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Examen 2018, preguntas y respuestas

Biología I (UNED)

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TEMA 1. MOLECULAS BIOLOGICAS 

Explique qué es la estructura primaria, secundaria y terciaria de una protepna

La estructura primaria: secuencia líneal de aminoácidos unidos entre sí por enlaces peptídicos entre el grupo carboxilo de un aminoácido y el grupo aminoácido del siguiente. De su configuración van a depender las siguientes estructuras. La estructura secundaria: Formación de puentes de hidrógeno entre los residuos de los aminoácidos en diferentes regiones de la estructura primaria de la proteína, dando lugar a dos tipos de plegamientos básicos: hélice alfa o lámina plegada beta La estructura terciaria: Interacciones entre cadenas laterales, la proteína se repliega sobre sí misma mediante enlaces (fuerzas Van der Waals, puentes de hidrógeno, interacciones hidrofóbicas, enlaces covalentes, enlaces iónicos) de los grupos R y el esqueleto de la proteína. 

Explique brevemente que los siguientes términos:

Enlace peptpdico: enlaces covalentes que se dan entre el grupo carboxilo de un aminoácido y el grupo amino del siguiente Estructura cuaternaria: Interacciones entre polipéptidos, se produce en proteínas de varias cadenas por la unión de varios polipéptidos mediante enlaces iónicos, disulfuro, etc Hexosa: monosacárido de 6 carbonos, Glucosa, galactosa y fructosa Fosfolppido: Componente primario de las membranas celulares, lípido formado por una molécula de glicerol, 2 ácidos grasos, un grupo fosfato y un grupo polar variable. Son anfipáticos, tienen una cabeza hidrófila y dos colas hidrofóbicas Difusión facilitada: proceso pasivo mediante el cual la célula realiza el intercambio de sustancias entre el interior y el exterior de la misma a través de la membrana plasmática, es decir a través de proteínas integrales de membrana con función transportadora a favor de gradiente de concentración. 

Dibuje un esquema de un nucleótido indicando los elementos que lo componen. ¿en qué tipo de macromoléculas se pueden encontrar? ¿ qué función tiene este tipo de macromoléculas en los organismos vivos?

Grupo fosfato

Base nitrogenada

Azucares

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Los nucleótidos son las moléculas que constituyen la base de los ácidos nucleícos. Están compuestos por azucares (ribosa= ARN, desoxirribosa=ADN), una base nitrogenada (Púrica= A, G) (Pirimidinica= T, C, U) y un grupo fosfato. Su función es el almacenamiento de la información genética y la transmisión entre generaciones. ADN: A-T G-C ARN: A-U G-C

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Defina en un máximo de dos lpneas:

Estructura secundaria de la protepna: interacciones por puentes de hidrógeno. Formación de puentes de hidrógeno entre los residuos de los aminoácidos en diferentes regiones de la estructura primaria de la proteína, dando lugar a dos tipos de plegamientos básicos: hélice alfa o lámina plegada beta Enzima; proteínas con función catalizadora, aumentan la velocidad de reacción haciendo que la energía de activación necesaria disminuya, son especificas para cada sustrato. Nucleótido: moléculas que constituyen la base de los ácidos nucleicos compuestos por azucares, base nitrogenada y un grupo fosfato Almidón: mezcla de dos polisacáridos de almacenamiento, su función es el almacén de carbohidratos en plantas. 

Dibuje el esquema de un aminoácido indicando los elementos que lo caracterizan ¿cómo polimerizan y en qué tipo de macromoléculas se pueden encontrar?

Están compuestos por un átomo de carbono unido a una cadena lateral (R ) , un grupo carboxilo, un grupo amino y un hidrógeno, Polimerizan mediante enlaces peptídicos que se dan entre un grupo amino y el grupo carboxilo del siguiente. Esta estructura lineal forma la estructura primaria y de ella van a depender las siguientes estructuras. La macromoléculas que podemos encontrar son las proteínas que son polímeros de aminoácidos.

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En la imagen se muestra un tipo de macromolécula ¿Cuál es? Que propiedades tiene?

Es un fosfolípido, está compuesto por una molécula de glicerol, un grupo fosfato y un grupo polar variable hidrófila y dos colas de ácidos grasos hidrófoba Los fosfolípidos son componentes primarios de las membranas celulares pues forman bicapas lipídicas que regulan el paso del interior y exterior de la célula. Son anfipaticos: la cabeza es polar y las dos colas hidrofóbicas. 2

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 ¿ Qué tipo de microorganismos carecen de este tipo de molécula en su membrana? Comente brevemente las caracterpsticas de este tipo de microorganismos. La mayor parte de los fosfolípidos constan de dos ácidos grasos o cadenas isoprenoides unidas a un glicerol el cual está unido a un grupo fosfato que está unido a una molécula cargada o polar. Son componentes muy importantes de la membrana plasmática ya que tienen una región hidrófila polar, las cabezas hidrófilas se disponen hacia fuera de las membranas de la célula y una cola hidrófoba no polar que se disponen hacia dentro de la membrana, formando así una bicapa lipídica que controla la entrada y salida de sustancias de la célula. No existen en el dominio arquea, estos microorganismos no poseen núcleo y son los menos evolucionados y más primitivos, se encuentran adaptados a condiciones de vida extrema.  Indique si la siguiente afirmación es cierta o falsa explicando , si existen, los errores que contiene. “ Los ácidos nucleicos se componen de aminoácidos, que polimerizan a través de enlaces glicosídicos dando lugar al ATP” Falso. Los ácidos nucleicos se componen de un grupo fosfato, base nitrogenada y azúcar. La unión de los ácidos nucleicos se realiza mediante enlaces fosfodiester. La formación de ATP aumenta la energía potencial de los monómeros nucleótidos mediante reacciones que añaden 2 grupos fosfatos a los ribonucleótidos o desoxirribonucleótidos, generando una gran cantidad de energía potencial. Los enlaces glicosídicos son aquellos que se dan entre monosacáridos en los carbohidratos 

Defina:

Aminoácidos: molécula orgánica con un grupo amino –NH y un grupo carboxilo –COOH, dan lugar a las proteínas Base nitrogenada: compuestos orgánicos que forman los ácidos nucleicos. Purinas: adenina y guanina. Pirimidinicas: citosina, uracilo y tiamina Polisacarido: unión de azucares mediante enlaces covalentes formando grandes cadenas. Se unen mediante enlaces glucosidicos. Triglicerido: formados por tres cadenas de ácidos grasos unidos a una molécula de glicerol. Tienen función de almacenamiento de energía. 3

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¿ Qué es un polisacárido? Cite dos ejemplos de polisacáridos comentando su función

Es un carbohidrato complejo, unión de azúcares simples mediante enlaces covalentes en enlaces glucosidicos. Polímeros de monosacáridos Glucógeno: polisacárido de reserva animal, el glucógeno se almacena en el hígado y músculos. En momentos necesarios enzimas rompen el glucógeno aportando energía. Almidón : polisacárido de reserva vegetal, es una mezcla de dos polisacáridos, amilasa y amilopectina. 

Defina en un máximo de dos lpneas:

Enlace peptpdico: enlace covalente entre aminoácidos que unen el grupo amino de un aminoácido con el grupo carboxilo de otro Quitina: soporte estructural de las paredes celulares de hongos y esqueletos externos de insectos y crustáceos Fosfolppido: componente mayoritario de la membrana. Se disponen en formas de doble capa (bicapa) con colas hidrofóbicas y cabezas hidrofilicas. 

¿Qué diferencia hay entre un ácido graso insaturado y uno saturado? ¿de qué tipo de moléculas forman parte ambos?

Los ácidos grasos saturados están compuestos por enlaces simples de carbono y a temperatura ambiente son sólidos. Los ácidos grasos insaturados están compuestos por enlaces dobles carbono-carbono lo que proporciona que las cadenas de hidrocarburos se retuerzan. Forman parte de los lípidos y existen tres tipos en las células: grasas, esteroides y triglicéridos 

¿ Qué diferencia hay entre un triglicérido y un fosfolppido a nivel estructural? ¿Qué función tiene cada uno?

Triglicerido: formados por tres cadenas de ácidos grasos unidos a una molécula de glicerol, no solubles en agua con función de almacenamiento de energía Fosfolípido: formados por dos cadenas de ácidos grasos unidos a una molécula de glicerol, un grupo fosfato y un grupo polar, tienen una cabeza hidrófila por lo que pueden emulsionar, son los principales componentes de la membrana plasmática Defina en un máximo de dos lpneas: Ribosa : consta de un grupo –OH unido al carbono del azúcar de un nucleótido, es el componente del ARN Nucleosido: es la parte del nucleótido formada únicamente por la base nitrogenada y la pentosa. 

Realice el esquema de un desoxirribonucleótido indicando las distintas partes que lo forman ¿ Cómo es la estructura de la macromolécula biológica en la que aparecen? Explique cómo se replica esta estructura en una célula eucariota.

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ADN -

Se forma por dos cadenas de nucleótidos antiparalelas unidas por puentes de hidrógeno entre las bases nitrogenadas. Las bases nitrogenadas son: A-G-C-T y se encuentran emparejadas A-T, C-G El apareamiento de bases es estable y universal y es la clave de información contenida en los ácidos nucleicos y su transmisión REPLICACIÓN: DNA helicasa abre la doble hélice Otras proteínas (ssbp) se unen a las hebras separadas para que no se junten de nuevo mientras se realiza la copia La primasa sintetiza el cebador para iniciar la replicación. Este RNA se elimina y sustituye por ADN El ADN polimerasa añade los nucleótidos complementarios a la hebra molde.

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ADN ligasa une los fragmentos de ADN para dar una cadena continua

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Defina en un máximo de dos lpneas

Glucógeno : polisacárido simple que sirve de almacenamiento de sustancias de reserva en células animales. ATP: adenosín trifosfato, principal portador de energía en la mayoría de reacciones, son nucleótidos

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Realice un esquema de las siguientes moléculas señalando sus componentes: nucleótido, aminoácido, fosfolppido

Nucleótido: azúcar (ribosa o dexosirribosa – base nitrogenada (púrica: adenina, guanina pirimidíca: citosina, uracilo, tiamina)- grupo fosfato

grupo

Base nitrogenada

fosfato azúcar

Aminoácido: átomo de carbono unido a un hidrógeno, un grupo carboxilo, un grupo amino y una cadena lateral (R) 5

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Fosfolppido: una cabeza polar hidrófila compuesta por un grupo polar, unido a un grupo fosfato unido a un glicerol y dos colas hidrofóbicas compuestas por cadenas de hidrocarburos.

Tema 2. La célula. 

Explique brevemente la estructura de las mitocondrias y las principales funciones que realiza en las células

Las mitocondrias son orgánulos que se encuentran tanto en células animales como vegetales, cuya principal función es la respiración celular suministrando a la célula energía en forma de ATP. Además ayuda a la célula a mantener la concentración adecuada de iones de Ca++ dentro de los compartimentos de la célula. Ayudan a construir ciertas partes de la sangre y de las hormonas como la testosterona y el estrógeno. Tiene un papel fundamental en el proceso de la apoptosis o muerte celular programada. Está compuesta por una membrana de doble capa en cuyo interior, la membrana interna se pliega para formar una serie de crestas que aumentan las áreas de superficie dentro del orgánulo. Internamente consta también de una matriz (mezcla de proteínas y enzimas, ribosomas mitocondriales, ADN y ARN mitocondriales). La capa externa está formada por fosfolípidos y proteínas, destacando las porinas (proteínas integradas en la membrana que permiten el movimiento de las moléculas). 6

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Explique brevemente: difusión facilitada

La difusión facilitada es un proceso pasivo mediante el cual la célula realiza el intercambio de sustancias entre el interior y el exterior a través de la membrana plasmática. Cuando las moléculas son demasiado grandes para pasar a través de los canales de la membrana, o demasiado hidrófilos como para atravesar la capa de fosfolípidos, las moléculas atraviesan la membrana por difusión facilitada, es decir, a través de proteínas integrales de membrana con función transportadora y a favor del gradiente de concentración. 

Explique brevemente los procesos de movimiento de moléculas a través de las bicapas lippdicas - TRANSPORTE PASIVO: a favor de gradiente de concentración( donde hay mas solutos a donde hay menos) o sustancias que por su naturaleza atraviesan sin ayuda la membrana. Sin gasto de energía . Difusión simple: a favor de gradiente de concentración, una vez que las concentraciones se igualen a ambos lados se moverán las mismas moléculas dando sensación de estabilidad . Difusión facilitada: a través de canales (proteínas específicas) compuertas que se abren o se cierran según interese a la célula, o con ayuda de transportadores (proteínas transportadoras) que se unen a la sustancia que debe atravesar la membrana y la acompañan . Osmosis: movimiento del agua entre ambos lados de la membrana, dependiente de la concentración de solutos a ambos lados del la membrana. Se da en membranas semipermeables. - TRANSPORTE ACTIVO: en contra de gradiente de concentración, (donde hay menos a donde hay mas) o sustancias que no pueden atravesar la membrana de forma pasiva. Utilizan proteínas transportadoras, requieren gasto de energía que aporta el ATP.

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Defina en un máximo de 2 lpneas: Transporte activo, Retpculo endoplásmico rugoso, filamentos intermedios, desmosoma

Transporte activo: Intercambio de sustancias entre el interior y el exterior de la célula, en contra del gradiente de concentración o electroquímico, y que requiere un aporte de energía (ATP) así como la presencia de proteínas transmembrana, como la bomba Na-K. Retpculo endoplásmico rugoso: Orgánulo presente en células eucariotas, constituido por un sistema de membranas con forma de sacos con ribosomas adheridos a sus paredes. Su función es la de síntesis y procesamiento de proteínas. Filamentos intermedios: Componentes del citoesqueleto, formado por agrupaciones de proteínas. Son exclusivos de células animales y su función es permitir a las células soportar tensiones mecánicas. Desmosomas: Estructuras de la membrana de células animales, que hacen que se mantengan adheridas unas células a otras. Son los puntos de anclaje de los filamentos intermedios de las células y permiten que las células unidas, se muevan conjuntamente. 

Cuadro de orgánulos y función ORGÁNULO

FUNCIÓN

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Mitocondrias Retículo endoplasmático (Rugoso y liso) Peroxisomas Aparato de Golgi Ribosomas Centrosomas Lisosomas Vacuolas Cloroplastos Citoesqueleto Núcleo Cilios y flagelos

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Respiración celular y formación de ATP Síntesis de proteínas y síntesis de lípidos, respectivamente. Degradación de peróxidos Procesamiento de proteínas, lípidos y carbohidratos Síntesis de proteínas Formación de estructuras tubulares Degradación enzimática, digestión de macromoléculas Transporte y almacenamiento productos de desecho Fotosíntesis Soporte estructural, movimiento de la célula, movimiento de materiales. Almacenamiento del material genético Movimiento celular

Defina: Aparato de Golgi, Peroxisoma, Ribosoma, Lisosoma

Aparato de Golgi: Orgánulo celular cuya función es el procesamiento de proteínas, lípidos y carbohidratos. Está compuesto por una serie de cisternas apiladas y consta de dos partes, el lado CIS, por donde entran las moléculas procedentes el RE, cisternas intermedias, donde se procesan dichas moléculas y zonas TRANS, desde donde se reparten a otros compartimentos. Es el centro de reparto de moléculas. Peroxisoma: Orgánulo celular específico de células eucariotas, con forma de vesículas que contienen enzimas oxidasas y catalasas, y cuya función es metabólica pues se encargan de la degradación de los peróxidos tóxicos para la célula. Ribosoma: Complejo macromolecular de proteínas y ARN ribosómico. Consta de dos unidades una más grande que la otra que se disocian cuando finaliza la síntesis de proteínas. Su función es la de sintetizar proteínas. Pueden aparecer dispersos en el citoplasma, adheridos al RERo en mitocondrias. Aparecen tanto en células eucariotas como procariotas. Lisosomas: Orgánulos celulares con forma redondeada o vesicular, formados en el Aparato de Golgi, cuya función principal es la degradación de moléculas (desechos) por actuación de las enzimas hidrolíticas que contienen en su interior. Son específicos de células animales. 

Indique si la siguiente afirmación es cierta o falsa, explicando, si existen, los errores que contiene:

“La síntesis de proteínas se produce en el Aparato de Golgi y posteriormente éstos entran en los peroxisomas para sufrir modificaciones y plegarse correctamente”.

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Falso. La principal función del Aparato de Golgi es la de recoger las proteínas procedentes del RE en la zona CIS, en la zona intermedia las modifica químicamente y en la zona TRANS las distribuye. Los peroxisomas por su parte, contienen enzimas (oxidasas y catalasas) que se encargan de degradar los peróxidos tóxicos para la célula .La síntesis de proteínas se produce en los ribosomas 

Indique si la siguiente afirmación es cierta o falsa razonando la respuesta:

“El retículo endoplasmático liso se caracteriza por tener ribosomas en su membrana y participar en la detoxificación de sustancias perjudiciales para la célula”. Falso. El retículo endoplasmático liso no tiene ribosomas adheridos a sus paredes. Esta característica es propia del retículo endoplasmático rugoso. Por su parte, el REL se encarga de sintetizar lípidos que contribuirán a ensanchar la membrana celular. De la detoxificación de sustancias perjudiciales para la célula se encargan los Peroxisomas. 

Complete el siguiente texto: La célula eucariota presenta un núcleo rodeado de membrana en el cual se encuentra el DNA formando la lámina nuclear . La spntesis de protepnas se realiza en los ribosomas, que pueden encontrarse en el citoplasma o adosados al RER. El sistema de endomembranas, además del retpculo endoplásmico, incluye el Aparato de Golgi, orgánulo en el que las protepnas pueden sufrir modificaciones. Los lisosomas, orgánulos que presentan una membrana, se encargan de digerir las macromoléculas que llegan a la célula. Finalmente, la energpa en forma de ATP que necesita la célula la obtiene a través de la mitocondria en las enzimas.

