miércoles, 21 de noviembre de 2018

Taxonomía

La Taxonomía (del griego τάξις táxis ‘ordenamiento’ y νόμος nómos ‘norma’ o ‘regla’) es, en su sentido más general, la ciencia de la clasificación. Habitualmente se emplea el término para designar a la Taxonomía Biológica, la «teoría y práctica de clasificar organismos».15​ cita 3cita 5​ Como se la entiende en la actualidad, la clasificación biológica tiene que ser congruente con las hipótesis de árbol filogenético disponibles, en ella, los organismos se agrupan en taxones mutuamente excluyentes a su vez agrupados en taxones de rango más alto también mutuamente excluyentes, de forma que cada organismo pertenece a uno y sólo un taxón en cada rango o "categoría taxonómica". En cada taxón, los organismos poseen caracteres (singular carácter) cuyos estados del carácter los diferencian de los organismos fuera del taxón, y son los atributos que en conjunto se utilizan para delimitar los taxones biológicos. La mayoríacita 6​ de los especialistas ve a las especies, a las que ubican en taxones en la categoría taxonómica del mismo nombre, como una realidad objetiva, y a los diferentes conceptos de especie como diferentes aproximaciones para reconocer los linajes que evolucionan independientemente, por lo que a pesar de las discrepancias entre autores en su concepto taxonómico y por lo tanto en general en los límites taxonómicos de cada una, suele ser considerada la categoría taxonómica más importantecita 7cita 8​ en la clasificación. Los taxones supraespecíficos son los que agrupan especies y se jerarquizan en categorías taxonómicas de rango cada vez más alto: género (grupo de especies), familia, etc. hasta el reino. En esta área también está debatido el concepto de taxón a utilizar. Muchos especialistas afirman que sólo la "filosofía taxonómica" para agrupar los organismos en taxones de la escuela cladista logra que la clasificación ofrezca el servicio que se espera de ella al resto de las ramas de la biología, pero la escuela evolucionista tiene razones para delimitar con otros conceptos los taxones, también congruentes con las hipótesis de árbol filogenético, y las dos escuelas se atribuyen la creación de sistemas de clasificación que cumplen en mayor medida sus funciones de sistemas de almacenamiento y recuperación de datos, y de predictores del estado de los caracteres y las direcciones de la evolución que no se han medido.
La Taxonomía también se ocupa de debatir y actualizar los Códigos Internacionales de Nomenclatura, de los que por razones históricas hay uno para cada disciplina (Zoología, Botánica y Bacteriología), cuya utilización para reglamentar el uso de nombres "formales" está consensuada desde hace unos 100 años. Un Código define el sistema taxonómico —los Códigos en uso definen el recién descripto, conocido como el "sistema lineano", del que se deriva la definición de taxón más abajo descripta—; decide cómo se forman los nombres y cuál es el "tipo" con el que se heredan de taxón en taxón, y explicita sus Principios de Nomenclatura, cuya validez está por encima de las reglas, con el objetivo o "principio básico"19​ de proveer la máxima estabilidad en la nomenclatura. Los Códigos en uso no evitan las "diferencias filosóficas" entre taxónomos en los conceptos taxonómicos a utilizar ni en la categoría especie ni en las categorías supraespecíficas que son una fuente de inestabilidad frecuente en los nombres de los taxones.
La Taxonomía Biológica es aquí tratada como una subdisciplina de la Biología Sistemática, que además tiene como objetivo la reconstrucción de la filogenia, o historia evolutiva, de la vida.cita 4​ Como aquí comprendida la Taxonomía abarca la decisión de qué sistema taxonómico utilizar, la de qué conceptos taxonómicos asociar a esos taxones, la delimitación de esos taxones dejando explícitos los métodos que fueron utilizados para alcanzarla, la formalización de sus nombres en la subdisciplina de la Nomenclatura, y también las herramientas para la Determinación o identificación de especímenes.cita 4cita 7​ Como se calcula que sólo un 10% de las especies está descripto, esas descripciones tienen diferentes grados de resolución,cita 9​ y las especies evolucionan (cambian con el tiempo en términos de sus caracteres) y cambia su distribución, la determinación funciona recursivamente con la descripción y catalogación de especies en el área llamada alfa-Taxonomía o Taxonomía Descriptiva, o, deslindándola de la definición minimalista de Taxonomía que se maneja desde hace décadas y debido a que se intergradan (se van indiferenciando a medida que el foco de atención se traslada de una a la otra) en esa categoría taxonómica, el área de la Sistemática Descriptiva23​ o Ciencia de la Biodiversidad,cita 7​ la que se ocupa del descubrimiento, la identificación, la descripción, la clasificación y la catalogacióncita 7​ de la biodiversidad del planeta, utilizando el organismo como unidad de trabajo y cuya prioridad24​ es la descripción de todas las especies dentro de un contexto evolutivo.cita 7
La Historia de la Taxonomía ha sido largamente recorrida por éstos y otros interrogantes y a lo largo de ella fueron formándose el sistema de clasificación y las reglas que nos han quedado como legado.
La crisis de biodiversidad que es foco de atención desde mediados de 1990, la cantidad de datos acumulados con los análisis de ADN, y la posibilidad de intercambiar información a través de internet, han revitalizado a esta ciencia en el ambiente científico desde las décadas de 1990-2000, y han generado un debate acerca de la necesidad de hacer reformas sustanciales a los Códigos, algunas de las cuales aún se están debatiendo y otras ya se han incorporado. Algunas de estas propuestas son el BioCode, el PhyloCode, el agregado de atributos al tipo nomenclatural como podrían ser los nuevos "marcadores de ADN" (ADN barcodes), y las relacionadas con la informatización de los datos y la utilización formal de Internet.

