Guía Completa de Bioloxía Celular, Xenética e Conectores

Biología7 oct 2026219,74 KB

O Ciclo Celular e a Interfase

A interfase (fase I) é o período comprendido entre dúas divisións celulares sucesivas, durante o cal a célula crece, realiza a súa actividade metabólica e duplica o ADN para prepararse para a mitose. É a etapa máis longa do ciclo celular (ocupa aproximadamente o 90 % do ciclo) e comprende as fases G1, S e G2. No núcleo non se distinguen os cromosomas porque o ADN está descondensado en forma de cromatina.

Fase G1: A célula crece e aumenta o seu tamaño. Hai intensa síntese de ARNm e proteínas. Presenta un único centrosoma con dous centríolos. Ao final existe un punto de control que decide se a célula continúa cara á división ou entra en G0.

Fase G0: Estado de repouso fóra do ciclo celular. A célula está moi activa realizando as súas funcións especializadas. Pode ser temporal ou permanente (como nas neuronas e células musculares). As células nai non adoitan entrar nesta fase e divídense continuamente.

Fase S: Prodúcese a replicación do ADN para que cada célula filla reciba unha copia idéntica do xenoma. Sintetízanse histonas e duplícanse os centríolos. A partir desta fase a célula ten o dobre de ADN.

Fase G2: Continúa a síntese de ARNm, proteínas e compoñentes necesarios para a mitose. Prepárase a formación do fuso mitótico e a condensación da cromatina. Ao final da fase comezan a distinguirse os cromosomas duplicados.

Puntos de control (checkpoints): Comproban que a célula funcione correctamente e que o ADN estea ben replicado antes da división. As células cancerosas saltan estes controis, polo que se dividen de forma incontrolada.

A División Celular e a Mitose

DIVISIÓN CELULAR (FASE M): A fase M é o proceso polo que unha célula reparte de forma equitativa o seu material xenético e o citoplasma para dar lugar a dúas células fillas idénticas. Inclúe dous procesos: mitose ou cariocinese (división do núcleo) e citocinese (división do citoplasma). Prodúcese nas células somáticas. A mitose é un proceso continuo de división nuclear que garante o reparto equitativo e idéntico do material xenético entre as dúas células fillas. Permite o crecemento, a reparación e a rexeneración dos tecidos nos organismos pluricelulares e a reprodución asexual nos unicelulares.

Fases da Mitose

1. Profase: A cromatina condénsase e os cromosomas fanse visibles. Desaparece o nucléolo. Cada cromosoma está formado por dúas cromátidas irmás. Os centrosomas migran aos polos da célula. Fórmase o fuso mitótico. Na premetafase desaparece a envoltura nuclear e fórmanse os cinetocoros.

2. Metafase: Os centrosomas sitúanse nos polos. Os cromosomas alcanzan o seu máximo grao de condensación. Aliñanse no ecuador da célula formando a placa ecuatorial.

3. Anafase: As cromátidas irmás sepáranse. Os microtúbulos do fuso arrastran cada cromátida cara a un polo oposto. Cada cromátida pasa a ser un cromosoma independente. Iníciase a citocinese.

4. Telofase: Os cromosomas chegan aos polos. Descondénsanse e convértense de novo en cromatina. Reaparece o nucléolo. Reconstrúese a envoltura nuclear. Desaparece o fuso mitótico. Completa a división do citoplasma e fórmanse dúas células fillas.

CITOCINESE: Proceso de división do citoplasma e dos orgánulos celulares entre as dúas células fillas. Iníciase a finais da anafase e complétase durante a telofase, finalizando a división celular.

A) Citocinese nas células animais: Realízase por estrangulación. No plano ecuatorial fórmase un anel contráctil baixo a membrana plasmática. Este anel está formado por filamentos de actina e miosina. A súa contracción produce un suco de división que estrangula progresivamente a célula ata separala en dúas células fillas.

B) Citocinese nas células vexetais: Realízase por tabicación, xa que a parede celular impide a estrangulación. No plano ecuatorial agrúpanse vesículas procedentes do aparato de Golgi. As vesículas e os microtúbulos forman o fragmoplasto. As vesículas fusiónanse formando a placa celular, que medra desde o centro cara á periferia ata dividir a célula. A partir das membranas das vesículas fórmanse as membranas plasmáticas das células fillas. Entre ambas células quedan canles de comunicación chamados plasmodesmos. O contido das vesículas forma a lámina media, rica en pectina e hemicelulosa.

