primer corte Biología celular y molecular

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El sistema inmunitario distingue lo propio de lo ajeno y elimina del cuerpo las moléculas y las células ajenas potencialmente nocivas. El sistema inmunitario también puede reconocer y destruir células anormales derivadas de los tejidos del huésped. Cualquier molécula capaz de ser reconocida por el sistema inmunitario se considera un antígeno (Ag).
La piel, la córnea y las mucosas de los aparatos respiratorio, digestivo y urogenital constituyen una barrera física que es la primera línea de defensa del cuerpo. Algunas de estas barreras también tienen funciones inmunitarias activas:
· Epidermis externa queratinizada: los queratinocitos secretan péptidos antimicrobianos (defensinas), y las glándulas sebáceas y sudoríparas secretan sustancias inhibidoras para los microorganismos (p. ej., ácido láctico, ácidos grasos). Además, muchas células inmunitarias (p. ej., mastocitos, linfocitos intraepiteliales, células de Langerhans presentadoras de antígeno) residen en la piel.
· Mucosa de los aparatos respiratorio, digestivo y urogenital: contiene sustancias antimicrobianas, como la lisozima, la lactoferrina y el anticuerpo IgA (SIgA).
La rotura de las barreras anatómicas puede desencadenar 2 tipos de respuesta inmunitaria:
· Innato
· Adquirida
Muchos componentes celulares (p. ej., el complemento, las citocinas y las proteínas de la fase aguda) participan en la inmunidad innata y adquirida.
INMUNIDAD INNATA
La inmunidad innata (natural) es eficaz sin la exposición previa a un antígeno (es decir, memoria inmunológica). Así, puede responder de inmediato a un invasor. La inmunidad innata reconoce moléculas de antígeno que se encuentran ampliamente distribuidas y no sólo un microorganismo o una célula específica.
Sus componentes incluyen:
· Células fagocitarias o fagocíticas
· Células linfoides innatas (p. ej., células natural killer [NK])
· Leucocitos polimorfonucleares
Las células fagocitarias (neutrófilos en la sangre y los tejidos, monocitos en la sangre, macrófagos en los tejidos) ingieren y destruyen los antígenos invasores. El ataque por parte de las células fagocitarias puede verse facilitado cuando los antígenos están cubiertos con anticuerpos (Ac), que se producen como parte de la inmunidad adquirida, o cuando las proteínas del complemento opsonizan los antígenos.
Las células natural killer matan células infectadas por virus y algunos tumores.
Los leucocitos polimorfonucleares (neutrófilos, eosinófilos, basófilos, mastocitos) y las células mononucleares (monocitos, macrófagos, mastocitos) liberan mediadores inflamatorios.
INMUNIDAD ADQUIRIDA
La inmunidad adquirida (adaptativa) requiere la exposición previa a un antígeno y, por ende, lleva tiempo desarrollarla después de un encuentro inicial con un invasor nuevo. Después de eso, la respuesta es rápida. El sistema recuerda las exposiciones pasadas y es específica de antígeno.
Sus componentes incluyen:
· Células T
· Células B
La inmunidad adquirida incluye:
· Inmunidad mediada por células: derivada de ciertas respuestas de células T 
· Inmunidad humoral: derivada de las respuestas del linfocito B (los linfocitos B secretan anticuerpos solubles específicos contra el antígeno)
Las células B y T interactúan destruyendo a los invasores. Las células presentadoras de antígenos son necesarias para presentar los antígenos a las células T.
RESPUESTA INMUNITARIA
La defensa inmunitaria satisfactoria requiere la activación, regulación y resolución de la respuesta inmunitaria.
· Activación
El sistema inmunitario se activa cuando un antígeno (Ag) extraño es reconocido por los anticuerpos (Ac) circulantes o por los receptores celulares de superficie. Estos receptores de la superficie celular pueden ser Anticuerpos altamente específicos (anticuerpos expresados sobre las células B o receptores de células T expresados sobre las células T) Ampliamente específicos (p. ej., receptores de reconocimiento del patrón como los receptores de manosa, los depuradores (scavenger) y del tipo Toll en células dendríticas y otras células).
