentes brindan oportunidades para la retroalimentación, la amplificación de la señal y las interacciones dentro de una celda entre múltiples señales y rutas de señalización. [ cita necesaria ]

Una respuesta celular específica es el resultado de la señal transducida en la etapa final de la señalización celular. Esta respuesta puede ser esencialmente cualquier actividad celular que esté presente en un cuerpo. Puede estimular la reordenación del citoesqueleto, o incluso como catálisis por una enzima. Estos tres pasos de la señalización celular aseguran que las células correctas se comporten como se les indica, en el momento correcto y en sincronización con otras células y con sus propias funciones dentro del organismo. Al final, el final de una vía de señal conduce a la regulación de una actividad celular. Esta respuesta puede tener lugar en el núcleo o en el citoplasma de la célula. La mayoría de las vías de señalización controlan la síntesis de proteínas activando y desactivando ciertos genes en el núcleo. [40]

En organismos unicelulares como las bacterias, la señalización se puede utilizar para "activar" pares desde un estado inactivo, mejorar la virulencia, defenderse de los bacteriófagos, etc. [41] En la detección de quórum, que también se encuentra en insectos sociales, la multiplicidad de señales individuales tiene la potencialidad de crear un circuito de retroalimentación positiva, generando una respuesta coordinada. En este contexto, las moléculas de señalización se denominan autoinductores. [42] [43] [44] Este mecanismo de señalización puede haber estado involucrado en la evolución de organismos unicelulares a multicelulares. [42] [45] Las bacterias también utilizan la señalización dependiente del contacto, sobre todo para limitar su crecimiento. [46]

Las moléculas de señalización utilizadas por los organismos multicelulares a menudo se denominan feromonas. Pueden tener propósitos tales como alertar contra el peligro, indicar el suministro de alimentos o ayudar en la reproducción. [47]

Respuestas celulares a corto plazo Editar

Breve descripción general de algunas vías de señalización (basadas en familias de receptores) que dan como resultado respuestas celulares de acción corta
Familia de receptores Ejemplo de ligandos / activadores (soporte: receptor para él) Ejemplo de efectores Efectos posteriores adicionales
Canales de iones controlados por ligando Acetilcolina
(Como el receptor nicotínico de acetilcolina),
Cambios en la permeabilidad de la membrana. Cambio en el potencial de membrana
Receptor de siete hélices Ligero (rodopsina),
Dopamina (receptor de dopamina),
GABA (receptor GABA),
Prostaglandina (receptor de prostaglandina), etc.
Proteína G trimérica Adenilato ciclasa,
cGMP fosfodiesterasa,
Canal iónico controlado por proteína G, etc.
Dos componentes Activadores diversos Histidina quinasa Regulador de respuesta: movimiento flagelar, expresión genética
Guanilil ciclasa de membrana Péptido Natriurético Atrial,
Péptido de huevo de erizo de mar, etc.
cGMP Regulación de quinasas y canales- Acciones diversas
Guanilil ciclasa citoplásmica Óxido nítrico (receptor de óxido nítrico) cGMP Regulación de canales gated cGMP, quinasas
Integrinas Fibronectinas, otras proteínas de la matriz extracelular Tirosina quinasa no receptora Respuesta diversa

Regulación de la actividad genética Editar

Breve descripción general de algunas vías de señalización (basadas en familias de receptores) que controlan la actividad de los genes
Frizzled (tipo especial de receptor 7Helix) Wnt Desaliñado, axina - APC, GSK3-beta - Beta catenina La expresion genica
Dos componentes Activadores diversos Histidina quinasa Regulador de respuesta: movimiento flagelar, expresión genética
Receptor de tirosina quinasa Insulina (receptor de insulina),
EGF (receptor de EGF),
FGF-Alpha, FGF-Beta, etc. (receptores de FGF)
Ras, MAP-quinasas, PLC, PI3-Quinasa Cambio de expresión genética
Receptores de citocinas Eritropoyetina
Hormona de crecimiento (receptor de hormona de crecimiento),
IFN-Gamma (receptor de IFN-Gamma), etc.
Quinasa JAK Factor de transcripción STAT - Expresión genética
Receptores ligados a tirosina quinasa Complejo MHC-péptido - TCR, Antígenos - BCR Tirosina quinasa citoplasmática La expresion genica
Receptor de serina / treonina quinasa Activina (receptor de activina),
Inhibina
Proteína morfogenética ósea (receptor de BMP),
TGF-beta
Factores de transcripción de Smad Control de la expresión génica
Receptores ligados a esfingomielinasa IL-1 (receptor de IL-1),
TNF (receptores de TNF)
Quinasas activadas con ceramida La expresion genica
Receptores de esteroides citoplasmáticos Hormonas esteroides,
Hormonas tiroideas,
Ácido retinoico, etc.
Trabajar como / interactuar con factores de transcripción La expresion genica