A Meiose

MEIOSE: É o tipo de división celular que realizan as células da liña xerminal para formar os gametos. É un proceso polo que unha célula diploide (2n) dá lugar a catro células fillas haploides (n), coa metade de cromosomas ca célula nai. Ademais, produce variabilidade xenética grazas á recombinación xenética e á segregación ao azar dos cromosomas homólogos. A meiose consta de dúas divisións sucesivas: Meiose I: división reduccional (2n → n). Meiose II: división semellante á mitose.

Primeira División Meiótica (Meiose I)

É unha división reduccional, xa que reduce á metade o número de cromosomas. Ademais, nela prodúcese a recombinación xenética.

Profase I: É a fase máis longa e importante da meiose. Divídese en cinco etapas:

Leptoteno: Os cromosomas duplicados comezan a condensarse. Os cromosomas homólogos aproxímanse.
Zigoteno: Prodúcese a sinapse: apareamento dos cromosomas homólogos. Fórmase o complexo sinaptonémico.
Paquiteno: Fórmanse os bivalentes. Ten lugar o crossing-over ou sobrecruzamento. Prodúcese a recombinación xenética.
Diploteno: Os homólogos comezan a separarse. Permanecen unidos polos quiasmas, puntos onde ocorreu o crossing-over.
Diacinese: Máxima condensación dos cromosomas. Desaparecen nucléolo e envoltura nuclear. Fórmase o fuso.

Metafase I: Os bivalentes (tétradas) sitúanse na placa ecuatorial. Cada cromosoma homólogo oriéntase cara a un polo diferente.

Anafase I: Rompen os quiasmas. Sepáranse os cromosomas homólogos (non as cromátidas). Prodúcese a redución cromosómica. A distribución ao azar dos cromosomas aumenta a variabilidade xenética.

Telofase I: Fórmanse dous núcleos haploides. Cada cromosoma segue formado por dúas cromátidas. Tras a citocinese fórmanse dúas células fillas.

Intercinese: Breve período entre Meiose I e Meiose II. Non hai replicación do ADN.

Segunda División Meiótica (Meiose II)

É moi similar á mitose, pero parte de células haploides:

Profase II: Desaparece a envoltura nuclear. Fórmase un novo fuso.
Metafase II: Os cromosomas sitúanse no ecuador celular.
Anafase II: Sepáranse as cromátidas irmás. Migran cara aos polos opostos.
Telofase II: Fórmanse catro núcleos. Os cromosomas descondénsanse. Reconstrúense as envolturas nucleares.
Citocinese II: Divídese o citoplasma. Fórmanse catro células fillas haploides e xeneticamente diferentes.

SENTIDO BIOLÓXICO DA MEIOSE: Reduce á metade o número de cromosomas para manter constante a dotación cromosómica da especie tras a fecundación. Produce variabilidade xenética mediante: Recombinación xenética (crossing-over). Segregación independente dos cromosomas homólogos.

A Teoría Celular

Evolución da Teoría Celular:

Robert Hooke (1665, século XVII): observou unhas pequenas "celdillas" na cortiza mediante un microscopio duns 50 aumentos. Estas estruturas correspondían ás paredes de células mortas e foi quen acuñou o termo "célula".
Antonie van Leeuwenhoek (1674, século XVII): construíu microscopios simples de ata 200 aumentos e observou por primeira vez protozoos, rotíferos, fermentos, espermatozoides, glóbulos vermellos e bacterias.
Robert Brown (1831, século XIX): descubriu o núcleo celular nas células vexetais.
Jan Purkinje (1838, século XIX): describiu o protoplasma (citoplasma + carioplasma) e definiu a célula como unha masa de protoplasma limitada por unha membrana e que contén un núcleo.
Matthias Schleiden (1838, século XIX): formulou o 1º postulado da teoría celular, segundo o cal todos os seres vivos están formados por unha ou máis células (unidade morfolóxica).
Theodor Schwann (1839, século XIX): estableceu o 2º postulado da teoría celular, afirmando que a célula é a unidade funcional dos seres vivos e realiza as funcións vitais (unidade fisiolóxica). Introduciu tamén o concepto de metabolismo celular.
Rudolf Virchow (1855, século XIX): propuxo o 3º postulado da teoría celular: toda célula procede doutra célula preexistente mediante división celular (unidade reprodutiva).
Santiago Ramón y Cajal (1899, século XIX): confirmou a teoría celular no tecido nervioso ao demostrar que as neuronas son células independentes conectadas mediante contactos celulares.
Walter Sutton e Theodor Boveri (1902, século XX): formularon o 4º postulado da teoría celular, segundo o cal a célula contén a información hereditaria e transmítea á descendencia (unidade xenética).
Ernst Ruska (1932, século XX): inventou o microscopio electrónico (perfeccionado posteriormente en 1952), o que permitiu descubrir estruturas celulares como os ribosomas, lisosomas e microtúbulos.