Población biológica

Población biológica, en el área de la biología, es un conjunto de organismos o individuos de la misma especie que coexisten en un mismo espacio y tiempo, y que comparten ciertas propiedades biológicas, las cuales producen una alta cohesión reproductiva y ecológica del grupo. La cohesión reproductiva implica el intercambio de material genético entre los individuos. La cohesión ecológica se refiere a la presencia de interacciones entre ellos, resultantes de poseer requerimientos similares para la supervivencia y la reproducción, al ocupar un espacio generalmente heterogéneo en cuanto a la disponibilidad de recursos.
En biología, un sentido especial de la población, empleado en genética y evolución, es para llamar a un grupo reproductivo cuyos individuos se cruzan únicamente entre sí, aunque biológicamente les fuera posible reproducirse también con todos los demás miembros de la especie o subespecie. Las principales causas por las que resultan delimitadas las poblaciones son el aislamiento físico y las diferencias del comportamiento.
La llamada biología de poblaciones puede definirse como aquella disciplina cuyo objeto es el análisis de las poblaciones en cuanto a sus atributos biológicos y a las interacciones entre sus miembros y con el medio circundante.1
En ecología, un conjunto de poblaciones locales parcialmente aisladas entre sí se llama metapoblación.
En ocasiones, el concepto de población biológica es denominado con los términos "demo" o "deme" (del griego δεμοσ -"pueblo"). Véase también clina.2

taxonomía del colibrí

El género agrupa a cuatro especies ampliamente reconocidas,1​ y una quinta (C. cyanotus)2​ reconocida por el Congreso Ornitológico Internacional.3
  • Colibri coruscans (Gould, 1846) - colibrí rutilante.4​ Habita en el norte de América del Sur (Venezuela, Guyana, norte de Brasil, Argentina, Bolivia, Chile; Colombia; Ecuador; Perú).5
  • Colibri cyanotus (Bourcier, 1843)2​ - Se distribuye en América Central (Costa Rica, Panamá)6​ y América del Sur (Colombia, Venezuela, Ecuador, Perú, Bolivia).[cita requerida]
  • Colibri delphinae (Lesson, 1839) - colibrí pardo.4​ Se distribuye en América Central (Belice, Costa Rica, Guatemala, Honduras, Nicaragua, Panamá), Trinidad y Tobago y América del Sur (Bolivia, Brasil, Colombia, Ecuador, Guiana Francesa, Guayana, Perú, Suriname, Venezuela).7
  • Colibri serrirostris (Vieillot, 1816) - colibrí orejimorado.4​ Se distribuye en América del Sur (Argentina, Bolivia, Brasil, Paraguay).8
  • Colibri thalassinus (Swainson, 1827) - colibrí verdemar,4​ colibrí oreja violeta. Según BirdLife International, que incluye cyanotus como subespecie de C. thalassinus, se distribuye en América del norte (Canadá, Estados Unidos, México), América Central (Costa Rica, El Salvador, Guatemala, Honduras, Nicaragua, Panamá) y América del Sur (Argentina, Bolivia, Colombia, Ecuador, Perú, Venezuela).9
  • ​Los colibríes, también conocidos como picaflores, zumbadores, tucusitos, pájaros mosca, ermitaños o quindes, son un conjunto de aves apodiformes endémicas de América que cuenta con más de 300 especies.​
    Nombre científicoTrochilidae
    Promedio de vida3 – 5 años
    Velocidad79 km/h (Maximum, En picada)
    LongitudArchilochus colubris: 7.5 – 9 cm, 

