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Antologias - Biología Contemporanea, Antología de Biología, Síntesis de proteína, La SÍNTESIS de PROTEÍNAS tiene lugar de la manera siguiente



COLEGIO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS DEL ESTADO DE DURANGO

Biología Contemporanea

Antología de Biología


Índice

















Introducción
Por medio de esta antología les hablaremos de los diversos temas que se vieron en este parcial, con el objetivo de que el alumno realice e identifique los conceptos siguientes
Los acidos nucleicos, síntesis de proteína, transcripción y traducción, las funciones de las proteínas, bioética, biotecnología y tipos de biotecnología. Por medio de clases expuestas por los mismos alumnos de la institución, trabajos de investigación y proyectos desarrollados por los mismos que contribuyen las habilidades y competencias mediante un amiente de armonía, respeto y responsabilidad ante todo.


















Síntesis de proteína
SINTESIS DE PROTEINAS: El ADN dirige la síntesis del ARN, luego el ARN dirige la síntesis de proteínas y finalmente, una serie de proteínas específicas catalizan la síntesis tanto del ADN como del ARN.
Las INSTRUCCIONES para construir las proteínas estan codificadas en el ADN y las células tienen que traducir dicha información a las proteínas.

El PROCESO consta de dos etapas
1- TRANSCRIPCION: La transcripción es el proceso durante el cual la información genética contenida en el ADN es copiado a un ARN de una cadena única llamado ARN mensajero. La transcripción es catalizada por una enzima llamada ARN-POLIMERASA. Elproceso se inicia separandose una porción de las cadenas de ADN: una de ellas, llamada HEBRA SENTIDO es utilizada como molde por la ARN-polimerasa para incorporar nucleótidos con bases complementarias dispuestas en la misma secuencia que en la HEBRA ANTI-SENTIDO, complementaria de la hebra sentido inicial. La única diferencia consiste en que la TIMINA del ADN inicial es sustituida por URACILO en el ARN mensajero. Así, por ejemplo, una secuencia ATGCAT de la hebra sentido del ADN inicial producira una secuencia UACGUA.
Ademas de las secuencia de nucleótidos que codifican proteínas, el ARN mensajero copia del ADN inicial unas regiones que no codifican proteínas y que reciben el nombre de INTRONES. Las partes que codifican proteínas se llaman EXONES. Por lo tanto, el ARN inicialmente transcrito contiene tanto exones como intrones. Sin embargo, antes de que abandone el NÚCLEO para dirigirse al CITOPLASMA donde se encuentran los RIBOSOMAS, este ARN es procesado mediante operaciones de CORTE y EMPALME, eliminandose los intrones y uniéndose entre sí los exones. Este ARN-m maduro es el que emigra al citoplasma. Un único gen puede codificar varias proteínas si el ARN-m inicial puede ser cortado y empalmado de diversas formas. Esto ocurre, por ejemplo, durante la diferenciación celular en donde las operaciones de corte y pegado permiten producir diferentes proteínas.


Ademas de utilizarse como MOLDE para la síntesis del ARN-m, el ADN también permite la obtención de otros dos tipos de ARN
1- El ARN de TRANSFERENCIA (ARN-t) que se une específicamente a cada uno de los 20 aminoacidos ylos transporte al ribosoma para incorporarlos a la cadena polipeptídicas en crecimiento.
2- El ARN RIBOSÓMICO (ARN-r) que conjuntamente con las proteínas ribosómicas constituye el ribosoma.

2- TRADUCCION: El ARN-m maduro contiene la información para que los aminoacidos que constituyen una proteína en vayan añadiendo según la secuencia correcta. Para ello, cada triplete de nucleótidos consecutivos (CODÓN) especifica un aminoacido. Dado que el ARN-m contiene 4 bases, el número de combinaciones posibles de grupos de 3 es de 64, número mas que suficiente para codificar los 20 aminoacidos. De hecho, un aminoacido puede ser coficado por varios codones.

