Las células son la base fundamental de todos los organismos vivos y se clasifican como eucariotas y procariotas. Hay varias diferencias entre ambas, pero la mayor distinción es que las eucariotas tienen un núcleo verdadero que contiene el material genético de la célula, mientras que las procariotas no tienen núcleo y su material genético flota en el citoplasma.
Células procariotas
Células eucariotas
Complejidad
Menos complejas.
Más complejas.
Núcleo
Ausente.
Presente. Rodeado por una envoltura nuclear que consta de dos membranas lipídicas.
Tipo de célula
Generalmente unicelular.
Generalmente pluricelular.
Recombinación genética
Transferencias parciales e indirectas del ADN.
Meiosis y fusión de gametos.
Membrana celular
Presente.
Presente.
Cromosoma
Uno.
Más de uno.
Forma del ADN
Circular de doble cadena.
Lineal de doble cadena.
Lisosomas y peroxisomas
Ausentes.
Presentes.
Retículo endoplásmico
Ausente.
Presente.
Mitocondrias
Ausentes.
Presentes.
Ribosomas
Pequeños, se dispersan y flotan en todo el citoplasma.
Más grandes, más complejos y unidos por una membrana.
Aparato de Golgi
Ausente.
Presente.
Pared celular
Presente. Rígida, rodea a la membrana plasmática y le da forma al organismo. Compuesta de azúcares y aminoácidos.
Presente en plantas y hongos. En las plantas está compuesta principalmente por celulosa y en los hongos por quitina.
El ADN ha sido el protagonista de la genética desde su descubrimiento, mientras que el ARN solo era considerado un simple intermediario entre el ADN, sin embargo, décadas de estudios han revelado funciones de transcripción y regulación genéticas que son esenciales para el desarrollo y funcionamiento de un organismo. A continuación podrás conocer más sobre esta importante biomolécula.
¿QUÉ ES EL ARN?
El ácido ribonucleico o ARN es un heteropolímero lineal no ramificado de ribonucleótidos, es una molécula similar a la de ADN, se compone de sucesiones de nucleótidos unidos por enlaces fosfodiéster. Los nucleótidos están formados por una base nitrogenada y un azúcar. En el ARN el azúcar es unaribosa y las bases nitrogenadas son: adenina (A), citosina (C), guanina (G) yuracilo (U). Este último sustituye a la timina (T) del ADN.
El ARN está formado por adenina, citosina, uracilo, guanina, ribosa, nucleótido, pirimidina, purina y fosfato de azúcar.
El ARN se encuentra en las células procariotas así como en las eucariotas, dado que se trata del único material genético que se produce para ciertos virus. El ARN se ubica con el ADN en el núcleo, sin embargo, puede salir de él y hacer vida en el citoplasma.
TIPOS DE ARN
Existen tres tipos de ARN: el ARN mensajero, el ARN de transferencia y el ARN ribosomal.
ARN mensajero (ARNm)
Es la molécula que se forma al copiar la información del ADN en forma de cadena simple, es el responsable de tomar la información del ADN del núcleo al citoplasma, donde se produce la proteína. Dado que el ARN es una réplica de una de las cadenas de ADN, es a partir de esa información que el ARN mensajero determinará qué aminoácidos son necesarios para la formación de una proteína dada, ya que tiene las grietas de la base de nitrógeno que define cada aminoácido.
ARN de transferencia (ARNt)
El ARNt se encuentra disperso por todo el citoplasma, este se produce a partir de una cadena de ADN, se denomina de transferencia porque es responsable del transporte de los aminoácidos que se usarán en la formación de proteínas a los ribosomas, donde en realidad habrá síntesis de proteínas.
ARN ribosomal (ARNr)
Está formado por moléculas muy largas con numerosos plegamientos y regiones en las que aparecen bases nitrogenadas apareadas, incluye moléculas de diferentes tamaños con estructuras tridimensionales complejas que participan activamente en la síntesis de proteínas. Forma parte de los ribosomas, que es donde se interpreta la secuencia de bases del ARN mensajero y la proteína es sintetizada.
Ribosoma durante la síntesis de proteínas. La interacción de un ribosoma con ARNm y el inicio del proceso de la traducción.
Diferencias entre el ADN y el ARN
El ADN es de cadena doble, mientras que el ARN es de cadena simple.
El azúcar que los compone es diferente. En el ADN es la desoxirribosa y en el ARN la ribosa.
En las bases nitrogenadas del ARN la Timina se sustituye por Uracilo.
El peso molecular del ARN es menor que el del ADN.
El ADN contiene la información genética y el ARN es el que permite que esta sea comprendida por las células.