Los receptores de especificidad amplia reconocen patrones moleculares asociados con microorganismos patógenos comunes en ligandos como los lipopolisacáridos gramnegativos, los peptidoglucanos grampositivos, la flagelina bacteriana, los dinucleótidos de citosina-guanina no metilados (motivos CpG) y el RNA viral de cadena doble. Estos receptores también pueden reconocer moléculas que son producidas por células humanas sometidas a estrés o infección (llamadas patrones moleculares asociados al daño).
La activación también se produce cuando los complejos antígenos-anticuerpos y complemento-microorganismo se unen a los receptores de superficie de la región del fragmento cristalizable (Fc) de la IgG (Fc-gamma R) y a C3b e iC3b. Una vez reconocidos, el antígeno, el complejo antígeno-anticuerpo o el complemento-microorganismo son fagocitados. La mayoría de los microorganismos mueren después de ser fagocitadas, pero otros inhiben la capacidad de destrucción intracelular del fagocito (p. ej., las micobacterias que han sido incorporadas por un macrófago inhiben la capacidad de matar células). En tales casos, las citocinas derivadas del linfocito T, sobre todo el interferón-gamma (IFN-gamma), estimula al fagocito para que produzca más enzimas líticas y otros productos microbicidas y por lo tanto potencia su capacidad para destruir o secuestrar al microorganismo. A no ser que el antígeno sea fagocitado rápidamente y degradado por completo (un acontecimiento común), se recluta una respuesta inmunitaria adquirida. Esta respuesta se inicia en El bazo para los antígenos en circulación Ganglios linfáticos regionales para antígenos tisulares Tejidos linfoides asociados a mucosas (p. ej., amígdalas, adenoides, parches de Peyer) para los antígenos mucosos
Por ejemplo, las células dendríticas de Langerhans de la piel fagocitan antígenos y emigran a los ganglios linfáticos locales: allí se expresan los péptidos derivados del antígeno en la superficie celular dentro de las moléculas del complejo mayor de histocompatibilidad (MHC) clase II, que presentan el péptido a los linfocitos T helper o colaboradores (Th) CD4. Cuando el linfocito Th se une al complejo MHC-péptido y recibe diversas señales coestimuladoras, la célula expresa receptores para la citocina IL-2 y secreta varias citocinas. Cada subgrupo de linfocitos Th secreta diferentes combinaciones de sustancias, y por ende ejerce distintas respuestas inmunitarias.
Las moléculas MHC de clase II suelen presentar péptidos derivados de antígenos extracelulares (exógenos) (p. ej., de muchas bacterias) a los linfocitos CD4 TH; por el contrario, las moléculas del CMH de clase I presentan péptidos derivados de antígenos intracelulares (endógenos) (p. ej., de virus) a los linfocitos T CD8 citotóxicos. El linfocito T citotóxico activado mata entonces a la célula infectada.
REGULACIÓN
La respuesta inmunitaria debe regularse para impedir que dañe al propio huésped (p. ej., anafilaxia, destrucción tisular generalizada). Los linfocitos T reguladores (la mayoría de los cuales expresan el factor de transcripción Foxp3) ayudan a controlar la respuesta inmunitaria mediante la secreción de citocinas inmunodepresoras, como la IL-10 y el factor del crecimiento transformante-beta (TGF-beta), o a través de mecanismos dependientes del contacto celular. Estas células reguladoras ayudan a impedir respuestas autoinmunitarias y probablemente ayuden a resolver respuestas activas frente a antígenos ajenos.
RESOLUCIÓN
La respuesta inmunitaria termina cuando el antígeno es secuestrado o eliminado del cuerpo. Sin un estímulo por parte del antígeno, la secreción de citocinas cesa y los linfocitos T citotóxicos activados sufren apoptosis. La apoptosis marca a una célula para su inmediata fagocitosis, lo que evita el vertido del contenido celular y el desarrollo de la consiguiente inflamación. Los linfocitos B y T que se han diferenciado en células de memoria se libran de este destino.
LINFOCITOS
Un linfocito es un tipo de glóbulo blanco que es parte del sistemainmune. Hay dos tipos principales de linfocitos: las células B y las células T. Las células B elaboran los anticuerpos para luchar contra bacterias, virus y toxinas invasoras. Las células T destruyen las propias células del cuerpo que han sido infectadas por virus o que se han vuelto cancerosas.