La SÍNTESIS de PROTEÍNAS tiene lugar de la manera siguiente
- INICIACIÓN: Un factor de iniciación, GPT y metionil-ARN-t forman un complejo que se une a la subunidad ribosómica grande. A su vez, el ARN-m y la subunidad ribosómica pequeña se unen al encontrar esta última el codón de iniciación que lleva el primero. A continuación ambas subunidades ribosómicas se unen. El metionil-ARN-t esta posicionado enfrente del codón de iniciación (AUG). El GPT y los factores de iniciación de desprenden quedando el ARN-t unido al ribosoma.
- ELONGACIÓN: Un segundo aminoacil-ARN-t se coloca en la posición A de la subunidad grande del ribosoma. Un complejo activado por GPT se ocupa de formar el enlace peptídico quedando el péptido en crecimiento unido al aminoacil-ARN-t entrante. Al mismo tiempo, el primer ARN-t se separa del primer aminoacido y del punto P del ribosoma.
El ribosoma mueva un triplete hacia la DERECHA, con los que elpeptidil-ARN-t queda unido al punto P que había quedado libre. Un tercer aminoacil-ARN-t se coloca en la posición A y se repite el proceso de formación del enlace peptidico, quedando el peptido en crecimiento unido al ARN-t entrante. Se separa el segundo ARN-t del segundo aminoacido y del punto P del ribosoma.
- TERMINACIÓN: El ARN-m que se esta traduciendo lleva un codón de terminación (UAG). Cuando el ribosoma llega a este codón, la proteína ensamblada es liberada y el ribosoma se fragmenta en sus subunidades quedando listo para un nuevo proceso. El ribosoma se desplazaba a lo largo de una hebra de ARN-m leyendo los tripletes de uno en uno. La síntesis de proteínas progresa a razón de 15 aminoacidos/segundo. Dada la longitud del ARN-m, varios ribosomas pueden ir leyendo codones y sintetizando proteínas. El conjunto se denomina POLIRRIBOSOMA.
Transcripción y traducción
Traducción Genetica: Es cambio de la información contenida en la secuencia de los cuatro nucleótidos del ARNm por la debida al ordenamiento de los 20 aminoacidos en la estructura de las cadenas polipeptídicas. Cada aminoacido se une a una pequeña molécula específica de ARN que sirve para su identificación, denominado ARN de transferencia. Esta molécula transfiere los aminoacidos libres de la solución al punto de formación de las cadenas polipeptídicas cuando esta indicado por las instrucciones contenidas en la molécula de ARN mensajero. El proceso tiene lugar en la interacción de los codones del ARNm con la región del anticodon de los aminoacil-ARNt. Se distinguen en ella las etapas de iniciación, elongación yterminación en la que participan diferentes factores proteicos.



Transcripción genética: Es el primer proceso de la expresión genética. Durante la transcripción genética, las secuencias de ADN son copiadas a ARN mediante una enzima llamada ARN polimerasa. La transcripción produce ARN mensajero como primer paso de, en la mayoría de los casos, la síntesis de proteínas. La transcripción del ADN también podría llamarse síntesis del ARN mensajero.