Vía de señalización de muesca Editar

Notch es una proteína de la superficie celular que funciona como receptor. Los animales tienen un pequeño conjunto de genes que codifican proteínas de señalización que interactúan específicamente con los receptores Notch y estimulan una respuesta en las células que expresan Notch en su superficie. Las moléculas que activan (o, en algunos casos, inhiben) los receptores pueden clasificarse en hormonas, neurotransmisores, citocinas y factores de crecimiento, en general llamados ligandos de receptores. Se sabe que las interacciones ligando-receptor, como la interacción del receptor Notch, son las principales interacciones responsables de los mecanismos de señalización celular y la comunicación. [52] Notch actúa como receptor de ligandos que se expresan en células adyacentes. Si bien algunos receptores son proteínas de la superficie celular, otros se encuentran dentro de las células. Por ejemplo, el estrógeno es una molécula hidrófoba que puede atravesar la bicapa lipídica de las membranas. Como parte del sistema endocrino, los receptores de estrógenos intracelulares de una variedad de tipos de células pueden ser activados por el estrógeno producido en los ovarios.

En el caso de la señalización mediada por Notch, el mecanismo de transducción de señales puede ser relativamente simple. Como se muestra en la Figura 2, la activación de Notch puede hacer que la proteína Notch sea alterada por una proteasa. Parte de la proteína Notch se libera de la membrana de la superficie celular y participa en la regulación genética. La investigación de la señalización celular implica estudiar la dinámica espacial y temporal de ambos receptores y los componentes de las vías de señalización que son activadas por receptores en varios tipos de células. [53] [54] Los métodos emergentes para el análisis de espectrometría de masas unicelular prometen permitir el estudio de la transducción de señales con resolución unicelular. [55]

En la señalización de muesca, el contacto directo entre las células permite un control preciso de la diferenciación celular durante el desarrollo embrionario. En el gusano Caenorhabditis elegans, dos células de la gónada en desarrollo tienen cada una la misma probabilidad de diferenciarse terminalmente o convertirse en una célula precursora uterina que continúa dividiéndose. La elección de qué célula continúa dividiéndose está controlada por la competencia de las señales de la superficie celular. Una célula producirá más proteína de la superficie celular que activa el receptor Notch en la célula adyacente. Esto activa un circuito o sistema de retroalimentación que reduce la expresión de Notch en la célula que se diferenciará y que aumenta Notch en la superficie de la célula que continúa como una célula madre. [56]


18.13 La fruta

Una fruta es la estructura portadora de semillas en las angiospermas formadas a partir del ovario después de la floración.

Los frutos son el medio por el cual las angiospermas diseminan las semillas. Las frutas comestibles, en particular, se han propagado con los movimientos de humanos y animales en una relación simbiótica como medio para la dispersión de semillas y la nutrición; de hecho, los humanos y muchos animales se han vuelto dependientes de las frutas como fuente de alimento. En consecuencia, las frutas representan una fracción sustancial de la producción agrícola mundial, y algunas (como la manzana y la granada) han adquirido amplios significados culturales y simbólicos.

En el lenguaje común, "fruta" normalmente significa las estructuras carnosas asociadas a semillas de una planta que son agridulces y comestibles en estado crudo, como manzanas, plátanos, uvas, limones, naranjas y fresas. Por otro lado, en el uso botánico, "fruta" incluye muchas estructuras que no se llaman comúnmente "frutas", como vainas de frijoles, granos de maíz, tomates y granos de trigo. La sección de un hongo que produce esporas también se llama cuerpo fructífero.

La capa exterior, a menudo comestible, es el pericarpio, formado a partir del ovario y que rodea las semillas, aunque en algunas especies otros tejidos contribuyen o forman la porción comestible. El pericarpio se puede describir en tres capas de exterior a interior, el epicarpio, el mesocarpio y el endocarpio.

Se dice que la fruta que tiene una protuberancia terminal puntiaguda prominente tiene pico.