CÉLULAS PRESENTADORAS DE ANTÍGENOS
Como es bien sabido, las dos estirpes fundamentales del sistema inmunitario son los linfocitos B y T, que, cuando se activan, aumentan su tamaño y pasan a denominarse células B y T respectivamente. Las células B son capaces por sí solas de llevar a cabo el reconocimiento de los antígenos interaccionando con ellos directamente. Por el contrario, las células T son «ciegas». Solo reconocen a los antígenos si otras células se los presentan de manera adecuada. Para que la reacción inmunitaria tenga lugar, los antígenos han ser presentados a las células T; y no de cualquier manera, sino asociados a determinadas proteínas celulares que forman parte del denominado complejo mayor de histocompatibilidad. El antígeno (más precisamente sus fragmentos a los que llamamos determinantes antigénicos) y las proteínas del complejo mayor de histocompatibilidad forman un constructo que activa a las células T. Según el tipo de proteínas del complejo mayor de histocompatibilidad a las que se asocie el determinante antigénico, las células T actuarán como coadyuvantes (estimulando la diferenciación de las células B) o como citotóxicas (destruyendo las células diana directamente).
Mientras las células B reconocen a los antígenos por su estructura terciaria, las células T reconocen a los antígenos por su estructura primaria, esto es, su secuencia de aminoácidos. El procesamiento de los antígenos previo a su presentación al sistema inmune se halla vinculado a los mecanismos de síntesis y reciclaje de las proteínas, y su transporte a través de distintas estructuras sub-celulares. Las «células presentadoras de antígenos» son los macrófagos, las células dendríticas, los propios linfocitos B, y cualquier célula del organismo que exprese en su membrana determinantes antigénicos asociados a proteínas del complejo mayor de histocompatibilidad. Los fragmentos del antígeno (determinantes antigénicos) suelen ser péptidos de entre 10 y 20 aminoácidos.
Ante la presencia de un antígeno, se forma un constructo «antígeno-MHC». La célula queda así «marcada», bien para su destrucción por linfocitos T citotóxicos, o para la activación de un clon de linfocitos B con el efecto dinamizador de las células T coadyuvantes. La naturaleza del antígeno condiciona el tipo de respuesta inmunitaria. Un antígeno foráneo (generalmente bacteriano) estimula la respuesta mediada por los linfocitos B; en cambio un antígeno proveniente de una célula renegada (tumoral) o sintetizada por la célula tras una infección vírica, desencadena una respuesta por células T citotóxicas.
los macrófagos. Se desplazan por los tejidos fagocitando cualquier desecho metabólico, incluidos los antígenos. Tras el procesamiento intracelular de los antígenos los macrófagos exponen en su superficie el antígeno asociado a las proteínas del complejo mayor de histocompatibilidad clase I. Los macrófagos se comportan, pues, como «células presentadoras de antígenos». En su nueva condición viajan hasta los ganglios linfáticos, donde interaccionan con una estirpe de linfocitos que comienzan a comportarse como coadyuvantes (T-helper). Coadyuvan estimulando la diferenciación de los linfocitos B, mediante la secreción de citoquinas (linfoquinas).
CELULAS EFECTORAS
Las TCR2 CD4+ denominadas células auxiliadoras o cooperadoras (TH), las cuales reconocen el Ag presentes en las células presentadoras de Ag, lo que desencadena su activación, secretando citoquinas, las cuales a su vez juegan un papel clave en la activación de otras células (B, T, etc.). 
La otra población son las TCR2 CD8+ que generalmente funcionan como células T citotóxicas. Reconocen el Ag expuesto en moléculas de aquellas células infectadas con virus o cancerosas, lo cual, junto con las señales adecuadas de citoquinas, provoca la activación y proliferación clonal, con diferenciación a linfocitos T citolíticos (CTL), que eliminan a las células propias enfermas.