martes, 6 de noviembre de 2018

Era geológica

Una era geológica es una unidad geocronológica formal de la escala temporal geológica que representa el tiempo correspondiente a la duración de un eratema, la unidad cronoestratigráfica equivalente que comprende todas las rocas formadas en ese tiempo. Las eras son una de las divisiones mayores del tiempo geológico, son subdivisiones de los eones y se dividen a su vez en períodos.1
Las tres eras del eón Fanerozoico reflejan, simplificando mucho, las tres divisiones clásicas de la historia de la vida del planeta, así el Paleozoico representa la «era de los peces», el Mesozoico la «era de los reptiles» y el Cenozoico la «era de los mamíferos». Tradicionalmente habían sido denominadas como Era Primaria, Era Secundaria, Era Terciaria y Era Cuaternaria (actualmente el Cuaternario es un período más de la era Cenozoica). El paso de una era a otra está definido por eventos de extinciones masivas globales, que suponen una renovación significativa de las biotas del planeta, tanto marinas como terrestres; así el paso del Paleozoico al Mesozoico está marcado por la extinción masiva del Pérmico-Triásico y el paso del Mesozoico al Cenozoico por la extinción masiva del Cretácico-Terciario.
Las siete eras de los eones Arcaico y Proterozoico, definidas mucho más recientemente, suelen reflejar grandes cambios ambientales (como el aumento del oxígeno en la atmósfera) o climáticos (caracterizados por largos e intensos periodos glaciales).
La duración de las eras es muy variable, así las del eón Arcaico tienen una duración de 300 o 400 millones de años cada una, las del Proterozoico de unos 450 a 900 millones de años, mientras que las del Fanerozoico duraron: 290 millones de años el Paleozoico, 186 Ma el Mesozoico y 65,5 Ma, la actual, el Cenozoico. El eón Hádico, el más antiguo, no está dividido en eras, puesto que no se conservan rocas de ese tiempo, tan solo algún mineral reciclado conservado relicto en rocas más recientes.
Ninguna de las eras del Arcaico y del Proterozoico procede de una unidad cronoestratigráfica equivalente, y sus límites cronológicos se han establecido como unidades geocronométricas, con edades absolutas más o menos arbitrarias consensuadas internacionalmente.
Correspondencia entre unidades geocronológicas y cronoestratigráficas
Geocronológicas
(tiempo)
Cronoestratigráficas
(cuerpos de roca)
Eón
Eonotema
Era
Eratema
Período
Sistema
Época
Serie
Edad
Piso
Cron
Cronozona

dinamica de poblaciones

La dinámica de poblaciones es la especialidad de la ecología que se ocupa del estudio de los cambios que sufren las poblaciones biológicas en cuanto a tamaño, dimensiones físicas de sus miembros, estructura de edad, sexo y otros parámetros que las definen, así como de los factores que causan esos cambios y los mecanismos por los que se producen.
La dinámica de poblaciones es el principal objeto de la biología matemática en general y de la ecología de poblaciones en particular. Tiene gran importancia en la gestión de los recursos biológicos, como las pesquerías, en la evaluación de las consecuencias ambientales de las acciones humanas y también en campos de la investigación médica relacionados con las infecciones y la dinámica de las poblaciones celulares.

Crecimiento

Todas las especies biológicas están concentradas en producir mayor número de descendientes que los necesarios para mantener el tamaño de la población. Este es un principio fundamental para el concepto de selección natural con que el Darwinismo explica la evolución biológica en su aspecto mecanístico. En ausencia de limitaciones impuestas por el medio, el destino natural de una población es su crecimiento exponencial, tal como explicó, hace casi dos siglos, Robert Malthus. En la práctica, el crecimiento de la densidad de la población hace aparecer obstáculos a su continuidad, relacionados esencialmente con la progresiva escasez de recursos que provoca, a la vez que pone en marcha mecanismos intrínsecos de control del crecimiento.
El crecimiento poblacional es un fenómeno biológico y natural que está íntimamente ligado con aquella característica principal de la materia viva conocida como la capacidad reproductiva de los seres vivos. Es decir, el hecho de que una población llegue, con el tiempo, a saturar una determinada área geográfica, además de haber agotado todos los recursos que éste le pueda brindar, no es otra cosa que la manifestación de la ley natural. La ley natural de la vida que determina la existencia de las cosas. Podemos definir entonces, apoyados en la ley natural de la vida, tres fases en el crecimiento poblacional: El Inicio o Fase de Asentamiento, El intervalo de Abundancia o Fase de Desarrollo y La Decadencia o Fase de Control...
Comprendido como el punto de partida del crecimiento poblacional, en ésta fase encontramos a una población vulnerable, es decir, la población se enfrenta a las condiciones favorables o desfavorables que el medio (desconocido) le ofrece, pudiendo adaptarse o no a dichas condiciones, entonces, la adaptación de la población será un factor gravitante en esta primera fase. Las consecuencias de la incapacidad de adaptación que presente la población pueden manifestarse de dos maneras: La extinción de la especie o la migración definitiva de la población. Ahora, si es que la población logra adaptarse, estaríamos hablando de la Fase de Asentamiento propiamente dicha.
En el proceso de adaptación se produce la muerte de aquellos individuos que no presentan las condiciones adecuadas para enfrentarse a las adversidades del nuevo medio, es decir, se da el proceso de la selección natural. Entonces, al terminar esta fase encontraremos individuos adaptados

martes, 30 de octubre de 2018

densidad de poblaciones

Resumen

La densidad de población o población relativa se refiere al número medio de habitantes de un territorio que viven sobre una unidad de superficie (km2). En este informe se puede consultar el número de habitantes absoluto y por kilómetro cuadrado en cada comunidad autónoma y municipio de España.

Descripción

La densidad de población, denominada población relativa (para diferenciarla de la absoluta, la cual simplemente equivale a un número determinado de habitantes en cada territorio), se refiere al número promedio de habitantes de un área urbana o rural en relación a una unidad de superficie dada. Es decir, mide el número de habitantes que viven por kilómetro cuadrado y se calcula a través de la siguiente fómula:
Densidad de población
En sentido general, puede decirse que las mayores y grandes densidades de población de las grandes ciudades del mundo, presentan problemas distintos y hasta opuestos a los de las zonas rurales de emigración. Si en las ciudades se agudizan día a día los problemas urbanos típicos (vivienda, transporte, fuentes de trabajo, servicios urbanos, seguridad ciudadana, marginalidad, etc.), en el medio rural no se pueden desarrollar proyectos de desarrollo económico o de infraestructura por falta o escasez de mano de obra.

