Cooperación celular

Cuando un antígeno entra en el organismo se desencadenan las respuestas celular y humoral. Para que los linfocitos B y T puedan actuar sobre un antígeno, el antígeno tiene que ser fagocitado por los macrófagos. Los macrófagos destruyen el antígeno y desplazan a su membrana las moléculas antigénicas. Es entonces cuando pueden ser reconocidos por los linfocitos T-auxiliares.

 Para que el macrófago pueda presentarle el antígeno al Linfocito T, éste debe reconocer también los antígenos de histocompatibilidad del macrófago, que lo identifican como una célula del organismo.

La fijación del antígeno al Linfocito T desencadena la proliferación de una sustancia química, la IL-II, que provoca la proliferación y activación de los Linfocitos B y Linfocitos T citotóxicos. También ayuda a este proceso la IL-I producida por los macrófagos.

Por lo tanto, tanto los macrófagos como los Linfocitos T y B  interaccionan entre sí para llevar a cabo la defensa del organismo.

Esquemas Metabolismo

Estructura de las proteínas

Las proteínas se disponen en el espacio de una manera que se llama conformación proteica.tienen una estructura tridimensional concreta, y dentro de la estructura hay distintos niveles :

•Primaria.Es la secuencia lineal de los aminoácidos que forman una proteína.Distinguimos un extremo N-terminal y un extremo C-terminal. Esta estructura es fundamental ya que de ella dependen todas las demás.Si alteramos el orden del tipo de aminoácidos de la estructura primaria obtendremos una proteína diferente.

•Secundaria.Es la disposición en el espacio de la estructura primaria.Dependerá de los grupos R y de los aminoácidos de esa proteína,según sean estos grupos R, se producirán unas interacciones u otras.Depende del giro del carbono α.

Se conocen 3 tipos:

1. Helice α.En este tipo de estructura, la cadena polipeptídica se va enrollando en espiral sobre sí misma debido a los giros que se producen en torno al carbono α de cada aminoácido.Gira a la derecha, es dextrógira.Esta estructura se mantiene gracias a los enlaces intracatenarios de puentes de H entre el grupo carboxilo de un aminoácido y el grupo amino del cuarto aminoácido que le sigue.Los grupos R laterales quedan por la parte exterior de la hélice.

2. Lámina β .Es también una hélice pero no existen puentes de H entre la hélice, y

tienen una disposición en zig-zag.La estructura se estabiliza mediante puentes de H de cadenas polipeptídicas distintas o segmentos de una misma cadena. Las cadenas se pueden unir de forma paralela cuando se disponen en el mismo sentido N-C o antiparalelas si se alternan cadenas polipetídicas en las direcciones N-C y C-N. Se forma entonces una lámina plegada donde los radicales aparecen situados por encima y por debajo de la lámina.

3. Hélice de colágeno.Es la estructura secundaria que presenta el colágeno, que forma parte de los tendones y los teidos conectivos; se trata de una estructura particularmente rígida.

•Terciaria.Es la disposición en el espacio de la estructura secundaria, de manera que la cadena se retuerce adquiriendo una estructura estable final que llamamos estructura terciaria.Las uniones que mantienen estables la estructura terciaria se dan entre los radicales de aminoácidos que se encuentran muy alejados en la cadena polipeptídica.Estas uniones pueden ser de diferentes tipos:

• Puentes de H.
• Atracciones electrostáticas.
• Atracciones hidrofóbicas.
• Fuerzas de Van der Waals.
• Puentes disulfuro(se suelen dar entre restos de cisteina).

Los grupos hidrófobos están situados hacia dentro en la estructura excepto las proteínas de la membrana plasmática.Algunas proteínas tienen estructura globular y otras laminar.Son solubles en agua y disoluciones salinas cuando tienen estructura globular.

•Cuaternaria.Esta estructura aparece cuando la proteína está formada por la unión de dos o más cadenas polipeptídicas, cada una de las cuales recibe el nombre de monómero, protómero o subunidad.Las interacciones que mantienen estables esta estructura son los puentes de H, fuerzas de Van der Waals, atracciones electrostáticas, puentes disulfuro y atracciones hidrofóbicas.

Un ejemplo de estructura cuaternaria es la hemoglobina, que esta formada por cuatro cadenas y partes no proteicas(grupo hemo).Esta estructura cuaternaria es la responsable de su funcionalidad biológica.

Proteínas. Introducción

Son polímeros formados por la unión de moléculas llamadas aminoácidos mediante enlaces peptídicos.Hay proteínas formadas por un solo polímero y otras que ensamblan varios polímeros proteicos.En ocasiones se encuentran unidas a otras moléculas orgánicas.Son las moléculas orgánicas más abundantes en una célula.Químicamente están formadas por C,H,O y N, aunque casi todas tienen S.

Otros elementos que abundan en las proteínas son P, Fe, Zn, Cu, etc.Muestran una gran diversidad debido a que se forman a partir de 20 aminoácidos distintos.