Los macrófagos son un tipo de glóbulos blancos que se encuentran en la sangre e intervienen en la defensa del organismo contra sustancias extrañas o agentes patógenos. Se trata, por lo tanto, de células efectoras del sistema inmune. Los macrófagos son los actores principales de la respuesta inmunitaria innata. Los macrófagos provienen de las células progenitoras mieloides de la médula ósea, que primero dan lugar a los promonocitos y, más tarde, a los monocitos sanguíneos. Estas células circulantes atraviesan las paredes de los vasos sanguíneos y se dirigen a los diferentes órganos y sistemas tisulares, donde se transforman en macrófagos. son los principales fagocitos dentro de los tejidos. Esto quiere decir que los macrófagos son células capaces de captar diferentes cuerpos extraños que penetran en nuestro organismo (bacterias, parásitos, virus), así como sustancias de desecho de los tejidos, y de introducirlas en su interior con el fin de eliminarlas. A este proceso se le llama fagocitosis. Cada macrófago tiene varios tipos de receptores en su superficie que ayudan a reconocer las partículas a fagocitar. Una vez activados los macrófagos liberaran diferentes citoquinas que favorecerán la respuesta inflamatoria con el fin de neutralizar al agente patógeno y la migración de otras células del sistema inmune al lugar de la infección. Los macrófagos también tienen la capacidad de inducir la respuesta inmune adaptativa. Cuando los macrófagos fagocitan sustancias extrañas al cuerpo, presentan estos antígenos en su superficie, donde serán reconocidos por los linfocitos T y B. 
Los granulocitos son un tipo de glóbulo blanco que tienen gránulos pequeños. Estos gránulos contienen proteínas. Este tipo específico de granulocitos son neutrófilos, eosinófilos y basófilos. Los granulocitos, específicamente los neutrófilos, ayudan al cuerpo a combatir infecciones bacterianas. La cantidad de granulocitos en el cuerpo normalmente aumenta cuando se presenta una infección grave. Las personas que tienen una cantidad menor de granulocitos son más propensas a tener infecciones graves más a menudo.
MOLECULAS DE LA RESPUESTA INMUNE
· citoquinas
Factores de necrosis tumoral (TNF): son citoquinas importantes durante las primeras etapas de la respuesta inflamatoria. Son producidas por una gran variedad de células y tienen un papel central en infecciones virales, así como en la proliferación y muerte celular (apoptosis). Un ejemplo es el TNF-α.
Interleucinas (IL): se encargan principalmente de regular la activación de las células del sistema inmune y de controlar la diferenciación y proliferación de algunas subpoblaciones celulares. Algunas tienen funciones pro-inflamatorias y otras anti-inflamatorias. También activan el endotelio y aumentan la permeabilidad vascular, facilitando la migración de células de la inmunidad desde el torrente sanguíneo hacia el tejido, promueven la secreción de anticuerpos y controlan la respuesta de los linfocitos T.
Interferones (IFN): los interferones α, β y γ tienen un papel importante en la respuesta innata ante virus u otros microorganismos patógenos. Son, por tanto, secretados como señales de peligro: promueven la actividad antiviral y la activación de las células Natural Killer (células NK) .
· Sistema complemento 
El sistema del complemento es uno de los componentes fundamentales de la conocida respuesta inmunitaria defensiva ante un agente hostil. Consta de un conjunto de moléculas plasmáticas implicadas en distintas cascadas bioquímicas, cuyas funciones son potenciar la respuesta inflamatoria, facilitar la fagocitosis y dirigir la lisis de células incluyendo la apoptosis.​ Constituyen un 15% de la fracción de inmunoglobulina del suero.
· Cascada de coagulación: trata de aislar algún agente infeccioso
VACUNAS
Las vacunas se obtienen inactivandoo debilitando el microorganismo que causa la enfermedad, para que cuando se aplique a una persona, el cuerpo produzca defensas contra esa enfermedad, las cuales lo protegerán de padecerla. El agente estimula el sistema inmunológico del cuerpo a reconocer al agente como una amenaza, destruirla y guardar un registro del mismo, de modo que el sistema inmune puede reconocer y destruir más fácilmente cualquiera de estos microorganismos que encuentre más adelante.
· Vivas atenuadas: microorganismos que han sido cultivados expresamente bajo condiciones en las cuales pierden o atenúan sus propiedades patógenas. Suelen provocar una respuesta inmunológica más duradera y son las más usuales en los adultos. Esto se debe a que el microorganismo, aunque está debilitado, no se encuentra inactivado y crea una ligera infección que es combatida de forma natural por el sistema inmune.
· Inactivadas: microorganismos dañinos que han sido tratados con productos químicos o calor causando la muerte del patógeno, pero manteniendo su estructura. Este tipo de vacunas activa el sistema inmune, pero el agente dañino no ataca al huésped y es incapaz de reproducirse, ya que se encuentra inactivo. Esto genera menos efectos secundarios causados por el agente patógeno.
