Moleculas

BIOQUÍMICA – BIOLOGÍA MOLECULAR
CICLO CELULAR
Se define ciclo celular como las etapas que sigue una célula en su crecimiento y división. El período entre dos divisiones se llama interfase, y representa más del 90% del ciclo. La división en sí misma se denomina mitosis o fase M.
Durante la interfase la célula sintetiza sus componentes que la caracterizan. La interfase a su vez se divide ensubfases:
- G1: La célula tiene alta actividad metabólica, con gran síntesis de ARN y proteínas.
- Fase S: Es cuando se duplica el ADN.
- G2: La célula sigue creciendo y se prepara para la división.

La progresión por las distintas etapas está regulada por kinasas dependientes de ciclinas (CDK), en puntos especiales de control llamados checkpoints. El objetivo de la regulación es que lacélula no avance a una etapa hasta que la anterior se haya completado correctamente. Por ejemplo, si los mecanismos de control funcionan correctamente, la célula no pasará a G2 si hubo errores en la replicación del ADN en la fase S.
Sustancias como factores de crecimiento y citoquinas regulan a su vez el ciclo celular, mediante sistemas de transducción aún en investigación. La mayoría de susreceptores tienen actividad tirosina kinasa (TK), o asociados a kinasas extrínsecas (JAK-kinasa). La tirosina fosforilada del receptor TK desencadena una cascada de fosforilaciones que culmina con la fosforilación de factores de transcripción.
Una vez iniciada la transducción por los receptores TK, la acción sigue, pero controlada ahora por las CDK, regulando las fosforilaciones de distintas proteínasy factores. Por ejemplo, la proteína pRb es un blanco importante de regulación en el pasaje de G1 a S. En estado defosforilado en G1, inhibe el crecimiento. En G1 tardía se halla hiperfosforilada, y activa genes que estimulan la transición hacia la fase S.
La homeostasis tisular requiere balance entre la muerte y la proliferación. Una falla en el gen p53 (gen supresor de tumores) favorece lasneoplasias al alterar la apoptosis.

DUPLICACIÓN DEL ADN
El ADN está formado por 2 polímeros de nucleótidos, cada uno formado por uniones covalentes de nucleótidos (fosfodiéster). Las cadenas se unen entre sí por puente de hidrógeno, y sólo con bases complementarias.
La secuencia completa de ADN de un organismo se llama genoma. El genoma humano tiene 23 pares de cromosomas: 22 autosómicos y 1sexual (XX o XY). En la gametogénesis, las células diploides producen células haploides, por un proceso de división especial llamado meiosis. Cada célula haploide tiene 23 cromosomas en total, 22 autosómicos y 1 sexual (X o Y). En la fecundación se unen dos células haploides y forman una nueva célula diploide, la cigota, que comienza a dividirse por mitosis, creciendo y formando un nuevoorganismo.
La duplicación del ADN se da antes de la división celular, e intervienen enzimas y proteínas no enzimáticas.
Primero es necesario “abrir” la doble cadena. Esto lo hace la enzima helicasa, con gasto de ATP. Además, la proteína SSB desestabiliza la cadena, para facilitar la apertura.
A medida que la doble hélice se desenrolla, el ADN tiende a girar sobre sí mismo. Este giro podría romper lahebra, por eso la enzima topoisomerasa rompe y repara las uniones fosfodiéster, para evitar este giro. Así se desenrolla el ADN sin peligro de ruptura.
La polimerización comienza en los sitios de origen, regiones del ADN donde hay proteínas de iniciación que indican a la helicasa y a la polimerasa dónde actuar. La ADNpol va uniendo desoxirribonucleótidos trifosfato entre sí, según sucomplementariedad con la cadena que está siendo copiada (molde o templado). Así se alarga la cadena, siempre en dirección 5’-3’, dejando siempre un extremo 3’ libre al que se puede unir el nuevo nucleótido.
Ahora bien, esto puede hacerse de la manera descripta con la hebra 3’-5’ de ADN, ya que la ADNpol polimeriza en dirección 5’-3’ de forma continua. Pero el ADN también posee una hebra 5’-3’, y la...