Síntesis de Proteínas

INTRODUCCION
El ARN mensajero es el que lleva la información para la síntesis de proteínas, es decir, determina el orden en que se unirán los aminoácidos
La síntesis de proteínas o traducción tiene lugar en los ribosomas del citoplasma celular. Los aminoácidos son transportados por el ARN de transferencia (ARNt) , específico para cada uno de ellos, y son llevados hasta el ARN mensajero (ARNm), dónde se aparean el codón de éste y el anticodón del ARN de transferencia, por complementariedad de bases, y de ésta forma se sitúan en la posición que les corresponde.
Una vez finalizada la síntesis de una proteína, el ARN mensajero queda libre y puede ser leído de nuevo. De hecho, es muy frecuente que antes de que finalice una proteínaya está comenzando otra, con lo cual, una misma molécula de ARN mensajero, está siendo utilizada por varios ribosomassimultáneamente.
  • Los ARNt desempeñan un papel central en la síntesis de las proteínas
La síntesis proteica tiene lugar en el ribosoma, que se arma en el citosol a partir de dos subunidades riborrucleoproteicas provenientes del nucléolo. En el ribosoma el ARN mensajero (ARNm) se traduce en una proteína, para lo cual se requiere también la intervención de los ARN de transferencia (ARNt). El trabajo de los ARNt consiste en tomar del citosol a los aminoácidos y conducirlos al ribosoma en el orden marcado por los nucleótidos del ARNm, que son los moldes del sistema
La síntesis de las proteínas comienza con la unión entre sí de dos aminoácidos y continúa por el agregado de nuevos aminoácidos -de a uno por vez- en uno extremos de la cadena.
Como se sabe la clave de la traducción reside en el código genético, compuesto por combinaciones de tres nucleótidos consecutivos -o tripletes- en el ARNm. Los distintos tripletes se relacionan específicamente con tipos de aminoácidos usados en la síntesis de las proteínas.
Cada triplete constituye un codón: existen en total 64 codones, 61 de los cuales sirven para cifrar aminoácidos y 3 para marcar el cese de la traducción. Tal cantidad deriva de una relación matemática simple: los cuatro nucleótidos (A, U, C y G)se combinan de a tres, por lo que pueden generarse 64 (43).
Dado que existen más codones, (61) que tipos de aminoácidos (20), casi todos pueden ser reconocidos por más de un codón, por lo que algunos tripletes a como "sinónimos". Solamente el triptófano y la metionina -dos de los aminoácidos menos frecuentes en las proteínas - son codificados, cada uno, por un solo codón
Fig. A-1Los dibujos ilustran cuatro de los seis codones que codifican al aminoácido leucina (Leu). Los dos de la izquierda se aparean con un mismo anticodón, igual que el par de codones de la derecha. Ello es posible porque la tercera base de los codones suele ser "adaptable ", es decir, puede establecer uniones con una base no complementaria.
Generalmente los codones que representan a un mismo aminoácido se parecen entre sí y es frecuente que difieran sólo en el tercer nucleótido. La baja especificidad de este nucleótido ha llevado a decir que existe una "degeneración" en tercera base de la mayoría de los codones. Resta agregar que el número de codones en el ARNm determina la longitud de la proteína.
  • Existen 31 tipos diferentes de ARNt
Las moléculas intermediarias entre los codones del ARNm y los aminoácidos son los ARNt, los cuales tienen un dominio que se liga específicamente a uno de los 20 arninoácidos y otro que lo hace, específicamente también, con el codón apropiado. El segundo dominio consta de una combinación de tres nucleótidos -llamada anticodón - que es complementaria de la del codón.
Cada tipo de ARNt lleva antepuesto el nombre del aminoácido que transporta. por ejemplo, leucinil-ARNt para el aminoacil-ARNt de la leucina, lisinil-ARNt para el de la lisina, fenilalanil-ARNt para el de la fenilalanina, metionil-ARNt para el de la metionina, etcétera.
Por su lado. El ARNt unido al aminoácido compatible con él se designa aminoacil-ARNtAA, en el que "AA" correspnde a la sigla del aminoácido. Por ejemplo, leucinil-ARNtLeu, lisinil-ARNtlys, fenilalanil-ARNtPhe. metionil-ARNtMet, etcétera.
Si bien teóricamente pueden existir 61 tipos de ARNt diferentes, sólo hay 31. El déficit se resuelve por la capacidad que tienen algunos ARNt de reconocer a más de un codón. Lo logran porque sus anticodones suelen poseer la primera base "adaptable", es decir, que puede unirse con una base no complementaria situada en la tercera posición del codón (recuérdese la "degeneración" de esta base).
Así, la G en la primera posición del anticodón puede aparearse tanto con una C -es lo habitual - como con una U del codón (fig. A-1). Similarmente, la U en la primera posición del anticodón puede hacerlo con una A -es lo habitual - o con una G. Por otra parte, la inosina (I) -una de las bases inusuales se encuentra en la primera posición del anticodón en varios ARNt y es capaz de aparearse con cualquier base (excepto con una G) localizada en la tercera posición del codón.
