Fisiología de Guyton Capitulo 3 Introducción En general se conoce que los genes son el medio principal para la herencia de genes de padres a hijos, que se encuentra en el núcleo de las células de todo el organismo. Sin embargo este desarrolla funcionas más específicas y necesarias del organismo, controlando así la función cotidiana de todas la células del organismo, los genes controlan las funciones de las células al determinar que sustancias se van a sintetizar dentro de ella misma. Desarrollo Genes en el núcleo celular: Los genes se unen por sus extremos, formando la doble hélice llamada ADN. Esta molécula está formada por varios compuestos químicos sencillos unidos con un patrón regular. Bloques básicos del ADN: sus principales componentes son el ácido fosfórico, una azúcar, ya sea ribosa o desoxirribosa y cuatro bases nitrogenadas. Estos nucleótidos se unen laxamente entre sí, para formar la doble cadena de ADN, esto por enlaces débiles llamados puentes de hidrógenos, pero que en gran cantidad logran ser muy estables. Cada base purinica de adenina se una con una pirimidinica de timina, cada base purinica guanina siempre se une con una pirimidinica citosina, debido a la laxitud de los puentes de hidrogeno, estas hebras se separan con facilidad. En cada vuelta completa de la hélice, hay diez pares de nucleótidos. La importancia del ADN es sucapacidad de sintetizar proteínas mediante su código genético, el cual consta de tripletes sucesivos de bases nitrogenadas. El código del ADN del núcleo celular se transfiere al código de ARN en el citoplasma celular: transcripción. El primer paso para sintetizar ARN es separar temporalmente las dos hebras del ADN y usar una como molde, las diferencias entre una hebra de ADN y ARN es la ribosa en vez de desoxirribosa y uracilo en lugar de timina en el ARN. Después a estos nucleótidos se les añade a cada uno dos radicales fosfato más, para formar trifosfatos, y así “activar” a los nucleótidos. Con el fin de que cada nucleótido cuente con una gran cantidad de energía. La ARN polimeraza es una gran enzima proteica que tiene muchas propiedades funcionales para la formación de ARN. Esta reconoce y se une al promotor por medio de una estructura complementaria, después provoca el desenrrollamiento de dos vueltas de hélice y separa momentáneamente las de hebras, después esta se desplaza por la hebra de ADN y conforme esta avance van añadiéndose nucleótidos de ARN y se forma la cadena de ARN, primero se forman los puentes de hidrogeno entre las bases nitrogenadas del ADN y ARN, después la ARN polimeraza rompe 2 radicales fosfato de los nucleótidos de ARN liberando

energía para producir enlaces covalentes muy fuertes entre el fosfato ylas ribosas adyacentes y así formar la cadena de ARN, al final la ARN polimeraza se encuentra con un secuencia terminadora de cadena que provoca que esta enzima y la cadena de ARN se separe de la cadena de ADN, después esta enzima se puede usar de nuevo. Hay 4 tipos diferentes de ARN que tiene un papel independiente y totalmente diferente en la síntesis de proteínas. ARN mensajero: Transporta el código genético al citoplasma para controlar el tipo de proteína que se forma. Estas cadenas son largas, compuestas por varios cientos de miles de nucleótidos, es una cadena no pareada, con codones complementarios a los tripletes de código de genes del ADN. ARN de transferencia: Transfiere las moléculas de aminoácidos a medida que se sintetiza proteínas cada tipo de ARDt b se combina específicamente con 1 de los 20 aminoácidos, este reconoce el codón del ARNm y libera el aminoácido, contiene solo 80 nucleótidos, tiene una cadena plegada. ARN ribosomal: Constituye el 60% del ribosoma, el resto lo conforma proteínas, este se sintetiza en el nucléolo, por lo tanto en células que producn grandes cantidades de proteínas el nucléolo esta agrandado, el ARNr se une a las proteínas ribosómicas en el nucléolo, estos salen por los poros de la membrana nuclear al citoplasma y se convierten en ribosomas. MicroARN: Son cortos fragmentos de ARNmonocatenario, de 21 a 23 nucleótidos que regulan la expresión génica. Formación de proteínas en los ribosomas: El proceso de traducción. Es la unión de una molécula de ARNm a un ribosoma, este le su codón de inicio, las moléculas de ARNt transportan los aminoácidos y los libera para formar la proteína. Al llegar al codón de terminación se separan y la proteína queda completa. En algunos casos un solo ARNm puede sintetizar varias cadenas de aminoácidos con ayuda de un complejo llamado polirribosomas, el ARNm se une a varios ribosomas. Síntesis de otras sustancias en la célula. Las enzimas se producen a partir del proceso que acabamos de ver, estas favorecen la síntesis de lípido, glucógeno, purinas, pirimidinas y cientos de otras sustancias Control de la función genética y actividad bioquímica de las células. Hay dos métodos de control de las actividades químicas de la célula, 1) la regulación genética, que cubre todo el proceso, desde la transcripción del código genético en el núcleo hasta la formación de proteínas en el citoplasma, esta controla el grado de activación de los genes y la formación de productos génicos, y 2) regulación enzimática, que regula los niveles de actividad de las enzimas ya formadas en la célula. La celula tiene un ciclo vital que transcurre desde el inicio de la reproducción

