MONERAS:

A este reino pertenecen las cianobacterias y las bacterias:

-Cianobacterias: presentan invaginaciones de la membrana para realizar la fotosíntesis y una cubierta celular mucilaginosa, formada por hemicelulosa y pectina y a veces celulosa, en su interior hay una cubierta de peptidoglucanos semejante a las del resto de las bacterias. Se encuentran repartidas por toda la Tierra, principalmente en el agua dulce y en el suelo, muchas forman líquenes. 

-Bacterias: tienen una membrana con invaginaciones llamadas mesosomas, en el interior no tienen orgánulos y tienen una región donde se encuentra el material genético, llamada nucleoplasma, sin que este sea un verdadero núcleo.

La mayoría de las bacterias tienen una pared celular formada por peptidoglucanos, esta molécula forma una red que envuelve a la bacteria y la protege de los choques osmóticos. Por encima de esta cápsula algunas tienen una capa de lipoproteínas, según el tipo de pared.

Otras estructuras especializadas que pueden presentar las bacterias son los flagelos con función locomotora y las fimbrias, filamento citoplásmico para intercambio de material genético o para adherirse a determinadas superficies.

Hay 19 tipos de bacterias se clasifican por su forma y modo de vida:

Por su forma pueden ser:

-bacilos (Bastones aislados como cápsulas), cocos (esféricas), espirilos(en forma de espirales) , vibrios (con forma de coma), diplococos y diplobacilos (asociación de dos cocos o bacilos), estreptococos (cadena lineal de cocos), Tétradas (cuatro cocos),estafilococos (cadena ramificada en forma de racimo), sarcinas (ocho cocos formado un cubo).

En cuanto a los modos de vida más representativos son:

-Bacterias fotosintéticas anaerobias, no producen oxígeno puesto que no utilizan el agua como fuente de electrones, utilizan sustancias orgánicas o sulfuro de hidrógeno, produciendo azufre.

-Bacterias aerobias heterotróficas, generalmente son descomponedores saprófitos, algunas tienen la capacidad de fijar nitrógeno atmosférico.

-Bacterias anaerobias facultativas, respiran en presencia de oxígeno y fermentan en su ausencia, son de este tipo: Escherichia coli,etc.

-Bacterias anaerobias obligadas. Lactobacillus, fermenta la leche para producir yogur.

-Bacterias quimiosintéticas.Obtienen su energía oxidando compuestos inorgánicos, hay tres tipos: bacterias nitrificantes que juegan un papel importante en el ciclo del nitrógeno. Bacterias del azufre que oxidan o reducen compuestos de azufre produciendo generalmente sulfato. Bacterias férricas acumulan óxidos de hierro y manganeso como producto de su metabolismo.

-Bacterias productoras de metano, oxidan hidrógeno y otros compuestos y producen metano, se encuentran en los tubos digestivos de los animales y son anaerobias estrictas muy sensibles al oxígeno, relacionadas con la producción de petróleo.

-Rikettsias y micoplasmas, son bacterias muy pequeñas que se confundían con virus ya que son parásitos intracelulares obligados, los micoplasmas se han adaptado con la perdida de su cápsula ya que en el interior de la célula donde viven hay un medio osmótico estable. Las Rikettsias se caracterizan por ser patógenas en los mamíferos y persona pero no en los artrópodos a los que parasitan, que son los parásitos a través de los cuales entran a las personas (picaduras de insectos, ácaros, etc).

VIRUS:

Los virus son entidades cuyos genomas son elementos de ácido nucleico que se replican dentro de las células vivas utilizando para este fin la maquinaria sintética de la propia célula y provocando la síntesis de elementos especializados que pueden transferir el genoma viral hacia otras células.

Los virus se componen de dos o tres partes:

-Material genético: lleva la información hereditaria, que puede ser ADN o ARN.

-Cápside: una cubierta proteica que protege a estos genes, a cada unidad proteica de la capside se le llama capsomero.

-Envoltura vírica: No está presente en todos los virus, solo en los que salen de la célula huésped por gemación o exocitosis. La envoltura es un resto de la membrana de la célula en la que se formó el virus.

