Fundamentos de Biomoléculas, Estructura de Proteínas y Fases de la Meiosis
1. Biomoléculas: Monómeros y Polímeros
Las biomoléculas se organizan frecuentemente en relaciones de monómero - polímero.
- Proteínas: Las citocinas regulan la respuesta inmune. Constituyen la fuente 3 de alimentos (energía).
- Carbohidratos (Glúcidos): Representan la fuente 1 de energía.
- Monosacáridos: Glucosa-6, fructosa-6, ribosa-5.
- Oligosacáridos: Lactosa (glucosa + galactosa), sacarosa (glucosa + fructosa).
- Polisacáridos: Almidón, glucógeno.
- Lípidos: Constituyen la fuente 2 de energía; intervienen en la formación de hormonas sexuales y vitaminas D y E.
- ADN (Ácido Desoxirribonucleico): Presenta enlaces fosfodiéster y apareamiento de bases nitrogenadas: Timina - Adenina (T-A) y Guanina - Citosina (G-C).
2. Genoma y Proteoma
- Genoma: Conjunto total de genes de un individuo. Es inalterable durante la vida del individuo, salvo que ocurra una mutación.
- Proteoma: Conjunto o set completo de proteínas producidas por un organismo en un tiempo dado. Es variable y depende de las condiciones medioambientales.
- Proteoma celular: Conjunto total de proteínas presentes en un tipo celular bajo determinadas condiciones medioambientales.
3. Niveles de Organización y Estructura de las Proteínas
- Estructura Primaria (str1): Es la asociación lineal de aminoácidos unidos mediante enlaces peptídicos (enlaces covalentes fuertes).
- Estructura Secundaria (str2): Disposición espacial local de la cadena polipeptídica:
- Conformación al azar: No presenta un nivel superior ordenado visible de organización.
- Alfa-hélice (α-hélice): Se establecen puentes de hidrógeno (enlaces débiles) entre aminoácidos cercanos, organizando una estructura helicoidal.
- Lámina beta (β): Es la asociación ordenada de aminoácidos contiguos formando láminas plegadas.
- Tipo colágeno: Repetición periódica de tres aminoácidos (generalmente glicina, prolina y cualquier otro), formando una fibra helicoidal relativamente rígida.
- Estructura Terciaria (str3): Interacción tridimensional entre aminoácidos más o menos alejados en la estructura secundaria. Se mantiene mediante puentes de hidrógeno (enlaces débiles) o por puentes disulfuro (enlaces covalentes fuertes) entre aminoácidos cisteína, los cuales poseen azufre en su estructura.
- Estructura Cuaternaria (str4): Unión de dos o más cadenas polipeptídicas mediante enlaces débiles o fuertes para conformar una proteína funcional completa. Las cadenas pueden ser iguales o diferentes. Por ejemplo, la hemoglobina está formada por cuatro cadenas polipeptídicas.
4. División Celular: Mitosis y Meiosis
- Mitosis: Mecanismo celular orientado a la constancia genética.
- Meiosis: Mecanismo celular orientado a generar diversidad genética.
Meiosis I
La Meiosis I se caracteriza porque los pares de cromosomas homólogos están apareados a lo largo de toda su longitud en un proceso llamado sinapsis (fenómeno que no ocurre en la mitosis). Este emparejamiento perdura desde la profase I hasta el final de la metafase I.
Profase I
Comienzan a desaparecer la lámina nuclear y la carioteca, se forman los cinetocoros en cada cromosoma y se ensambla el huso meiótico. Se aparean los cromosomas homólogos y ocurre la formación de quiasmas (puntos de unión donde se entrecruzan las cromátidas homólogas), lo que permite la recombinación genética (crossing-over). Se divide en cinco etapas:
- Leptoteno: Comienzan a visualizarse y condensarse los cromosomas.
- Zigoteno: Ocurre el apareamiento específico (sinapsis) de los cromosomas homólogos.
- Paquiteno: Visualización clara de la tétrada. Se produce la recombinación genética o crossing-over.
- Diploteno: Los cromosomas homólogos inician su separación y se hacen evidentes los quiasmas.
- Diacinesis: Se alcanza la máxima condensación y se prepara la separación de los homólogos.
Metafase I
Ocurre la permutación cromosómica: los pares de cromosomas homólogos se colocan al azar en la placa ecuatorial. Los cromosomas bivalentes (apareados en sinapsis) se alinean en el plano ecuatorial con una orientación aleatoria hacia los polos. Esto representa un 50% de probabilidad de que las células hijas reciban el cromosoma homólogo materno o paterno por cada par.
Anafase I
Los quiasmas se separan y cada cromosoma homólogo completo (conformado cada uno por dos cromátidas hermanas) migra hacia los polos opuestos de la célula.
Telofase I
Las envolturas nucleares reaparecen transitoriamente alrededor de cada conjunto cromosómico y las células continúan hacia la Meiosis II.