Las funciones de las proteínas
Las funciones de las proteínas son de gran importancia aunque mucha gente piensa que sirven sólo para crear los músculos y poco mas, sin embargo, las funciones de las proteínas son varias y bien diferenciadas. Las proteínas determinan la forma y la estructura de las células y dirigen casi todos los procesos vitales.
Las funciones de las proteínas son específicas de cada tipo de proteína y permiten que las células puedan defenderse de agentes externos, mantener su integridad, controlar y regular funciones, reparar daños Todos los tipos de proteínas realizan su función de la misma forma: Por unión selectiva a moléculas.
Las proteínas estructurales se unen a otras moléculas de otras proteínas y funciones que realizan incluyen la creación una estructura mayor mientras que otras proteínas se unen a moléculas diferentes: hemoglobina a oxígeno, enzimas a sus sustratos, anticuerpos a los antígenos específicos, hormonas a sus receptores específicos, reguladores de la expresión génica al ADN
Las funciones de las proteínas son las siguientes
Las proteínas tienen una función defensiva, yaque crean los anticuerpos y regulan factores contra agentes extraños o infecciones. Toxinas bacterianas, como venenos de serpientes o la del botulismo son proteínas generadas con funciones defensivas. Las mucinas protegen las mucosas y tienen efecto germicida. El fibrinógeno y la trombina contribuyen a la formación coagulos de sangre para evitar las hemorragias. Las inmunoglobulinas actúan como anticuerpos ante posibles antígenos.
Las proteínas tienen otras funciones reguladoras puesto que de ellas estan formados los siguientes compuestos: Hemoglobina, proteínas plasmaticas, hormonas, jugos digestivos, enzimas y vitaminas que son causantes de las reacciones químicas que suceden en el organismo. Algunas proteínas como la ciclina sirven para regular la división celular y otras regulan la expresión de ciertos genes.
Las proteínas cuya función es enzimatica son las mas especializadas y numerosas. Actúan como biocatalizadores acelerando las reacciones químicas del metabolismo.
Las proteínas funcionan como amortiguadores, manteniendo en diversos medios tanto el pH interno como el equilibrio osmótico. Es la conocida como función homeostatica de las proteínas.
La contracción de los músculos través de la miosina y actina es una función de las proteínas contractiles que facilitan el movimiento de las células constituyendo las miofibrillas que son responsables de la contracción de los músculos. En la función contractil de las proteínas también esta implicada la dineina que esta relacionada con el movimiento de cilios y flagelos.
La función de resistencia o función estructural delas proteínas también es de gran importancia ya que las proteínas forman tejidos de sostén y relleno que confieren elasticidad y resistencia a órganos y tejidos como el colageno del tejido conjuntivo fibroso, reticulina y elastina elastina del tejido conjuntivo elastico. Con este tipo de proteínas se forma la estructura del organismo. Algunas proteínas forman estructuras celulares como las histonas, que forman parte de los cromosomas que regulan la expresión genética. Algunas glicoproteínas actúan como receptores formando parte de las membranas celulares o facilitan el transporte de sustancias.
Si fuera necesario, las proteínas cumplen también una función energética para el organismo pudiendo aportar hasta 4 Kcal. De energía por gramo. Ejemplos de la función de reserva de las proteínas son la lactoalbúmina de la leche o a ovoalbúmina de la clara de huevo, la hordeina de la cebada y la gliadina del grano de trigo constituyendo estos últimos la reserva de aminoacidos para el desarrollo del embrión.
Las proteínas realizan funciones de transporte. Ejemplos de ello son la hemoglobina y la mioglobina, proteínas transportadoras del oxígeno en la sangre en los organismos vertebrados y en los músculos respectivamente. En los invertebrados, la función de proteínas como la hemoglobina que transporta el oxígeno la realizas la hemocianina. Otros ejemplos de proteínas cuya función es el transporte son citocromos que transportan electrones e lipoproteínas que transportan lípidos por la sangre.



Estructuras de las proteínas

ESTRUCTURA PRIMARIA

Viene determinada por la secuenciade aminoacidos en la cadena proteica, es decir, el número de aminoacidos presentes y el orden en el que estan enlazados. La asociación de varias cadenas polipeptídicas origina un nivel superior de organización, la llamada estructura cuaternaria. Conocer la estructura primaria no solo es importante sino entender su función, sino también el estudio de las enfermedades genéticas, esta estructura es siempre desde un grupo de amino-terminal hasta el carboxilo final.
ESTRUCTURA SECUNDARIA

Es el plegamiento que la cadena polipeptídicas adopta gracias a la formación de enlace de hidrogeno entre los atomos que forman el enlace pepitico. Los puentes de hidrogeno que se establecen entre los estables. Esta estructura se mantiene gracias a los enlaces de hidrogeno intracaternario formados entre el grupo-NH de un enlace pepitico y el grupo-C=0 del cuarto aminoacido.