Tipos de virus:

Diversas clasificaciones complementarias según diversos criterios:

Atendiendo al tipo de ácido nucleico:

• Tipo I: ADN bicatenario, es decir, de dos hebras de ADN.
• Tipo II: ADN monocatenario, es decir, de una hebra de ADN.
• Tipo III: ARN binatenario. Se transcribe de ARN a ARN mensajero.
• Tipo IV: ARN monocatenario (+). No es necesaria su transcripción. Se lee directamente como ARN mensajero.
• Tipo V: ARN monocatenario (-). El ARN vírico debe ser transcrito a ARN mensajero.
• Tipo VI: ARN monocatenario (+). El ARN es transcrito a ADN utilizando una enzima llamada transcriptasa inversa. Posteriormente, el ADN sintetizado es transcrito a ARN.

Atendiendo a la forma de la cápsida del virus:

• Virus helicoidales: cápsidas alargadas, donde los capsómeros se disponen de forma helicoidal en torno al ácido nucleico. Estos virus infectan células vegetales.
• Virus (poliédricos) icosaédricos: cápsidas redondeadas con capsómeros triangulares. Estos virus infectan células animales.
• Virus mixtos, o complejos: cápsidas con una zona icosaédrica, seguida de otra zona helicoidal. Estos virus infectan bacterias.

Atendiendo a la célula que infectan:

• Virus vegetales: atacan células vegetales. Cápsidas de forma helicoidal.
• Virus animales: atacan células animales. Cápsidas de forma icosaédrica.
• Virus bacterianos, bacteriófagos o fagos: atacan bacterias. Cápsidas de forma mixta.

Atendiendo a la envoltura lipídica:

• Virus sin envoltura.
• Virus con envoltura.

Taducción del material genético:

Ribosomas y traducción del material genético.

Son estructuras supramoleculares formadas por ARN y proteínas, no están rodeados de membrana, por lo tanto están bañados en la disolución salina del citosol. Su función es formar proteínas y se encuentran tanto en eucariotas como en procariotas, aunque en los dos tipos de células los tamaños son diferentes, también hay ribosomas en mitocondrias y cloroplastos hecho que apoya la teoría endosimbiótica.

Son estructuras compuestas por dos subunidades, se describe en función de su coeficiente de sedimentación al centrifugarlos en condiciones determinadas, la unidad del coeficiente de sedimentación es el Svedverg (S). Los ribosomas normalmente se encuentran disociados en sus dos subunidades cuando no están formando proteínas. 

En cuanto a la forma la subunidad menor, es alargada , la subunidad mayor es semiesférica formando una corona donde se encaja la subunidad menor. Se piensa que esta subunidad puede tener un canal por donde sale la proteína en formación.

Es normal encontrarse múltiples ribosomas traduciendo la misma cadena de ARN_m formando un polisoma. Los ribosomas pueden estar sueltos en el citoplasma formando proteínas que cumplirán su función dentro de la célula o adosadas a la membrana del retículo endoplásmico formando proteínas exportables fuera de la célula.

El ribosoma se une a la membrana dirigido por la propia proteína que produce, que en sus primeros aminoácidos es capaz de unirse a la membrana y que una vez se han unido se desprenden de la proteína.

Traducción del material genético. Síntesis de proteínas.

La traducción de una cadena de ARNm es un proceso continuo que se puede dividir en varias fases: activación energética de los aminoácidos, iniciación de la síntesis, elongación de la cadena y terminación; la primera fase se produce en el citosol las restantes en el ribosoma.

Activación

El ARNm es una secuencia de nucleótidos que es reconocida por otra secuencia complementaria del ARNt. Para la traducción es necesario que cada ARNt, que tiene un codón determinado, se una con su aminoácido correspondiente, solo si esta unión es la correcta un codón indicará la unión de un aminoácido concreto a la cadena. 

Es decir, que la unión de un aminoácido más, a una cadena de proteína, necesita dos pasos, la perfecta unión del aminoácido a su ARNt específico y la correcta complementariedad del anticodón del ARNt con el codón del mensajero.

La unión del aminoácido al ARNt es un mecanismo muy específico llevado a cabo por las enzimas AminoacilARN_tsintetasas, una para cada ARNt. la reacción catalizada tiene dos fases; en la primera la enzima activa el aminoácido al unirlo a un nucleótido de adenina (AMP), hidrólisis de ATP, el aminoácido se une por un enlace ester entre el carbono carboxílico del aminoácido y el fosfórico del nucleótido.