A Auga e as Biomoléculas

AUGUA: Formada por 2 átomos de H e 1 átomo de O mediante enlaces covalentes (ángulo de 104,5º). O O é máis electronegativo que o H, creando un dipolo (xeometría angular). É polar, con pontes de H que explican todas as súas propiedades (débiles individualmente, eficaces cando son numerosos, estrutura de proteínas e ADN). É a biomolécula máis importante e abundante; podemos atopala circulante (sangue), intersticial (entre células e tecidos) e intracelular (dentro da célula). Constitúe o 50-90 % do peso dos organismos.

Propiedades da Auga

Líquida a temperatura ambiente (elevado punto de fusión e ebulición): As pontes de H manteñen unha elevada forza de cohesión entre as moléculas de H2O, o que permite que se manteña líquida a temperatura ambiente (a diferenza doutras moléculas similares como o NH3 ou CO2, que son gases). Esta propiedade é fundamental en determinadas funcións da auga, como por exemplo a de servir de disolvente de moléculas hidrofílicas e de medio de transporte.
Alto poder disolvente: Grazas á polaridade da molécula de H2O, é capaz de disolver compostos iónicos como os sales minerais e moléculas polares como a glicosa. As moléculas de H2O dispóñense ao redor dos grupos polares do soluto: os átomos de O (-) sitúanse preto dos catións e os de H (+) preto dos anións, producindo o fenómeno de solvatación. De feito, considérase a H2O como o “disolvente universal”.

Funcións Derivadas

Elevada calor de vaporización (Función refrixerante): A H2O permite diminuír a temperatura corporal a través da suoración. As pingas de suor, para evaporarse na superficie corporal, deben romper todos os enlaces de H, e para iso necesitan enerxía que rouban da contorna, refrescando o corpo.
Elevada calor específica (Función termorreguladora ou tampón térmico): A H2O pode absorber calor sen aumentar moito a súa temperatura, polo que é quen de amortecer os cambios térmicos, regula a temperatura do planeta (mar e océanos) e mantén aos organismos (o citosol das células) nuns límites de temperatura axeitados mesmo con grandes variacións no medio.

VITAMINAS: Vitamina C: escorbuto; Vitamina D: raquitismo.

Metabolismo Celular

Respiración celular: $C_6H_{12}O_6 + 6O_2 o 6CO_2 + 6H_2O + 36 ext{ ATP}$
Fotosíntesis: $6CO_2 + 6H_2O + ext{Luz} o C_6H_{12}O_6 + 6O_2$
Glucólisis: $ ext{Glicosa} o 2 ext{ Piruvato} + 2 ext{ ATP} + 2 ext{ NADH}$
Fermentación láctica: $ ext{Glicosa} o 2 ext{ Lactato} + 2 ext{ ATP}$
Fermentación alcohólica: $ ext{Glicosa} o 2 ext{ Etanol} + 2 ext{ ATP}$
Ciclo de Krebs (2 voltas): $2 ext{ Acetil-CoA} o 4CO_2 + 6NADH + 2FADH_2 + 2 ext{ ATP}$

Orgánulos Celulares

Ribosomas: síntese de proteínas (tradución).

RER: síntese de proteínas, de proteínas de secreción e membrana. Formación de pontes disulfuro. Glicosilación inicial das proteínas. Almacenamento e transporte en vesículas cara ao Golgi.

REL: síntese de lípidos (fosfolípidos, colesterol e esteroides). Detoxificación de fármacos e substancias tóxicas. Almacenamento de $Ca^{2+}$ no retículo sarcoplasmático muscular.

APG (Secreción celular): Modificación inicial e empaquetamento. Glicosilación e procesado de proteínas e lípidos. Formación de lisosomas primarios. Síntese de proteoglicanos. Nos vexetais participa na síntese da parede celular.

Lisosomes: Dixestión intracelular. Heterofaxia (material externo). Autofaxia (material propio deteriorado). Reciclaxe de orgánulos celulares.

Peroxisomas: Oxidación de ácidos graxos. Degradación de aminoácidos. Detoxificación celular. Eliminación do peróxido de hidróxeno: $H_2O_2 o H_2O + O_2$. Nos vexetais transforman lípidos en azucres.

