Fundamentos de Biología Celular y Molecular: Procesos Clave y Estructuras

Procesos Fundamentales de la Biología Molecular

El Splicing o Corte y Empalme del ARNm

El proceso de corte y empalme (splicing) es una de las etapas cruciales en la maduración del ARNm (ARN mensajero). Consiste en la eliminación de los intrones (secuencias no codificantes o sin información) y la unión de los exones (secuencias codificantes o con información). Este proceso tiene lugar en el núcleo celular.

Enlaces Químicos en Biología: El Puente de Hidrógeno

Un enlace por puente de hidrógeno es una interacción intermolecular débil que se produce cuando un átomo de hidrógeno, que está covalentemente unido a un átomo altamente electronegativo (como oxígeno o nitrógeno), se acerca a otro átomo electronegativo, formando una especie de "puente". Este enlace es significativamente más débil que un enlace covalente, pero es fundamental para la estabilidad y las propiedades de numerosas moléculas biológicas. Ejemplos clave incluyen la estructura del agua (H₂O) y la doble hélice del ADN.

Funciones de Biomoléculas Clave

• Lípido con función de reserva energética: Triglicéridos.
• Lípido con función antioxidante: Vitamina E (tocoferoles).
• Proteína con función estructural: Colágeno.
• Proteína con función hormonal: Insulina.

Mutaciones y Codificación Genética

Un cambio de nucleótido puede tener diversas implicaciones en la codificación genética:

• En algunos casos, un cambio de nucleótido no implica un cambio en la codificación del aminoácido (por ejemplo, para la valina), lo que se conoce como mutación silenciosa.
• En otros, un cambio puede implicar la anulación de un codón o triplete de STOP, lo que resulta en la codificación de aminoácidos adicionales (como tirosina y valina en un ejemplo dado), hasta que se encuentre un nuevo codón de STOP. Este fenómeno se denomina mutación de lectura extendida o readthrough mutation.

Propiedades y Funciones del Agua

El Agua como Disolvente Universal

El agua es un disolvente polar, lo que significa que posee una distribución desigual de carga eléctrica. Los átomos de oxígeno presentan una carga parcial negativa (δ-) y los átomos de hidrógeno una carga parcial positiva (δ+). Esta polaridad permite que las moléculas de agua rodeen los iones de las sales minerales (como el Na⁺ y Cl⁻) y, debido a la atracción entre cargas opuestas, disuelvan las sales, separando los iones en un proceso conocido como hidratación.

Características Estructurales y Propiedades Biológicas del Agua

La molécula de agua (H₂O) tiene una forma angular, con los átomos de hidrógeno unidos al oxígeno mediante enlaces covalentes. La mayor electronegatividad del oxígeno genera una carga parcial negativa en él y cargas parciales positivas en los hidrógenos, confiriendo a la molécula su carácter polar. Esta polaridad es la base de sus propiedades biológicas esenciales:

• Alta capacidad calorífica: Permite al agua absorber o liberar grandes cantidades de calor con cambios mínimos de temperatura, lo que es crucial para mantener estable la temperatura corporal y facilitar la regulación térmica en los organismos.
• Alta cohesión y adhesión: La cohesión (atracción entre moléculas de agua) y la adhesión (atracción entre agua y otras superficies) facilitan el transporte de agua en plantas, manteniendo unida la columna de agua y permitiendo su ascenso por los vasos capilares (fenómeno de capilaridad).

Identificación y Estructuras Celulares

Características de una Célula Animal

La descripción corresponde a una célula animal, lo cual se deduce por las siguientes características:

• Ausencia de pared celular: Carece de esta cubierta externa rígida que actúa como un exoesqueleto, dotando de rigidez y soporte a las células vegetales y que se desarrolla sobre la membrana plasmática.
• Presencia de centrosomas: Estas estructuras sin membrana solo aparecen en células animales y son los encargados de formar los microtúbulos del huso acromático durante la división celular.
• Ausencia de cloroplastos: Carece de estas estructuras exclusivas de las células vegetales, donde se lleva a cabo el proceso de fotosíntesis.

Orgánulos y Estructuras Celulares: Definiciones Clave

• Red de membranas internas donde se sintetizan lípidos: Retículo endoplásmico liso.
• Proyecciones extracelulares cortas que sirven para el movimiento: Cilios.
• Orgánulo de doble membrana donde se llevan a cabo los procesos respiratorios: Mitocondria.
• Da forma y sostén a la célula y participa en los movimientos intracelulares: Citoesqueleto.
• Cilindros huecos que originan el huso en algunas células: Centriolos.
• Estructura rígida que rodea la célula: Pared celular.
• Sacos membranosos apilados que procesan, modifican y distribuyen proteínas: Aparato de Golgi.
• Lugar concreto del orgánulo donde se lleva a cabo el ciclo de Calvin: Estroma de los cloroplastos.

Metabolismo Energético: Tipos de Fermentación

• Fermentación Láctica: En este proceso, la glucosa se convierte en ácido láctico. Es característica de ciertas bacterias, como las del género Lactobacillus, y ocurre también en las células musculares bajo condiciones anaeróbicas.
• Fermentación Alcohólica: Aquí, la glucosa se transforma en etanol y dióxido de carbono (CO₂). Este tipo de fermentación es llevada a cabo por levaduras, como Saccharomyces cerevisiae, y es fundamental en la producción de bebidas alcohólicas y pan.