Fundamentos de Biología Celular y Molecular: ADN, ARN y la Célula

Ácidos Nucleicos: ADN y ARN

ADN (Ácido Desoxirribonucleico)

Composición Química:

• **Pentosa**: La **D-desoxirribosa**.
• **Bases nitrogenadas**: **Adenina (A)**, **Guanina (G)**, **Timina (T)** y **Citosina (C)**, presentes en la misma proporción (regla de Chargaff).

Estructura:

• **Cadena**: Es **bicatenario**, constituido por una doble cadena de **polinucleótidos**.
• **Configuración**: Adopta una **doble hélice**, con las dos cadenas unidas mediante el emparejamiento de las bases: **Adenina con Timina (A-T)** y **Citosina con Guanina (C-G)**.

Localización:

• En las **células eucariotas**, se encuentra en el **núcleo** formando los **cromosomas**.
• En las **células procariotas**, forma un **cromosoma desnudo** y disperso por el **citoplasma** celular.

Funciones:

La **información genética** sobre qué **aminoácidos (aa)** y en qué orden deben unirse para producir todas las **proteínas celulares** está codificada en la secuencia de bases del **ADN**. Un **gen** se define como un fragmento de ADN que contiene la información para la síntesis de una **cadena polipeptídica**. En el proceso de **transcripción**, se traslada la información del ADN a otra molécula: el **ARN mensajero (ARNm)**.

ARN (Ácido Ribonucleico)

Composición Química:

• **Pentosa**: La **D-ribosa**.
• **Bases nitrogenadas**: **Adenina (A)**, **Guanina (G)**, **Uracilo (U)** y **Citosina (C)**, presentes en diferentes proporciones.

Estructura:

• **Cadena**: Son **monocatenarios**, constituidos por una sola cadena **polinucleotídica**.
• **Configuración**: No presenta una estructura espacial determinada, salvo el **ARN de transferencia (ARNt)**, que adopta una forma de **hoja de trébol**.

Localización:

Se sintetizan en el **núcleo** mediante un proceso denominado **transcripción**, y de ahí pasan al **citoplasma** donde ejercen su función.

Funciones:

Actúa como **intermediario** para llevar la información del núcleo al citoplasma. La **traducción** de la secuencia de bases del **ARNm** se realiza en los **ribosomas** del citoplasma. Los **ARNt específicos** transportan los **aminoácidos** y los colocan en el orden adecuado para formar la **proteína**.

Nivel Celular

2.1. La Teoría Celular

La primera descripción la realizó **Robert Hooke** en **1665** al observar al microscopio una lámina de corcho. Las llamó **células** (del latín *cellulae*, "celdillas de panal"). Posteriormente, se descubrió la existencia de **células libres**. En **1838-1839**, **Matthias Schleiden** y **Theodor Schwann** formularon la **Teoría Celular**. La **célula** es definida como la **unidad anatómica y funcional** de todos los organismos. Es el organismo más pequeño dotado de **vida propia**.

La Teoría Celular se fundamenta en los siguientes principios:

• Existencia de organismos **pluricelulares** y **unicelulares**.
• Toda célula procede de otra célula preexistente, originándose por **reproducción celular** (principio de *Omnis cellula e cellula* de Virchow).
• En los seres pluricelulares, cada una de sus células tiene **vida propia** y realiza sus funciones vitales.

2.1.1. Tipos de Células: Procariotas y Eucariotas

Célula Eucariota:

• **Citoplasma** con alto grado de complejidad.
• **Orgánulos** con membranas.
• **Núcleo diferenciado** y **ADN** asociado a proteínas (histonas).

Célula Procariota:

• Sin **núcleo verdadero**.
• **Citoplasma** poco complejo.

Virus:

Su gran simplicidad estructural y carencia de metabolismo propio los convierte en entidades biológicas en el **límite entre lo vivo y lo inerte**.

2.2. La Célula Eucariota

2.2.1. Membrana Plasmática

La **membrana plasmática** delimita la célula de su medio externo, permitiendo el paso de sustancias a través de ella. Está constituida por una **bicapa lipídica** y **proteínas**. Los lípidos que la conforman son principalmente **fosfolípidos** y **esteroides** (como el colesterol en células animales).

Las proteínas que conforman la membrana son:

• **Periféricas**: Situadas en las superficies de la doble capa de lípidos.
• **Integrales**: Atraviesan toda la membrana, sobresaliendo por ambos lados.

Propiedades de la Membrana Plasmática:

• **Autoensamblaje**: Muestran una tendencia natural al autoensamblaje y a formar bicapas.
• **Autosellado**: Es una consecuencia del autoensamblaje; si se rompen o se separan los fosfolípidos, estos se reorganizan y se unen de nuevo.
• **Fluidez**: Al no existir enlaces covalentes y sí enlaces débiles, los componentes pueden desplazarse lateralmente, lo que confiere a la membrana una extraordinaria **fluidez** y **flexibilidad** (Modelo del Mosaico Fluido).
• **Impermeabilidad selectiva**: Debido a la naturaleza **hidrofóbica** y **apolar** de la bicapa, permite que la membrana actúe como **barrera de contención**, impidiendo que escape de la célula la mayor parte de su contenido hidrosoluble.

Funciones de la Membrana Plasmática:

• **Permeabilidad Selectiva**: Media el control del paso de sustancias entre el exterior y el interior celular. Los sistemas de transporte son diferentes según sean moléculas pequeñas o macromoléculas y partículas. Puede ser **transporte pasivo** o **transporte activo**.

Transporte Pasivo:

Se basa en el fenómeno de la **difusión** y no necesita aporte de energía por parte de la célula. Consiste en el movimiento de las moléculas a favor del **gradiente de concentración**, es decir, las moléculas van de donde se encuentran más concentradas a la zona de menos concentración. Hay sustancias que se difunden más rápido porque son ayudadas por **proteínas transportadoras**. A esta forma de transporte pasivo se le denomina **difusión facilitada**.