  • El codón de iniciación es el triplete AUG
El primer codón que se traduce en los ARNm es siempre el triplete AUG. cuya información codifica al aminoácido metionina (fig. A-2). Por lo tanto, este codón cumple dos funciones: señala el sitio de comienzo de la traducción -caso en el cual recibe el nombre de codón de iniciación -, y cuando se halla en otras localizaciones en el ARNm codifica a las metioninas del interior de las moléculas proteicas.
Al especificar el primer aminoácido de la proteína, el codón AUG de iniciación determina el encuadre de los sucesivos tripletes, lo que asegura la síntesis correcta de la molécula. Tómese como ejemplo la secuencia AUGGCCUGUAACGGU. Si el ARNm es traducido a partir del codón AUG, los codones
siguientes serán GCC, UGU, AAC y GGU, que codifican, respectivamente, a los aminoácidos alanina, cisteina ,asparagina y glicina. En cambio, si se omitiera la A del codón de iniciación, el encuadre de los tripletes sería el siguiente: UGG, CCU, GUA y ACG, los cuales se traducen en los aminoácidos triptófano, prolina, valina y treonina, respectivamente.
Algo semejante ocurriría si también se omitiera la U, pues resultaría un tercer tipo de encuadre: GGC, CUG, UAA y CGC. En este caso, después de codificar los dos primeros codones a los aminoácidos glicina y leucina, la traducción se detendría, ya que UAA es un codón de terminación.
Fig. A-2
  • Los aminoácidos se ligan por medio de uniones peptídicas
La unión de los aminoácidos entre sí para construir una proteína se produce de modo que el grupo carboxilo de un aminoácido se combina con el grupo a amínoácido siguiente, con pérdida de una molécula de agua H2O y recordemos que esa combinación se llama unión peptídica.
Cualquiera que sea su longitud, la proteína mantiene el carácter anfotérico de los aminoácidos aislados, ya que contiene un grupo amino libre en uno de sus extremos y un grupo carboxilo en el otro extremo. La proteína se sintetiza a partir de extremo que lleva el grupo amino libre. Ello se corresponde con la dirección 5´ ® 3´ usada para la traducción del ARNm, la misma con que el ADN se transcribe (ver figura )
Antes de describir los procesos que dan lugar a la síntesis de las proteínas analizaremos cómo arriban los ARNm al citoplasma, qué configuración poseen los ARNt y cuál es la estructura de los ribosomas.
  • Los ARNm arribados al citoplasma se conectan con ríbosomas
Los transcriptos primarios de los ARNm se hallan combinados con diversas proteínas, con las que forman las nueleoproteínas heterogéneas nucleares o RNPhn.. No obstante, muchas de esas proteínas se desprenden de los ARNm a medida que éstos abandonan el núcleo.
Los ARNm salen hacia el citoplasma por los poros de la envoltura nuclear. Ya en el citosol, cada ARNm se combina con nuevas proteínas y con ribosomas, lo que lo habilita para ejercer su función codificadora durante la síntesis proteica. Entre las proteínas se encuentra la llamada CBP (por cap binding protein), que se combina con el cap en el extremo 5´ del ARNm. Su papel será analizado más adelante.
Algunos ARNm se localizan en sitios prefijados en el citoplasma, de modo que las proteínas que codifican se sintetizan y se concentran en esos sitios. Un ejemplo es el ARNm de la actina, que se sitúa en la zona periférica de las células epiteliales donde se deposita la mayor parte de la actina .
El extremo 5' de los ARNm contiene una secuencia de alrededor de 10 nucleótidos previa al codón de iniciación -entre éste y el cap - que, como es lógico, no se traduce (fig. A-2). En algunos ARNm esta secuencia participa en el control de 1a traducción y en otros regula la estabilidad del ARNm, es decir, su supervivencia.
Otra secuencia especial del ARNm, de hasta miles de nucleótidos, suele hallarse después del codón de terminación. entre éste y la poli A (fig. A-2). Tiene por función controlar la supervivencia del ARNm.
  • Las moléculas de los ARNt adquieren una forma característica
Hemos visto que los codones del ARNm no seleccionan a los aminoácidos directamente y que la traducción de los ARNM en proteínas depende de un conjunto de moléculas intermediarias -los ARNt- que actúan como adaptadores, ya que discriminan tanto a los codones del ARNm como a los aminoácidos compatibles con ellos.
Así la función básica de los ARNt es alinear a los aminoácidos siguiendo el orden de los codones para poder cumplir con sus funciones, los ARNt ,adquieren una forma característica semejante a un trébol de cuatro hojas (fig. A-3). Los cuatro brazos se generan por la presencia en los ARNt de secuencias de 3 a 5 pares de nuelcótidos complementarios, los cuales se aparean entre sí como los nucleótidos de las dos cadenas del ADN.
En la punta de uno de los brazos confluyen los extremos 5' y 3´ del ARNt. El extremo 3´ es más largo, de modo que sobresale el trinucleótido CCAque fue incorporado durante el procesamiento. Este brazo se llama aceptador porque a él se liga el aminoácido, que se une a la A del CCA.