Vacúolas: Almacenamento de substancias (auga, sales, pigmentos e metabolitos). Transporte de materiais. Mantemento da turxencia celular. Regulación osmótica.

Mitocondria: Respiración celular, formación de ATP.

Cloroplastos: Fotosínteses.

Núcleo: Almacenar ADN. Dirixir a actividade celular. Replicación do ADN. Transcrición ADN → ARN. Formación das subunidades ribosómicas no nucléolo.

Nucléolo: Formación de ribosomas.

Centrosoma: Organización do citoesqueleto.

Niveis de Organización Biolóxica

Nivel Abiótico

Nivel subatómico → protóns, neutróns, electróns.
Nivel atómico → átomos.
Nivel molecular → biomoléculas (unión por enlaces químicos).
Complexo supramolecular → unión de macromoléculas (membranas, ribosomas...).
Virus (proteínas + ácidos nucleicos).

Nivel Biótico

Nivel celular → célula.
Nivel pluricelular → tecidos, órganos e aparellos/sistemas.
- Tecido: agrupación de células especializadas.
- Órgano: conxunto de tecidos que realizan unha función.
- Sistema: conxunto de órganos parecidos.
- Aparello: conxunto de órganos diferentes que colaboran nunha función.
Nivel organismo → individuo vivo.

Niveis Ecolóxicos

Nivel de poboación → individuos da mesma especie que viven nunha zona e tempo determinados.
Nivel de comunidade → conxunto de poboacións de distintas especies que viven nun mesmo lugar.
Nivel de ecosistema → comunidade + medio físico e as súas relacións.
Biosfera → conxunto de todos os ecosistemas da Terra; engloba todos os seres vivos.

Enxeñaría Xenética e ADN Recombinante

FORMACIÓN DE MOLÉCULAS DE ADN RECOMBINANTE: Denomínase ADN recombinante ás moléculas de ADN que resultan da unión dun xene exóxeno e un vector capacitado para o seu transporte. Utilízase para a inserción de ADN nun ADN receptor.

1. Corte de Fragmentos de ADN

Cortar o ADN en fragmentos pequenos e manexables mediante a utilización dun tipo de encimas coñecidos como encimas de restrición, que poden considerarse as tesoiras biolóxicas.

As endonucleases de restrición son uns encimas bacterianos cuxa finalidade é destruír o ADN procedente de bacteriófagos, e que teñen a propiedade de cortar o ADN nas súas secuencias de nucleótidos de recoñecemento específicas. Cada encima de restrición recoñece unha secuencia específica e corta nese punto cada unha das cadeas de ADN. Os extremos libres que quedan chámanse extremos pegaxentos, porque poden unirse a outros fragmentos de ADN cortados polo mesmo encima. As secuencias de recoñecemento adoitan ser palindrómicas (secuencias iguais en ambas as dúas cadeas con simetría complementaria).

Algunhas endonucleases cortan as dúas cadeas no mesmo lugar, orixinando extremos romos. Outras cortan en lugares diferentes, orixinando extremos cohesivos ou pegaxentos.

2. Separación dos Fragmentos de ADN

Cando se corta unha molécula de ADN con encimas de restrición orixínanse fragmentos de diferentes tamaños. Para separalos utilízase unha técnica, a electroforese en xel. No proceso prepárase unha mestura de fragmentos de ADN e ponse en distintas cubetas. Os fragmentos desprázanse en relación inversa ao seu tamaño: os grandes son máis lentos e os pequenos son máis rápidos.

3. Unión ao Vector

Unha vez obtidos os fragmentos de ADN, hai que unilos a outras moléculas transportadoras chamadas vectores de clonación, que son axentes capaces de introducir os ácidos nucleicos nas células hospedadoras. Frecuentemente, estes vectores son plásmidos bacterianos, xenomas víricos de ADN ou moléculas de ADN sintético. A unión realízase mediante o encima ADN ligasa.

Secuenciación do ADN

SECUENCIACIÓN DO ADN: É un conxunto de métodos e técnicas bioquímicas cuxa finalidade é a determinación da orde dos nucleótidos (A, T, G e C) dunha mostra de ADN. Cando se coñece a secuencia de bases dun xene pódense identificar as rexións codificadoras de proteínas e as rexións reguladoras.

Coñecendo a secuencia codificadora, pódense deducir os aminoácidos da proteína correspondente. Unha das técnicas máis utilizadas na actualidade é a secuenciación automática por terminador fluorescente.

Proceso: Mostra de ADN → Fragmentación do ADN → Adición de terminadores fluorescentes → Electroforese capilar → Lectura da secuencia (A, T, G, C).