Este enlace ester proporciona la energía para que el aminoácido se una al extremo CCA del ARNt, será utilizado en la formación del enlace peptídico entre este aminoácido y el siguiente que se una a la cadena.

Iniciación

Comienza con la unión de la subunidad menor a la zona donde se encuentra el codón de iniciación AUG.

AUG codifica para metionina que es el primer aminoácido que se coloca, el ARNt de iniciación y el que coloca la metionina en el interior de la cadena son diferentes.

Hay varios factores de iniciación IF (3 en procariotas y más de 3 en eucariotas) que en conjunto permiten la unión del ARNm con la subunidad menor, unen el ARNt de la metionina al mensajero y unen la subunidad mayor; en estos procesos se gasta una molécula de GTP.

El aminoácido queda instalado en un lugar físico de la subunidad mayor llamado centro peptidil.

Elongación

Es llevada a cabo por factores de elongación EFT y EFG.

El EFT gastando una molécula de GTP acerca el siguiente ARNt y lo coloca enfrente de su codón, en el centro aminoacil de la subunidad mayor; el primer aminoácido que se encuentra en el centro peptidil se desprende de su ARNt y se une al grupo amino del recién colocado, la energía para formar el enlace peptídico procede de la hidrólisis del aminoácido de su ARNt.

El factor EFG gastando una molécula de GTP trasloca el dipéptido, unido al ARNt del último aminoácido y este unido al ARNm, del centro aminoacil al peptidil. Este proceso se repite para cada nuevo aminoácido, siempre se desprende el péptido del penúltimo ARNt para unirse al grupo amino del último que queda unido por su ARNt al ARNm y después se trasloca.

Para la colocación exacta de cada aminoácido se necesita una molécula de ATP en la activación y dos moléculas de GTP en la elongación, si sumamos además la energía de síntesis de cada aminoácido se puede considerar la síntesis de proteínas como un proceso energéticamente muy costoso, esta energía no queda almacenada como energía de enlace en la molécula, sino que ha sido empleada en el orden de los aminoácidos 

Terminación

Es producida por los factores de terminación R1 y R2 en presencia de los codones UAG,UGA y UAA. Los codones de terminación no son reconocidos por ningún ARNt pero sí por los factores de terminación que inducen la transferencia del péptido al agua, desprendiéndose del último ARNt al que está unido liberándose la proteína y separándose las dos subunidades del ribosoma.

Los genes y su función:

Duplicación semiconservativa del ADN:

Consiste en la formación de una cadena de ADN utilizando como molde una ya existente. Watson y Crick cuando propusieron su modelo de doble hélice intuyeron que la duplicación tenia que ser semiconservativa, pero fueron Meselson y Sthal (1958) los que demostraron que era cierto, con el experimento de cultivo de cepas bacterianas con nitrógeno pesado.

La duplicación es necesaria para la transmisión del material hereditario a las células hijas, una vez y de forma completa, en la vida de las células, y en las células eucariotas se realiza en el periodo S del ciclo celular.

Las enzimas que llevan a cabo la duplicación del ADN se llaman ADNpolimerasas y hay tres tipos: ADNpol I, ADNpol II y ADNpol III, estas enzimas tienen una estructura cuaternaria de varios protómeros, y tienen actividad polimerasa en sentido 5'> 3'. Necesitan un cebador, no pueden iniciar la síntesis desde el principio aunque tengan el molde, necesitan poner nucleótidos en el extremo 3' de una cadena ya formada.

La ADNpol II no se sabe su función específica, la ADNpol I interviene en la reparación del ADN y la ADNpol III es la que intervienen en la duplicación de las cadenas del ADN.

Para que las p

olimerasas puedan funcionar se necesita que la doble hélice esté abierta, esto lo hacen un conjunto de proteínas que son indispensables en el proceso de duplicación; el proceso es el siguiente:

-Las helicasas actuan para se haga posible la apertura de la doble helice.

-Se estabiliza la apertura con las topoisomerasas y las proteínas SSB que impiden que las hebras separadas se superenrollen.