El ARN presenta una sola cadena polinucleotídica, y es de menor tamaño que el ADN.
¿CUÁL ES LA FUNCIÓN DEL ARN?
Síntesis de proteínas: el ARN es el responsable de garantizar la síntesis de proteínas, en este proceso, el ARNm se lee en los ribosomas, y el ARNt transporta los aminoácidos necesarios para formar la proteína. Por lo tanto, podemos decir que el ARN es una molécula intermedia en la síntesis de proteínas, ya que garantiza que el ADN se traduzca en proteínas.
Acción catalítica: el ARN también puede actuar como enzimas denominadas ribozimas para acelerar las reacciones químicas.
Transporte de información: en varios virus clínicamente importantes, el ARN, en lugar del ADN, transporta la información genética viral.
Regulación de procesos celulares: el ARN también desempeña un papel importante en la regulación de los procesos celulares, desde la división celular, la diferenciación y el crecimiento hasta el envejecimiento y la muerte celular. Los defectos en ciertos ARN ola regulación de los ARN se han implicado en una serie de enfermedades humanas importantes, incluidas enfermedades cardíacas, algunos tipos de cáncer, derrames cerebrales y muchos otros.
¿Sabías qué?
El ADN y ARN son los ácidos nucleicos que conforman la base de nuestro genoma, ambas biomoléculas determinan lo que somos como especie y lo que somos como individuos.
SÍNTESIS DE PROTEÍNAS
La síntesis de proteínas se lleva a cabo en las células, siendo los ribosomas quienes intervienen en la unión de los aminoácidos, mediante enlaces peptídicos.
Los ribosomas son orgánulos celulares cuya función es sintetizar proteínas de acuerdo a información del ADN que se transcribió en ARN mensajero (ARNm). Se componen de proteínas y ARN ribosómico (ARNr).
La síntesis de proteínas se efectúa en el citoplasma, siguiendo la formación impuesta por el ARNm. Al unirse varios aminoácidos se obtiene la cadena proteica o polipéptido, dando origen a proteínas variadas. Según la disposición de la cadena, pueden formar proteínas fibrosas o globulares. Las primeras, también denominadas fibrilares, son poco solubles en agua y facilitan la contracción muscular, por lo que se hallan en tendones, también en cartílagos y huesos.
Las proteínas están presentes en todos los seres vivos. Son las responsables de construir estructuras biológicas y realizar varias funciones indispensables para el desarrollo de los organismos. El ADN determina el orden de los aminoácidos en la formación de proteínas, en el proceso denominado síntesis de proteínas.
Las proteínas se constituyen químicamente por aminoácidos y cumplen funciones de suma importancia para los seres vivos.
¿CÓMO SE SINTETIZAN LAS PROTEÍNAS?
La síntesis de proteínas es un proceso a través del cual se forman nuevas proteínas a partir de los veinte aminoácidos esenciales. Estos aminoácidos se combinan entre sí y son los responsables de la construcción de una gran cantidad de proteínas diferentes.
La síntesis de proteínas tiene como finalidad permitir al organismo formar aquellas macromoléculas que se necesitan para llevar a cabo sus funciones, ya que el cuerpo humano no es capaz de utilizar las proteínas ingeridas únicamente mediante la alimentación, sino que necesita romper sus enlaces peptídicos, y a partir de los aminoácidos que contienen, crear nuevas estructuras.
La síntesis de proteínas en las células consta de dos etapas, la transcripción y la traducción.
LA TRANSCRIPCIÓN
Es el proceso mediante el cual la información contenida en el ADN es copiada en forma de ARN mensajero (ARNm) para la síntesis de proteínas. Es un mecanismo fundamental, ya que gracias a éste se expresa la información genética que llega a todas las partes de la célula.
Es similar a la replicación del ADN: consta de la formación de una cadena inversa a la hebra de ADN copiada, con la diferencia de que una nueva base nitrogenada es insertada y sustituye a la timina. Esta nueva base se llama uracilo. La aparición del uracilo en lugar de la timina es una de las características que distinguen al ARN del ADN.
Dentro de las células eucariotas existen tres polimerasas de ARN distintas. Cada una de ellas es responsable de la transcripción de distintos genes y produce distintos tipos de ARN: la Pol ARN I, la cual genera ARNr (ARN ribosomal), la Pol ARN II, que genera ARNm (ARN mensajero), y la Pol ARN III, que genera ARN de transferencia (ARNt).
La transcripción de un gen ocurre en tres etapas: iniciación, elongación y terminación.
Iniciación: la ARN polimerasa se une al promotor, una secuencia de ADN que se encuentra al inicio de cada gen. Luego de la unión, la ARN polimerasa separa las cadenas de ADN para proporcionar el molde de cadena sencilla necesario para la transcripción.