Tecnoloxía CRISPR/Cas

TECNOLOXÍA CRISPR/Cas: A tecnoloxía CRISPR/Cas9 é unha ferramenta molecular utilizada para editar ou corrixir o xenoma de calquera célula. Trátase dunhas tesoiras moleculares capaces de cortar a molécula de ADN dun xeito preciso e totalmente controlado, sendo a técnica ideal para modificar a secuencia xenética.

As siglas CRISPR proveñen de Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats (Repeticións Palindrómicas Curtas Agrupadas e Regularmente Interespaciadas). Cas9 é o nome dunha serie de proteínas, principalmente nucleasas, chamadas CRISPR associated system.

Orixe en Procariotas

O sistema CRISPR descubriuse en procariotas, ao observar que unha zona determinada do xenoma estaba chea de repeticións palindrómicas separadas por espazadores procedentes de ADN de virus e plásmidos. Perto deste agrupamento están os xenes Cas que codifican nucleasas.

Trátase dun mecanismo defensivo similar a un sistema inmune: o procariota detecta a secuencia xenética do fago que o infectou, córtala e ináctivaaa. As científicas Doudna e Charpentier recibiron o Nobel de Química en 2020 por aplicar este descubrimento (no que tamén participou o investigador español Francisco Mojica) á edición xenética.

Conectores e Vocabulario en Inglés

Contrastar ideas (Contraargumentos)

Engadir información (Desarrollo)

Furthermore / Moreover → Además / Es más | In addition → Además | What is more → Lo que es más / Además | Besides → Además de / Aparte de | Not only... but also... → No solo... sino también...

Introducir o primeiro argumento

Mostrar causa e efecto

Therefore → Por lo tanto | As a result / Consequently → Como resultado / Por consiguiente | Since / As → Puesto que / Ya que | Due to / Owing to → Debido a | For this reason → Por esta razón

Concluír o texto

In conclusion / To sum up → En conclusión / Para resumir | All in all → En general / Considerando todo | On the whole → En general | Ultimately → En última instancia / Al fin y al cabo

Para falar de desenvolvemento, causas e procesos

Bring about → Provocar / Causar | Give rise to → Dar lugar a / Originar | Result in → Dar como resultado / Derivar en | Build up → Desarrollar / Acumular / Fortalecer

Para analizar, debatir e resolver problemas

Deal with / Cope with → Lidiar con / Afrontar | Look into → Investigar / Analizar a fondo | Point out → Señar / Destacar | Find out → Descubrir / Enterarse de algo | Come up with → Proponer / Idear / Inventar

Para argumentar sobre hábitos, normas ou continuidade

Carry out → Llevar a cabo / Realizar | Go on / Keep on → Continuar / Seguir | Give up → Abandonar / Dejar de hacer algo | Turn out → Resultar ser / Acabar siendo

Exemplos de Textos e Modelos en Inglés

Nowadays, Artificial Intelligence is rapidly changing the educational landscape. While some teachers argue that tools like ChatGPT encourage cheating, I firmly believe that banning them is a mistake.

To begin with, AI is an excellent resource to enhance learning skills. For instance, students can use these platforms to get instant explanations of complex mathematical problems or to practice foreign languages. Instead of forbidding technology, schools must foster its responsible use.

Furthermore, blocking AI in high schools is unrealistic because it is already a widespread reality in our daily lives. Students need to master these digital tools today to avoid future unemployment problems in a highly competitive job market.

To sum up, although AI presents challenges regarding plagiarism, its benefits clearly outweigh the drawbacks. Governments should implement tech guidelines rather than censoring innovation.

Dear [Position of the person: Selection Committee / Festival Organizer / School Principal / Hiring Manager],

I am writing to express my interest in [topic of the exam] advertised recently. As a [student / volunteer / applicant / participant], I am deeply motivated to participate in this initiative.

To begin with, I believe that [activity / project / opportunity] is highly rewarding. It represents an outstanding opportunity to [objective] while developing my [skills]. Moreover, I have recently carried out [similar activities / projects / experiences], which helped me improve my [skills]. I am eager to apply this valuable experience to [organization / project].

Furthermore, I consider myself a responsible and motivated person. I am confident that my ability to [skill] and my enthusiasm for [topic] would allow me to make a positive contribution to your organization.

Thank you for considering my application. I look forward to hearing from you soon to discuss how I can contribute to your upcoming projects.

Yours faithfully,

[Full Name]

Descargar

PDF Word HTML