-La ARNpolimerasa sintetiza un cebador de ARN, empieza a sintetizarlo en alguna regióndo donde hay una mayor proporción de adenina y timina.

La ADNpol III sintetiza la hebra complementaria del molde, uniendo nucleótidos al cebador. En un sentido de replicación la ADNpol III sintetiza la cadena de manera continua, pero en el sentido opuesto y debido a que las dos hebras del ADN original son antiparalelas, tiene que esperar a que se abra un poco la doble hélice y cuando reconoce un punto de inicio se forma el cebador.

Después un fragmento corto en sentido inverso a la hebra que se está sintetizando de manera continua, a medida que la horquilla se va abriendo se van sintetizando sucesivos fragmentos, llamados fragmentos de Okazaki, al final estos fragmentos se unen mediante la ADNligasa.

Transcripción

Consiste en la formación de fragmentos de ARN utilizando como molde la cadena de ADN, estos fragmentos serán utilizados para ser leídos por los ribosomas y formar la proteína para la cual poseen la información (ARN_m, ARN_r y ARN_t.).

 La función hereditaria de los ácidos nucleicos consistía en la división celular, se hace la replicación del ADN, y además consiste en controlar el metabolismo celular en cada momento de la vida de la célula, sintetizando de manera selectiva los ARN_m de las proteínas que sean necesarias en cada momento. La transcripción es selectiva y reiterativa, se transcriben fragmentos concretos del ADN, no todo y más de una copia.

Solo se transcribe una hebra de las dos del ADN, de manera continua y necesita que se abra la cadena con las helicasas y las topoisomerasas y la ARNpol comienza la síntesis, ya que esta no necesita cebador.

La transcripción en eucariotas, después de la síntesis hay una maduración del ARN, en el extremo 5' se coloca un capuchón de 7-metilguanosina unido al primer nucleótido formando un enlace entre los dos fosfatos, difícilmente reconocible y asi impide que lo degraden, en el extremo 3' se coloca una cola de poli A, que parece que interviene en el transporte del ARN al citoplasma. 

Antes de salir del núcleo, se eliminan regiones transcritas sin información, llamadas intrones, mediante la formación de horquillas que se unen por los extremos y se separan del ARN.

En células procariotas no hay maduración, y al no haber membrana nuclear se pueden unir los ribosomas al ARN y empezar a traducirlo, antes incluso de que termine de transcribirse.

Traducción:

La traducción consiste en utilizar la información que está en forma de secuencia de nucleótidos para formar proteínas que son secuencias de aminoácidos.

Código genético:

El ARN es una secuencia de cuatro nucleótidos, las proteínas son secuencias de veinte aminoácidos, la primera cuestión que se plantearon los investigadores sobres éste tema es cómo una secuencia de cuatro unidades puede dar lugar a una secuencia de veinte, las investigaciones fueron encaminadas a demostrar que eran combinaciones de tres bases 64 posibilidades.

El desciframiento del código genético empezó con la síntesis de ARN sin molde, mediante la polinucleótido fosforilasa, realizada por el equipo de Severo Ochoa (premio Nobel en 1959) sintetizando ARN controlados y poniéndolos a traducir fueron descifrando qué combinación de tres nucleótidos (codón) codificaba para que se colocase cada aminoácido en la proteína.

El código genético es degenerado, hay 64 codones para solo 20 aminoácidos, un aminoácido puede estar codificado por más de un codón, el nucleótido que cambia suele ser el último, siendo los dos primeros más estables.

Todas las proteínas empiezan a formarse por la combinación AUG, llamada codón de inicio, la lectura se hace sin saltar ningún nucleótido y sin que estos se utilicen en dos codones a la vez, el ribosoma "lee" sin interrupción desde el codón de inicio hasta que encuentra uno de los codones de terminación (UAA, UAG y UGA).

El código genético es universal, es el mismo para todos los seres vivos, procedemos de una sola célula que consiguió sobrevivir al ambiente y se diversificó a través de la evolución.

Meiosis:

El cariotipo (conjunto de cromosomas de una especie) siempre tiene un número par de cromosomas, estos cromosomas son iguales dos a dos ya que uno de cada par ha sido heredado de cada uno de los progenitores, a los dos cromosomas semejantes se les llama cromosomas homólogos.