Elongación: una cadena de ADN actúa como plantilla para la ARN polimerasa. Al leerla, la polimerasa produce una molécula de ARN y una cadena que crece en dirección 5′ a 3′. La nueva cadena de ARN tiene la misma información que la cadena molde de ADN pero al contrario y con la base nitrogenada uracilo (U) en lugar de timina (T).
Terminación: es el proceso de finalización de la transcripción, y sucede cuando la polimerasa transcribe una secuencia de ADN llamada terminador.
TRADUCCIÓN
El ARN mensajero sale del núcleo y se mueve hacia los ribosomas, donde se produce la síntesis de proteínas. A este proceso se lo conoce como traducción. Es importante porque permite la expresión de la información contenida en nuestros genes a proteínas que son necesarias para que la célula lleve a cabo sus funciones vitales.
El ARN mensajero es leído en los ribosomas. Las bases nitrogenadas se agrupan en grupos de 3, llamados codones. Cada codón produce un aminoácido, y el conjunto de aminoácidos mediante una serie de procesos dará lugar a una determinada proteína.
La traducción contiene las mismas tres fases:
Iniciación: el ribosoma se une al ARNm y el primer ARNt para poder dar inicio a la traducción.
Elongación: los ARNt traen los aminoácidos al ribosoma, estos se unen de manera que forman una cadena de aminoácidos extendible.
Terminación: la cadena polipeptídica es liberada para que pueda realizar su función en la célula.
Durante el proceso de síntesis de proteínas primero ocurre la replicación, luego la transcipción y posteriormente la traducción.
RIBOSOMAS
Son los organelos encargados de fabricar proteínas, pueden encontrarse libres en el citoplasma o unidos al retículo endoplasmático rugoso. Su función es sintetizar proteínas en base a las instrucciones y plantillas que reciben de los distintos tipos de ARN.
Los ribosomas que están libres intervienen en la síntesis de proteínas que permanecerán en el citosol; mientras que los que están adheridos a la superficie externa del retículo endoplasmático lo hacen en la síntesis de proteínas que serán enviadas a la superficie de la célula, al exterior o a otros compartimientos del sistema de endomembranas.
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO
El retículo endoplasmático es un organelo celular membranoso formado por una serie de canales que ocupan gran parte del citoplasma y comunican éste último con el núcleo celular. Pueden ser de dos tipos: lisos o rugosos.
Retículo endoplasmático rugoso: también llamado retículo endoplasmático granular, tiene la superficie externa cubierta de ribosomas y se encarga de transportar las proteínas sintetizadas por ellos.
Retículo endoplasmático liso: su aspecto es más tubular y carece de ribosomas. Es poco aparente en la mayoría de las células, pero alcanza un notable desarrollo en las células secretoras de hormonas esteroides.
Las membranas del aparato de Golgi continúan con la envoltura nuclear y pueden extenderse hasta muy cerca de la membrana plasmática.
APARATO DE GOLGI
Son una serie de sacos membranosos aplanados unos sobre otros, cuya función es empaquetar y ordenar las proteínas fabricadas en el retículo endoplasmático rugoso, antes de que sean enviadas hasta su destino final. Cada saco presenta una cara convexa y otra cóncava, esta última orientada hacia la superficie celular.
En las células animales el aparato de Golgi se ubica entre el núcleo y el polo secretor de la célula, mientras que en las células vegetales aparece fragmentado en complejos denominados dictiosomas o golgiosomas.
El aparato de Golgi recibe este nombre porque fue identificado por el médico italiano Camillo Golgi a mediados del siglo XX.
RECURSOS PARA DOCENTES
Artículo “Formación de un nuevo ADN”
En este artículo encontrarás mayor información acerca de la síntesis, transcripción y traducción del ADN.
Los virus son seres vivos tan pequeños que no pueden verse con el microscopio óptico, por lo que para observarlos hay que recurrir al microscopio electrónico.
En 1892 los trabajos llevados a cabo por Dimitri Ivanovsky en el jugo de las hojas atacadas por el mosaico del tabaco demostraron que los agentes causantes de esa enfermedad eran organismos ultramicroscópicos. Ivanovsky observó que si se hacían pasar extractos de estas hojas por filtros con poros muy finos (capaces de retener todas las bacterias conocidas hasta entonces), estos extractos seguían conservando su poder infeccioso, aunque no dio importancia a este hecho. Seis años más tarde, Löffler y Frosch describieron la existencia de agentes patógenos ultramicroscópicos y filtrables, a los que llamaron virus. La virología es la ciencia que se ocupa del estudio de los virus.