Una fruta es el resultado de la maduración de una o más flores, y el gineceo de la (s) flor (s) forma todo o parte de la fruta. Gynoecium (del griego antiguo γυνή, gyne, que significa mujer, y οἶκος, oikos, que significa casa) se usa más comúnmente como un término colectivo para las partes de una flor que producen óvulos y finalmente se convierten en frutos y semillas. El gineceo es el verticilo más interno de una flor; consta de (uno o más) pistilos y generalmente está rodeado por los órganos reproductores productores de polen, los estambres, denominados colectivamente androceo. El gineceo a menudo se conoce como la porción "femenina" de la flor, aunque en lugar de producir directamente gametos femeninos (es decir, óvulos), el gineceo produce megasporas, cada una de las cuales se convierte en un gametofito femenino que luego produce óvulos.

Dentro del ovario / ovarios hay uno o más óvulos donde el megagametofito contiene el óvulo. Después de la doble fertilización, estos óvulos se convertirán en semillas. Los óvulos se fertilizan en un proceso que comienza con la polinización, que implica el movimiento del polen desde los estambres hasta el estigma de las flores. Después de la polinización, un tubo crece desde el polen a través del estigma hasta el ovario y el óvulo y dos espermatozoides se transfieren del polen al megagametofito. Dentro del megagametofito uno de los dos espermatozoides se une al óvulo formando un cigoto, y el segundo espermatozoide ingresa a la célula central formando la célula madre del endospermo, que completa el proceso de doble fecundación. Posteriormente, el cigoto dará lugar al embrión de la semilla, y la célula madre del endospermo dará lugar al endospermo, un tejido nutritivo utilizado por el embrión.

A medida que los óvulos se convierten en semillas, el ovario comienza a madurar y la pared del ovario, el pericarpio, puede volverse carnoso (como en las bayas o drupas), o formar una cubierta externa dura (como en las nueces). En algunos frutos con semillas múltiples, el grado de desarrollo de la pulpa es proporcional al número de óvulos fertilizados. El pericarpio a menudo se diferencia en dos o tres capas distintas llamadas exocarpio (capa externa, también llamada epicarpio), mesocarpio (capa intermedia) y endocarpio (capa interna). En algunos frutos, especialmente los frutos simples derivados de un ovario inferior, otras partes de la flor (como el tubo floral, incluidos los pétalos, sépalos y estambres), se fusionan con el ovario y maduran con él. En otros casos, los sépalos, pétalos y / o estambres y el estilo de la flor se caen. Cuando esas otras partes florales son una parte importante de la fruta, se denomina fruta accesoria. Dado que otras partes de la flor pueden contribuir a la estructura de la fruta, es importante estudiar la estructura de la flor para comprender cómo se forma una fruta en particular.

Figura 18.16: Secuencia de desarrollo de una drupa típica, la nectarina (Prunus persica) durante un período de 7,5 meses, desde la formación de yemas a principios del invierno hasta la maduración de la fruta a mediados del verano.) 1. La formación de yemas se puede observar en el nuevo crecimiento de la planta (principios del invierno). 2. Los botones florales se forman claramente y las hojas comienzan a desarrollarse (principios de la primavera, ≈ 3 meses). 3. Las flores se desarrollan completamente y son polinizadas por el viento o los insectos (principios de la primavera, ≈ 3 meses y medio). 4. Si se polinizan con éxito, las flores mueren y se pueden observar frutos incipientes, las hojas han crecido rápidamente para proporcionar al árbol alimento y energía de la fotosíntesis (mediados de primavera, ≈ 4 meses). 5. La fruta está bien desarrollada y continúa creciendo (finales de la primavera, ≈ 5 meses y medio). 6. La fruta madura completamente y adquiere una forma comestible para fomentar la propagación de las semillas que contienen los animales (mediados del verano, ≈ 7½ meses)

Hay tres modos generales de desarrollo de la fruta:

  • Los frutos apocarposos se desarrollan a partir de una sola flor que tiene uno o más carpelos separados, y son los frutos más simples.
  • Los frutos sincarpos se desarrollan a partir de un solo gineceo que tiene dos o más carpelos fusionados.
  • Múltiples frutos se forman a partir de muchas flores diferentes.