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Comente las diferencias entre los desmosomas y las uniones estrechas Las uniones estrechas están formadas por proteínas de membrana que recubren y unen las células adyacentes, impidiendo el paso de liquido intercelular. Los desmosomas son estructuras de tipo remache compuestos por proteínas (cadherinas) que unen los citoesqueletos de células adyacentes. Defina en un máximo de dos lpneas Nucleolo. Se encuentra contenido en el núcleo de la célula y su función es la fabricación de moléculas de ARN presentes en los ribosomas. Peroxisoma: orgánulo celular específico de células eucariotas con forma de vesícula que contiene enzimas oxidasa y catalasa que degradan los peróxidos de la célula Mitocondria: orgánulo cuya función principal es la respiración celular, suministrando a la célula energía en forma de ATP Citoesqueleto: filamentos de actina, filamentos intermedios y microtúbulos, da soporte estructural a la célula y movimiento

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Realice un dibujo de una célula vegetal señalando sus principales estructuras

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¿ Qué se muestra en la imagen? ¿qué función tiene en la célula? Se muestra una mitocondria, Son estaciones de generación de energía. Tiene doble membrana y la interna contiene enzimas para la producción de ATP, tiene un pequeño cromosoma circular independiente del cromosoma nuclear, entre los genes presentes en el ADN mitocondrial se encuentran aquellos que codifican los ARN para los ribosomas mitocondriales.

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Defina en un máximo de dos lpneas Centriolo: estructuras celulares cilíndricas compuestas por agrupaciones de microtúbulos, se encuentran en las estructuras celulares conocidas como centrosomas de las células animales y están ausentes en las células vegetales. Cloroplasto: orgánulo de algunas algas y plantas. Su función es la producción de azúcares mediante la fotosíntesis. Contiene pigmentos y enzimas en los tilacoides. Retpculo endoplasmatico liso: forma parte del sistema endomembranoso de la célula y se encarga de sintetizar lípidos que contribuirán a ensanchar la membrana celular Realice un esquema de la mitocondria indicando los elementos que forman parte de la misma. Indique y explique brevemente los procesos de la respiración celular que tienen lugar en el interior de este orgánulo, ¿Qué moléculas que se producen durante los mismos? MITOCONDRIA: a través de la respiración celular provee de energía a toda la célula por la producción de ATP, median la muerte de la célula a través de la apoptosis, sintetizan proteínas, intervienen en el metabolismo de varias sustancias. - Doble membrana: membrana externa porosa y lisa y membrana interna con numerosas ondulaciones denominadas crestas - Matriz mitocondrial: con enzimas y ADN

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Espacio intermembranoso Ribosomas mitocondriales PROCESOS EN EL INTERIOR DE MITOCONDRIAS: en el citoplasma la glucosa se degrada para formar dos moléculas de piruvato, se obtienen dos moléculas de ATP y el piruvato obtenido es transportado al interior de la mitocondria donde se produce: - En la matriz y compartimento intermembranoso se produce El ciclo de Krebs o ciclo del Ácido Cítrico donde el Acetil CoA da origen a dos moléculas de CO2, como consecuencia de estas reacciones se obtienen tres moléculas de NADH, una de FADH2 y una de ATP. Como había dos moléculas de ácido pirúvico , se produjeron dos de Acetil CoA, por lo que los productos se multiplican por dos: 6NADH, 2 FADH2, 2 ATP - En la membrana interior de la mitocondria y tras el Ciclo de Krebs se produce la cadena transportadora de electrones, NADH y FADH2 ceden sus electrones que uniéndose al oxigeno forman una molécula de agua. Debido al flujo de electrones mas la energía del NADH y FADH2 se forman moléculas de ATP: 3ATP por cada molécula de NADH, 2 ATP por cada molécula de FADH2. En total 38 ATP como balance por cada molécula degradada.

Complete la tabla que se muestra a continuación. CELULA ORGANULO MITOCONDRIA VACUOLA PEROXISOMA RER REL APARATO DE GOLGI NUCLEO CLOROPLASTO RIBOSOMAS PARED CELULAR

FUNCION Producción de ATP Coloración, almacenamiento, movimiento de células Oxidación ácidos grasos, etanol u otros compuestos Síntesis y procesamiento de proteínas Síntesis y procesamiento de lípidos Procesamiento de proteínas, lípidos y carbohidratos Almacenamiento y transmisión de información Producción de azúcares mediante fotosíntesis Síntesis de proteínas Protección y soporte estructural

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¿Cómo tiene lugar la transmisión de señales en las células? En este proceso intervienen protepnas, comente brevemente la estructura secundaria de estas biomacromoléculas ETAPAS DE COMUNICACIÓN CELULAR: - Síntesis celular del mensajero químico - Secreción del mensajero por la célula emisora - Transporte del mensajero hasta la célula blanco - Recepción/detección del mensajero (señal) por un receptor celular (proteína)

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Transmisión intracelular de la señal (transducción de señal) y cambio del status celular (metabolismo, expresión génica, etc.) Eliminación (degradación ) de la señal (interrupción del proceso)

La estructura secundaria: Formación de puentes de hidrógeno entre los residuos de los aminoácidos en diferentes regiones de la estructura primaria de la proteína, dando lugar a dos tipos de plegamientos básicos: hélice alfa o lámina plegada beta 

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¿Cuáles son las diferencias que hay a nivel estructural entre una célula vegetal y una célula animal? En ambos tipos celulares se produce la transcripción, ¿en qué consiste este proceso? Explique brevemente como se realiza. Las células vegetales tienen cloroplastos , enormes vacuolas que actúan como depósitos de almacenamiento y pared celular, orgánulos que no se hayan en la célula animal , estas tienen lisosomas y carecen de pared celular. TRANSCRIPCIÓN: es la síntesis de RNA - Consiste en la copia de un fragmento de una de las dos hebras del ADN a una hebra o cadena de ARN. Para ello interviene la ARN polimerasa. - Es necesario un promotor donde se inicia la transcripción de un fragmento de ADN. En eucariotas los factores de transcripción basales se unen al promotor y luego reclutan a la ARN polimerasa. - En la fase de elongación los ribonucleótidos trifosfato son el sustrato para una reacción de polimerización catalizada por la ARN polimerasa. La enzima añade ribonucleótidos que son complementarios de la cadena de ADN. - La terminación se produce al llegar la ARN polimerasa a la región de terminación. Dibuje un cloroplasto indicando los distintos elementos que lo componen. Explique brevemente los procesos del metabolismo energético que se producen en este orgánulo. Los cloroplastos son los centros de producción de azúcares en plantas y algas, su función es la fotosíntesis. Los procesos del metabolismo comienzan con la captura de la luz en los tilacoides: la luz que incide sobre el fotosistema II lanza electrones cuesta arriba. Estos electrones son reemplazados por electrones de moléculas de agua, que al escindirse liberan O2. Los electrones luego pasan cuesta abajo, a lo largo de una cadena de transportes de electrones, al Fotosistema I y luego de este, nuevamente cuesta abajo al NADP, que se reduce formando NADPH. Como resultado de este proceso se forma un gradiente de potencial electroquímico merced al cual se produce ATP a través de un mecanismo quimiosmótico así la energía de la luz se convierte en energía química que se almacena en enlaces de ATP y NADPH En la fase oscura, no requiere luz, se produce la fijación del carbono con el ciclo de Calvin,. El NADP y el ATP formados en las reacciones que capturan energía lumínica, se utilizan para reducir el dióxido de carbono. El ciclo produce gliceraldehido fosfato a partir del cual puede formarse glucosa y otros compuestos orgánicos. La energía química del ATP y de NADPH se usa para incorporar carbono a moléculas orgánicas

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Dibuje la membrana plasmática de una célula indicando los elementos que la componen. En qué orgánulo celular se produce la spntesis proteica, ¿Cómo se realiza este proceso?

1. Glicoproteína. 2. Proteína integral (receptor) 3. Fosfolípido 4. Glicoproteína transmembranal 5. Proteína integral (canal) 6. Colesterol 7. Proteína periférica 8. Filamentos intermedios del citoesqueleto 9. Proteína transporte facilitado 10. Proteína integral (adhesión) La síntesis proteica se produce en el ribosoma y se denomina Traducción. Tras la transcripción en el núcleo el ARNm pasa al citoplasma, aquí intervienen los tres tipos de ARN más frecuentes. ARNr, ARNt y ARNm. 13

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Tiene lugar en cuatro etapas: - Activación: de los aminoácidos , tiene lugar en el citoplasma y es el paso previo para que se pueda iniciar la traducción - Iniciación: el ARNm llega hasta la subunidad pequeña del ribosoma que se encuentra separado de la otra subunidad, estas se unen de tal manera con el ARNt en el primer codón(AUG) - Elongación: el primer codón(AUG) se coloca en el sitio A donde se emparejan las bases con las del codón de ARNm, cuando los sitios P y A están ocupados por ARNt, los aminoácidos que portan se encuentran en el sitio activo del ribosoma, tiene lugar la formación del enlace peptídico, la cadena se transfiere del sitio P al sitio A. Los factores de elongación ayudan a mover el ARN no cargado al sitio E, el ARNt con el el polipéptido en crecimiento se mueve al sitio P y deja el sitio A vacio para un nuevo codón. Estos pasos se van repitiendo - Terminación: Al alcanzar un codón de terminación , el factor de liberación rellena el sito A. Este factor de liberación rompe el enlace que une el ARNt del sitio P con la cadena polipeptídica y los libera. Se separan las unidades ribosómicas. ¿Qué tipo de macromolécula biológica es el elemento principal de la membrana? Comente brevemente su estructura y las propiedades que la hacen adecuada para formar membranas biológicas. Es un fosfolípido, está compuesto por una molécula de glicerol, un grupo fosfato y un grupo polar variable hidrófila y dos colas de ácidos grasos hidrófoba Los fosfolípidos son componentes primarios de las membranas celulares pues forman bicapas lipídicas que regulan el paso del interior y exterior de la célula. Son anfipáticos: la cabeza es polar y las dos colas hidrofóbicas. 

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Tipos de protepnas de la membrana plasmática - PROTEINAS INTEGRALES DE MEMBRANA: embebidas en la bicapa lipídica, atraviesan la membrana asomando por una o las dos caras (transmembranas) o mediante enlaces covalentes con un lípido o un glúcido de la membrana. - PROTEINAS PERIFERICAS: en un lado u otro de la bicapa lipídica - GLUCOPROTEINAS: atraviesan toda la capa de la membrana, contiene glúcidos - GRADIENTE ELECTROQUÍMICO: donde los iones se mueven en respuesta a una combinación del gradiente eléctrico y el de concentración - PROTEINAS TRANSPORTADORAS: proteínas de membrana especializadas que cambian de forma durante el proceso de transporte. Pueden ser: . Difusión de la glucosa: Transporte pasivo, la glucosa pasará a través del transportador en la dirección impuesta por el gradiente de concentración . Bomba sodio-potasio: Transporte activo - PROTEINAS DE CANAL: forman poros en la membrana. Ej. acuaporinas: (poros de agua) canales que permiten que el agua atraviese la membrana a mayor velocidad

Tema 3. Metabolismo celular 

Explique cómo serpa el metabolismo energético de una célula eucariota en presencia y en ausencia de oxpgeno. En este proceso participan enzimas cuya spntesis es regulada por factores de transcripción ¿Qué son esos factores y cual es su importancia en la fisiologpa celular?

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EN PRESENCIA DE OXIGENO 1.- Glucosa (2 ATP) …. Glucolisis (4 ATP, 2H2O , 2NADH) 2.- Oxidación del piruvato (2NADH, 2CO2) 3.- 2H2O- Ciclo de Krebs ( 2FADH2, 6NADH, 4CO2, 2ATP) 4.- O2- ETC (34 ATP) EN AUSENCIA DE OXIGENO 1.- Glucosa (2ATP)…Glucosis (4ATP, 2 H2O, 2NADH) 2.- Fermentación : 2 lactado o 2 etanol (2CO2): 2ATP 

¿Qué es la cadena respiratoria o transportadora de electrones? Indique dónde se localiza

La cadena respiratoria o fosforilación oxidativa se localiza en la membrana interna de la mitocondria y consiste en el paso de electrones a través de unos complejos proteicos ubicados en la membrana mitocondrial, cuyo objetivo es utilizar los electrones aportados por el NADH y el FADH obtenidos en la glucólisis, oxidación del Piruvato y Ciclo de Krebs, para bombear protones lo que crea un gradiente electroquímico que hace que funcione la ATP sintetasa y por consiguiente, se sintetice ATP a partir de ADP y P. 

¿Qué es la glucolisis? ¿En qué condiciones se produce? Indique los productos resultantes de esta ruta metabólica.

La glucolisis es el proceso que forma parte del metabolismo celular y que consta de 10 reacciones consecutivas en las cuales se oxida la glucosa para obtener dos moléculas de Piruvato (con 3 carbonos cada una) , 2 NADH+ y 4 ATP. Tiene lugar en el citosol. El proceso sería el siguiente: Glucosa (C6 H12 O6) +2ATP+2NAD+

2(Piruvato)+4 ATP +2 NADH+

Aunque a priori se obtienen 4 ATP, como para oxidar la glucosa es necesario el consumo de 2 ATP, el rendimiento neto es de 2 ATP. El proceso se puede dar en presencia de Oxígeno (Respiración celular) o en ausencia de Oxígeno (Fermentación). 

Realice un esquema general de la fase oscura de la fotospntesis indicando los productos que se obtienen en la misma

También conocido como Ciclo de Calvin-Benson. Se realiza la incorporación del CO2 ambiental en la formación de hidratos de carbono. Tiene lugar en el estroma de los cloroplastos, No tiene necesidad de luz. Consta de 3 fases: 15

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. Fijación del CO2 por un aceptor (RuBP), que da lugar a: 2 (3PG, 3 carbonos), cataliza el Rubisco . Reducción formando G3P con gasto de ATP . Regeneración de la RuBP para volver a ser utilizada en un nuevo ciclo, con gasto de ATP El resultado es G3P precursor de hidratos de carbono como la sacarosa. 

Explique cómo obtendrpa una célula energpa en ausencia de oxpgeno

En ausencia de Oxígeno, el Piruvato no se puede oxidar por lo que, en su lugar, tendría lugar la fermentación, que puede ser láctica o alcohólica. En estos dos procesos también se obtiene ATP pero la ganancia neta es mucho menor que cuando tiene lugar la respiración celular en presencia de Oxígeno. Ambos procesos se dan en el citoplasma. Fermentación alcohólica: El ácido pirúvico formado en la glucólisis se convierte anaeróbicamente en etanol. Fermentación láctica: En esta reacción el NADH se oxida y el ácido pirúvico se reduce transformándose en ácido láctico 

Realice un esquema general de las fases de la fotospntesis indicando los productos que se obtienen en cada una de ellas

En la fotosíntesis, la energía lumínica se convierte en química y se fija carbono en compuestos orgánicos. Los foto sintetizadores o autótrofos elaboran hidratos de carbono a partir de CO2 y agua y liberan O2 a la atmósfera. Son estos organismos los que mantienen estables las concentraciones de CO2, y O2 atmosféricos. En la respiración aeróbica los compuestos orgánicos son degradados a CO2 y H2O con la concomitante producción de energía química bajo la forma de ATP. La fotosíntesis consta de 2 etapas:



-

Fase lumínica: Reacciones dependientes de la luz. Aquí la energía lumínica se utilizar para llevar a cabo la oxidación fotoquímica del agua. El Fotosistema I utiliza la energía lumínica para reducir reducir el NADP+ a NADPH , en el Fotosistema II se utiliza la energía lumínica para oxidar el agua produciendo electrones, protones (H+) y se libera O2. Por otro lado, parte de la energía lumínica se utiliza para obtener ATP a partir de ADP (Fosforilación).

-

Fase oscura: Ciclo de Kalvin. Los productos obtenidos anteriormente (NADPH, ATP y O2) se utilizan para producir azúcares y CO2

Realice el esquema de las etapas del proceso de obtención de energpa de una célula eucariota en presencia de oxpgeno indicando los productos que se obtienen en cada una

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1.- Glucolisis: se descompone una molécula de 6 carbonos en dos moléculas de 3 carbonos denominado piruvato. Se produce ATP a partir de ADP y NAD+ se reduce a NADH. 2.- Procesamiento del piruvato: libera una molécula de CO2 y forma el compuesto AcetilCoA, NAD+ se reduce a NADH 3.- Ciclo de Krebs: AcetilCoA se oxida, esto da lugar a 2 moléculas de CO2,más ATP y NADH, FAD se reduce a FADH2 4.- Transporte de electrones: con las reacciones redox se crea un gradiente de portones, fabrica ATP. La oxidación del NADH y FADH se denomina fosforilación oxidativa. 

Un producto X inhibe la cadena de transporte electrónico, ¿cómo afectarpa a una célula vegetal dicho producto?



+La cadena de transporte electrónico se activa con la luz produciendo una serie de productos necesarios para el proceso del ciclo de Calvin. Si el producto X inhibe la cadena de transportes electrónico, el ciclo de Calvin no puede emplear el ATP y el NADPH para la producción de azúcares para la planta con lo que la célula muere.