celular , hastael inicio de la siguiente reproducción celular, las células animales no inhibidas se reproducen tan rápido como puedes y su ciclo puede durar de 10 a 30 horas, y termina por una serie de sucesos físicos diferenciados llamados mitosis, esta dura solo 30 minutos. La reproducción de la célula comienza en el núcleo, con la replicación del ADN, esta comienza de 5 a 10 horas antes de la mitosis y se completa en 4 a 8 horas, Para la replicación del ADN se replican ambas cadenas, y de forma completa, en esto participan las ADN polimeraza y la ADN ligasa que provoca la unión de nucleótidos, la formación de una nueva cadena de ADN se produce en cientos de lugares simultáneamente, cada molécula nueva de ADN se mantiene unida a la original por puentes de hidrogeno. Las hélices de ADN del núcleo se desenrolla en cromosomas. La célula humana tiene 46 cromosomas en 23 pares. Proface: los cromosomas del núcleo se condensan en cromosomas bien definidos. Prometafase: las puntas de los microtúbulos en crecimiento se fragmentan en la cubierta nuclear. Metafase: las dos ásteres del aparato mitótico se separan. Anafase: las dos cromatidas de cada cromosoma son separadas en el centromero. Telofase: los dos juegos de cromosomas hijos se separan. En algunos tejidos la falta de células provocan que estas se reproduzcan mas rápida y continuamente,el crecimiento celular se controla por medio de factores de crecimiento, las células dejan de crecer si salen de su medio y cuando se puede recoger cantidades diminutas de sus propias secreciones. El tamaño de la célula está regulado principalmente por la cantidad de ADN funcionante en el núcleo. La diferenciación celular son los cambios de las propiedades físicas y funcionales de las células a medida que proliferan en el embrión para formar las distintas estructuras y órganos corporales. El número de células en el organismo no está solo controlado por la división celular, también por el control de la velocidad de muerte, cuando las células ya no se necesitan, o cuando se convierten en una amenaza para el organismos, sufre la muerte celular programada llamada apoptosis , esto implica una cascada proteolítica especifica que hace que la célula se encoja y condense para desmontar su citoesqueleto y alterar su superficie de tal manera que una célula fagocitica cercana , se pueda unir a la membrana celular y digerir la célula. El cáncer se debe en todo o en casi todos los casos a la mutación o alguna otra actividad anormal de los genes celulares que controlan el crecimiento y la

mitosis celular, los genes anormales se denominan oncogenes y se han descubierto hasta 100 tipos diferentes. Las células cancerígenas norespetan los niveles normales de crecimiento, no se adhieren fácilmente entre si y producen factores angiogenicos. El tejido canceroso compite con el tejido normal, como las células cancerígenas continúan proliferándose continuamente, su número aumenta día con día y pronto demandan prácticamente toda la nutrición disponible. Análisis El conocer la función específica del núcleo, nos ayuda a salir de las generalidades, como médicos debemos conocer cuáles son las verdaderas funciones de la célula, sin embargo, es importante saber que cada proceso que se realiza en la célula es mediado por otro proceso, esto nos lleva hasta el núcleo, siendo este la base para la producción de proteínas, las cuales regulan todos los procesos de la célula y el organismo en general, por lo tanto es importante que se conozca cual es el proceso por el cual se producen las proteínas, se duplica el ADN y se produce el ARN, puesto que a final de cuentas todo depende de estas moléculas. Al igual es importante conocer que las células tienen mecanismos de regulación que determinan su crecimiento y tamaño de cada célula, así como hay un mecanismo que regula la muerte celular, todo esto con el in de que exista un equilibrio, en el que todas las células sean funcionales y que el organismo cuente con el número necesario de células.

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