Dada esta diversidad las proteínas llevan a cabo las funciones más importantes y específicas de la materia viva.Las proteínas son la expresión de lo genes.

-FUNCIONES

• Función de reserva. En el desarrollo embrionario, la ovoalbúmina, la caseína de la leche.
• Función estructural. Las proteínas son utilizadas en casi todas las membranas celulares, por ejemplo, las histonas de los cromosomas, la elastina de las paredes de los vasos sanguíneos y músculos, queratina de las escamas, uñas, etc.
• Función de transporte. Tanto a través de las membranas, como por el medio interno.Hemoglobina, proteína especializada de transporte de O2 por la sangre; la mioglobina que hace lo mismo en el músculo estirado o citocromos, que transportan electrones y lipoproteínas.
• Función defensiva. Los anticuerpos(inmunoglobulinas), el firbrinógeno y trombina que participan en la coagulación sanguínea, las mucinas de las mucosas digestivas y respiratorias.
• Función reguladora. La insulina, que regula el nivel de glucosa en la sangre, el glucagón, que tiene la labor contraria a la insulina.
• Función contractil. La actina y la miosina, que son responsables de la contracción muscular.
• Función receptora. Su función es escoger o fijar ciertas sustancias.Los receptores de la membrana.
• Función enzimática. Todas las reacciones bioquímicas de nuestro cuerpo están catalizadas por una enzima.

Teorías replicación del ADN. Experimento Meselson y Stahl

Para explicar la replicación del ADN se propusieron tres hipótesis:

•Conservativa

Una molécula dúplex de ADN, dará lugar a una nueva molécula de ADN, una célula recibirá la nueva y otra la vieja.

•Semiconservativa 

Cada cadena de ADN dirige la síntesis de su complementaria, formándose dos moléculas idénticas, con una cadena vieja y otra nueva.

•Dispersiva

La molécula de ADN se fragmenta, los fragmentos se replican y se reunen de nuevo, dando lugar a moléculas con fragmentos nuevos y viejos.

✴EXPERIMENTO DE MESELSON Y STAHL

Lo realizaron en 1958.Cultivaron bacterias de Escherichia Coli en un medio con nitrógeno pesado (N15) en lugar de nitrógeno normal (N14).Al centrifugar en CsCl (cloruro de cesio), el ADN de las bacterias cultivadas en N15, se situaba más al fondo que el ADN ligero obtenido al cultivar bacterias en un medio natural.Sembraron bacterias cultivadas en N15 en un medio normal (N14) y tomaron muestras de su ADN generación tras generación.

En la generación cero (al principio) todo el ADN es pesado.

Tras una generación, el ADN obtenido sedimenta dando una banda intermedia, o sea, que el ADN es híbrido (N14-N15).

En la segunda generación el ADN es de dos tipos, híbrido y ligero en proporciones similares.

Esto apoya la hipótesis SEMICONSERVATIVA.

Os dejo un enlace para que  veáis este experimento:

Experimento Meselson y Stahl 

Experimento Hershey y Chase

Hershey y Chase demostraron que el ADN era el material genético de un virus bacteriano (T2). Razonaron que la infección del fago debe implicar la introducción dentro de la bacteria de la información que dicta la información viral. Este fago contiene ADN en el interior de la cápsula de proteínas, por eso marcaron el virus radiactivamente con S35 y P32 ya que el S sólo se encuentra en las proteínas y el P únicamente en el ADN y desarrollaron dos tipos de fagos.Infectaron bacterias con esos virus y posteriormente separaron carcasas y bacterias mediante centrifugación y midieron la radiactividad de las dos fracciones.

Los fagos cultivados con P32 presentan radioactividad en el interior celular, mientras que los cultivados en S35 presentan radioactividad en el exterior celular, con lo que se demuestra que es el ADN , y no la proteína, quien porta la información genética para nuevas generaciones de fagos.

Os dejo un enlace en el que se explica muy bien este experimento:

Animación experimento Hershey-Chase

La Mitosis

Es la fase del ciclo celular en la que se produce la división del núcleo y del citoplasma. Se conoce también como fase M. A partir de una célula madre se obtienen 2 células hijas con la misma dotación cromosómica que su progenitora.Este mecanismo de división se utiliza en procesos de renovación de tejidos, regeneración, crecimiento…siempre que se necesite obtener células del mismo tipo.. Se divide en 4 fases : profase, metafase, anafase y telofase.

•PROFASE

La cromatina se condensa en cromosomas, cuyo número es característico de la especie. Cada cromosoma consta de 2 cromátidas hermanas unidas por el centrómero.Se forma el huso mitótico al despolimerizarse los microtúbulos. Los centríolos (duplicados en la interfase) se separan formando el polo del huso.La membrana nuclear se disuelve al final de la profase.Los cromosomas se anclan en los micritúbulos del huso gracias al cinetocoro que se encuentra en el centrómero.

•METAFASE

Se inicia con la migración de los cromosomas hacia el plano ecuatorial del huso, de manera que los cromosomas quedan alineados formando la placa metafásica.