· Toxoides: son componentes tóxicos inactivados procedentes de microorganismos, en casos donde esos componentes son los que de verdad provocan la enfermedad, en lugar del propio microorganismo.
· Subunidades, recombinantes, polisacáridas y combinadas: utilizan partes específicas del germen, como su proteína, polisacáridos o cápsula (carcasa que rodea al germen). Dado que las vacunas solo utilizan partes específicas del germen, ofrecen una respuesta inmunitaria muy fuerte dirigida a partes claves del germen.
FAGOCITOSIS
los principales son los monocitos, macrófagos, células dendríticas y neutrófilos, se les denomina fagocitos profesionales. Otras células como las células endoteliales también tienen esta función, pero es menos significativa que en los tipos celulares anteriores. 
En primer lugar, se requiere que “la presa” sea reconocido por receptores de la superficie de los fagocitos. De hecho, los fagocitos disponen de un extenso abanico de receptores en su superficie para poder detectar la gran variedad de partículas y microorganismos que pueden entrar en nuestro organismo. Una vez que un microbio es reconocido como extraño, se inicia una “cascada” de señales dentro de la célula que hacen que desde su membrana salgan unas prolongaciones, denominadas seudópodos, que rodearán la partícula y la engullirán. Dentro de la célula, esta partícula quedará dentro de un compartimento denominado “fagosoma” 
Posteriormente, estos compartimentos se fusionarán con otros denominados “lisosomas”. Dentro de los lisosomas hay proteínas que se encargan de romper o descomponer estas partículas, son los llamados “enzimas proteolíticos”. Además, también tienen un pH interno muy bajo, ácido, que ayuda también a destruir estas partículas. Una vez descompuestas, algunos de los pequeños fragmentos resultantes se unirán a las moléculas MHC para poner en marcha la inmunidad adaptativa específica contra esas partículas.
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MADURACION DE LOS LINFOCITOS
· La maduración de progenitores linfocíticos comunes en la médula ósea da lugar al compromiso en los linajes de linfocitos B o T. Este compromiso se asocia a la activación de varios factores de transcripción específicos de linaje y a una mayor accesibilidad de los genes de Ig y TCR al mecanismo de recombinación génica, que se describe más adelante
· Los linfocitos inmaduros proliferan en varios estadios durante su maduración. Es necesaria la proliferación de los linfocitos en desarrollo para asegurar la disposición de un número adecuado de células que expresen receptores útiles para el antígeno y maduren en linfocitos completamente funcionales. La supervivencia y la proliferación de los primeros precursores linfocíticos están estimuladas, sobre todo, por el factor de crecimiento interleucina 7 (IL-7), que producen las células estromales en la médula ósea y el timo. La IL-7 mantiene y expande el número de progenitores linfocíticos (especialmente progenitores de los linfocitos T en los seres humanos, y precursores de los linfocitos B y T en los ratones) antes de que expresen receptores para el antígeno, lo que genera una gran reserva de células en las que pueden producirse diversos receptores para el antígeno.
Este paso es un punto de control de calidad en el desarrollo del linfocito que asegura la conservación de células con receptores funcionales.
· Los linfocitos son seleccionados a lo largo de múltiples pasos durante su maduración con el fin de conservar las especificidades útiles. La selección se basa en la expresión de componentes intactos del receptor para el antígeno y lo que reconocen. Como se expone más adelante, muchos intentos de generar receptores para el antígeno fracasan debido a errores durante el proceso de recombinación génica. Por tanto, son necesarios puntos de control en los cuales solo sean seleccionadas las células con receptores funcionales para el antígeno intactos para que sobrevivan y proliferen. Los prelinfocitos y los linfocitos inmaduros que no expresan receptores para el antígeno mueren por apoptosis (v. f ig. 4-10 ). Los reordenamientos génicos en los linfocitos inmaduros generan de forma aleatoria receptores para el antígeno con especificidades muy diversas. Algunos de ellos pueden no reconocer antígenos en el sujeto, por ejemplo, si el TCR es específico frente a una molécula de MHC que no está presente en el sujeto. Con el fin de conservar los linfocitos T que serán funcionales, solo se seleccionan para su supervivencia los linfocitos T inmaduros que reconocen moléculas del MHC en el timo. Este proceso, denominado selección positiva, asegura que las células que completan la maduración sean capaces de reconocer antígenos mostrados por las mismas moléculas del MHC en las APC (que son las únicas moléculas del MHC con las que estas células pueden encontrarse normalmente). Otros receptores para el antígeno pueden reconocer péptidos de proteínas propias. Por lo tanto, es necesario otro proceso de selección que elimine estos linfocitos en potencia peligrosos e impida el desarrollo de respuestas autoinmunitarias. Los mecanismos que eliminan fuertemente los linfocitos T y B autorreactivos constituyen la selección negativa. Los procesos de maduración y selección de los linfocitos B y T comparten algunas características importantes, pero también difieren en muchos aspectos.