Complete el esquema, ¿qué proceso se representa? ATP CO2

NADH

NADPH

FADH2

ATP H2O

Acetil CoA

CO2

H2O

Glucolisis

Oxidación del piruvato

Ciclo de Krebs

NADH

Cadena de transporte de electrones

O2

PROCESO: respiración celular  Suponga que un producto X inhibe el fotosistema I ¿Cómo afectarpa esto a la fotospntesis? Sucedería una disminución del rendimiento para el intercambio de CO2 y O, un aumento de la fluorescencia de la clorofila y disminución de la fotosíntesis a saturación lumínica bajo exposición prolongada a la luz excesiva. Habría un proceso inhibitorio, inactivación del sistema transportador de electrones en los tilacoides, con la alteración de los centros de reacción del fotosistema II lo que conduce a un descenso de la eficiencia fotoquímica primaria de la fotosíntesis. 17

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

Complete el siguiente esquema relativo a la fotospntesis. H2O

Luz

CO2 NADP+ ADP+Pi

Reacciones lumínicas

Ciclo de Calvin-Benson

ATP O2 

Complete la siguiente tabla:

PROCESO Glucolisis Ciclo de Krebs Ciclo de Calvin Flujo de electrones cpclico Fermentación 

CH2O NADPH

Objetivo del proceso Descomposición parcial de la glucosa. Producción de energía a través de ATP Cadena de oxidación, reducción y transformación del citrato Fijación del carbono (CO2) con el fin de generar energía y producir azúcares Implicado el fotosistema I, crea un gradiente electroquímico formando ATP Oxidación incompleta, sin oxígeno, cuyo producto final es un compuesto orgánico

Localización de la célula CITOPLASMA MATRIZ MITOCONDRIAL ESTROMA DE LOS CLOROPLASTOS MEMBRANA TILACOIDAL CITOPLASMA

Realice un esquema general que resuma la fotospntesis indicando las etapas fundamentales de este proceso y los productos que se obtienen en cada una de ellas. 6CO2+12H2O+LLUZ……..C6H12O6+6º2+6H2O Fase luminosa: flujo de electrones y fotofosforilación - Fotosistema I: utiliza la energía lumínica para reducir NADP+ a NADPH+H - Fotosistema II: utiliza la energía lumínica para oxidar el H2O produciendo electrones, protones y oxígeno. - Flujo de electrones no cíclico….NADPH+H y ATP - Flujo de electrones cíclico….ATP Fase oscura: ciclo de Calvin-Benson - Fijación del CO2 por un aceptor RuBP, resultado 2 moléculas de 3PG, 3carbonos, la cataliza el Rubisco - Reducción: G3P con gasto de ATP

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Regeneración de la RuBP para nuevo ciclo, gasto de ATP El resultado G3P precursor de la sacarosa. Indique a qué corresponde cada uno de los números mostrados en el esquema, ¿qué procesos se está representando? luz 3 5 9 6 -



1

2

7 8 4



10

1. FASE LUMINOSA 2. FASE OSCURA. CICLO DE CALVIN 3. H2O 4. O2 Complete el siguiente esquema:

5. NADP 6. ADP+P 7. ATP 8. NADPH

En presencia de oxígeno NAD

9. CO2 10. AZUCARES

H2O

NAD

1

ADP

9

O2

NADH

2

NADH

6

NADH

7

FADH

ATP

H2O

3 8

CO2

Glucolisis En ausencia de oxígeno NADH

ADP

10

4 19

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NAD

FAD

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1. PIRUVATO 2. CICLO DE FREBS 3. CADENA DE TRANSPORTES DE ELECTRONES 4. FERMENTACIÓN 5.

6. CO2 7. ATP 8.FADH 9.ACETIL COA 10. ETANOL O ÁCIDO LACTICO



Realice en esquema de obtención de energpa de una célula eucariota indicando los procesos que participan y el lugar de la célula donde se producen. ¿Hay diferencias en estos procesos entre una célula vegetal y una célula animal? Razone su respuesta. Hay dos formas de obtención de energía: - Respiración celular y fermentación. La respiración celular se inicia en las mitocondria con la glucolisis y necesita oxígeno, es un proceso aerobio. - En la matriz mitocondrial se completa la oxidación de la materia orgánica con la entrada en el ciclo de Krebs de la oxidación del piruvato que acaba transformada en CO2 - El proceso termina en la membrana mitocondrial interna con la cadena de transportes de electrones. La energía liberada en las oxidaciones anteriores se utiliza para sintetizar moléculas de ATP y el hidrógeno que contenía la materia orgánica se une al oxígeno para formar agua. - En la fermentación no se utiliza oxígeno - Entre los productos finales hay materia orgánica, etanol o ácido láctico. El rendimiento energético es menor que en la respiración celular. La célula vegetal sintetiza azúcares a partir del CO2, agua y luz solar. Se realiza el ciclo de Calvin en ausencia de luz, en lugar del ciclo de Krebs



Explique cómo obtiene ATP y NADPH una célula eucariota vegetal para realizar la fotospntesis. Para clonar en un plásmido el ADN que codifica una de las protepnas que intervienen en el proceso de fotospntesis, ¿serpan de utilidad las enzimas de restricción? Razone su respuesta. En el fotosistema II se obtiene ATP a través del transporte de electrones, entre el fotosistema II y el complejo citocromo, la PQ transporta electrones desde el fotosistema II junto con protones del estroma. El complejo citocromo oxida la PQ liberando los protones en el lumen del tilacoide que dirige la síntesis de ATP. Cuando los electrones excitados salen de la molécula de clorofila en el centro de reacción del fotosistema I, pasan a la ferredoxina. En una reacción catalizad enzimáticamente, la forma reducida de la ferredoxina reacciona con NADP+ para producir NADPH. La proteína Rubisco es la enzima más importante en la fotosíntesis y puede funcionar como carboxilasa y como oxigenasa. Las enzimas de restricción o endonucleasas, son capaces de reconocer una secuencia de ADN y realizar un corte en ambas hebras del ADN. El gen se inserta dentro del plásmido y se utiliza la ligasa para unir el fragmento de ADN con el plásmido de esta manera se generan muchas copias de genes resistentes a plagas, pesticidas, etc. Sin las enzimas de restricción esto no sería posible.



La fotospntesis se realiza en el cloroplasto. Dibuje un cloroplasto, indicando las distintas partes que lo forman, y explique cómo se produce la obtención de ATP y NADPH durante la fotospntesis.

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La energía lumínica produce oxígeno y electrones que van a reponer los que pierde la clorofila al excitarse. - El flujo de electrones no cíclico produce NADPH+H+ y ATP - El flujo de electrones cíclico produce ATP FOTOSISTEMA I: utiliza la energía lumínica para reducir el NADP+ a NADPH+H - La síntesis de ATP se produce por un mecanismo de quimiósmosis  Complete el esquema que se muestra a continuación relacionado con la respiración celular e indique que ocurrirpa en ausencia de oxpgeno. ¿En qué orgánulo celular se realiza? Comente la estructura del mismo H2O 2

1

FADH2 3 4

1. CICLO DE KREBS 2. Acetil CoA 3. NADH

4. CO2 5. ATP

El ciclo de Krebs tiene lugar en la matriz mitocondrial. En ausencia de oxígeno el Piruvato no se puede oxidar por lo que, en su lugar, tendría lugar la fermentación, que puede ser láctica o alcohólica. En estos dos procesos también se obtiene ATP pero la ganancia neta es mucho menor que cuando tiene lugar la respiración celular en presencia de Oxígeno. Ambos procesos se dan en el citoplasma. La mitocondria tiene como función principal la respiración celular suministrando a la célula energía en forma de ATP. Está compuesta por una membrana de doble capa, la membrana interna se repliega para formar una sería de crestas que aumentan las áreas de superficie dentro del orgánulo. Consta también de una matriz mezcla de proteínas, enzimas, ribosomas mitocondriales, ADN y ARN mitocondriales. 

Explique de forma breve cómo se produce la respiración celular en una célula vegetal. Algunas de las enzimas que participan en la misma son producto del splicing o ayuste alternativo, ¿qué ventajas ofrece a la célula este proceso?

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La respiración vegetal es un proceso contrario al de la fotosíntesis que se produce en los cloroplastos, en la respiración vegetal que se produce en la mitocondria, la planta toma oxígeno y desprende dióxido de carbono. Se realiza a través de los estomas que suelen localizarse en la parte inferior de las hojas. Los estomas están formados por un par de células de forma arriñonada y para el intercambio gaseoso forman un orificio (ostiolo) que se cierra automáticamente en los casos de exceso de CO2 o falta de agua. El splicing es el proceso de corte y empalme en el ARN, proceso de maduración del ARN en el que se eliminan intrones del transcrito primario y posteriormente se unen los exones. Permite producir más de un ARNm del mismo gen y por tanto distintas proteínas a partir de un mismo transcrito primario. Realice un esquema general que resuma la fotospntesis indicando las etapas fundamentales de este proceso y los productos que se obtienen en cada una de ellas. La fotospntesis también puede darse en baterpas ¿cómo se pueden clasificar las bacterias en función de la estrategia metabólica que presentan? Explique brevemente cada una de ellas. 6CO2+12H2O+LLUZ……..C6H12O6+6º2+6H2O Fase luminosa: flujo de electrones y fotofosforilación - Fotosistema I: utiliza la energía lumínica para reducir NADP+ a NADPH+H - Fotosistema II: utiliza la energía lumínica para oxidar el H2O produciendo electrones, protones y oxígeno. - Flujo de electrones no cíclico….NADPH+H y ATP - Flujo de electrones cíclico….ATP Fase oscura: ciclo de Calvin-Benson - Fijación del CO2 por un aceptor RuBP, resultado 2 moléculas de 3PG, 3carbonos, la cataliza el Rubisco - Reducción: G3P con gasto de ATP - Regeneración de la RuBP para nuevo ciclo, gasto de ATP El resultado G3P precursor de la sacarosa. 

BACTERIAS: según su estrategia metabólica se clasifican: - Autótrofas: utilizan CO2, pueden ser: - fotosintéticas: utilizan la luz como fuente de energía, no desprenden O2 - quimiosintéticas: obtienen la energía de la oxidación de compuestos químicos inorgánicos - Heterótrofas: requieren carbono orgánico y pueden optar por una de las siguientes estrategias: saprofitismo, parasitismo y simbiosis.

TEMA 4. CICLO CELULAR Y DIVISION CELULAR  Realice un dibujo esquemático de una célula con 2n=8 cromosomas en Anafase I de meiosis Las tétradas se rompen emigrando cada cromosoma recombinado de cada una a un polo. En cada polo de la célula habrá un número haploide de cromosomas: se ha reducido el número de cromosomas a la mitad. 22

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

Un determinado animal tiene un número cromosómico diploide de 2n=18. ¿cuántos cromosomas tendrá? a) b) c) d) e)

Una célula en profase I meiótica: Una célula en metafase II meiótica Un óvulo Un espermatozoide Una célula del embrión

18 cromosomas 9 cromosomas 9 cromosoma 9 cromosoma 18 cromosomas



Comente brevemente los sucesos que se producen y caracterizan las distintas fases de la mitosis. - Profase: la cromatina se condensa formando los cromosomas. Cada cromosoma consta de dos cromátidas hermanas. Aparecen los cinetocoros de los centrómeros. Los centriolos comienzan a moverse a polos opuestos de la célula, Empieza a formarse el huso mitótico. - Prometafase: la envoltura nuclear se rompe - Metafase: los cromosomas completan la migración hacia el centro de la célula - Anafase: las cromátidas hermanas se separan en cromosomas hijas - Telofase: la envoltura nuclear vuelve a formarse y los cromosomas se descondensan - Citocinesis: finaliza la división celular con la división del citoplasma y la membrana celular.



Dibuje esquemáticamente la metafase I y la anafase II de una célula perteneciente a una especie 2n=6 cromosomas comentando los procesos fundamentales de cada etapa. - En metafase I de la meiosis se completa la migración a la placa metafásica, se alinean las tétradas. Los cromosomas aún están unidos por los quiasmas

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-

-

En anafase II, las cromátidas hermanas se separan. Los cromosomas hijos resultantes comienzan su migración hacia polos opuestos del huso mitótico.



Realice un esquema del ciclo celular comentando brevemente lo que ocurre en cada fase



Defina - Mitosis: proceso de reproducción de una célula, consistente en la división de cromosomas, núcleo y citoplasma, dando lugar a dos células hijas con la misma información genética que la célula madre. - Anafase I: en meiosis, los cromosomas homólogos se separan y comienzan a moverse hacia los polos opuestos del huso mitótico - Telofase II: en meiosis, los cromosomas finalizan su migración. Se forma una envoltura nuclear alrededor de cada conjunto haploide de cromosomas. - Fase S: en interfase, es la fase posterior a G1, fase de síntesis del ADN y proteínas, se duplica el ADN para la división celular posterior.

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

Realice un dibujo de la metafase I y de la anafase de un organismo que tiene una dotación cromosómica n=3 N=3 significa que los gametos tienen 3 cromosomas, lo que quiere decir que las células somáticas de ese organismo poseen 6 cromosomas o lo que es lo mismo 2n=6



Complete el siguiente cuadro: Profase I

Anafase I Telofase I Fase S Metafase I 

  

Desaparición de envoltura nuclear, condensación de la cromatina para formar los cromosomas, formación del huso acromático, los centriolos migran a cada polo de la célula en animales, se produce entrecruzamiento de cromosomas homólogos, hay multiples quiasmas entre cromatinas no hermanas. Un cromosoma de cada par ha llegado a cada polo del huso, se restaura la membrana nuclear, las tétradas se separan y a cada polo va un cromosoma de cada par de homólogos con sus dos cromátidas intactas Fase de la mitosis en la que se produce la separación de las cromátidas hermanas a cada polo Fase de síntesis del ADN y proteínas. Se duplica el ADN para la división celular posterior Fase de la meiosis en la que los bivalentes se disponen en la placa ecuatorial

Diga si la siguiente afirmación es cierta o falsa indicando, si existen, los errores que hay de forma razonada: “En el proceso de división celular o mitosis, la síntesis de DNA se produce en la fase S de la profase I” La fase S pertenece a la Interfase que es anterior al ciclo celular en el cual el material genético se divide en dos partes iguales para dar lugar a dos células hijas idénticas a la célula madre. En la fase S se produce la duplicación del DNA. Por otro lado la profase I pertenece a la meiosis que es un mecanismo de división celular en la que se producen células con la mitad de cromosomas que la célula progenitora. En profase I desaparece la envoltura nuclear, se condensa la cromatina para formar los cromosomas, se forma el huso acromático, se agrupan en pareja los cromosomas (cromosomas homólogos), se produce el entrecruzamiento donde se crean células genéticamente distintas a sus progenitores.

Si en fase G1 el contenido en DNA de una célula es 2n, complete el siguiente cuadro: FASE Profase I

Contenido en DNA 2n=4

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Telofase II Profase mitótica Anafase I Metafase II



4n 2n 2n 4n

Dibuje la mitosis de una célula que tiene una dotación cromosómica de 2n=8 Profase temprana Profase tardía

Metafase

Anafase

Telofase

Citocinesis



¿Qué es la meiosis? ¿Qué caracterpsticas tiene? ¿Cuál es su objetivo? La meiosis consiste en dos divisiones nucleares consecutivas. A partir de una célula diploide (2n) se producen cuatro células haploide (n) o gametos. Solo ocurre en células especializadas para la reproducción Los gametos se fusionarán para dar lugar al nuevo individuo diploide (2n) El objetivo es reducir la carga genética de las células reproductoras a la mitad y así aumentar la variabilidad a través de la recombinación



Indique los errores de la siguiente afirmación razonando su respuesta: “una célula que en interfase tiene un contenido en ADN de 2x tendrá en la profase I 2x ADN mientras que en la telofase II cada núcleo tendrá x ADN. El resultado de la metafase I será la separación de las cromátidas hacia cada polo dando lugar a células 4x” Una célula que en interfase tiene un contenido en ADN de 2x tendrá en profase I 4x ADN, o sea, 4 cromátidas de 2 cromosomas homólogos. El resultado de la metafase I es que cada par de homólogos (2n) es distribuido a una célula hija diferente, ha tenido lugar una división reductora, donde las células hijas son haploides, teniendo solo una copia de cada tipo de cromosoma. En telofase II, los cromosomas finalizan su migración hacia polos opuestos del huso, se forma una envoltura nuclear alrededor de cada conjunto haploide de cromosomas.



¿ Qué es el ciclo celular? ¿qué etapas lo conforman? Explique que ocurre en cada una de ellas. Es el ciclo de vida de una célula. Tiene dos fases bien diferenciadas: - Interfase: periodo en el que la célula no se divide: G1- la célula crece, S- fase de síntesis, duplicación del ADN, G2-sigue aumentando la célula - División celular: periodo reproductivo celular: mitosis: profase, metafase, anafase, telofase y citocinesis

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Las señales para entrar en una fase u otra viene determinada por la activación de la proteína quinasa dependiente de la ciclina o CDK  Si una célula en profase II tiene un contenido en DNA de 2x ¿qué contenido tendrá en fase G1, en telofase II y en profase I? Razone su respuesta - En fase G1 se encuentra en interfase previa al periodo S, como consecuencia posee un complemento cromosómico diploide, su cantidad de ADN será 2x. - En profase I tendrá 4x, cada cromosoma se ha replicado en la fase S de la interfase previa a la meiosis y estará formado por dos cromátidas. - En telofase II tendrá 2x, la célula posee dos núcleos cada uno con n cromosomas con una cromátida, resultado de la anafase II.  Comente brevemente las diferencias entre la mitosis y la meiosis. En ambos procesos participan muchas protepnas, ¿cómo se realiza la maduración de los ARN mensajeros que las codifican? MITOSIS: - Una división celular - Mismo número de cromosomas en las células hijas - Sin sinapsis de homólogos - Sin cruzamientos - Idéntica configuración cromosómica en células hijas - División celular para el crecimiento MEIOSIS: - Dos divisiones celulares - Mitad de cromosomas en células hijas - Sinapsis de homólogos - Uno o más entrecruzamientos por cada pareja de cromosomas homólogos - Diversas configuraciones cromosómicas por combinaciones maternos y paternos - Reducción del número de cromosomas a la mitad en las células que producen gametos. MADURACION ARNm: - Adición caperuza G en 5’ - Corte y empalme - Adición cola poli-A en 3’ -



Defina en un máximo de dos lpneas_ - Fase S: posterior a la fase G1 en interfase, es una fase de síntesis, duplica el ADN para la división celular posterior - Quiasma: región en la que los cromosomas entran en contacto, existe al menos un quiasma en cada pareja de cromosomas homólogos - Mitosis: proceso de división celular continuo que una vez iniciado no se detiene hasta su finalización, da lugar a dos células hijas idénticas a su progenitor.

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-



Profase II: fase de la meiosis II en la que se forma el huso miotico, los microtúbulos se unen a los cinetocoros a cada lado de los cromosomas y las van moviendo hacia el centro. Unión estrecha: adhieren las células ente sí formando un sello entre células adyacentes.

Realice un esquema de la mitosis indicando los principales procesos que ocurre en cada fase. ¿Qué ocurrirpa si se utilizara un inhibidor de la mitosis durante el desarrollo embrionario de un organismo?