Los tres brazos restantes poseen en sus extremos secuencias de 7 a 8 nucleótidos no apareados, -con
forma de asas -, cuyas denominaciones derivan de los nucleótidos que las caracterizan. Una de ellas contiene el triplete de nueleótidos del anticodón,por lo que su composición varía en cada tipo de ARNt. Otra, en virtud de que contiene dihidrouridinas (D), se denomina asa D. La tercera se conoce como asa T, por el trinucleótido Ty C que la identifica. La letra T simboliza a la ribotimidina y la y a la seudouri dina.
Entre el asa T y el anticodón existe un asa adicional, llamada variable porque su longitud difiere en los distintos ARN de transferencia.
Un plegamiento ulterior en el ARNt hace que deje de parecerse a un trébol de cuatro hojas y adquiera la forma de la letra L (fig. A-4). El cambio se debe a que se establecen apareamientos inusuales entre algunos nueleótidos, como la combinación de un nucleótido con dos a la vez.
Formada la L, las asas D y T pasan a la zona de unión de sus dos ramas y el brazo aceptador y el triplete de bases del anticodón se sitúan en las puntas de la molécula (fig. A-4).
FIGURA A-3­
FIGURA A-4­
  • Una aminoacil-ARNt sintetasa une el aminoácido al ARNt
El aminoácido se liga a su correspondiente ARNt por la acción de una enzima llamada aminoacil-ARNt sintetasa, que cataliza la unión en dos pasos.
Durante el primero, el aminoácido se liga a un AMP , con el cual forma un aminoacil AMP. Por ejemplo leucinil –AMP , lisinil AMP, fenilalanil AMP, metionil-AMP, etc.. Dado que el AMP deriva de la hidrólisis de un ATP , se libera pirofosfato (PP) y energía , que también pasa al aminoacil- AMP
AA + ATP® AA-AMP + PP
En el segundo paso esa energía es utilizada por la aminoacil ARNt sintetasa para transferir el aminoácido del aminoacil –AMP a la A del brazo aceptador del ARNt compatible, con lo cual se forma una molécula esencial para la síntesis proteica: el aminoacil-ARNtAA que reconoce el codón complementario en el ARNm.
AA-A + ARNt ® AMINOACIL SINTETASA)® AA-ARNtAA + AMP
Debe señalarse que la energía del ATP usada en la primera reacción queda depositada en la unión química entre el aminoácido y la A del trinucleótido CCA.
  • Existen 20 amínoacil – ARNt sintetasas diferentes
Existen 20 aminoacil-ARNt sintetasas diferentes, cada una diseñada para reconocer a un aminoácido y al ARNt compatible con él. Ambos reconocimientos permiten que cada uno de los 31 tipos de ARNt
se ligue sólo a uno de los 20 aminoácidos usados en la síntesis proteica. Ello es posible porque cada aminoacil ARNt sintetasa identifica al ARNt por el anticodón, la parte más específica del ARNt (Fig A-3). No obstante, en los ARNt existen otras señales que son reconocidas por la enzima, generalmente tramos de nucleótidos cercanos al anticodón.
Como es obvio, la existencia de 11 clases de ARNt hace que algunos aminoácidos sean reconocidos por más de un ARNt.
Uno de los ARNt redundantes es el llamado ARNt iniciador o ARNt[i], pues transporta a la metionina destinada exclusivamente al codón AUG de iniciación (FIG A-9). Es muy probable quecerca de ese codón existan señales que diferencien al metionil-ARNt[i]met –portador de la metionina dirigida a él- de los metionil ARNtmet comunes, portadores de las metioninas destinadas a los restantes codones AUG del ARNm.
  • Los ribosomas están compuestos por dos subunidades
Los mecanismos para alinear a los aminoacil ARNtAA de acuerdo con el orden de los codones del ARNm son algo complicados. Requieren de los ribosomas cuya primera tarea es localizar al codón AUG de iniciación y acomodarlo correctamente para que el encuadre de ese triplete y el de los siguientes sea el adecuado.
Luego el ribosoma se desliza hacia el extremo 3´del ARNm y traduce a los sucesivos tripletes en aminoácidos. Estos son traídos – de a uno por vez – por los respectivos ARNt. Las reacciones que ligan a los aminoácidos entre sí - es decir , las uniones peptídicas - se producen dentro del ribosoma . Finalmente, cuando el ribosoma arriba al codón de terminación – en el extremo 3´del ARNm – cesa la síntesis proteica y se libera la proteína. Como podemos notar, los ribosomas constituyen las "fábricas de las proteínas"
Cada ribosoma está compuesto por dos subunidades - una mayor y otra menor – identificadas con las siglas 40S y 60S respectivamente (los números hacen referencia a los coeficientes de sedimentación de las subunidades, es decir a las velocidades con que sedimentan cuando son ultracentrifugadas, la 60S migra más rápido al fondo del tubo).
En la subunidad menor algunas proteínas forman dos áreas - una al lado de la otra – denominadas sitio P (por peptidil) y sitio A (por aminoacil).
Por otro lado en la subunidad mayor las proteínas ribosómicas formarían un túnel por el que saldría la cadena polipeptídica a medida que se sintetiza
Las etapas de la síntesis de proteínas