ACIDOS NUCLEICOS
Los ácidos nucleicos son un tipo importante de macromoléculas presentes en todas las células y virus. Las funciones de los ácidos nucleicos tienen que ver con el almacenamiento y la expresión de información genética. El ácido desoxirribonucleico (ADN) codifica la información que la célula necesita para fabricar proteínas. Un tipo de ácido nucleico relacionado con él, llamado ácido ribonucleico (ARN), presenta diversas formas moleculares y participa en la síntesis de las proteínas.
Ambos se encuentran en todas las células procariotas, eucariotas y virus. El ADN funciona como el almacén de la información genética y se localiza en los cromosomas del núcleo, las mitocondrias y los cloroplastos de las células eucariotas. En las células procariotas el ADN se encuentra en su único cromosoma y, de manera extracromosómica, en forma de plásmidos. El ARN interviene en la transferencia de la información contenida en el ADN hacia los compartimientos celulares. Se encuentra en el núcleo, el citoplasma, la matriz mitocondrial y el estroma de cloroplastos de células eucariotas y en el citosol de células procariotas.
COMPOSICIÓN:
La unidad básica de los ácidos nucleicos es el nucleótido, una molécula orgánica compuesta por tres componentes:
· Base nitrogenada, una purina o pirimidina.
· Pentosa, una ribosa o desoxirribosa según el ácido nucleico.
· Grupo fosfato, causante de las cargas negativas de los ácidos nucleicos y que le brinda característicasácidas
Las bases nitrogenadas son moléculas formadas de átomos de carbono y nitrógeno que crean anillos heterocíclicos. Se conocen dos tipos de bases nitrogenadas: las purinas y las pirimidinas. Las purinas se componen de dos anillos condensados, mientras que las pirimidinas están formadas por un solo anillo. Los átomos de carbono y nitrógeno de los anillos se identifican mediante números naturales: del 1 al 6 para las pirimidinas y del 1 al 9 para las purinas.
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ADN
La desoxirribosa se refiere al azúcar, y el nucleico es el ácido formado por el fosfato y la base nitrogenada. Estas bases pueden ser de 4 tipos: Adenina, citosina, timina y guanina, nombradas normalmente como A, C, T, G. Y el orden en que se combinen una después de la otra, es lo que codifica la información genética. El ADN se organiza estructuralmente en cromosomas. A nivel funcional se organiza en genes, que son piezas de ADN que generan características físicas específicas. Estas características no vienen directamente del propio ADN, sino de una molécula llamada ARN, formada a partir del ADN, y codifica una proteína. Esto es lo que se llama el dogma central de la biología molecular: en el ADN hay genes que generan ARNs mensajeros, y estos generan proteínas. Y esto es lo que da las diferentes características físicas que observamos en individuos, como el color de ojos, o la altura. También se ha visto que algunas veces estas instrucciones estan almacenadas directamente en el ARN, sin necesidad de pasar a proteínas, como en el caso de los micro ARNs. Pero estos suelen ser una excepción.
La cromatina es el material de que están compuestos los cromosomas, y consiste en ADN y proteínas. Las histonas son las proteínas más abundantes. Su función es la de empaquetar el ADN, organizarlo de forma que quepa dentro del núcleo. Por lo tanto, la cromatina es la manera en que el ADN se estructura dentro de la célula. Si pudiéramos sacar el ADN fuera de una célula y estirarlo completamente.