Si se utilizará un inhibidor de la mitosis, el ciclo se detendría en la fase M y la citocinesis no tendría lugar., o la célula podría sufrir mutaciones en alguna de sus fases. La mitosis o división celular ayuda a restablecer el desgaste de los tejidos, la sustitución de la parte dañada o pérdida, la cicatrización de las heridas y la regeneración de las partes desprendidas. Es una división ecuacional a través de la cual se producen células hijas idénticas que tienen la misma cantidad y tipo de constitución genética que la de la célula parental. Ayuda a la célula a mantener el tamaño adecuado La diferenciación celular es el proceso mediante el cual una célula se convierte en otro tipo celular más especializado. Las células madre, son las células más indiferenciadas que existen y serán ellas las encargadas de dar todos los linajes celulares de un ser vivo mediante su división y diferenciación, desde el embrión hasta el adulto.

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

¿Qué representa en el esquema adjunto y de qué proceso se trata? Razone su respuesta. Dicho proceso requiere energpa que la célula obtiene por distintas vpas. Haga un esquema indicando cuáles son y el lugar de la célula dónde se producen.

Es una célula 2n=6 en metafase II de meiosis. En metafase II el huso acromático aparece totalmente desarrollado, los cromosomas se sitúan en el plano ecuatorial y unen sus centrómero a los filamentos del huso. La obtención de energía por parte de la célula se puede obtener: - A través de la respiración celular con presencia de oxígeno, es un proceso aerobio que se produce en las mitocondrias. - A través de la fermentación, sin presencia de oxígeno , es un proceso anaerobio.



La estructura de la cromatina se puede alterar por medio de la modificación de histonas, ¿qué tipo de modificaciones pueden ser y en qué consisten? La cromatina se condensa en la mitosis, realice un esquema de la mitosis explicando brevemente qué ocurre en cada una de sus fases. La modificación de histonas puede ser por:

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Acetilación : adición de grupos acetilos (HATs) que reducen el número de las cargas positivas de las histonas y disminuyendo así la densidad de la cromatina permitiendo la transcripción. - Metilación: adición de grupos metilo a través de metilación del ADN - Complejos de remodelación de la cromatina: enzimas que aprovechan la energía del ATP para cambiar la forma de la cromatina para permitir la transcripción génica. MITOSIS: Interfase: se duplica el ADN- G1,S,G2 Fase M: - Profase: formación del huso, diferenciación de los cinetocoros - Prometafase: destrucción de la membrana nuclear, cinetocoros se fijan en los microtúbulos - Metafase: los cromosomas se sitúan en la placa ecuatorial - Anafase: separación de las cromàtidas - Telofase: formación de los dos núcleos hojos - División del citoplasma: CITOCINESIS -

La mitosis o división celular ayuda a restablecer el desgaste de los tejidos, la sustitución de la parte dañada o pérdida, la cicatrización de las heridas y la regeneración de las partes desprendidas. Es una división ecuacional a través de la cual se producen células hijas idénticas que tienen la misma cantidad y tipo de constitución genética que la de la célula parental. Ayuda a la célula a mantener el tamaño adecuado La diferenciación celular es el proceso mediante el cual una célula se convierte en otro tipo celular más especializado. Las células madre, son las células más indiferenciadas que existen y serán ellas las encargadas de dar todos los linajes celulares de un ser vivo mediante su división y diferenciación, desde el embrión hasta el adulto.  ¿ Qué es la meiosis? ¿qué función tiene? En la misma participan protepnas que proceden de la traducción, explique brevemente en qué consiste este proceso. La meiosis es un mecanismo complejo y perfecto de reproducción, es la reproducción sexual que acontece en los organismos con diferenciación sexual y está mediada por células gaméticas haploides que se fusionan para formar un cigoto diploide, cumple la función de producir gametos o células haploides (espermatozoides u óvulos), disminuye el número de cromosomas a la mitad y cada célula hija recibe un miembro de cada par de cromosomas homólogos. Contribuye a la variabilidad genética ya que existe un intercambio de información. TRADUCCIÓN: es la síntesis de proteínas, la realizan los ARNm, ARNt, ARNr Se produce en los ribosomas a través de tres pasos: - Iniciación - Elongación - Terminación  Comente brevemente las diferencias entre mitosis y meiosis. En ambos procesos se utiliza energpa a partir de hidratos de carbono. Explique cómo obtiene una célula vegetal los hidratos de carbono empleando la luz solar. 30

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MITOSIS: - Una división celular - Mismo número de cromosomas en las células hijas - Sin sinapsis de homólogos - Sin cruzamientos - Idéntica configuración cromosómica en células hijas - División celular para el crecimiento MEIOSIS: - Dos divisiones celulares - Mitad de cromosomas en células hijas - Sinapsis de homólogos - Uno o más entrecruzamientos por cada pareja de cromosomas homólogos - Diversas configuraciones cromosómicas por combinaciones maternos y paternos Reducción del número de cromosomas a la mitad en las células que producen gametos Una célula vegetal obtiene hidratos de carbono a través de la fotosíntesis que utiliza la luz solar para fabricar hidratos de carbono. En las reacciones fotosintéticas que captan la luz, la energía lumínica se transforma en energía química en forma de ATP y NADPH. Durante el ciclo de Calvin, se emplean el ATP y el NADPG producidos por las reacciones que capturan la luz para reducir el dióxido de carbono a carbohidratos. 

¿Durante qué parte del ciclo celular se realiza la replicación del DNA? Explique en qué consiste el ciclo celular y las distintas fases que lo componen. En la regulación del ciclo participan protepnas, haga un esquema indicando el proceso de spntesis de una protepna a partir dela información contenida en el DNA de un gen. La replicación del ADN se realiza durante la fase S en la interfase. El ciclo celular es un conjunto de sucesos que conducen al crecimiento de la célula y la división en dos células hijas idénticas al progenitor. Esta compuesto por: INTERFASE: - G1: células en crecimiento - Fase S: replicación del ADN - G2: la célula sigue aumentando FASE M: conduce a la división de las células, es la mitosis y consta de : profase, prometafase, metafase, anafase, telofase y citocinesis.

FLUJO DE INFORMACIÓN GENÉTICA: Transcripción

traducción

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Replicación 

ADN

ARN Proteínas Retrotranscripción Realice el dibujo de la mitosis de una célula con una dotación cromosómica de n=3. Este proceso se da en células eucariotas. Dibuje una célula eucariota vegetal indicando los elementos que la componen. MITOSIS: n=4

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

MENDEL Y LOS GENES Una pareja tiene dos hijos, un niño y una niña. La niña es daltónica mientras que el hijo tiene visión normal. Sabiendo que el daltonismo está determinado por un alelo recesivo ligado al cromosoma X, podrpa deducir con estos datos los genotipos y fenotipos de los padres? Para que la niña sea daltónica es necesario que sea homocigótica recesiva (XdXd) , el carácter no pasa nunca del padre al hijo mientras que los varones afectados suelen nacer de madres portadoras, la mitad de los hijos de una madre portadora se verán afectados. Por tanto los genotipos y fenotipos de los padres serán: XD=Sana Xd=portador, Madre: XDXd, Padre: XdY. Varón afectado

Mujer portadora

XDXd x Xd Y

XDXd, XDy, XdXd, XdY existe un 50% de probabilidades de verse afectados los hijos ya sean hembras o varones. Varón sano

Mujer afectada

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Una pareja formada por un hombre con una determinada enfermedad hereditaria y una mujer normal tiene 7 hijos, cuatro mujeres y tres varones. Todas las hijas tiene la enfermedad del padre, pero los hijos no. ¿Qué tipo de herencia le sugieren estos datos? Explique razonadamente su respuesta e indique cuales serpan los genotipos de las hijas enfermas? Será una herencia dominante ligada al X, en la cual todas las hijas de un padre afectado se verán afectadas, pero los hijos no. XD: afectado Xd: sano El genotipo de las hijas enfermas será: XDXd Padre: XDY Madre: XdXd  El albinismo es un carácter recesivo con respecto a la pigmentación normal. Explique, razonando su respuesta, cuál serpa la descendencia de un hombre albino cuando: - Tiene hijos con una mujer sin antecedentes familiares de albinismo - Tiene hijos con una mujer normal cuya madre era albina Cuando ambos padres son portadores del gen, pero no tienen albinismo, existe una posibilidad de uno en cuatro de tener un hijo con la enfermedad. Es tipo de herencia se llama autosómica recesiva. En la herencia relacionada con el sexo, el gen para el albinismo se encuentra localizado en el cromosoma X. Las mujeres tienen dos cromosomas X, mientras que los hombres tienen un cromosoma X y uno Y. El albinismo relacionado con el cromosoma X se presenta en forma casi exclusiva en los hombres. El gen pasa de la madre (que porta en el gen, pero no sufre la enfermedad) a sus hijos. Por lo tanto en al primer caso sería un caso de herencia recesiva ligada al cromosoma X. En el segundo caso ya que ambos portan el gen será herencia autosómica recesiva. 

El fenotipo “ojo rojo” (A) corresponde al homocigoto dominante en la mosca de la fruta frente al carácter “ojo marrón” (a) que corresponde al homocigoto recesivo. Por su parte, el carácter “ala estriada” (B) es dominante frente al “ala lisa” (b). Al cruzar una mosca de ojos marrones y alas estriadas con otra de ojos rojos y alas lisas obtenemos moscas ojos rojos y alas lisas, ojos rojos y alas estriadas, ojos marrones y alas lisas y ojos marrones y alas estriadas. Con estos datos deduzca el genotipo de los parentales y, si fuera posible, los de la descendencia razonando su respuesta. A= ojo rojo B= ala estriada a= ojo marrón b= ala lisa PARENTALES: Ojo rojo= AA aaBb (ojos marrones con alas estriadas) x AAbb (ojos rojos con alas lisas) Ojo marrón= aa Ala estriada= Bb F1= aB Ab Ala lisa= bb Aa Bb 100% ojos rojos ala estriada Para obtener F2 tendremos que realizar todos los cruzamientos posibles entre individuos F1 AaBb x AaBb 

AB Ab BA ba x

AB Ab aBab

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AB Ab aB ab

AB AABB AAbB aABB aAbB

Ab AABb AAbb aAbB aAbb

Ab AABb AAbb aABb aAbb

ab AaBb AabB aaBb aabb

GENOTIPOS PROPORCIÓN

FENOTIPOS PROPORCIÓN

AABB

1/16

aAbb 2/16

Ojos rojos alas estriadas = 10/16

AABb

2/16

aabb 1/16

Ojos marrones alas lisas = 1/16

AaBb

1/16

Ojos marrones alas estriadas = 1/16

AAbB

2/16

Ojos rojos alas lisas = 4/16

AAbb

2/16

aABB

1/16

aAbB

2/16

aABb

1/16

aaBb 1/16

Una pareja de una especie animal tiene siete cachorros, cinco de ellos de color beige y dos de color negro, ¿qué se puede deducir del genotipo de la pareja y del de los cachorros? Razone su respuesta El carácter beige es dominante sobre el carácter negro, en carácter recesivo este ha de ser homocigoto para que el mismo se presente en dos de los cachorros, por lo que los genotipos deberán ser para el color beige: B y para el color negro: b Los parentales quedarían así: Color beige: BB Color negro: bb. Los cachorros serán : BB color beige x bb color negro = Bb x Bb BB Bb Bb bb = 50% homocigótico, 50% heterocigótico 3:1 beige 

Una pareja de animales de pelo castaño tienen una crpa albina, ¿qué puede decir de la herencia de este carácter? ¿serpa posible que esta crpa tuviera a su vez descendientes castaños? Razone su respuesta El albinismo es un carácter recesivo con respecto a la pigmentación normal. Cuando ambos padres son portadores del gen, pero no tienen albinismo, existe una posibilidad de uno en cuatro de tener un hijo con la enfermedad. Es tipo de herencia se llama autosómica recesiva. En la herencia relacionada con el 35 

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sexo, el gen para el albinismo se encuentra localizado en el cromosoma X. Las mujeres tienen dos cromosomas X, mientras que los hombres tienen un cromosoma X y uno Y. El albinismo relacionado con el cromosoma X se presenta en forma casi exclusiva en los hombres. El gen pasa de la madre (que porta en el gen, pero no sufre la enfermedad) a sus hijos. Una pareja tiene un niño con los ojos verdes. Los padres del hombre tienen los ojos castaños, mientras que los padres de la mujer tiene los ojos verdes. Indique el posible genotipo de cada uno de los individuos mencionados y el genotipo y el fenotipo de la pareja ¿Qué probabilidad hay de que su próximo hijo sea varón y tenga los ojos castaños? Razone sus respuestas. C= ojos castaños V: ojos verdes Si la herencia es ligada al cromosoma X, quedaría así: - Padres del hombre: XcXc x XY = XcY Pareja : XvX (ojos verdes) Xc Y (ojos marrones) - Padres de la mujer: XvXc x XY = XvX Hijos: XvY ojos verdes - Cada hijo de la pareja tendría una posibilidad del 50% de tener ojos verdes  En las moscas, C es un gen cuyo alelo recesivo produce ojos rojos. Por otro lado, el gen R es el responsable del color de las quetas, pudiendo ser negras o blancas. Si se cruza una mosca de ojos rojos/quetas negras con una de ojos negros/quetas negras se obtiene la siguiente descendencia: 295 moscas de ojos negros/quetas negras y 104 moscas de ojos negros/quetas blancas. Deducir los genotipos de los padres ¿Qué tipo de herencia tiene cada uno de los caracteres? C =ojos negros el carácter ojos negros presenta dominancia de ojos negros sobre ojos rojos ya que la descendencia presenta c= ojos rojos tan solo ojos negros R= quetas negras en la herencia de las quetas se deduce que existe herencia intermedia ya que la descendencia presenta F= quetas blancas ambos colores de quetas Genotipos de los padres : Cc Rr x cc rr  En el tomate el color púrpura del tallo se determina por un alelo autosómico dominante “A”. El alelo recesivo “a” determina tallo de color verde. Otro gen autosómico independiente controla la forma de la hoja: el alelo dominante “C” determina hoja con borde recortado mientras que el alelo recesivo “c” determina hoja con borde entero. Indique el genotipo de los parentales razonando su respuesta. 

Fenotipos de los progenitores A.Púrpura recotada x verde entera B.Púrpura recortada x purpura recortada C.Púrpura recortada x verde recortada

Púrpura/ recortada 321 144 722

Púrpura/entera

Verde/recortada

Verde/entera

0 48

0 50

0 18

231

0

0

A. (Púrpura recortada) AACC x aacc(verde entera) = AaCc= 100% purpura recortada. Son homocigotos ya que no existe ningún tipo de descendencia de otro tipo que no sea púrpura recortada. Genes independientes 36

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- Genotipo: AA purpura, CC recortada, aa verde, cc entera B. (Púrpura recortada) AaCc x AaCc (Púrpura recortada) = AC:Ac:aC:ac = Deben ser heterocigotos para que pueda surgir todo tipo de descendencia con genes ligado parcial , - Genotipo: Aa purpura, Cc recortada, aa verde, cc entera C. (Púrpura recortada)AACc x AaCc (verde recortada) =AC:Ac:AC:Ac = Homocigoto dominante para un gen y heterocigoto recesivo para el resto para genes ligado total. - Genotipo: AA púrpura , Cc recortada, Aa verde, Cc entera Una mariposa de alas grises se cruza con una mariposa de alas negras. La descendencia resultante está formada por 115 mariposas de alas negras y 110 mariposas de alas grises. Cuando la mariposa de alas grises se cruza con una de alas blancas, la descendencia la componen 90 mariposas de alas blancas y 94 de alas grises. Razonar ambos cruzamientos, indicando cuáles son los genotipos de las mariposas que se cruzan y los de la descendencia. Los caracteres blanco(B) y negro(N) son codominantes. Las mariposas grises son heterocigóticas ( BN), mientras que las blancas (BB) y las negras (NN) son homocigóticas. Los cruces serian: Mariposas grises BN x NN mariposas negras = BN NN 50% grises y 50% negras Mariposas grises BN x BB mariposas blancas = BB BN 50% blancas y 50% grises 



El color de pelo de una especie animal puede ser negro, blanco, marrón o sepia. Deduzca el tipo de herencia y los posibles genotipos de los parentales a partir de los siguientes cruzamientos. Razone su respuesta Parentales

Sepia x Marrón Marrón x Blanco Blanco x Negro Sepia x Negro

Descendientes Negro 1 1 2 0

Blanco 0 1 1 0

Marrón 1 0 0 0

Genotipo parental 1 Sepia 1 0 0 2

Tipo de herencia:

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Genotipo parental 2

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

El fruto de una especie de planta puede ser de forma redonda o elpptica mientras que su color puede ser rojo o negro. Al cruzar una planta de fruto redondo y negro con otras planta de fruto redondo y rojo. ¿serpa posible obtener individuos que presentaran fruto elpptico o rojo? Razone su respuesta El genotipo de la planta redonda puede ser dominante AA y la elíptica recesiva aa, en este caso el 100% en primera generación serían redondas pero en F2 puede haber un porcentaje 3:1 de redonda/elíptica. En el caso del color sería lo mismo, en generación F2 tendría que tener alelos heterocigóticos para que la descendencia tuviese alelos tanto rojos como negros.



Una pareja decide tener cuatro hijos. ¿Cuál es la probabilidad de que:

-

Se cumpla el deseo del padre de tener cuatro varones? 4/16=1/4= 25% Se cumpla el deseo de la madre de tener dos de cada sexo? 6/16= 3/8 = 36% Se cumpla el deseo de la abuela de tener tres chicos y una chica? 3/16= 18,8% TRES CHICOS, 1/16=6% UNA CHICA Su tuvieran un quinto hijo ¿cuál serpa la probabilidad de que éste fuera varón? 1/32= 3,25%

Razonar las respuestas: La meiosis en los humanos es un proceso de división celular que nos lleva de una célula diploide, una con dos juegos de cromosomas, a células haploides, que tienen un solo juego de cromosomas, las células haploides producidas por meiosis son los espermatozoides y los óvulos. Cuando un espermatozoide y un óvulo se unen en la fecundación, sus dos juegos haploides de cromosomas se combinan para formar un conjunto diploide completo. Si al final de la meiosis se forman cuatro células hijas, en el deseo de tener cuatro hijos estas divisiones se repetirán cuatro veces. El sexo de los hijos es al azar por lo tanto las posibilidades reales son del 50% para varón o hembra. 