•ANAFASE

Es la separación de las cromátidas (ahora cromosomas) por el centrómero, arrastradas por los filamentos del huso hacia un polo de la célula. Se produce un reparto equitativo a las células hijas.

•TELOFASE

Los cromosomas llegan a los polos y los microtúbulos desaparecen.Los cromosomas se despolarizan y se convierten de nuevo en cromatina.Se forman nuevas envolturas nucleares y reaparecen los nucleolos. Simultáneamente el citoplasma celular se divide en un proceso llamado citocinesis :

-En la superficie celular se produce un estrechamiento (surco de segmentación) que se hace más profundo cada vez hasta que la célula se divide en dos.Aquí los orgánulos autónomos se dividen y reparten en ambas células.En los vegetales la citocinesis se produce por la formación de un tabique de separación entre las dos células hijas denominado fragmoplasto, formado por la fusión de las vesículas del aparato de Golgi.

Los ácidos nucléicos

Son polímeros formados por la unión de unas unidades básicas llamadas nucleótidos,sus componentes principales son C,H,O,N y P  y son los encargados de almacenar, transmitir y expresar la información genética. Estas macromoléculas funcionan almacenando y transfiriendo la información genética.

Los nucleótidos, a diferencia de los aminoácidos, constituyen moléculas complejas que resultan de la combinación de:

1.  Bases nitrogenadas, que pueden ser : púricas si tienen dos anillos (Adenina y Guanina) o piridimínicas si tienen un anillo (Timina, Citosina y Uracilo).
2. Pentosas, que pueden ser la β-D-ribosa o la desoxirribosa
3. Ácido fosfórico.

Se forman por esterificación de la pentosa de un nucleósido con el ácido fosfórico.La unión se produce entre cualquier grupo OH de la pentosa, casi siempre los de las posición 3’ o 5’.

Los nucleósidos se forman mediante la unión de una base nitrogenada y una pentosa mediante un enlace N-glucosídico entre el C1 de la pentosa y el N1 de la base nitrogenada si esta es piridimínica, o al N9 si esta es púrica.

Si la pentosa es la ribosa se llaman ribonucleósidos, y si es la desoxirribosa se llaman desoxirribonucleósidos. Se nombran añadiendo la terminación –osina si derivan de una base púrica, o –idina si derivan de una base piridimínica.

Algunos tipos de nucleótidos son:

• Fosfatos de adenosina.
• ADP.
• ATP.Al hidrolizarse liberan la energía contenida, que es utilizada por la célula para diversas funciones.
• AMP cíclico, actúa como mediador en procesos hormonales.
• Nucleótidos como enzimas.
• FAD.
• NAD y NADP, participan en reacciones de oxidación-reducción, dando o ganando H+.
• Coenzima A, derivada del ADP y de la vitamina B5, interviene en reacciones enzimáticas, donde transporta grupos acilo.

Los ácidos nucleicos están unidos a través del radical fosfato, que por una parte se enlaza con el carbono 3’ de la pentosa del nucleósido y por otra parte con el carbono 5’ de la pentosa de otro nucleósido. El enlace se denomina FOSFODIÉSTER.

Esteroides. El colesterol

Son lípidos no saponificables que derivan de un compuesto cíclico llamado ciclopentanoperhidrafenantreno o esterano. Muchas sustancias importantes en los seres vivos son esteroides o derivados de ellos.

•Colesterol.

1. Funciones:

–Componente de la membrana celular. Disminuye la fluidez de la membrana.

–Precursor de los ácidos biliares ( necesarios para la digestión de las grasas).El ácido cólico es el más importante.Actúan como un detergente emulsionando las grasas(debido a que tiene una parte polar y otra no polar) formando micelas.

–Precursor de hormonas esteroideas. Sexuales(testosterona, progesterona, estrógenos,(estradiol y estrona)) y adrenocorticales(corteza de las glándulas suprarrenales)(cortisona, aldosterona).

–Precursor de la vitamina D : Colesterol (en piel) + luz solar = vitamina D

2. Patologías:

-Su nivel en sangre está relacionado con enfermedades cardíacas debido a la arterioesclerosis(endurecimiento de las arterias).

-El colesterol se acumula en la pared interna de las arterias, disminuyendo el diámetro del vaso, aumenta la presión sanguínea y el riesgo de formación de trombos.

3. Clasificación :

–LDL. Conduce el colesterol hacia las células, si este no entra se acumula en la sangre y se deposita en las paredes arteriales.

–HDL. Retira el colesterol de las arterias y lo llevan al hígado donde se degrada.

Prostaglandinas

Son ácidos no saponificables. Se forman por la ciclación de ácidos grasos insaturados. Funciones:

-Estimulan la agregación de plaquetas, ayudan a la coagulación sanguínea.

-Activan la respuesta inflamatoria produciendo vasodilatación.

-Provoca el aumento de la temperatura corporal.

-Controla la secreción de HCl en el estómago.

-Interviene en la contración del músculo uterino.