Cuando una célula tiene un número par de cromosomas se la llama diploide. Cuando una célula presenta un solo juego de cromosomas se llama haploide.

En una célula haploide se encuentra contenida toda la información genética necesaria para formar un individuo, las células haploides esta información la tienen por partida doble ya que heredan la información completa tanto de su padre como de su madre. En el hombre las únicas células haploides existentes son los gametos que se producen por meiosis al reducirse el número de cromosomas a la mitad.

Una meiosis completa se consigue con dos divisiones consecutivas sin la duplicación del material genético entre ellas. Se puede dividir por tanto en dos grandes procesos; primera división meiótica y segunda división meiótica, cada una de estas se divide a su vez en distintas fases.

Primera división meiótica:

Comienza con una larga profase subdividida en varias subfases:

Leptotene: Los cromosomas se condensan con las dos cromátidas muy unidas dando la apariencia de ser una sola y se unen todos a una misma región de la membrana nuclear formando una figura característica.

Cigotene: En esta fase se produce un proceso esencial, los cromosomas homólogos se aparean formando entre las cuatro cromátidas el llamado complejo sinaptonémico, este apareamiento es muy exacto entre las cromátidas homólogas, está formado por fibras transversales que salen de las cromátidas y que contienen ADN y una estructura longitudinal media formada por proteínas.

Paquitene: Se completa el apareamiento de los cromosomas y estos se contraen longitudinalmente. La unidad formada por los dos cromosomas homólogos se llama bivalente, contiene cuatro cromátidas (Tétrada).

Durante esta fase se produce el entrecruzamiento (o sobrecruzamiento) de unas cromátidas con otras, produciéndose un intercambio de información genética entre los dos cromosomas homólogos. Desde este momento un cromosoma no será enteramente ni del padre ni de la madre, sino que un mismo cromosoma puede llevar un gen de cada uno para el mismo carácter.

Diplotene: En esta fase los cromosomas comienzan a separarse entre si, quedando unidos por los puntos donde ha habido intercambio de cromátidas, desaparece el complejo sinaptonémico formándose los quiasmas, por lo menos se forma un quiasma por bivalente, con pocas excepciones. En esta fase se detiene el ovocito humano que se forma en el 5ª mes de desarrollo embrionario y no completa la meiosis hasta que se ovula de uno en uno durante la vida fértil de la mujer.

Diacinesis: Los cromosomas se contraen nuevamente y los quiasmas van desapareciendo hasta que los cromosomas quedan unidos por los extremos (Telómeros). La condensación de los cromosomas alcanza el máximo y la envoltura nuclear desaparece al finalizar la larga profase. Las fibras cinetocóricas se unen a los cromosomas, comportándose los cinetocoros de cada cromosoma como una unidad ya que se colocan en el mismo plano.

Metafase I: Los homólogos se encuentran unidos por los extremos en la placa ecuatorial.

Anafase I: Cada cromosoma homólogo viaja a un polo. Presenta dos cromátidas que tras el sobrecruzamiento no poseen idéntica información genética.

Telofase I: Se genera una membrana nuclear cuando los cromosomas llegan a los polos. Después de dividirse el citoplasma comienza una interfase donde no hay duplicación del material genético ya que hay dos cadenas de ADN por cromosoma, aunque hay la mitad de cromosomas.

En esta primera división meiótica se produce variabilidad genética a dos niveles, por un lado las cromátidas , tras el sobrecruzamiento ya no son exactamente idénticas, en un mismo cromosoma hay información de los dos progenitores; un cromosoma heredado del padre tendrá mayoritariamente genes del padre, pero también los tendrá de la madre en una parte de la cromátida. Por otro lado la migración de los cromosomas en la anafase es al azar, pudiendo ir a un polo cromosomas que se heredaron del padre con cromosomas que se heredaron de la madre. 

Segunda división meiótica

Después de la interfase comienza otra división semejante a la mitosis (profase II, metafase II, anafase II, telofase II) en la que se separan las cromátidas de cada cromosoma quedando al final cuatro células haploides con una sola cadena de ADN para cada cromosoma.