El estudio de una enfermedad en una familia arroja la genealogpa que se muestra. ¿Ánte qué tipo de herencia nos encontramos? ¿cuál es la probabilidad de que los individuos marcado como 1 y 2 tengan descendientes enfermos? Razona la respuesta.

Hombre sano Mujer sana Hombre enfermo Mujer enferma

1

2

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En F1, los parentales tienen 3 hijos, los dos varones están enfermos y la hembra está sana, con lo que se puede decir que es una herencia autosómica recesiva, en la que los individuos deber ser homocigóticos para presentar la enfermedad. El padre es homocigótico y la madre ha de ser portadora (heterocigótica) ya que si fuese homocigótica recesiva tendría la enfermedad y todos los hijos independientemente del sexo la habrían heredado y si fuese homocigótica dominante no lo tendría ninguno de los hijos. Los otros parentales son sanos con lo cual puede que sean portadores o no, en el caso de ser portadores serán heterocigotos. En la siguiente generación el padre afectado (homocigoto recesivo) ha de unirse a una mujer portadora (heterocigota) ya que la hija tiene la enfermedad. En el caso 1 al ser enferma la única manera de no transmitir la enfermedad sería uniéndose a un homocigótico dominante, si fuese heterocigótico los descendientes tendrían mayores posibilidades de tener la enfermedad y serian portadores de la misma. En el caso 2 lo más seguro es que sea heterocigótico, por lo que si la pareja también lo es tienen una posibilidad de ¼ de que la descendencia se vea afectada. 

Un gen recesivo ligado al sexo, determina la hemofilia. De la información obtenida en el siguiente pedigrp, contestar a las siguientes cuestiones: - Si la mujer II2 se cruza con un hombre normal, ¿cuál es la probabilidad de que su primer hijo sea un niño hemofplico? - Suponga que su primer hijo es hemofplico ¿cuál es la probabilidad de que su segundo hijo sea un niño hemofplico? I

mujer normal Hombre normal

II

Hombre hemofilico

En la hemofilia los varones se ven más afectados que las mujeres, sin embargo estos no pasan nunca la enfermedad a los hijos varones, por lo tanto es un carácter recesivo, esto se debe a que los varones tienen solo una copia del cromosoma X y cualquier alelo ligado al X será expresado en un varón. Si la mujer II2 se cruza con un hombre normal , esta al ser portadora el hijo tiene el 50% de probabilidad de ser hemofílico. Si el primer hijo es hemofílico como tiene una posibilidad de ½ lo más seguro es que no esté afectado. 

En el gato, los caracteres moteado (S) o no moteado (s), pelo corto (L) o pelo largo (l) y color no diluido (D) o diluido (d) se deben a tres genes independientes. Se realiza el cruce entre dos gatos de genotipos llSsdd y LlSsDd. Indicar la probabilidad de obtener un gato de genotipo llssdd y un gato de fenotipo pelo corto, moteado y no diluido. Razone su respuesta.

Ll= pelo corto , ll=pelo largo Ss= moteado , ss= no moteado Dd= no diluido , dd= diluido

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-

Fenotipos: Genotipos Gametos

pelo corto moteado no diluido LlSsDd x LSD lSd LsD lsd

pelo corto moteado no diluido LlSsDd LSD lSd LsD lsd

LSD lSd LsD lsd LSD LLSSDD LlSSDd LLSsDD LlSsDd lSd LlSSDd llSSdd LlSsDd llSsdd LsD LLSsDD LlSsDd LLssDD LlssDd lsd LlSsDd llSsdd llssDd llssdd Probabilidad de 1/16 de obtener un gato con genotipo llssdd y fenotipo pelo largo no moteado diluido 6,25% Probabilidad de 4/16 de obtener un gato con fenotipo pelo corto moteado y no diluido y genotipo LlSsDd 25% Los ratones gordos se pueden producir por dos genes independientes. El genotipo oo genera un ratón gordo y estéril, llamado obeso, su alelo dominante O da lugar a crecimiento normal. El genotipo recesivo aa también produce un ratón gordo estéril llamada adiposo, mientras que su alelo dominante A ocasiona crecimiento normal. ¿Qué proporciones fenotppicas de ratones gordos frete a normales podemos esperar en la F1 si los progenitores son del genotipo OoAa? Hay que tener en cuenta que los dos alelos del mismo carácter se separan, y después se combinan con los distintos alelos de cada carácter. Progenitores: OoAa x OoAa O o A a O o A a Gametos: OA Oa oA oa OA Oa oA oa Cuando ya sepamos cómo son los distintos gametos, veremos cómo son los cruces posibles representándolos en un cuadro de Punnett, observando todos los posibles hijos. En este caso, sólo tenemos que buscar los que tienen fenotipo gordos (oo o aa) entre el resto (normales), y establecer la relación fenotípica con la que aparecen. 

OA

Oa

oA

oa

O A

OOA A

OOA a

OoA A

OoA a

O a

OOA a

OOa a

OoA a

Ooa a

oA

OoA

OoA

ooA

ooA

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oa

A

a

A

a

OoA a

Ooa a

ooA a

ooaa

La proporción fenotípica de ratones gordos es de 7/16 frente a 9/16 de ratones normales 

En una especie animal el color del pelo puede ser amarillo o negro y el color de ojos rojo o marrón. Sabiendo que el color negro domina sobre el amarillo y que el color rojo domina sobre el marrón, indique los genotipos de los progenitores de la siguiente tabla. Razone su respuesta. Cruzamientos 1 amarillo/marrón x negro/rojo 2 negro/marrón x negro/rojo 3 amarillo/rojo x amarillo/rojo 4 negro/rojo x negro/rojo

DESCENDENCIA Negro/rojo Negro/Marrón 20 0 16 0 0 0 15 5

Amarillo/Rojo 0 5 16 0

Amarillo/Marrón 0 0 6 0

Pelo negro: A , Pelo amarillo: a Ojos rojos: B , Ojos marrón: b 1 aabb x AABB = AaBb 100% negro / rojo para tener una descendencia 100% negro/rojo estos han de ser homocigóticos 2 Aabb x AaBB = Al dominar el negro sobre al amarillo y la descendencia tiene 5 amarillos el genotipo parental debe ser heterocigótico. Al no existir en la descendencia ninguno marrón este debe ser homocigótico recesivo y el rojo heterocigótico. 3 aaBB x aaBB = Principio de Uniformidad , si se cruzan dos líneas puras en la F1 los descendientes serán todos iguales entre sí 4 AABb x AABb = El rojo ha de ser heterocigótico para que en la descendencia puedan darse marrones. 

En una especie de roedor el carácter color de pelo viene definido por un gen que tiene varios alelos. Sabemos que el color negro (Pn) domina sobre el resto, el color marrón (Pm) domina sobre el canela (Pc) y el canela domina sobre el blanco (Pb). Indique los genotipos de los descendientes de los siguientes cruzamientos y las frecuencias fenotppicas que se dan en cada uno. Razone su respuesta. A) PnPb x PcPb B) PcPb x PmPc C) PnPb x PbPb D) PmPb x PcPb

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A) Pc Pb

Pn PnPc PnPb

Pb PcPb PbPb

Genotipo: ¼,1/4,1/4,1/4 Fenotipo: 1:2:1

B) Pm Pc

Pc PcPm PcPc

Pb PmPb PbPc

Genotipo: ¼, ¼,1/41/4 Fenotipo: 2:2

C) Pb Pb

Pn PnPb PnPb

Pb PbPb PbPb

Genotipo: 2/4,2/4 Fenotipo: 2:2

D) Pc Pb

Pm PmPc PmPb

Pb PbPc PbPb

Genotipo: ¼,1/4,1/4,1/4 Fenotipo: 1.2:1

El alelo negro (Pn) es completamente dominante sobre todos los demás, el alelo marrón (Pm) es dominante incompletamente sobre los alelos canela (Pc) y blanco(Pb) y el alelo canela es completamente dominante sobre el alelo blanco (Pb). Es un ejercicio claro de alelismo múltiple.  Las semillas de color amarillo en los guisantes son dominantes sobre las de color verde. En la tabla se muestran los resultados obtenidos al cruzar los parentales indicados. Indique el genotipo más probable de cada parental y deduzca probabilidad de obtener guisantes verdes por autopolinización de los descendientes obtenidos en los cruzamientos D y E.

Fenotipos Parentales A.amarillo x verde B. amarillo x amarillo C. verde x verde D. amarillo x verde E. amarillo x amarillo Amarillo: AA o Aa , Verde: aa A: Aa x aa B: Aa x Aa C: aa x aa D: AA x aa E: AA x Aa

Fenotipo AMARILLO 82 118 0 74 90

Descendientes VERDE 78 39 50 0 0

D: AA x aa = Aa x Aa = 75% amarillos 25% verdes 3:1 E: AA x Aa = AA Aa AA Aa = 75% amarillos 25 % verdes 3:1 

En la genealogpa se representa la transmisión de una enfermedad monogénica. Deduzca el tipo de herencia de esta enfermedad y el genotipo de los individuos marcados con una estrella. Razone su respuesta. XA Y

XA Xa

Xa Y

XA Xa

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XA XA

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Xa Xa

Mujer portadora

Mujer enferma

Hombre enfermo

Hombre sano

Mujer sana

El gen que determina el carácter tiene que ser recesivo, pues sí fuera dominante habría más mujeres y hombres enfermos. En las enfermedades recesivas ligado al cromosoma X: Casi todos los afectados son varones. Las mujeres que portan el gen no tienen el trastorno ( a no ser que tengan el gen anormal en ambos cromosomas X) transmiten el gen a la mitad de sus hijos varones, que generalmente tienen la enfermedad, las hijas no suelen tener la enfermedad pero la mitad de ellas son portadoras F1: XAY XAXa , F2: XaY XAXa ; XAXA XAY F3;: XaXa  Una determinada enfermedad de origen genético es letal en la adolescencia y se transmite como herencia recesiva ligada al cromosoma X. Una mujer portadora y un hombre sano quieren tener hijos . Deduzca su posible descendencia razonando la respuesta. -

Sea A el alelo normal y a el alelo responsable de la enfermedad. Para que la madre sea portadora la familia tiene que tener genotipo Aa y el hombre que no presenta la enfermedad tiene que ser Ay, ya que el carácter está ligado al X, por lo que el hombre solo tiene un alelo, la Y representa el cromosoma Y. La mitad de los hijos varones de la pareja se puede ver afectado por la enfermedad, mientras que las hijas al tener dos cromosomas X, serán portadoras como la madre o sanas. 

Una mujer con grupo sangupneo A y un hombre cuyo grupo sangupneo es B tienen un hijo de grupo O. Explique brevemente cómo es la herencia en este caso y el genotipo de cada uno de los individuos. Razone su respuesta.

En la herencia de los grupos sanguíneos existe el alelismo múltiple AB0, ya que existen tres posibles alelos IA, IB, I0, aunque cada individuo puede tener solo dos de ellos, uno en cada cromosoma del par. Los alelos IA, IB, son codominantes, mientras que I0 es recesivo. La mujer del enunciado posee el grupo sanguíneo A y el hombre el grupo sanguíneo B, ambos han de tener el grupo sanguíneo recesivo 0 para tener un hijo con ese tipo de grupo sanguíneo, por lo cual quedaría así: 43

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Cruce IA I0 x IB I0 Gametos IA I0 IB I0 F1 IAIB IAI0 IBI0 I0I0 La herencia en este caso será: 25% Grupo AB, 25% Grupo A, 25% Grupo B, 25% Grupo 0 El carácter del color de pelo de un determinado animal es monogénico y viene definido por cuatro alelos posibles: blanco, negro, castaño y rubio. Deduzca los genotipos de los parentales en el cruzamiento siguiente y la dominancia entre estos alelos. Razone su respuesta. -



Parentales Blanco x negro Castaño x blanco Blanco x rubio Negro x rubio



Blanco 0 0 0 0

Negro 2 0 0 2

Castaño 0 3 0 2

Rubio 2 2 4 2

Se sabe que en una especie vegetal la flor roja domina sobre la azul y la hoja lanceolada sobre la hoja redondeada. Se cruzan dos individuos que tienen la flor roja y la hoja lanceolada, obteniéndose en la descendencia plantas con flor azul y hoja redondeada. Explique los genotipos de cada uno de los individuos mencionados. ¿Qué ocurrirpa si se cruzaran entre sp dos individuoas de la descendencia mencionada anteriormente?

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

Una especie de mampfero presenta individuos con pelo negro, marrón y blanco. Al cruzar un individuo marrón con uno blanco se obtuvo una descendencia con todos sus individuos marrones. Por otro lado, cuando se cruzó un individuo negro con uno marrón se obtuvo un descendiente negro, otro marrón y uno blanco. Indique el genotipo de los individuos en todos los casos y explique cómo se está produciendo la herencia.



En una especie animal se encuentran individuos blancos, negros y grises. Al cruzar un individuo negro con uno blanco se obtienen cuatro individuos grises. Explique el tipo de herencia y los genotipos de cada individuo.



En una especie animal se encuentran individuos blancos, negros y moteados. Al cruzar dos individuos moteados se obtienen dos individuos negros, cuatro individuos moteados y dos individuos blancos. Explique el tipo de herencia y los genotipos de cada individuo.



El color de pelo en una especie de mampfero se determina por un único gen. La descendencia del cruce entre un macho con pelo naranja con una hembra de pelo negro es toda de color negra. Al cruzar uno de estos individuos con otro individuo negro las crpas resultantes son

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naranjas y negras. Deduzca cuáles serpan los genotipos de los parentales, de los individuos del segundo cruzamiento y de las crpas resultantes. Razone su respuesta.



El carácter color de ojos en la mosca de la fruta está determinado por un gen en el queel alelo del color rojo domina sobre el de color blanco. Se cruzan dos moscas con ojos de color rojo obteniéndose en la descendencia moscas con ojos rojos y moscas con ojos blancos. ¿cuál es el genotipo de los parentales y la descendencia?. Razone su respuesta



Una pareja tiene un niño con los ojos azules. Los padres del hombre tienen los ojos castaños, mientras que los padres de la mujer tienen los ojos azules. Indique el posible genotipo de cada uno de los individuos mencionados y el genotipo y el fenotipo de la pareja. ¿ Qué probabilidad hay de que su próximo hijo sea varón y tenga los ojos castaños? Razone su respuesta.



En las moscas, A es un gen cuyo alelo recesivo produce ojos rojos. Por otro lado el gen B, es el responsable del color de las quetas, pudiendo ser negras o blancas. Si se cruza una mosca de ojos rojos/quetas negras con una de ojos negros/quetas negras, se obtiene la siguiente descendencia: 289 moscas de ojos negros/quetas negras y 97 moscas de ojos negros/quetas blancas. Deducir los genotipos de los padres ¿Qué tipo de herencia tiene cada uno de los caracteres?

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Tema 6. Funcionamiento de los genes 

Explique brevemente los siguientes términos:

Fragmento de Okazaki: cadenas cortas de ADN recién sintetizadas en la hebra discontinua. Estos se sintetizan en dirección 5'→3' a partir de cebadores de ARN que después son eliminados. Los fragmentos de Okazaki se unen entre sí mediante la ADN ligasa completando la nueva cadena. Cebador: Fragmento de ARN necesario para que se inicie la replicación del ADN. Una enzima llamada primasa sintetiza un pequeño fragmento de ARN que actúa como cebador para la ADN polimerasa Hebra retrasada o retardada: es el DNA sintetizado de novo, donde la adición de los nucleótidos se efectúa en el extremo opuesto al avance de la horquilla de replicación Topoisomerasa: Enzima encargada de eliminar las torsiones de las hebras de ADN por delante de la horquilla de replicación. Para ello, corta el ADN, perimiténdole desenrollarse y luego lo vuelve a unir. Telómero: Extremos de los cromosomas que contienen ADN no codificante, no contiene genes, está formado por cortos fragmentos de bases que se repiten una y otra vez Telomerasa: enzima que porta su propio molde, participa en la replicación de los telómeros. ARN polimerasa II: enzima que cataliza la transcripción del ADN a precursores de ARNm, micro ARNs y otros tipos de ácidos ribonucleicos Helicasa: enzima que cataliza la ruptura de los enlaces de hidrógeno entre pares de bases para abrir la doble hélice. Explique en que consiste el splicing o ayuste alternativo, cuáles son las consecuencias y las ventajas para la célula ¿Por qué es importante en la expresión génica? Proceso de eliminación de secuencias sin sentido (denominadas técnicamente "intrones") y de empalme de las secuencias codificantes (denominadas "exones"). Mediante este mecanismo se producen diferentes proteínas a partir de un gen. Alteraciones en estos procesos pueden ser causa de enfermedades genéticas. Su importancia en la expresión génica es debido a que este proceso es controlado por proteínas reguladoras, lo que ocasiona la activación o desactivación de proteínas que hace que cada tipo de célula sea exclusivamente especializada para hacer su trabajo. 