Los científicos de plantas han agrupado las frutas en tres grupos principales, frutas simples, frutas agregadas y frutas compuestas o múltiples. Los agrupamientos no son relevantes desde el punto de vista evolutivo, ya que muchos taxones de plantas diversos pueden estar en el mismo grupo, pero reflejan cómo se organizan los órganos florales y cómo se desarrollan los frutos.

18.13.1 Reproductina de helechos

Los helechos son plantas vasculares que se diferencian de los licófitos por tener hojas verdaderas (megafilas), que a menudo son pinnadas. Se diferencian de las plantas con semillas (gimnospermas y angiospermas) en que se reproducen mediante esporas y carecen de flores y semillas. Como todas las plantas terrestres, tienen un ciclo de vida denominado alternancia de generaciones, caracterizado por la alternancia de fases gametofíticas diploides esporofíticas y haploides. El esporofito diploide tiene 2n cromosomas apareados, donde n varía de una especie a otra. El gametofito haploide tiene n cromosomas desapareados, es decir, la mitad del número del esporofito.El gametofito de los helechos es un organismo de vida libre, mientras que el gametofito de las gimnospermas y angiospermas depende del esporofito.

El ciclo de vida de un helecho típico procede de la siguiente manera:

  1. Una fase de esporofito diploide produce esporas haploides por meiosis (un proceso de división celular que reduce el número de cromosomas a la mitad).
  2. Una espora se convierte en un gametofito haploide de vida libre por mitosis (un proceso de división celular que mantiene el número de cromosomas). El gametofito típicamente consiste en un protalo fotosintético.
  3. El gametofito produce gametos (a menudo tanto espermatozoides como óvulos en el mismo protalo) por mitosis.
  4. Un espermatozoide flagelado móvil fertiliza un óvulo que permanece adherido al protalo.
  5. El huevo fertilizado es ahora un cigoto diploide y crece por mitosis en un esporofito diploide (la típica planta de helecho).

Los helechos suelen producir diploides grandes con tallo, raíces y hojas, y en las hojas fértiles llamadas esporangios se producen esporas. Las esporas se liberan y germinan para producir gametofitos cortos y delgados que suelen tener forma de corazón, pequeños y de color verde. Los gametofitos o talos producen espermatozoides móviles en los anteridios y los óvulos en arquegonios separados. Después de las lluvias o cuando el rocío deposita una película de agua, los espermatozoides móviles se separan de los anteridios, que normalmente se producen en la parte superior del talo, y nadan en la película de agua hasta los anteridios donde fertilizan el óvulo. Para promover el cruzamiento o la fertilización cruzada, los espermatozoides se liberan antes de que los óvulos sean receptivos a los espermatozoides, lo que hace más probable que los espermatozoides fertilicen los óvulos de los diferentes talos. Se forma un cigoto después de la fertilización, que se convierte en una nueva planta esporofítica. La condición de tener plantas esporofitas y gametofitas separadas se llama alternancia de generaciones. Otras plantas con medios reproductivos similares incluyen Psilotum, Lycopodium, Selaginella y Equisetum.

18.13.2 Reproductina de briófitos

Las briofitas, que incluyen hepáticas, hornworts y musgos, se reproducen tanto sexual como vegetativamente. El gametofito es la fase más conocida de la planta. Todas son plantas pequeñas que se encuentran creciendo en lugares húmedos y, como los helechos, tienen espermatozoides móviles con flagelos y necesitan agua para facilitar la reproducción sexual. Estas plantas comienzan como una espora haploide que crece hacia la forma dominante, que es un cuerpo haploide multicelular con estructuras similares a hojas que fotosintetizan. Los gametos haploides se producen en anteridios y arquegonios por mitosis. Los espermatozoides liberados de los anteridios responden a las sustancias químicas liberadas por las arquegonias maduras y nadan hacia ellas en una película de agua y fertilizan los óvulos, produciendo cigotos que son diploides. El cigoto se divide por división mitótica y se convierte en un esporofito diploide. El esporofito diploide multicelular produce estructuras llamadas cápsulas de esporas. Las cápsulas de esporas producen esporas por meiosis, y cuando están maduras, las cápsulas se abren de golpe y se liberan las esporas. Los briófitos muestran una variación considerable en sus estructuras de reproducción y lo anterior es un esquema básico. En algunas especies, cada gametofito es de un sexo, mientras que otras especies producen tanto anteridios como arquegonios en el mismo gametofito que, por tanto, es hermafrodita.


Ver el vídeo: Synapses and Signal Propagation (Octubre 2022).