La síntesis de las proteínas se divide en tres etapas, llamadas de iniciación , de alargamiento y de terminación (fig. A-9).
  • El comienzo de la síntesis proteica requiere de varios factores de iniciación
La etapa de iniciación es regulada por proteínas citosólicas denominadas factores de iníciación (IF), que provocan dos hechos separados pero concurrentes , uno en el extremo 5´del ARNm y otro en la subunidad menor del ribosoma
El primer proceso involucra al cap y a una secuencia de nucleótidos aledaña, localizada entre el cap y el codón de iniciación . Estas partes reconocidas por el factor IF-4, que se liga a ellas sí al ARNm se proteína CBP . La conexión del IF-4 con el ARNm insume energía que es provista por un ATP.
En el segundo proceso, el metioníl-ARNt[i]met se coloca en el sitio P de la subunidad menor del ribosoma, reacción que requiere el factor IF-2 y la energía de un GTP.
Logrados ambos acondicionamientos, otro factor de iniciación, el IF-3, con la ayuda del IF-4 coloca el extremo 5´ del ARNm sobre una de las caras de la unidad menor del ribosoma, la que posee los sitios P y A.
De inmediato la subunidad menor se desliza por el ARNm y detecta al codón de AUG de iniciación, que se coloca, en el sitio P . Como es lógico , el segundo codón del ARNm queda colocado al lado, es decir en el sitio A.
Entre tanto, el metioril-ARNt[i]met ,' ubicado en el sitio P de la subunidad menor, se une al codón AUG de iniciación mediante su anticodón CAU (UAC¬ ). El acoplamiento correcto entre estos dos tripletes es imprescindible para asegurar el encuadre normal de los siguientes codones del ARNm en los sitios P y A del ribosoma.
La etapa de iniciación concluye cuando la subunidad menor se combina con la subunidad mayor y se forma el ribosoma. En él se encuentran los primeros dos codones del ARNm: en el sitio P el codón AUG de iniciación -unido al metionilARNt[i]met- y en el sitio A el codón que le sigue.
La unión entre sí de las dos subunidades ribosómicas se produce luego del desprendimiento del IF-2 y del IF-3, lo cual es mediado por el factor IF-5.
  • El alargamiento de la cadena proteica es promovido por factores de elongación
La etapa de alargamiento comienza cuando al sitio A del ribosoma se acerca otro aminoacil-ARNtAA, compatible con el segundo codón del ARNm, con el cual se une. La reacción es mediada por un factor de elongación llamado EF-1 y consume energía, que es aportada por un GTP.
Al quedar el aminoacil-ARNtAA cerca del metionil-ARN[t]met. la metionina localizada en el sitio P, al tiempo que se desacopla del. ARNt[i], se liga - mediante una unión peptidica - al aminoácido ubicado en el sitio A. Se forma así un dipeptidil-ARNt, que continúa ubicado en el sitio A. Su permanencia en este sitio es breve, en seguida veremos por qué.
La unión peptídica es catalizada por la subunidad mayor del ribosoma. Debe agregarse que la energía requerida para consumar esa unión proviene de la ruptura de otra unión química , aquella que liga al aminoácido con la adenina en el brazo aceptador del ARNt. Como en el caso del metionil – ARNt [i]met, la ruptura química tiene lugar siempre en el sitio P.
Entre tanto, fuera del ribosoma, esperando para ingresar, se encuentra el tercer codón del ARNm. Aborda el ribosoma cuando el ARNm se corre tres nucleótidos en dirección de su extremo 5´. Este proceso – llamado traslocación – es mediado por el el factor de elongación EF-2 y también consume energía ahora aportada por un GTP.
Como vemos, desde el punto de vista energético la síntesis proteica es bastante costosa, ya que por cada aminoácido que se incorpora se consumen dos GTP y un ATP, el último gastado durante 1a síntesis del aminoacil-ARNtAA
El corrimiento del ARNm hace que el codón de iniciación sea desalojado del sitio P sitio P -y, por consiguiente, del ribosoma- el segundo codón se mude del sitio A al sitio P y el tercer codón ingrese en el sitio A vacante. Lógicamente el corrimiento de los codones desplaza también a los ARNt , por lo que el ARNt[i] sale del ribosoma -no tarda en desprenderse del codón de iniciación – y el dipéptido pasa del sitio A al sitio P.
Mientras tanto, un tercer aminoacil-ARNtAA ingresa en le ribosoma , se acomoda en el sitio A y su anticodón se une al tercer codón de ARNm, otra vez por la intervención del EF-1. Debe señalarse que el EF-1 actúa después que el EF-2 se retira del ribosoma, y viceversa.
El paso siguiente comprende la formación de una unión peptídica entre el dipéptido y el aminoácido del tercer aminoacil –ARNt AA. Esta unión peptídica, ahora entre e dipéptido y el aminoácido del tercer aminoacil-ARNtAA. Esta unión peptídica genera un tripeptidil –AARNt, que permanece en el sitio P hasta la próxima translocación del ARNm.
Los procesos citados se repiten de forma sucesiva codón tras codón ; así , en el cuarto paso se forma un tetrapeptidil ARNt y luego peptidil - ARNt cada vez más largos , que se traslocan del sitio A al P conforme se producen las uniones peptídicas. Se calcula que se agregan a la cadena, en promedio, cinco aminoácidos por segundo.