 Explique qué es la Caperuza G (5´) y la Cola Poli A (3´) La Caperuza G, es un nucleótido guanina (G) modificado, que se añade al extremo 5´de los ARNm eucarióticos. Es vital en la creación de ARNm estables y maduros, capaces de ser traducidos durante la síntesis de proteínas La Cola Poli A, es una secuencia de unos 100-250 nucleótidos de Adenina (A), añadida al extremo 3´del ARNm recién transcrito, que retarda la degradación del ARNm por acción de las exonucleasas que hay en el citoplasma. 47

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 Procesos de maduración del ARN mensajero, cómo podrpa regularse la expresión de un gen a nivel postraduccional Al finalizar el proceso de transcripción, se forma el ARN mensajero inmaduro, por lo que es necesario que, antes de que viaje al citoplasma, este ARNm madure. Las etapas de maduración del ARNm son las siguientes: 1. Corte y empalme o splicing alternativo: Su función principal es la de eliminar los intrones del ARNm para posteriormente unir los exones 2. Adición del CAP: Este proceso se conoce como “encapuchamiento”. Consiste en la adición del nucleótido Guanina en el extremo 5´del ARNm para darle estabilidad y favorecer su traducción. Impide que determinadas enzimas lo degraden durante su viaje al citoplasma. 3. Adición de la cola Pol-A: Último proceso de maduración, que ocurre en el extremo 3´del ARNm donde una larga cadena de polinucleótidos (150200 bases de Adenina (A)), se une para retardar la degradación del ARNm, por acción de las exonucleasas presentes en el citoplasma. REGULACIÓN POSTRADUCCIONAL: 1- Control de la velocidad de traducción: produciendo mas o menos copias de proteínas según se necesite: antibióticos , polisomas 2- Modificaciones de las proteínas postraducción: . proteolisis: se cortan fragmentos que sobran . Glucosilación: adición de azucares a la proteína . Fosforilación: adición de fosfatos mediante quinasas que alteran la forma de la proteína  ¿Qué son los factores de transcripción? ¿ Qué función tienen? Los factores de transcripción son uno de los grupos de proteínas que leen e interpretan los "planos" genéticos del ADN. Se unen al ADN y ayudan a iniciar un programa de transcripción genética aumentado o disminuido. Como tal, son vitales para muchos procesos celulares. Los factores de transcripción son de relevancia clínica por al menos dos razones: (1) mutaciones pueden ser asociadas con enfermedades específicas y (2) pueden ser objetivos de medicamentos.  Cuando se habla de la expresión diferencial de los genes, ¿a qué nos referimos? La expresión génica diferencial es la responsable de crear distintos tipos de células, disponerlas en tejidos y coordinar su actividad para formar la sociedad pluricelular a la que denominamos individuo. Los mecanismos implicados en el control de la expresión y el nivel de actividad de los genes están a tres niveles: - a nivel de la cromatina, - a nivel del ARN, - a nivel de la síntesis de proteínas.  ¿En qué consiste el ayuste o splicing alternativo del mRNA? La transcripción en eucariotas por la ARN polimerasa genera un transcrito primario que contiene tanto exones como intrones. Conforme la transcripción va teniendo lugar, los intrones son eliminados de la cadena de ARN en crecimiento mediante un proceso denominado ayuste, esto sucede dentro del núcleo y es catalizado por los ARNsn que trabajan en conjunto o unión de un complejo proteico. Para que el transcrito primario (pre-ARNm) sea funcional se han de eliminar los intrones y combinar los exones. 

Indique si la siguiente afirmación es cierta o falsa razonando su respuesta:

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En el proceso de traducción se produce la síntesis de mRNA a partir de DNA, el resultado es un RNA que porta los aminoácidos hasta el ribosoma para la formación de las proteínas. Falso. La síntesis de ARNm a partir de ADN se denomina transcripción y el ARN resultante puede llevar la información para: - La secuencia de aminoácidos de una proteína – ARNm - Fabricar un ribosoma donde tendrá lugar la síntesis de proteínas – ARNr - Transportar un aminoácido al ribosoma durante la síntesis de proteínas – ARNt El proceso de traducción se realiza en los ribosomas donde se sintetizan proteínas a través de la información contenida en el ARN.  Indique si la siguiente afirmación es cierta o falsa razonando la respuesta: En el proceso de traducción se produce la síntesis de ARNm a partir del ADN, el resultado es un ARN que porta los aa hasta el ribosoma para la formación de las proteínas. Falso. El proceso realmente hace referencia a la transcripción. En la traducción, lo que ocurre es que el ARNm, es traducido a aa para la síntesis de proteínas, gracias al Código genético. En dicha traducción, interviene el ARNm, ribosomas y ARN t. Consta de tres fases: Fase de inicio: el ribosoma se ensambla alrededor del ARNm y el ARNt con el codón de inicio AUG que codifica la MET. Fase de elongación: La cadena de ARNm se va traduciendo. Para ello, se van uniendo ARNt con los anticodones correspondientes a los codones del ARNm proceso para lo cual, el ARNm pasa por tres ubicaciones dentro del ribosoma: A, P y E. Fase de terminación: Se da cuando la cadena de polipétidos es liberada al encontrase un codón de terminación (UGA, UAA o UGA).  ¿Qué es un promotor? ¿Qué papel tiene en los genes? Un promotor es un pequeño fragmento de ARN fabricado por la ARN Primasa, cuya función es la de permitir el inicio de la transcripción del ADN por acción de la ADN polimerasa III pues le proporciona un extremo 3´libre al que unir las bases complementarias. Cuando se ha llevado a cabo la transcripción completa del ADN, el promotor es liberado y transformado en ADN complementario gracias a la acción de la enzima ADN Polimerasa I.

 ¿Qué es un promotor? ¿Qué papel tiene en los genes? Son zonas del ADN con función reguladora, ubicadas delante de cada gen. Su papel en los genes es fundamental pues, al interaccionar con proteínas específicas, son capaces de activar o inactivar la transcripción de un gen determinado, es decir, la transcripción del ADN a ARN.

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Defina: o Cola Poli A: Secuencia de unos 100-250 nucleótidos de Adenina (A), añadida en el extremo 3´de las moléculas de ARN mensajero recién transcritas, a las que confiere estabilidad. o Proteosoma: Complejo multiprotéico que elimina las proteínas que se encuentran defectuosas o inservibles porque no son aptas para su función. Para ello, previamente se han tenido que unir a la ubiquitina (pequeña proteína que las marca para que se dirijan hacia el protosoma). o Ayuste: eliminación de intrones en la cadena de ARN en crecimiento y liberación del mismo, unión de exones en la zona de corte

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o Intrón: sección de los genes que no están representados en el producto final de ARN o Caperuza G: estructura que consiste en un nucleótido de guanina modificado (m7 G) con tres grupos fosfatos que se unen al extremos 5’  Durante la diferenciación de las células madre se produce una expresión diferencial de los genes, explique brevemente en qué consiste este fenómeno. Comente un ejemplo en el que se produzca Distintas células de un organismo expresan diferentes genes, lo que explica sus diferencias morfológicas y funcionales, pues la expresión diferencial genera distintos productos. Todas las células de un organismo contienen la misma información genética en sus núcleos. Durante el desarrollo embrionario las diferentes señales que reciben las transforman en distintos tipos celulares, las distintas proteínas forman diferencias en forma y función celular, las células son distintas porque expresan distintos genes, no porque tengan genes distintos, distintas proteínas son las causantes de las diferencias en forma y función. Por ejemplo una célula muscular: las señales extracelulares activan la expresión de genes específicos en la célula.  ¿ Qué ventajas ofrece a la célula realizar el ayuste alternativo? El corte y empalme alternativo permite a un mismo gen producir más de una versión de ARNm y más de una clase de proteína. Está regulado por proteínas que interactúan con sitios de empalme potenciales en el transcrito primario, con el fin de controlar cuáles utiliza el espliceosoma. Los cambios en el entorno provocan cambios en el modo en que los espliceosomas funcionan, los ARN y proteínas producidas a partir de un gen concreto pueden cambiar de manera que ayudan a la célula a enfrentarse a las nuevas condiciones ambientales. Complete el siguiente texto: La síntesis de DNA se produce durante la Fase S mientras que en la transcripción se produce la síntesis de mRNA sufre un proceso de maduración en el que se añade una caperuza G en el extremo 5’ , una cola poli-A en el extremo 3’ y el splicing. El splicing o ayuste es un mecanismo por el que la célula elimina los intrones y une los exones para dar lugar al mRNA maduro, que se dirige posteriormente a los ribosomas para la traducción. Las proteínas que se producen para ser secretadas al exterior celular pueden modificarse en el RER, pasando luego al aparato de Golgi, desde donde se envían hacia la membrana plasmática.  ¿Qué proceso se representa en la figura? Complete el cuadro indicando los elementos señalados. 4 hebra retardada 1 ADN polimerasa 2 Topoisomerasa

Dna ligasa

5 fragmento de okazaki 50

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3 hebra conductora

DNA helicasa

PROCESO: Replicación del ADN  Defina en un máximo de dos lpneas: - Transcripción: síntesis de RNA, consiste en la copia de un fragmento de una de las dos copias de ADN a una hebra o cadena de RNA. - Traducción: síntesis de proteínas. Se realiza en los ribosomas e intervienen tres tipos de ARN, ARNt, ARNm, ARNr - Cola poli-A: enzima que corta el extremo 3’ de pre-ARN y otra enzima añade un tramo de 100-250 nucleótidos de adenina. - Splicing/ayuste: corte y empalme, eliminación de intrones por pare del espliceosoma para producir ARNm. - ARN polimerasa: enzimas que son capaces de sintetizar ARN, llevan a cabo la transcripción  Defina en un máximo de dos lpneas: - Promotor: regiones del ADN que señalan donde debe comenzar la transcripción, señalan el sitio de iniciación (TATA) - Intensificador: secuencia reguladora situado lejos del promotor a los que se unen proteínas activadoras que intensifican la transcripción. - Silenciadores: secuencia reguladora situado lejos del promotor a los que se unen proteínas represoras de la transcripción - Factor de transcripción: grupos de proteínas que leen e interpretan los "planos" genéticos del ADN. Se unen al ADN y ayudan a iniciar un programa de transcripción genética aumentado o disminuido. - Nucleosoma: unidad básica estructural de la cromatina, asociación de ADN más histonas. - Espliceosoma/ayustosma: máquinas macromoleculares que extirpan los intrones de los pre-ARNm - Herencia epigenética: es la transmisión de información no ADN a través de mitosis y meiosis  Indique si la siguiente afirmación es cierta o falsa razonando su respuesta: “ La replicación del DNA se realiza por la RNA polimerasa que da lugar a un RNA mensajero que posteriormente formará la doble hélice para que pueda actuar el ribosoma” Falso. La replicación del DNA se realiza por la ADN polimerasa que da lugar tras la replicación de dos hebras de DNA completas e idénticas, cada una de ellas conserva una cadena antigua que corresponde al original y una cadena de nueva síntesis. La ARN polimerasa activa el RNA en la transcripción que dará lugar a un ARNm, el cual al madurar saldrá al citoplasma y se unirá al ARNr en los ribosomas y los ARNt para la traducción y síntesis de proteínas.  Un determinado gen puede dar lugar a dos formas diferentes de una protepna que tienen distinto tamaño. Explique el mecanismo que permite explicar este fenómeno. En los seres pluricelulares, todas las células tienen la misma información genética; es decir, el mismo ADN, ya que todas las células se forman mediante divisiones mitóticas sucesivas, a partir de una célula inicial. Por consiguiente, todas las células deberían ser iguales y realizar las mismas funciones; sin embargo, no es así; en estos seres aparecen grupos de células que adquieren una determinada forma y se especializan en realizar una determinada función. A estos grupos de células se les denomina tejidos. La diferenciación celular, que ocurre en estos seres vivos y que da lugar a los diferentes tejidos, es otra 51

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consecuencia de la regulación de la expresión genética. La diferenciación celular se produce porque, aunque todas las células de un organismo pluricelular tienen el mismo ADN, es decir, los mismos genes, estos no se expresan en todas por igual; en algunas células se expresan unos genes y se reprimen otros, mientras que en otras células son genes diferentes los que se expresan y se reprimen. Así por ejemplo, los genes de la hemoglobina solo se expresan en los eritrocitos, los de la melanina, únicamente en las células dérmicas, etc. Estos genes, en otras células que no sean estas, estarán reprimidos. 

Explique de manera breve cómo se produce la traducción:

La traducción es el proceso por el cual se sintetizan proteínas a través de la información contenida en el ARN y la cual, es transportada por los ribosomas. El ARN procede de la transcripción del ADN contenido en el núcleo de la célula. Como el lenguaje de los nucleótidos del ADN es diferente al de los aa de las proteínas que se sintetizarán y, el ADN se ubica en el núcleo, mientras que las proteínas se ubican en el citoplasma de la célula, es necesaria previamente una transcripción de dicho ADN a ARN y, a través del código genético, una traducción de dicho ARN a aa. Los ribosomas, son los que actúan de mensajeros o intermediarios entre el ADN nuclear y las proteínas. El proceso de traducción consta de 3 fases: Iniciación: El ribosoma se ensambla alrededor del ARNm y el primer ARNt (que lleva el aa Metionina y que corresponde al Codón de inicio AUG). Elongación: Etapa en la que la cadena de aa se extiende. En la elongación el ARNm lee un codón a la vez y el aa que corresponde a ese codón, se agrega a la cadena de proteínas. Durante la elongación, el ARNm pasa por los sitios A, P y E. Terminación: etapa donde la cadena polipeptídica completa es liberada. Se da cuando un codón de terminación (UAG, UAA, UGA) entra al ribosoma. Si la protepna sintetizada en la traducción fuera de secreción ¿cuál serpa el camino que seguirpa en la célula desde que se sintetiza el ARNm hasta que sale de la célula? Las proteínas de secreción se sintetizan en los ribosomas adosados al RER, cuando son sintetizadas se desplazan al lumen del retículo endoplasmático donde son glucosiladas. Las chaperonas ayudan al plegado de la proteína que entran al aparato de Golgi donde pasan a vesículas secretoras (lisosomas) que viajan a lo largo del citoesqueleto hasta el borde de la célula donde se fusionan con la membrana nuclear en una estructura llamada proteosoma y a través de exocitosis vierten su contenido fuera de la célula.

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Dibuje la estructura básica de un gen que codifica para una protepna señalando cada uno de los elementos que pueden contener, ¿qué función tiene cada uno de ellos?

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El ADN se transcribe a ARN mediante ARN polimerasa. La transcripción es el proceso de copiar en el ARN información hereditaria contenida en el ARN El ARNm se traduce a proteínas en los ribosomas. La traducción es el proceso de utilizar la información de los aminoácidos para sintetizar proteínas. Antes de la transcripción el ADN debe replicarse.  Complete el siguiente texto: Tras la transcripción se produce un ARNm que sufre un proceso de maduración. En el extremo 5’ se añade una molécula de guanina modificada dando lugar a la caperuza. En el extremo 3’ se añade una serie de nucleótidos que dan lugar a la cola Poli-A. Después el transcrito puede sufrir un proceso de corte y empalme, denominado ayuste, en el que se eliminan los intrones y se pegan los exones. De esta forma, se obtiene el transcrito ARNm que será traducido en los ribosomas.

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Realice un dibujo de la replicación del ADN indicando los elementos que participan en la misma. Para conocer la secuencia de un DNA se han desarrollado distintas técnicas entre las que se encuentra el método de Sanger. ¿Cuál es su fundamento?

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El método Sanger es la secuenciación dedisoxi del ADN que hace uso de monómeros que detienen la síntesis del ADN de una forma predecible, esto permite determinar la secuencia de bases presente en un fragmento de ADN. 

¿Qué se representa en la imagen? 1: ADN-PROMOTOR

2 Factores de transc.

3 ARN pol

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5: EXONES

7: TERMINADOR

6: INTRONES

Factor Sigma

PROCESO DE TRANSCRIPCIÓN: síntesis del ADN a ARN  Indique de forma razonada los errores de la siguiente afirmación: “ La traducción tiene lugar en los lisosomas, orgánulos con membrana a los que llega el ARNr para llevar a cabo el proceso. Los aminoácidos llegan a este orgánulo unidos al ARNm para formar las proteínas” Falso. La traducción es el proceso la información presente en el ARNm es traducida en los ribosomas a proteínas. Intervienen tres tipos de ARN: ARNm, ARNt y ARNr. El ARNt transporta los aminoácidos hasta el ribosoma y los deposita sobre el ARNm. El ribosoma es un orgánulo formado por ARNr y proteínas, organizan la traducción y catalizan la reacción que une los aminoácidos para hacer una cadena de proteína. Se compone de dos piezas básicas: una subunidad grande y una pequeña. Durante la traducción, estas dos subunidades se ensamblan alrededor de una molécula de ARNm y forman un ribosoma completo. El ribosoma avanza por el ARNm, codón por codón, mientras es leído y traducido en un polipéptido (cadena proteica). Entonces, una vez terminada la traducción, las dos piezas se separan y se pueden volver a utilizar. Los lisosomas son orgánulos rodeados por una membrana formados por el aparato de Golgi y su función es la degradación de desechos. 

Realice un esquema de la transcripción, ¿qué macromoléculas biológicas participan en la misma? Comente la estructura básica de los monómeros que la componen. - La transcripción es la síntesis de ARN utilizando como molde una de las hebras del ADN o una cadena de ARN. - Realizada por la ARN polimerasa - El ARN resultante de la transcripción puede portar información para: . La secuencia de aminoácidos de una proteína (ARNm) . Formar parte de un ribosoma (ARNr)

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. Transportar un aminoácido a un ribosoma durante la síntesis de proteínas (ARNt) Las macromoléculas que participan en la transcripción son los ácidos nucleicos, en concreto ARN compuestos por una pentosa (ribosa) y bases nitrogenadas (A-U G-C). Su estructura más frecuente es de cadena simple y tienen función estructural, de transporte, etc… Los ARN más importantes son: - ARNm: transporta la información del núcleo al citoplasma, al traducirse da lugar a proteínas. Se traduce en los ribosomas. Cadena simple - ARNt: transporta los aminoácidos al ribosoma. Cadena simple con estructura secundaria en forma de trébol. - ARNr: forma parte de los ribosomas junto con proteínas. Cadena simple con estructura secundaria.  En la imagen se muestra un proceso biológico, ¿Cuál es? ¿Qué objetivo tiene? En el ciclo celular, ¿cuándo se produce dicho proceso. Comente las distintas fases del ciclo celular. 1 4 1.- hebra retardada 2.- hebra conductora 3.- fragmento de Okazaki 3

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4.- ADN polimerasa III 5.- Helicasa

2 PROCESO: Replicación El objetivo de la replicación de ADN puede ser: - Al duplicar la cadena también se duplica la información genética y se transmiten las características - Al duplicar el ADN para formar una cadena de ARN que se utiliza para la síntesis de nuevas proteínas Durante el ciclo celular el proceso de replicación se produce en la fase S de la interfase. Las fases del ciclo celular son: - Interfase: periodo del ciclo vital en el que la célula no se divide: Fase G1, Fase S, Fase G2 - División celular: Fase M o mitosis: profase, prometafase, metafase, anafase y telofase. Finaliza con la citocinesis que es la formación de dos células hijas idénticas al parental.  Durante el desarrollo se produce la expresión diferencial de los genes, ¿ en que consiste? ¿Qué factores y que secuencias de un gen están implicados en dicho proceso? La expresión génica diferencial es la responsable de crear distintos tipos de cóluals, disponerlas en tejidos y coordinar su actividad para formar la sociedad pluricelular a la que denominamos individuos. Las células de un organismo eucariota pluricelular expresan genes diferentes en respuesta a cambios en el entorno interno, a señales procedentes de otras células. Los mecanismos implicados en el control de la expresión y el nivel de actividad de los genes se encuentran a tres niveles: - A nivel de la cromatina: proteínas estructurales y reguladoras: remodelación de la cromatina - A nivel de ARN: procesamiento del ARN. La interacción de proteínas reguladoras con las secuencias reguladoras de los genes condiciona la transcripción. La maduración y la estabilidad de los mensajeros - A nivel de la síntesis de proteínas: define si se inicia la traducción. Controla los tiempos y velocidad de la traducción 55

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Procesos post-traducción: activación de proteínas.