Dentro de la mitocondria hay un cierto tipo de ADN. En cierta manera es diferente del ADN del núcleo. Este ADN es pequeño y circular. Y codifica diferentes proteínas que son específicas de la mitocondria. Si recuerda esas vías que están dentro de la mitocondria para producir energía, algunas de las enzimas de esas vías, y algunas de las proteínas que son necesarias para el funcionamiento de dichas vías, son codificadas por el ADN mitocondrial. Si hay un defecto en algunas de las bases de ese ADN mitocondrial, es decir, una mutación, se tiene una enfermedad mitocondrial, lo que implica la incapacidad de producir suficiente energía en órganos como el músculo y el cerebro, o el riñón. El ADN mitocondrial, a diferencia del ADN nuclear, se hereda de la madre, mientras que el ADN nuclear se hereda de ambos progenitores. Esto a veces es muy útil para determinar de dónde proviene un desorden en la familia de cierta persona.
RNA
El ácido ribonucleico (ARN) es una molécula similar a la de ADN. A diferencia del ADN, el ARN es de cadena sencilla. Una hebra de ARN tiene un eje constituido por un azúcar (ribosa) y grupos de fosfato de forma alterna. Unidos a cada azúcar se encuentra una de las cuatro bases adenina (A), uracilo (U), citosina (C) o guanina (G). Hay diferentes tipos de ARN en la célula: ARN mensajero (ARNm), ARN ribosomal (ARNr) y ARN de transferencia (ARNt).
FLUJO DE INFORMACIÓN GENETICA. 
El código genético consiste en la asignación de tripletes de nucleótidos (codones) en el RNA mensajero (mRNA) a cada uno de los aminoácidos que formarán una cadena polipeptídica. Existen 64 combinaciones posibles de codones. El código es redundante, porque los 20 aminoácidos usualmente presentes en los seres vivos son codificados por 61 de estas combinaciones. Los tres codones restantes actúan como señales de terminación de la traducción. Con muy pocas excepciones, el código genético es el mismo en casi todos los seres vivos. 
El código genético consiste en 64 combinaciones de tripletes (codones) y sus aminoácidos correspondientes. Los codones que se muestran aquí son los que puede presentar la molécula de mRNA. De los 64 codones, 61 especifican aminoácidos particulares. Los otros 3 codones son señales de detención, que determinan la finalización de la cadena polipeptídica. Dado que los 61 tripletes codifican para 20 aminoácidos, hay codones "sinónimos" como, por ejemplo, los 6 tripletes diferentes que incorporan leucina (la mayoría de los sinónimos, como se puede ver, difieren sólo en el tercer nucleótido). Sin embargo, la afirmación inversa no es válida: cada codón especifica solamente un aminoácido.
TRANSCRIPCIÓN DEL ADN 
La transcripción es el proceso de síntesis de RNA a partir de DNA. Sigue el mismo principio de apareamiento de bases que la replicación del DNA, pero se reemplaza la timina por el uracilo. En cada transcripción, sólo una de las cadenas del DNA se transcribe. La RNA polimerasa cataliza la adición de ribonucleótidos al extremo 3´ de la cadena de RNA, de modo que esta última es antiparalela a la cadena molde de DNA. La RNA polimerasa no necesita un cebador para iniciar la síntesis. Se une al DNA en una secuencia específica, el promotor, que define el punto de inicio de la transcripción y su dirección.
En los procariontes, el proceso de transcripción continúa hasta que la polimerasa encuentra una secuencia que constituye la señal de terminación. En los eucariontes, el proceso termina cuando el RNA es cortado en una secuencia específica. Al finalizar la transcripción, la RNA polimerasa se detiene y libera la cadena molde de DNA y el mRNA sintetizado. En los eucariontes, los transcritos primarios sufren diversas modificaciones durante la transcripción. Entre ellas se encuentran la adición del CAP, la poliadenilación y el splicing. Este último proceso consiste en el corte y la eliminación de ciertas secuencias, los intrones, y el posterior empalme de las secuencias restantes, los exones. Sólo los exones forman parte del mRNA maduro. Un mismo transcrito primario puede ser procesado por splicing de distintas maneras. Este empalme alternativo permite que una molécula de mRNA inmadura pueda originar diferentes moléculas de mRNA maduro.
En el ciliado de agua dulce Tetrahymena, el intrón inmaduro actúa como catalizador de la escisión, produciendo un empalme autocatalítico. A este RNA con función de enzima se lo llama ribozima.