Dimitri Ivanovsky fue un científico ruso, el primero en descubrir la existencia de los virus, en 1892.
Los virus no son verdaderas células, su estructura es muy simple y consiste en un ácido nucleico rodeado de una envoltura de proteínas llamada cápsida, y en ocasiones una envoltura de carácter membranoso.
Según la forma de la cápsida, distinguimos varios tipos de virus:
Icosaédricos, cuando forman un poliedro con veinte caras de forma triangular.
Helicoidales, cuando su cápsida tiene forma de cilindro hueco en cuyo interior se encuentra el ácido nucleico. A este tipo pertenece el virus del mosaico del tabaco.
Complejos, cuando tienen formas muy típicas y específicas.
Los más conocidos son los virus de la serie T, que se caracterizan por presentar una cola con simetría helicoidal y una cabeza formada por un prisma hexagonal en cuyos extremos se disponen dos pirámides hexagonales (simetría icosaédrica). Al final de la cola, que puede ser contráctil, presentan una placa distal que está conectada en sus vértices con seis fibras que salen a modo de patas y que constituyen los órganos de reconocimiento del huésped.
Al ser tan simples, los virus no son capaces de vivir por sí solos. Necesitan permanecer en el interior de una célula, gracias a la cual son capaces de reproducirse.
Según el tipo de célula parasitada, los virus se pueden dividir en bacteriófagos o fagos (si infectan bacterias), virus de vegetales y virus de animales.
¿Lo sabías? Los virus no son organismos capaces de vivir por sí solos.
Para obtener poblaciones de virus en el laboratorio es necesario cultivarlos en los organismos vivos adecuados. Para los virus de vegetales se utilizan como sustratos células del meristemo de la raíz; los virus de animales se siembran en embriones de pollo o en cultivos de tejidos animales. Por último, en el caso de los fagos hay que contar con un cultivo de la bacteria específica a la que parasitan.
Cuando un fago se pone en contacto con una bacteria y la reconoce, inyecta su ácido nucleico mediante la contracción de la vaina. Una vez dentro de la bacteria, utiliza su propia información genética para bloquear la síntesis de ADN, ARN y de proteínas bacterianas. Apropiándose de la maquinaria sintética (ribosomas, enzimas…) dirige la síntesis de su ácido nucleico y de las proteínas de su cápsida, que en un momento dado se ensamblan formando nuevos virus. De este modo se acumulan gran cantidad de fagos en el interior de la célula huésped. Cuando las cápsidas están formadas, con los ácidos nucleicos en su interior, la pared de la bacteria se rompe de forma violenta (lisis) y numerosos fagos, dispuestos a infectar nuevas bacterias, son liberados al medio.
La infección por microorganismos constituye una de las causas más frecuentes de enfermedad en todas las sociedades.
Cuando un cultivo de bacterias ha sido infectado por un virus se observan unas “calvas” llamadas halos de lisis.
Los virus de vegetales y animales actúan de forma muy parecida, “matando” a las células que parasitan una vez que han conseguido multiplicarse a sus expensas. Esto es un ciclo lítico.
La mayoría de los virus perjudican más o menos a la célula que los hospeda (célula huésped) y producen enfermedades llamadas virosis, tanto en plantas -el virus del mosaico del tabaco-, como en animales -el virus de la mixomatosis en los conejos-. Otro tipo de ciclo es el ciclo lisogénico: no destruyen la célula huésped, sino que el ácido nucleico se incorpora al ADN celular. Son virus atenuados o profagos. La célula receptora se llama lisógena. Es un ciclo que puede permanecer así latente hasta que se produce un estímulo del profago y se inducirá el ciclo lítico.
Enfermedades humanas tales como el sarampión, las paperas, la gripe o el sida son también producidas por virus.
Las enfermedades producidas por microorganismos pueden denominarse enfermedades infecciosas porque están provocadas por la “infección” o entrada de estos en el organismo.
Un individuo enfermo puede transmitir la enfermedad a otro sano, y entonces se habla de contagio. Esto puede ocurrir directamente, de un individuo a otro de la misma especie, o bien a través de un intermediario. Como ejemplos de enfermedades transmitidas por contagio se hallan la mordedura de un perro rabioso, que nos puede producir la rabia; la picadura de un mosquito, la fiebre amarilla y el paludismo.
Decimos entonces en el primer caso que se ha producido un contagio directo. En el segundo de los casos se habla de contagio indirecto y el medio por el que se transmite la enfermedad (el mosquito, la ropa, el aire, el agua, etc.) es denominado agente propagador o agente infeccioso, que no tiene que padecer la enfermedad que transmite.
VOLVER A LOS ARTÍCULOS