¿Qué proceso se representa en la figura? Comente como se produce. Explique la estructura secundaria de la molécula que se produce como resultado de este proceso.

La traducción es el proceso la información presente en el ARNm es traducida en los ribosomas a proteínas. Intervienen tres tipos de ARN: ARNm, ARNt y ARNr. El ARNt transporta los aminoácidos hasta el ribosoma y los deposita sobre el ARNm. El ribosoma es un orgánulo formado por ARNr y proteínas, organizan la traducción y catalizan la reacción que une los aminoácidos para hacer una cadena de proteína. Se compone de dos piezas básicas: una subunidad grande y una pequeña. Durante la traducción, estas dos subunidades se ensamblan alrededor de una molécula de ARNm y forman un ribosoma completo. El ribosoma avanza por el ARNm, codón por codón, mientras es leído y traducido en un polipéptido (cadena proteica). Entonces, una vez terminada la traducción, las dos piezas se separan y se pueden volver a utilizar. Estructura secundaria de las proteínas: Formación de puentes de hidrógeno entre los residuos de los aminoácidos en diferentes regiones de la estructura primaria de la proteína, dando lugar a dos tipos de plegamientos básicos: hélice alfa o lámina plegada beta 

¿Qué es un fragmento de okazaki? En esta estructura se encuentra ARN ¿Qué tipos de ARN conoce? Explique qué función tiene cada uno

Un fragmento de Okazaki son cadenas corta de ADN recién sintetizadas en la hebra discontinua . Los fragmentos de Okazaki se unen entre sí mediante la ADN ligasa completando la nueva cadena. En la hebra discontinua se encuentran separados por cebadores de ARN. Los enzimas involucrados en el proceso son: primasa, ADN polimerasa y ADN ligasa. TIPOS DE ARN: 56

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ARN mensajero (ARNm) codifica la secuencia de aminoácidos de un polipéptido ARN transferente (ARNt) es el encargado de llevar los aminoácidos desde el núcleo tras la transcripción a los ribosomas en la traducción ARN ribosómico (ARNr) con proteínas ribosomales y los ribosomas actúan con ARNm ARN pequeño nuclear (ARNnp) con proteínas, forman complejos en el proceso de ARN, no se encuentra en células procariotas

¿Qué es el código genético? ¿Qué función tiene?

El código genético es el conjunto de normas por las que la información codificada en el material genético( secuencias de ADN o ARN) se traduce en proteínas( secuencia de aa) en las células vivas. El código genético define la relación entre secuencias de tres nucleótidos llamados codones. Un codón se corresponde con un aminoácido específico. El Código genético se caracteriza por ser Universal, semiconservativo, no ser ambiguo (un codón sólo codifica un aa) y estar degenerado (un mismo aa puede estar codificado por varios codones). 

Explique la estructura de la cromatina

La cromatina es el sistema de empaquetado del ADN con proteínas, presente en las células eucariotas. Este sistema de empaquetamiento, consiste en enrollamientos sucesivos del ADN alrededor de proteínas llamadas histonas, formando agrupaciones de 8, denominadas nucleosomas (unidad básica estructural de la cromatina) y que le confieren el aspecto de un collar de cuentas. Condiciona la accesibilidad de la maquinaria de transcripción y por tanto la posibilidad de que se expresen los genes. Los cambios en la condensación del ADN suponen cambios en la estructura local de la cromatina y permite o impide el acceso de las proteínas al ADN. Las secuencias reguladoras son inaccesibles cuanto la cromatina está compactada. 

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Defina las diferentes ARN polimerasas - ARN pol I: transcribe genes que codifican ARN ribosomal - ARN pol II: transcribe genes codificantes de proteínas: produce ARNm - ARN pol III: transcribe genes que codifican para ARNt y para ARNr Secuencias reguladoras en la transcripción: - A: Próximas al promotor - B: Lejos del promotor (a miles de bases) . Intensificadores, a los que se unen proteínas activadoras que intensifican la transcripción . Silenciadores, a los que se unen proteínas represoras de la transcripción. Regulación post-traduccional - Proteolisis: sucede en el RE y consiste en cortar una parte de la secuencia de aa que se había incluido en la proteína, bien porque hace falta para su activación o porque la proteína está formada por varias cadenas separadas que se sintetizan todas seguidas en un primer momento (proteasas) - Fosforilación: adición de grupos fosfato a las proteínas para modificar la estructura tridimensional de la proteína, necesaria para su activación la realizan las proteínas quinasas.

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Glucosilación: adición de hidratos de carbono a las proteínas ocurre en el aparato de Golgi y/o en el RE, y pueden servir de señal tanto para activar y estabilizar la proteína como para dirigirla hacia los lisosomas que la sacarán de la célula.

Tema 8. Ingenierpa genética 

¿Qué son las enzimas de restricción? ¿Qué utilidad tienen en biotecnologpa?

Las enzimas de restricción, endonucleasas, son una especie de tijeras moleculares que cortan el ADN en sitios concretos (diana). Estos fragmentos cortados son palíndromos (la secuencia 5´ 3´es idéntica a la secuencia 3´5´. El corte que realizan no es recto sino “pegajoso”, escalonado, lo que permite que ese trozo de ADN se una posteriormente, por acción de las ligasas a otro fragmento de ADN diferente, obteniendo así una ADN recombinante. Las enzimas de restricción se utilizan en técnicas de clonación de genes. 

¿Qué es la PCR? ¿Qué elementos necesitarpas para realizar una?

La PCR o reacción en cadena de la polimerasa, es una técnica de replicación del ADN. Permite obtener gran cantidad de copias de un fragmento de ADN concreto. Para su aplicación es necesario tener en disolución el fragmento de ADN que se quiere replicar, los dNTP´s, Taq polimerasa y los cebadores (4-6 bases de nucleótidos que aportan el punto de partida para la replicación del ADN por acción de la Taq Polimerasa). 

¿Qué es una micromatriz de DNA? ¿Para qué se emplea?

Las micromatrices de ADN son una de las tecnologías más recientes para el estudio de la expresión global de genes. Esta muestra, en un solo experimento los genes que están siendo activados y expresados en forma de ARNm, en un grupo celular determinado y bajo diferentes estímulos. Se emplea para el reconocimiento de los perfiles de respuesta celular ante estímulos determinados, la expresión de los factores reguladores de diferenciación y crecimiento celular, la determinación de los componentes y la cinética de activación de las diferentes vías de transducción, entre otros. 

Comente brevemente en qué consiste la genómica

Conjunto de técnicas que permiten la secuenciación, comparación e interpretación de genes completos. Un genoma es un conjunto completo de ADN dentro de una célula de un organismo y, como tal, estudia de manera global los genes. Destaca la genómica funcional-microchips de ADN-Biochips, que analizan a gran escala la expresión génica, a través de estos estudios se conocen algunos datos fundamentales de nuestro material genético. 

Explique brevemente como clonarpa un fragmento de ADN en un plásmido.

En primer lugar, sería necesario disponer de un vector de clonación, como un plásmido (ADN circular) o un virus, y el fragmento de ADN (Cortado por la acción de la enzima de restricción) que se quiere clonar. El vector de clonación es cortado por la enzima de restricción y sus lados cohesivos se unen a los 58

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del fragmento de ADN que se quiere replicar mediante acción de la ADN ligasa. De esta manera se ha obtenido una molécula de ADN recombinante que, si se introduce posteriormente en una bacteria y se pone en un medio de cultivo, se irá replicando a medida que ésta se vaya reproduciendo. 

En biotecnologpa se emplean los plásmidos. ¿Qué son y qué función tienen?

Los plásmidos son pequeños fragmentos de ADN circular bacteriano, separados del cromosoma bacteriano principal, que poseen su propio origen de replicación y cuya función es la de portar un fragmento de ADN que se quiere replicar. Cuando el plásmido se une, por acción de la ligasa al fragmento de ADN que se quiere replicar, se obtiene ADN recombinante que, introducido en una bacteria y sometido a un medio de cultivo adecuado, producirá muchas réplicas de este ADN.  Defina en un máximo de dos lpneas: Enzima de retricción: endonuclasa que corta el ADN cada vez que encuentra una determinada secuencia de base específica Taq polimerasa: extremo enzima capaz de soportar las condiciones de alta temperatura requeridas durante el proceso de PCR sin desnaturalizarse Vector: moléculas de ADN con capacidad de replicarse, permiten transportar el ADN de interés a la célula huésped (plásmidos, virus, cromosomas artificiales) Genómica: la genómica supone la secuenciación, interpretación y comparación entre genomas completos Genoma: conjunto de genes y disposición de los mismos en la célula cDNA: ADN producido a partir de ARN Microchip de ADN: herramienta utilizada en la genómica funcional para determinar patrones de expresión génica y de función génica Elementos transponibles: segmentos de ADN capaces de insertarse en nuevas localizaciones o transponerse dentro de un genoma

 

¿Qué es la electroforesis? Como se realiza.

La electroforesis es una técnica de separación en la que migra a través de una matriz una partícula cargada bajo la influencia de un campo eléctrico.Se utiliza para la obtención de ADN recombinante. Los ácidos nucleicos presentan carga negativa debido a su esqueleto de grupos fosfato. Por lo tanto, en una electroforesis los ácidos nucleicos migran hacia el polo positivo, es decir, el ánodo, los fragmentos de ADN se separan en función de su tamaño utilizando técnicas de electroforesis en gel, los fragmentos más pequeños se mueven más rápido. 

Explique cómo introducirpa un ADN de interés en un vector.

Se realiza a través de la metodología del ADN recombinante. Se realizaría de la siguiente manera: 1.- Identificar un carácter deseable en el organismo de origen. 2.- Encontrar el gen responsable del carácter deseado (gen de interés) 59

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3.- Combinar dicho gen con otros elementos necesarios (vector) para que éste sea funcional en el organismo receptor. 4.- Transferir el gen de interés, previamente introducido en el vector adecuado al organismo receptor 5.- Crecer y reproducir el organismo receptor, ahora modificado genéticamente  ¿Qué es una familia génica?¿cómo se origina? Dentro de una especie, los genes que son similares entre sí en estructura y función se considera que forman parte de una familia génica. Los genes que componen familias génicas derivan de una secuencia ancestral comun, a través de la duplicación génica que se añade una copia extra de un gen al genoma.. esta duplicación de genes resulta del entrecruzamiento desigual durante la meiosis ya que se pueden deleccionar o duplicar segmentos de cromosomas del tamaño de un gen ei los cromosomas homólogas se alinean mal durante la profase de la meiosis I y se produce un entrecruzamiento desigual.  Comente dos tipos de vectores que se utilicen con frecuencia para transportar fragmentos de ADN recombinante e introducir genes en la células - Plasmidos : son pequeños fragmentos de ADN circular bacterianos que poseen su propio origen de replicación. Muchos tienen genes de resistencia a ciertos antibióticos que pueden utilizarse como marcador genético para su reconocimiento. - Virus: se suelen utilizar cuando el fragmento de ADN a clonar es de gran tamaño, ya que infectan de forma natural las células, la introducción del vector en la célula hospedadoras es más sencilla que en el caso de los plásmidos.  ¿Qué es la transferencia horizontal de genes en bacterias? ¿Cómo se puede producir? Este tipo de procesos se aprovecha en biotecnologpa para clonar genes en bacterias. Explique los elementos que utilizarpa para ello. Es la transferencia de ADN de una especie a otra, los genes se mueven lateralmente entre diferentes especies coexistentes. Los genes se pueden mover mediante plásmidos que terminan integrados en el cromosoma principal de una bacteria, mediante recombinación genética. También puede tener lugar por transformación cuando las bacteria y arqueas ingieren piezas de ADN en bruto del entorno o a través de un virus que tenga ADN de una célula y lo transfieren a otra En la clonación en primer lugar, sería necesario disponer de un vector de clonación, como un plásmido (ADN circular) o un virus, y el fragmento de ADN (Cortado por la acción de la enzima de restricción) que se quiere clonar. El vector de clonación es cortado por la enzima de restricción y sus lados cohesivos se unen a los del fragmento de ADN que se quiere replicar mediante acción de la ADN ligasa. De esta manera se ha obtenido una molécula de ADN recombinante que, si se introduce posteriormente en una bacteria y se pone en un medio de cultivo, se irá replicando a medida que ésta se vaya reproduciendo.  ¿Cómo realizarpa una librerpa génica que contuviera todo los mRNAs de un organismo?Comente los pasos para llevar a cabo este proceso Una biblioteca genómica es una población de bacterias huésped, cada una de ellas lleva un ADN que fue insertado en un vector de clonación, de tal manera que la colección de clones representa todo el genoma del organismo fuente. Este término también representa la colección de todas las moléculas vector, cada una con un fragmento del ADN cromosómico del organismo, antes de la inserción de estas moléculas en las células huésped . 1 60

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Para realizar una librería génica seguiría los siguientes pasos: 1- Aislar los ARNm 2- Sintetizar ADNc a partir de cada ARNm utilizando transcriptasa inversa 3- Crear el ADNc de doble cadena 4- Crear plásmido recombinante: insertar cada ADNc de doble cadena en un plásmido diferente 5- Transformación: introducir los plásmidos recombinantes en células bacterianas haciendo que las células sean permeables al ADN.  ¿Qué es una mutación sin sentido? ¿Qué consecuencias funcionales y fisiológicas tiene? Se quiere secuenciar un fragmento de ADN que contiene una mutación por medio del método didexosi, ¿ en qué consiste dicho sistema de secuenciación? Una mutación sin sentido es una mutación puntual que se producen cuando un codón que especifica un aminoácido es modificado mediante mutación, transformándose en otro que especifica un codón de terminación. Esto provoca una terminación anticipada de la cadena polipeptídica y da como resultado una proteína no funcional. El método didesoxi es la reacción de síntesis de ADN in vitro que incluye ddNTP como monómeros y determina la secuencia de bases de un gen u otra sección de ADN. ¿Cómo se regula un gen? Explique los elementos que participan en la regulación génica. Estos procesos se estudian por medio de técnicas de biologpa molecular como la PCR. Indique los elementos que se necesitan para realizarla y la función de cada uno de ellos. La regulación de un gen supone que hay mecanismos de control que requieren la existencia de señades de origen interno en la célula o externos procedentes del ambiente, que van a actuar a nivel del ADN, ARN o la propia proteína. - Estructura de la cromatina: condensada/abierta - Regulación a nivel transcripcional: selectiva/diferencial - Regulación a nivel de traducción: estabilidad o longevidad del ARNm/ factores que activan o inhiben/ estabilidad o vida de la proteína PCR: proceso cíclico - Comenzar con una solución que contenga ADN molde, cebadores, polimerasa Taq y abundante cantidad de los cuatro dNTP - Desnaturalización del ADN separando las cadenas de la doble hélice a través del calentamiento - Alineamiento del cebador bajando la temperatura los cebadores se unen al ADN - Elongación la polimerasa Taq utiliza los Dntp para sintetizar la cadena de ADN complementaria, empezando por el cebador - Repeticion del ciclo de tres pasos (2-4) duplicando las copias de ADN - Repetición del ciclo de 20 a 30 veces para producir millones de copias molde del ADN 

Tema 9. Organismos pluricelulares 

Explique en qué consiste el proceso de diferenciación celular y a qué se debe.

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La diferenciación celular es la especialización de la células hasta convertirse en los distintos tipos celulares, no implica una pérdida de genes sino una expresión diferencial de los mismos: distintas células de un organismo expresan diferentes genes lo que explica sus diferencias morfológicas y funcionales al generar distintos productos. Tiene lugar durante toda la vida del individuo aunque es más notorio durante el periodo embrionario. 

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Explique brevemente que son los genes a) de efecto materno, b) de segmentación y c) homeóticos. -

Genes de efecto materno: (en la mosca del vinagre) son genes que transmite la madre, independientemente de cuál sea el genotipo del padre. Sólo se transcriben y traducen en las células nodriza, que rodean y alimentan al huevo en desarrollo.

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Genes de segmentación: Indican el número de segmentos del animal, sus límites y su polaridad.

-

Genes homeóticos: Implicados en el desarrollo de las diferentes estructuras en cada uno de los segmentos. P.e.; dónde se ubicarán las antenas, dónde las patas…

¿Qué son los genes homeóticos? ¿Qué función tienen? ¿En qué proceso o procesos intervienen?