TRADUCCIÓN
La traducción es la conversión de la secuencia de nucleótidos del RNA en la secuencia de aminoácidos de un polipéptido. En este proceso participan los mRNA, los RNA ribosómicos (rRNA) y los RNA de transferencia (tRNA). Los ribosomas están formados por rRNA y proteínas. Cada uno está formado por dos subunidades de diferente tamaño que, además, en los procariontes son más pequeñas que en los eucariontes. El mRNA y el tRNA iniciador se unen a la subunidad ribosómica menor. Luego se les une la subunidad mayor y cataliza la unión peptídica entre aminoácidos. En la subunidad mayor existen tres sitios a los que se une el tRNA: el sitio A (aminoacílico), el sitio P (peptidílico) y el sitio E (de salida).
Los tRNA son moléculas pequeñas, con una estructura secundaria semejante a la hoja de un trébol, que presentan dos sitios de unión. Uno de ellos es el anticodón, que se aparea con el codón del mRNA. El otro sitio, ubicado en el extremo 3´, se acopla a un aminoácido particular en forma muy específica. Así, los tRNA permiten la alineación de los aminoácidos de acuerdo con la secuencia de nucleótidos del mRNA. El grupo de enzimas aminoacil-tRNA sintetasas catalizan la unión entre el aminoácido y el tRNA y forman el complejo aminoacil-tRNA. Este complejo se une a la molécula de mRNA, apareando el anticodón con el codón del mRNA en forma antiparalela. Así, el tRNA coloca al aminoácido específico en su lugar. El enlace entre el aminoácido y el tRNA se rompe cuando se forma el enlace entre el aminoácido recién llegado y el último de la cadena polipeptídica en crecimiento.
En los procariontes, el proceso de traducción comienza antes de que hayafinalizado el de transcripción. En los eucariontes, ambos procesos están separados en el tiempo y en el espacio: la transcripción ocurre en el núcleo y la traducción, en el citoplasma. Tanto en procariontes como en eucariontes, la síntesis de polipéptidos ocurre en tres etapas: iniciación, elongación y terminación. Hacia el final del mRNA hay un codón que actúa como señal de terminación. No existe ningún tRNA que tenga un anticodón que se aparee con este codón. Existen, en cambio, factores de liberación que se unen al codón de terminación y provocan la separación del polipéptido y el tRNA. Finalmente, las dos subunidades ribosómicas también se separan.
Las proteínas "chaperonas" ayudan a las cadenas polipeptídicas a plegarse. Finalizado este proceso, las nuevas proteínas viajan al medio extracelular o a los distintos compartimientos celulares, según el tipo de señales que posean.
Iniciación. La subunidad ribosómica más pequeña (menor) se une al extremo 5' de una molécula de mRNA. La primera molécula de tRNA, que lleva el aminoácido modificado fMet, se acopla con el codón iniciador AUG de la molécula de mRNA. La subunidad ribosómica más grande (mayor) se ubica en su lugar, el complejo tRNA-­fMet ocupa el sitio P (peptidílico). El complejo de iniciación ahora está completo. (b) Elongación. Un segundo tRNA, cargando su aminoácido correspondiente, valina en este caso, se coloca en el sitio A y su anticodón se acopla con el mRNA. Para que el aminoacil-­tRNA ingrese en el sitio A debe unirse antes a una proteína llamada factor de elongación, que en su forma activa está unida al GTP. Al aparearse el tRNA con el mRNA, se dispara la hidrólisis del GTP por parte del factor de elongación, que luego se disocia, lo cual permite que el aminoacil­-tRNA permanezca unido por un corto período al mRNA. A continuación se forma un enlace peptídico entre los dos aminoácidos reunidos en el ribosoma. Al mismo tiempo, el enlace entre el primer aminoácido y su tRNA se rompe. El ribosoma se mueve entonces a lo largo de la cadena de mRNA en dirección 5' a 3'. El segundo tRNA, con el dipéptido unido, se mueve desde el sitio A al sitio P y el primer tRNA pasa al sitio E y luego se desprende del ribosoma. Un tercer aminoacil-­tRNA, que en este caso porta el aminoácido fenilalanina, se coloca en el 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 tRNA 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 sitio A es ocupado por factores de liberación que hacen que la cadena polipeptídica se escinda del último tRNA y que las dos subunidades del ribosoma se disocien.