ESTRUCTURA TERCEARIA

Representación de la estructura tridimensional de la mioglobina, es el modo que la cadena polipeptidica se pliega en el espacio. Esta se realiza de manera que los aminoacidos apolares se sitúan hacia el interior y los polares hacia el exterior. Ademas estabiliza los enlaces covalentes entre cys, puentes de hidrogeno entre cadenas laterales.

ESTRUCTURA CUATERNARIA

Afecta la disposición de varias cadenas polipeptídicas en el espacio. Comprende la gama de de proteínas oligoméricos. Es el nivel mas complejo la cual tiene proteínas complejas con las enzimas y anticuerpos esta representa algunas proteínas constituidas por mas de una cadena polipeptidica y la que va a ser forma a lascadenas de la estructura terciaria para formar una proteína.







Bioética
La bioética es la rama de la ética que se dedica a proveer los principios para la correcta conducta humana respecto a la vida, tanto de la vida humana como de la vida no humana (animal y vegetal), así como al ambiente en el que pueden darse condiciones aceptables para la vida.
En su sentido mas amplio, la bioética, a diferencia de la ética médica, no se limita al ambito médico, sino que incluye todos los problemas éticos que tienen que ver con la vida en general, extendiendo de esta manera su campo a cuestiones relacionadas con el medio ambiente y al trato debido a los animales.
La bioética es una disciplina relativamente nueva, y el origen del término corresponde al pastor protestante, teólogo, filósofo y educador aleman Fritz Jahr, quien en 1927 usó el término Bio-Ethik en un artículo sobre la relación ética del ser humano con las plantas y los animales.
La bioética abarca las cuestiones éticas acerca de la vida que surgen en las relaciones entre biología, nutrición, medicina, química, política (no debe confundirse con la 'biopolítica'7), derecho, filosofía, sociología, antropología, teología, etc.
La bioética es con frecuencia asunto de discusión política, lo que genera crudos enfrentamientos entre aquellos que defienden el progreso tecnológico en forma incondicionada y aquellos que consideran que la tecnología no es un fin en sí, sino que debe estar al servicio de las personas y bajo el control de criterios éticos; o entre quienes defienden los derechos para algunos animales yquienes no consideran tales derechos como algo regulable por la ley;8 o entre quienes estan a favor o en contra del aborto o la eutanasia.








Biotecnología
La biotecnología es la tecnología basada en la biología, especialmente usada en agricultura, farmacia, ciencia de los alimentos, medio ambiente y medicina.
Se desarrolla en un enfoque multidisciplinario que involucra varias disciplinas y ciencias como biología, bioquímica, genética, virología, agronomía, ingeniería, física, química, medicina y veterinaria entre otras. Tiene gran repercusión en la farmacia, la medicina, la microbiología, la ciencia de los alimentos, la minería y la agricultura, entre otros campos. Para la Organización de la Cooperación y el Desarrollo Económico (OCDE) define la biotecnología como la 'aplicación de principios de la ciencia y la ingeniería para tratamientos de materiales organicos e inorganicos por sistemas biológicos para producir bienes y servicios'
La biotecnología tiene aplicaciones en importantes areas industriales como lo son la atención de la salud, con el desarrollo de nuevos enfoques para el tratamiento de enfermedades; la agricultura con el desarrollo de cultivos y alimentos mejorados; usos no alimentarios de los cultivos, como por ejemplo plasticos biodegradables, aceites vegetales y biocombustibles; y cuidado medioambiental a través de la biorremediación, como el reciclaje, el tratamiento de residuos y la limpieza de sitios contaminados por actividades industriales. A este uso específico de plantas en la biotecnología se llama biotecnología vegetal. Ademas se aplica enla genética para modificar ciertos organismos.
Las aplicaciones de la biotecnología son numerosas y suelen clasificarse en
•Biotecnología roja: se aplica a la utilización de biotecnología en procesos médicos. Algunos ejemplos son la obtención de organismos para producir antibióticos, el desarrollo de vacunas mas seguras y nuevos farmacos, los diagnósticos moleculares, las terapias regenerativas y el desarrollo de la ingeniería genética para curar enfermedades a través de la manipulación génica.
•Biotecnología blanca: también conocida como biotecnología industrial, es aquella aplicada a procesos industriales. Un ejemplo de ello es la obtención de microorganismos para producir un producto químico o el uso de enzimas como catalizadores industriales, ya sea para producir productos químicos valiosos o destruir contaminantes químicos peligrosos (por ejemplo utilizando oxidorreductasas [7 . También se aplica a los usos de la biotecnología en la industria textil, en la creación de nuevos materiales, como plasticos biodegradables y en la producción de biocombustibles. Su principal objetivo es la creación de productos facilmente degradables, que consuman menos energía y generen menos desechos durante su producción 8] La biotecnología blanca tiende a consumir menos recursos que los procesos tradicionales utilizados para producir bienes industriales.[9]
•Biotecnología verde: es la biotecnología aplicada a procesos agrícolas. Un ejemplo de ello es la obtención de plantas transgénicas capaces de crecer en condiciones ambientales desfavorables o plantas resistentes a plagas yenfermedades. Se espera que la biotecnología verde produzca soluciones mas amigables con el medio ambiente que los métodos tradicionales de la agricultura industrial. Un ejemplo de esto es la ingeniería genética en plantas para expresar plaguicidas, con lo que se elimina la necesidad de la aplicación externa de los mismos, como es el caso del maíz Bt 10] La biotecnología se ha convertido en una herramienta en diversas estrategias ecológicas para mantener o aumentar sustancialmente recursos naturales como los bosques. En este sentido los estudios realizados con hongos de caracter micorrízico permiten implementar en campo plantulas de especies forestales con micorriza, las cuales presentaran una mayor resistencia y adaptabilidad que aquellas plantulas que no lo estan.
•Biotecnología azul: también llamada biotecnología marina, es un término utilizado para describir las aplicaciones de la biotecnología en ambientes marinos y acuaticos.