Los genes homeóticos son los encargados de establecer qué tipo de estructuras y órganos se formarán en los distintos segmentos de los que se compone un individuo. Les confiere una ubicación. Gracias a ellos se realiza la segmentación del cuerpo del embrión. Se activan una vez establecida la identidad de cada segmento (genes gap, pair rule y de polaridad). Intervienen en el desarrollo del embrión.  Comente en qué consiste el proceso de diferenciación celular y la importancia que tiene en el desarrollo La diferenciación celular es la especialización de las células hasta convertirse en los distintos tejidos. Sigue tres procesos importantes: - Determinación: las células están abocadas a seguir un camino específico de desarrollo, su destino viene determinado por su posición en el embrión - Células madre: células no diferenciadas que pueden generar diversos tipos de tejidos - Desdiferenciación: en células vegetales cambiando su estructura y función.  El proceso por el cual las células madre dan lugar a células especializadas se denomina: Diferenciación  Los genes homeóticos son genes de : desarrollo  En la expresión genética diferencial intervienen: factores de transcripción  Los genes gap intervienen en: la determinación del eje antero-posterior  Defina en un máximo de dos lpneas: Diferenciación celular: especialización de las células hasta convertirse en los distintos tejidos. Gen homeótico: desencadenan el desarrollo de estructuras apropiadas para cada tipo de segmento(alas, patas) Gen de segmentación: gen que indica el número de segmentos del animal, sus límites y polaridad Apoptosis: muerte celular programada vital para el desarrollo normal. Célula madre: células no diferenciadas que pueden generar diversos tipos de tejidos  Complete el siguiente texto 62

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Durante el desarrollo embrionario se sigue una programa ordenado muy determinado. En el participan los genes de segmentación, que definen los segmentos del embrión. Posteriormente, se produce la acción de los genes homeóticos que determinan en qué se convertirá cada segmento. En todo este proceso es importante la expresión diferencial de los genes, que permite que aunque todas las células del organismo comparten el mismo ADN lo expresen de forma diferente. Esto se debe a que existen unas proteínas, denominadas bitcoin, que modulan la expresión de cada gen en función de las necesidades celulares. De esta forma, las células madre pueden dar lugar a los distintos tipos celulares del organismo. En todo el proceso también tiene importancia la apoptosis gracias a la cual se eliminan las células que ya no se necesitan.  ¿qué son los genes homebox? ¿qué función tienen? Se quiere aislar un fragmento de uno de ellos por medio de la PCR¿qué elementos necesitarpa para llevar a cabo esta técnica? Los genes homebox, son genes implicados en la regulación del desarrollo de los animales (morfogénesis). Los genes que tienen un homebox son genes homeóticos. Codifican proteínas que actúan como factores de transcripción de otros genes que dirigen el desarrollo de los distintos segmentos corporales indicando que clase de estructuras deben desarrollar (antenas, patas, alas) PCR 1.- empezar con una solución que contenga ADN plantilla, cebadores sintetizados y dNTPs 2.- Desnaturalizar el ADN calentándolo 3.- hibridación 4.- elongación 5.- repetición del ciclo para producir más copias. Durante el desarrollo tienen un papel importante los genes de segmentación ¿cuál es su función? Un gen contiene la información codificada para un tipo de macromolécula biológica. ¿cuál es este tipo de macromolécula. Explique en qué consiste su estructura primaria y secundaria. Los genes de segmentación son genes que indican el número de segmentos del animal, sus límites y polaridad. Estos son: genes gap, genes pair-rules o regla de pares y genes de polaridad de segmento. - El ADN es la macromolécula que contiene la información codificada. La estructura primaria del ADN es la secuencia de nucleótidos (unidos por enlaces fosfodiéster) de una sola cadena o hebra, que puede presentarse como un simple filamento extendido o bien algo doblada en sí misma. La estructura secundaria del ADN es la disposición en el espacio de dos cadenas o hebras de nucleótidos en doble hélice, con las bases nitrogenadas enfrentadas y unidas mediante puenteu de eidrógeno.  ¿Qué son los genes de efecto materno? ¿qué papel tienen en el desarrollo? Explique brevemente la regulación de dichos genes teniendo en cuenta que se produce a nivel de transcripción. Los genes de efecto materno son genes que se expresan en la hembra. Se distinguen tres sistemas en función del lugar en el que se manifiestan: el sistema anterior, el sistema posterior y el sistema terminal. 

Determinan la constitución de los ejes principales de desarrollo de Drouopeila: el eje dorsoventral y el anteroposterior. Según su papel en cada uno, se dividen en cuatro sistemas de genes: 63

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Sistema anterior: determina la formación de la cabeza y del tórax. Sistema posterior: determina la formación de los segmentos del abdomen. Sistema terminal: determina la formación del acrón y del telson. Sistema dorso-ventral: determina la formación de las estructuras dorsales y ventrales, como por ejemplo las alas y las patas. La imagen muestra una cascada de regulación génica del desarrollo. Indique los errores que contiene razonando su respuesta. Explique la importancia de los factores de transcripción

Morfógenos Genes de polaridad de segmento Genes Hox

GENES GAP GENES PAIR-RULE

Genes gap

GENES DE POLARIDAD DE SEGMENTO

Genes pair-rule

GENES HOX

Genes efectores En la cascada de genes reguladores en la mosca de la fruta se establece las posiciones e identidades de las estructuras situadas en el eje antero-posterior. Los morfógenos (genes expresados maternalmente que se depositan en el ovulo) provocan la expresión secuencial de genes que funcionan a cada nivel. Los genes en un nivel de la cascada controlan la expresión de los genes situados en niveles inferiores. FACTORES DE TRANSCRIPCIÓN: influyen en el remodelado de la cromatina y se unen a elementos proximales del promotor, intensificadores, silenciadores y otros sitios de regulación del ADN. La transcripción es el nivel fundamental durante la diferenciación, los diferentes tipos de células tienen combinaciones diferentes de factores de transcripción  Defina en el máximo de dos lpneas Gen hox: grupo de genes selectores homeóticos que actúan en el control maestro del desarrollo del eje anteroposterior Gen pair-rule: gen de la regla de par, tras los genes gap se expresan en bandas alternas a lo largo del embrión, controlan la formación de segmentos individuales. Morfógeno: producto génico expresado maternalmente, establece las regiones generales anteroposterior del embrión Gen gap: controlan la formación de grupos de segmentos que definen grandes regiones del cuerpo Célula madre: célula no diferenciada que puede generar diversos tipos de tejidos. Apostosis: muerte celular programada vital para el desarrollo normal 64

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Comente brevemente como se produce la definición del eje anteroposterior de un organismo y la definición de la identidad de cada segmento. El eje anteroposterior(cabeza-vientre) viene definido por la formación de patrones que describen los sucesos que determinan la organización espacial de un embrión. Es una formación progresiva donde los morfógenos desempeñan un papel fundamental a la hora de establecer los ejes corporales y en muchas etapas porteriores. - Morfógenos: establecen las regiones generales antero-posterior - Genes gap: organizan las células en grupos de segmentos a lo largo del eje antero-posterior - Genes pair-rule: organizan las células en segmentos individuales - Genes de polaridad de segmento: establecen el gradiente antero-posterior dentro de cada segmento - Genes hox: activan el desarrollo delas estructuras - Genes efectores: modifican la proliferación, muerte, movimiento y diferenciación de las células  ¿ Qué son los genes pair-rule? Comente brevemente el proceso en el que participan, ¿qué objetivo tiene dicho proceso? Los genes pair-rule o genes de la norma par son genes que se expresan en tercer lugar en la cascada de genes reguladores, en bandas alternativas a lo largo del embrión. Controlan la formación de segmentos individuales. El objetivo del proceso en el que participan es la segmentación del cuerpo del embrión y es un proceso progresivo que tiene lugar paso a paso.  Comente brevemente qué es un morfógeno y el papel que tiene en el desarrollo Es una sustancia o factor que se produce durante el desarrollo embrionario y que facilita el desarrollo de un determinado órgano o estructura. Los genes activados por estos morfógenos generan señales propias con información más específica acerca de la posición de las células. A medida que el desarrollo progresa, ese proceso se repite. El desarrollo va teniendo lugar según una cascada de sucesos puesta en marcha por unas pocas señales fundamentales.  ¿Qué son las células madre? ¿Qué importancia tienen en el organismo? 

Son cualquier célula relativamente indiferenciada que puede dividirse para producir una célula hija que sigue siendo célula madre y otra célula hija que puede diferenciarse en tipos celulares específicos. Su importancia radica principalmente en: -

Auto-renovación: las células madre pueden renovarse indefinidamente. Esto también se conoce como la proliferación. Diferenciación: las células madre tienen la habilidad especial de diferenciarse en células con características y funciones especializadas. - No especializadas: las células madre son las células propias en gran medida no especializadas que a su vez dan lugar a células especializadas.

TEMA 10. VIRUS Y BACTERIAS  ¿Qué tipos de organismos incluye el dominio archaea, qué caracterpsticas tienen y qué puede decir brevemente de ellos¿ Son microorganismos unicelulares con morfología procariota (sin núcleo)en general orgánulos membranosos internos. Tienen una gran resistencia y facilidad para vivir en altas temperaturas. Presentan múltiples formas esféricas, espirales, rectangulares. Composición de los flagelos diferente de las bacterias pudiendo ser más largos y gruesos. Arqueobacterias, halófilas  ¿En qué se diferencian un virus, un virión y un prión? 65

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VIRUS: formas acelulares microscópicas formadas por ADN o ARN, rodeado por una cápsida proteica, necesitan una célula huésped para multiplicarse. - VIRIÓN: moléculas infecciosas de ARN sin cubierta proteica, propios de vegetales - PRION: forma acelular de naturaleza proteica que se encuentra en las neuronas de animales.  Comente las caracterpsticas propias de tres tipos de bacterias extremófilas. Las bacterias extremofilas son las archaeobacteías y carecen de núcleo y no presentan fosfolípidos, pudiendo vivir en ambientes tan duros porque los extremoenzimas son funcionales cuando otros no lo son y alcanzan su rendimiento óptimo a temperaturas elevada o en intervalos amplios de acidez o salinidad. - Termófilas: se desarrollan a elevadas temperaturas superiores a 45 grados - Acidófilas: viven en entornos ácidos - Halófilas: viven en ambientes salinos.  Que estrategias de alimentación pueden encontrarse en las bacteria heterótrofas Obtienen la energía de la oxidación de compuestos químicos orgánicos. Son todas bacterias quimiorganotrofos, y requieren carbono orgánico. Se alimentan del sustrato sobre el que viven, pudiendo optar por una de las siguientes estrategias: - Saprofitismo: descomponen la materia mediante fermentaciones y putrefacciones - Parasistismo: se desarrollan en el medio interno de organismos hospedadores - Simbiosis: ambos individuos obtienen beneficios.  Describa brevemente la estructura y el funcionamiento de los viroides Son moléculas infecciosas de ARN de cadena simple y circular, sin cubierta proteica propia de los vegetales. Adquiere una estructura secundaria similar a la que se encuentra en un ARN de doble cadena, esta estructura pude ser la responsable de su estabilidad en el exterior de la célula. El ARN viroide no codifica para ninguna proteína y se replica por la acción de la ARN polimerasa de la célula, en el núcleo o el cloroplasto.  ¿Qué es un bacteriófago? Realice un dibujo del mismo indicando los distintos elementos que lo componen. Los bacteriófagos o fagos son virus que infectan solo bacterias, están constituidos por una cubierta o cápsida en cuyo interior está su material genético. -

ácido nucleíco capsida o cabeza proteínas cola

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fibras de anclaje placa de la cola



Realice un dibujo de una bacteria señalando los distintos elementos que la componen

 ¿Qué es la transducción en bacterias? ¿cómo se produce? Es la transferencia de material genético entre dos bacterias por medio de un virus bacteriófago que actúa como un vector intermediario entre ellas. Se produce porque durante el ciclo lítico de un virus, las enzimas que empaquetan el ADN vírico en el bacteriófago a veces de forma accidental, ADN bacteriano. Cuando esto sucede el virus recibe el nombre de fago transductor y es liberado con otros virus “normales” cuando la bacteria lisa. Si infecta otra bacteria puede integrar el ADN bacteriano que porta en la bacteria hospedadora, pudiéndose integrar en su cromosoma bacteriano completándose de este modo la transferencia.  Explique y defina el proceso de transformación que puede producirse en bacterias Es un intercambio genético producido cuando una bacteria (receptora) adquiere e incorpora a su información genética un fragmento de ADN que se encuentra en el medio donde habita. La nueva molécula de ADN es incorporada dentro del cromosoma de forma que la información que contiene se transmite a la siguiente generación, pero también se manifiesta en la propia bacteria receptora. Los fragmentos de ADN desnudos suelen proceder de otras bacterias lisadas.  ¿En qué tipo de formas acelulares se produce el ciclo lptico? Explique brevemente cómo se produce. En virus bacterianos, la célula infectada por un virus muere por lisis al liberarse las nuevas copias virales. Es el método de reproducción viral y principal método de replicación viral e involucra la destrucción de la célula infectada. El ciclo consta de las siguientes fases: - Fijación: el virus se une a la célula hospedadora de forma estable - Penetración: entra el ácido nucleico en la célula - Eclipse: se produce la síntesis de ARN y fijación de material genético - Ensamblaje : unión de los capsómeros para formar la cápsida 67

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Lisis o ruptura: muerte celular, los virones salen de la célula mediante la ruptura de la pared bacteriana.  ¿En qué formas acelulares se produce el ciclo lisogénico? Explique cómo se produce Se produce en virus bacterianos. En el bacteriófago se mantiene latente durante un tiempo gracias a la integración de su ADN en el ADN celular o su permanencia como plásmido. Al dividirse la célula produce nuevas células que llevan el ADN del virus incorporado. Cuando se rompe el ciclo lisogénico se produce la activación del ciclo lítico. Son virus atemperados y la forma integrada se conoce como provirus.  Comente brevemente qué son las bacterias autótrofas y los tipos que existen. ¿Realizan este tipo de bacterias la respiración celular? Razone su respuesta. Son aquellas que tienen la capacidad de producir su propio alimento. Su metabolismo se basa en el dióxido de carbono, una sustancia inorgánica que emplean como única fuente de carbono. Emplean la luz y otras sustancias químicas como fuente de energía para su metabolismo. Se clasifican en: - Fotosintéticas: utilizan la luz como fuente de energía - Quimiosintéticas : oxidan compuestos químicos de tipo orgánico o inorgánico. Si realizan la respiración celular ya que tienen la capacidad de sintetizar sustancias nutritivas y esenciales para su metabolismo a partir de sustancias inorgánicas, por ello no requieren de otros seres vivos para su alimentación.  ¿Qué es un virus? Realice un dibujo indicando sus partes fundamentales. Explique un ejemplo del uso de los virus como herramienta biotecnológica. Un virus es una estructura acelular que no son activos fuera de la célula. Si se encuentran en el exterior de la célula se denominan viriones, en el interior de la célula la utilizan para su replicación. Los virus se han utilizado en estudios moleculares y celulares., siendo los sistemas más simples para manipular e investigar las funciones de las células. Un ejemplo es su uso en agricultura, utilizándose para hacer genomas modificados, realizando transgénicos mas productivos. -

¿Qué es la genómica? ¿Qué objetivo tiene? En la metagenómica se emplean bacterias y arqueobacterias, comente las diferencias básicas que hay entre estos dos tipos de microorganismos. La genómica es el conjunto de técnicas que permiten la secuenciación, comparación e interpretación de genes completos. Analiza la expresión génica. 

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La metagenómica es el estudio el material genético obtenido directamente de muestras ambientales, comunidades enteras de microbios sin necesidad de aislarlas previamente. Archaea: la membrana celular contiene enlaces éter; La pared celular carece de peptidoglicano; los genes y las enzimas se comportan más como eucariotas; tienen tres ARN polimerasas como eucariotas; y extremófilos. Bacterias: la membrana celular contiene enlaces éster; la pared celular está hecha de peptidoglicano; tienen sólo una ARN polimerasa; reaccionan a los antibióticos de una manera diferente que las arqueas.  Explique brevemente las principales diferencias entre los procesos de conjugación, transducción y transformación en bacterias. - Conjugación: una bacteria donadora transmite a través de un puente o pili, un fragmento de ADN a otra bacteria receptora. - Transducción: transferencia de ADN de una bacteria a otras, se realiza a través de un bacteriófago - Transformación: intercambio genético producido cuando una bacteria es capaz de captar fragmentos de ADN de otra bacteria que se encuentran dispersos en el medio en el que viven.  Defina en un máximo de dos lpneas: - Virus: estructuras acelulares constituidas básicamente por ADN o ARN protegido por una capsula proteica y no activas fuera de las células, necesitan un hospedador para su reproducción - Bacteria: organismo microscópico unicelular, carente de núcleo, que se multiplica por división celular sencilla o por microesporas. - Arqueobacterias: o archaea son microorganismos unicelulares, sin núcleo y diferentes a las bacterias. Pueden vivir en condiciones ambientales extremas. - Ciclo lisogénico: ciclo de infección de un virus. El ADN bicatenario recombina con ADN bacteriano introduciéndose en este como un gen más. - Conjugación bacteriana: proceso de reproducción de bacterias que se lleva a cabo si la célula presenta el plásmido F que contiene la información genética. VARIOS  Explique el proceso de la transmisión de la señal cuando esta es liposoluble. Las señales liposolubles pueden ser péptidos ¿Cuál es el monómero caracterpstico de este tipo de moléculas? Comente su estructura. La señal liposoluble no tiene la habilidad de difundir a través de la membrana plasmática. Necesitan de un receptor de superficie celular que genera una señal intracelular en la célula diana. El acoplamiento ligando-receptor desencadena una señal intracelular mediada por segundos mensajeros tipo: - Receptores con actividad tirosina-quinasa - Receptores acoplados a proteína G - Canales de iones activados por ligando. Los péptidos y las proteínas se forman por la unión de aminoácidos mediante enlaces peptídicos. Este enlace se establece entre el grupo carboxilo ( COOH) y el grupo amino (-NH2) del segundo aminoácido. En los péptidos el número de aminoácidos suele estar entre dos y cien, en las proteínas la unión de aminoácidos es mayor de cien. La estructura de las proteínas suele estar a cuatro niveles: estructura primaria, secundaria (hélice y laminar), terciaria y cuaternaria. Realizan funciones : estructurales, movimiento y contracción, transporte, reserva energética, defensa, hormonal, enzimática. 69

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