Mitosis y citocinesis:

MITOSIS:

Es la separación efectiva de las moléculas de ADN que se duplicaron en la fase S de la interfase.
La mitosis es un proceso común a todo tipo de células eucariotas, mediante el que se asegura que las células hijas reciban los mismos cromosomas que la célula madre y, por tanto, la misma información genética. 

También se llama reproducción asexual celular: 
-Unicelulares: cuando una célula se divide, se reproduce también el número de individuos. Las células son idénticas a la madre. 
-Pluricelulares: la reproducción por mitosis tiene como finalidad el crecimiento del individuo, así como reparar los tejidos que estén dañados o viejos por células idénticas a las que sustituyen.

 En el proceso de la mitosis se distinguen las siguientes fases:

 -PROFASE: 
 -El ADN se compacta y se forman los cromosomas (con dos cromátidas idénticas) 
 -Desaparece la membrana nuclear y los cromosomas se dispersan por la célula 
 -Los centriolos se dirigen a polos opuestos, conectados por filamentos (huso mitótico).

-METAFASE: Una vez acabada la profase los microtúbulos se tensan y colocan a los cromosomas en el ecuador de las células formando la llamada placa ecuatorial.

-ANAFASE: Se separan las cromátidas y se dirigen a un polo opuesto de la célula, por lo que al final de esta fase en cada polo hay el mismo número de cromátidas, una de cada cromosoma. 

-TELOFASE: Al final de la anafase los cromosomas se descondensan y se rodean de masas discontinuas de membrana nuclear que al final se fusionan para formar la membrana nuclear doble. los nucléolos aparecen al final de la telofase.

CITOCINESIS:

Durante la anafase y la telofase se desarrollan los mecanismos de división del citoplasma.

En animales en el ecuador de la célula se forma un anillo de actina pegado a la membrana que se va contrayendo hasta estrangular la membrana, quedando en el último momento un haz de fibras interzonales uniendo las dos células hijas hasta que se separan.

En vegetales, el aparato de Golgi segrega vesículas cargadas de polisacáridos que emigran a la placa ecuatorial fundiéndose allí unas con otras formando el fragmoplasto, el interior de las vesículas formará la lámina media, siempre quedan algunas conexiones más estrechas entre las dos células que son los plasmodesmos.

División celular: ciclo celular

El ciclo celular consta de dos períodos: 
-Interfase: es el período más largo del ciclo celular, y en él la célula aumenta de tamaño y se duplica el material genético o ADN. 
-División celular: la célula se divide y origina dos células, es decir, se reproduce.

INTERFASE: 
La interfase comprende tres períodos: G₁, S, G_2:
-G1 : la célula está en constante crecimiento (duplica su tamaño), forma los orgánulos y sobre todo sintetiza proteínas 
-S : Se duplica el ADN. 
-G2 : Se prepara para la división, con la síntesis de proteínas .
El momento principal de la interfase está en el período G₁, en el que la célula "decide" si tiene que dividirse o no. El ADN en interfase se organiza formando la cromatina, un conjunto de fibras o moléculas de ADN disperso por el núcleo. En este período las fibras de ADN se duplican, es decir, al final de la interfase hay dos copias exactas de cada molécula de ADN.


DIVISIÓN CELULAR:
Durante la división celular cada molécula de ADN de la cromatina con su correspondiente copia se organizan empaquetándose hasta hacerse visibles al microscopio como unos bastoncitos dobles, llamados cromosomas.

Así, la cromatina y los cromosomas son la misma sustancia (ADN) pero con distinto grado de empaquetamiento. Cada cromosoma tiene dos moléculas idénticas (cromátidas) como resultado de la duplicación del ADN en interfase, unidas por una región muy estrecha, o centrómero. 

Un gen es un pequeño fragmento de ADN que contiene la información necesaria para que se exprese un determinado carácter en un individuo.

El cariotipo: Es el conjunto de cromosomas de una célula o de una especie. Las células de los organismos de la misma especie tienen el mismo número de cromosomas, y éstos tienen un tamaño y una forma característica. Las células humanas poseen 23 pares de cromosomas. De éstos, un par son los cromosomas sexuales, muy diferentes uno del otro que determinan el sexo. Uno de ellos se denomina X y el otro Y. En los humanos, las mujeres tienen dos cromosomas X, son XX, y los hombres son XY.