Biologia Cel·lular Essencial: DNA, Origen de la Vida i Biomolècules

Replicació del DNA: Comparativa Procariotes vs. Eucariotes

Lloc de replicació

• Procariotes: Citoplasma
• Eucariotes: Nucli

Origen de replicació

• Procariotes: Un sol origen
• Eucariotes: Múltiples orígens

Velocitat del procés

• Procariotes: Ràpida
• Eucariotes: Lenta

Forma del DNA

• Procariotes: Circular, sense histones
• Eucariotes: Lineal, amb histones

Enzims implicats

• Procariotes: Polimerases simples
• Eucariotes: Polimerases complexes i diverses

Transcripció del DNA: Comparativa Procariotes vs. Eucariotes

Lloc de transcripció

• Procariotes: Citoplasma
• Eucariotes: Nucli

Processament del mRNA

• Procariotes: No hi ha processament
• Eucariotes: Hi ha cap 5’, cua poli-A i splicing

ARN polimerasa

• Procariotes: Una sola
• Eucariotes: Tres tipus (I, II i III)

Promotor i inici

• Procariotes: Promotor simple, pocs factors
• Eucariotes: Promotor complex, molts factors

Relació amb la traducció

• Procariotes: Transcripció i traducció simultànies
• Eucariotes: Processos separats, en llocs i temps diferents

Detalls de la Replicació del DNA en Procariotes

La replicació del DNA en procariotes s'inicia amb el reconeixement de l'origen de replicació. En aquest punt, es forma una bombolla de replicació i els enzims essencials s'acoblen a cada forqueta de replicació.

Síntesi de la cadena líder

A la cadena líder, la primasa col·loca un encebador d'RNA. Seguidament, la DNA polimerasa III afegeix nucleòtids en direcció 5’ → 3’ de manera contínua, sense interrupcions.

Síntesi de la cadena endarrerida

La cadena endarrerida es sintetitza de manera discontínua, en fragments. El procés comença amb un encebador col·locat una mica més enllà de la forqueta, on la DNA polimerasa III forma un fragment d'Okazaki. La primasa continua generant nous encebadors, permetent l'addició de més fragments. Posteriorment, la DNA polimerasa I substitueix els encebadors d'RNA per DNA, i la ligasa uneix aquests fragments, formant una cadena contínua.

Finalització de la replicació

Un cop finalitzada la replicació, es generen dues molècules de DNA circular doble. Les topoisomerases intervenen per separar aquests anells, tallant un d'ells, fent passar l'altre a través del tall i tornant-lo a lligar.

Detalls de la Replicació del DNA en Eucariotes

En eucariotes, el procés de replicació del DNA és similar al dels procariotes, però presenta diferències significatives. La replicació té lloc exclusivament al nucli cel·lular, i el DNA està estretament associat a proteïnes histones, fet que pot alentir el procés.

Altres característiques distintives inclouen:

• Les DNA polimerases són més complexes i diverses.
• Els fragments d'Okazaki són generalment més curts.
• Hi ha múltiples orígens de replicació al llarg de cada cromosoma lineal.

La replicació del DNA eucariota es produeix durant la fase S del cicle cel·lular. Durant la fase G1 prèvia, els orígens de replicació són "marcats" o pre-replicatius, preparant-se per a la seva activació posterior.

Teoria de les Fonts Hidrotermals: Origen de la Vida

La Teoria de les Fonts Hidrotermals proposa que la vida es va originar al fons dels oceans, específicament prop de les fonts hidrotermals submarines. Aquestes fonts emeten aigües extremadament calentes i riques en minerals procedents de l'interior de la Terra.

Aquestes condicions es consideren ideals per a l'aparició de la vida per diverses raons:

• Hi ha una energia constant disponible, provinent de la calor geotèrmica de la Terra.
• Es troben compostos químics abundants i rics en sofre, ferro i altres minerals essencials.
• Les parets de les xemeneies hidrotermals podrien haver actuat com a estructures protectores, on les molècules orgàniques s'acumulaven i es combinaven, facilitant reaccions complexes.

Tots aquests factors podrien haver permès la formació i l'evolució dels primers organismes vius en un entorn protegit i energèticament favorable.

Funcions dels Glúcids (Carbohidrats)

• Font d'energia ràpida: La glucosa s'utilitza com a combustible immediat per a la cèl·lula.
• Reserva energètica: El midó actua com a reserva en plantes, i el glicogen en animals.
• Funció estructural: La cel·lulosa forma la paret cel·lular de les plantes, proporcionant suport.

Funcions dels Lípids

• Reserva energètica a llarg termini: Emmagatzemen energia de manera eficient.
• Aïllament tèrmic i protecció: La capa de greix sota la pell ajuda a mantenir la temperatura corporal i protegeix òrgans.
• Constitució de membranes cel·lulars: Els fosfolípids són components clau de la bicapa de la membrana plasmàtica.

Funcions de les Proteïnes

• Funció estructural: El col·lagen, per exemple, és fonamental en els teixits connectius.
• Funció enzimàtica (catalitzadors): L'amilasa, per exemple, trenca el midó durant la digestió.
• Funció de transport: L'hemoglobina transporta oxigen a la sang.