TIPOS DE BIOTECNOLOGIA
Biotecnología roja: Es la utilización de bio-organismos en la medicina; un ejemplo de biotecnología roja, es la creación de antibióticos, o la creación de insulina, ya que para producirla se introduce un gen humano en el cultivo de bacterias, las cuales incluyen ese gen en su código genérico 'ADN' (Acido Desoxirribonucleico), y como consecuencia de esto, estos microorganismos , expulsan la insulina en forma de 'residuo', cómo un fluido corporal, y gracias a esta rama de la biotecnología, es posible la cura, o prevención de miles de enfermedades.
Biotecnología blanca: es la parte 'industrial' de la biotecnología,ya que es la parte de la bioquímica usada para la creación de nuevos productos, como el anteriormente mencionado 'yogurt'.
Biotecnología verde: Es la parte que se encarga de los procesos biotecnológicos en la agricultura, ya sea creando plantas transgénicas, o productos anti plagas entre plantas.
Biotecnología azul: Es la parte que se encarga de los procesos biotecnológicos relacionados con el mar.



Conclusiones
Maricela Domínguez Anguiano
Para mi estos temas fueron de suma importancia, ya que con ello aprendí nuevas cosas que desconocía.
Algunos de los temas que mas me llamo la atención fueron sobre la biotecnología, como sus diferentes tipos de biotecnología son; como la roja, la blanca, la verde y la biotecnología azul.
La roja es en procesos médicos, el desarrollo de vacunas mucho mas seguras.
La blanca es aquella aplicada a procesos industriales en ello es la obtención de microorganismos para producir un producto químico o el uso de enzimas como catalizadores industriales, ya sea para producir productos químicos valiosos o destruir contaminantes químicos peligrosos.
La verde aplicada a procesos agrícolas, es la obtención de plantas transgénicas capaces de crecer en condiciones ambientales desfavorables o plantas resistentes a plagas y enfermedades.
Y por último la azul también llamada biotecnología marina utilizado para describir las aplicaciones de la biotecnología en ambientes marinos y acuaticos.
















BIBLIOGRAFIAS
https://es.wikipedia.org/wiki/Bio%C3%A9tica
https://proteinas.org.es/funciones-de-las-proteinas




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