Debido a que con cada traslocación se corren tres nucleótidos del ARNm , su extremo 5´se aleja progresivamente del ribosoma y su extremo 3´se acerca a él en igual medida. Cuando el ribosoma se ha alejado del extremo 5´del ARNm unos 90 nucleótidos, en el codón de iniciación se acomoda un nuevo ribosoma, lo cual da inicio a la síntesis de otra cadena proteica. Esto se repite varias veces .
  • La síntesis proteica concluye cuando el ribosoma alcanza el codón de terminación
La etapa de terminación determina la conclusión de la síntesis de la proteína cuando el sitio A del ribosoma es abordado por el codón de terminación del ARNm (UUA, UGA o UAG, indistintamente). Ello deja al sitio A sin el esperado aminoacil-ARNtAA, aunque pronto es ocupado por un factor de terminación llamado eRF (eucaryotic releasing factor), que sabe reconocer a los tres codones de terminación.
En síntesis la terminación de la cadena polipeptídica está señalada por el ARNm mediante un codón que no especifica la incorporación de ningún aminoácido . Ese codón de terminación puede ser UUA, UGA o UAG, y sobre él no se une ningún ARNt. En cambio, es reconocido por dos proteínas llamadas factores de liberación (eRF). Cuando esto sucede, la proteína terminada se libera del último ARNt, que también se separa del ARNm. Por último también se disocian las subunidades ribosómicas. Todos estos elementos pueden ser reutilizados en una nueva síntesis.
RESUMEN
Tres etapas en la síntesis de proteínas. a) Iniciación. La subunidad ribosómica más pequeña se une al extremo 5´ de una molécula de ARNm. La primera molécula de ARNt, que lleva el aminoácido modificado fMet, se enchufa en el codón iniciador AUG de la molécula deARNm. La unidad ribosómica más grande se ubica en su lugar, el ARNt ocupa el sitio P (peptidico). El sitio A (aminoacil) está vacante. El complejo de iniciación está completo ahora.
b) Alargamiento. Un segundo ARNt con su aminoácido unido se mueve al sitio A y su anticodón se enchufa en el mRNA. Se forma un enlace peptidico entre los dos aminoácidos reunidos en el ribosoma. Al mismo tiempo, se rompe el enlace entre el primer aminoácido y su ARNt. El ribosoma se mueve a lo largo de la cadena de ARNm en una dirección 5´ a 3´ y el segundo ARNt, con el dipéptido unido se mueve al sitio P desde el sitio A, a medida que el primer ARNt se desprende del ribosoma. Un tercer ARNt se mueve al sitio A y se forma otro enlace peptÍdico. La cadena peptídica naciente siempre está unida al tRNA que se está moviendo del sitio A al sitio P, y el ARNt entrante que lleva el siguiente aminoácido siempre ocupa el sitio A. Este paso se repite una y otra vez hasta que se completa el polipéptido. c) Terminación. Cuando el ribosoma alcanza un codón de terminación (en este ejemplo UGA), el polipéptido se escinde del último ARNt y el ARNt se desprende del sitio P. El sitio A es ocupado por el factor de liberación que produce la disociación de las dos subunidades del ribosoma
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APLICACIONES
Dos temas médicos vinculados con la actividad de los ribosomas
Al ser invadidas por bacterias, las células de algunos organismos inferiores elaboran sustancias llamadas antibióticos para defenderse de la infección. En muchos casos los antibióticos logran sus objetivos interfiriendo la síntesis proteica en los ribosomas de las bacterias, lo que las mata. Por ejemplo, el cloranfenicol impide las uniones peptídicas, la estreptomicina afecta el inicio de la traducción y distorsiona la fidelidad de la síntesis, la eritromicinabloquea la translocación del ARNm, la tetraciclina no permite que los aminoacil-ARNtAA ingresen en el sitio A, la kirromiicina inhibe la actividad de los factores de elongación y la puromicina usurpa el sitio A del ribosoma, de modo que la cadena peptídica se liga al antibiótico y no a un aminoacil-ARNtAA, lo que interrumpe su síntesis.
La medicina ha trasladado estos efectos a otros escenarios biológicos, particularmente al organismo humano. Así, cuando determinadas bacterias lo infectan, éstas pueden ser destruidas mediante la administración de antibióticos.
Debe advertirse que la puromicina afecta también a los ribosomas de las células eucariotas, y por ello su uso farmacológico es muy restringido. Por su parte, el cloranfenicol, la eritromicina, la tetraciclina y la kirromicina, si bien interfieren levemente la síntesis proteica en los ribosomas eucarióticos citosólicos, afectan mucho más la de los ribosomas de las mitocondrias , lo cual reafirma la teoría endosimbiótica.
Otro tema médico vinculado con los ribosomas corresponde al mecanismo de acción de la toxina diftérica , que ingresa en la célula por endocitosis y ribosila al factor de elongación EF-2 , lo cual lo anula. Ello conduce en poco tiempo a la muerte.

clonación

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