Guía TP N2 La Célula (parte 2)_2020 alumnos

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Articulación Básico 
Clínico Comunitaria 1 
 
2020 
 
Guía TP N°2 
La Célula (parte 2) 
Núcleo. DNA, cromosomas. 
Del DNA a las proteínas. 
 
 
 
 
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 Guía de TP N°3 
Núcleo. DNA, cromosomas. 
Del DNA a las proteínas. 
 
Objetivos 
Al finalizar el presente núcleo, los estudiantes deberán ser capaces de: 
● Explicar el concepto de ciclo celular 
● Comprender la importancia del equilibrio entre la renovación y muerte 
celular para la salud de seres vivos. 
● Diferenciar la muerte celular programada de la generada por noxas. 
● Repasar la estructura y función del núcleo celular. 
● Analizar la estructura de los ácidos nucleídos (ADN y ARN). 
● Relacionar su estructura con las funciones que desempeñan. 
● Discutir cómo y dónde se encuentra almacenada la información genética. 
● Estudiar los mecanismos por los cuales la información genética se expresa 
(síntesis de proteínas). 
Bibliografía 
 Alberts B, Bray D, Hopking K y Col. Introducción a la Biología celular (3º ed.). 
 Editorial Panamericana (2011).Blanco A & Blanco G. Química Bilógica. (10º ed.). editorial 
El Ateneo (2016). 
 Curtis H, Barnes S, y Col. Biología. (7º ed). Editorial Panamericana. (2007) 
 Guyton & Hall. Tratado de Fisiología Médica. (13º ed.). J. E. Hall, Ediciones (2016). 
 Ross M, Pawlina W. Histología texto y Atlas color con Biología Celular y Molecular (3º ed). 
Editorial Panamericana (2011). 
Links de Videos 
 Compactación del ADN en el núcleo: https://www.youtube.com/watch?v=gbSIBhFwQ4s 
 Del ADN a las proteínas: https://www.youtube.com/watch?v=gG7uCskUOrA 
 
 
 
 
 
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Guía de lectura dirigida 
1. ¿Qué son los ácidos nucleicos? ¿Cuál es su unidad estructural (monómero)? 
2. ¿Qué es un nucleótido? ¿Cuál es su estructura y función? 
3. Mencione las diferencias entre la molécula de ADN y ARN respecto a su estructura 
función y localización. 
4. ¿Cómo se empaqueta el ADN en las células eucariotas? 
5. ¿Cuál es la diferencia entre la cromatina y un cromosoma? ¿En qué momento del 
ciclo celular se observan? 
6. ¿Cuál es la estructura y localización de los ribosomas en las células eucariotas y 
procariotas? ¿En qué proceso participan? 
7. ¿Qué es un gen? ¿Qué son los intrones y exones? 
8. ¿Qué son las enzimas? ¿Qué función desempeñan las enzimas en las reacciones 
metabólicas? 
9. Explique el dogma central de la biología molecular. 
10. ¿A qué se refiere el término expresión génica? 
11. ¿Qué es el código genético y cuáles son sus características? 
12. Explique brevemente el proceso de transcripción en células eucariotas. Describa 
las etapas del proceso teniendo en cuenta el lugar de la célula donde se realiza, 
elementos que intervienen (enzimas, ácidos nucleicos, nucleótidos, promotores, 
secuencia de iniciación, terminación de la transcripción), la dirección de la 
transcripción y modificaciones post-transcripcionales. 
13. Explique el proceso global de la traducción en células eucariotas. Describa las 
etapas del proceso teniendo en cuenta el lugar de la célula donde se realiza, 
elementos que interviene (enzimas, ribosomas, ácidos nucleicos, codón, anticodón 
aminoácidos). 
 
 
 
 
 
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Actividades de aprendizaje 
Ciclo celular 
De acuerdo con el tercer principio de la teoría celular, las células nuevas sólo se 
originan de otras células vivas. Las células se reproducen mediante un proceso conocido 
como división celular en el cual su material genético - el DNA - se reparte entre dos 
nuevas células hijas. 
En los organismos unicelulares, este mecanismo aumenta el número de individuos 
en la población. En las plantas y animales multicelulares, la división celular es el 
procedimiento por el cual el organismo crece, partiendo de una sola célula, y los tejidos 
dañados son reemplazados y reparados. Una célula individual crece asimilando 
sustancias de su ambiente y transformándolas en nuevas moléculas estructurales y 
funcionales. Cuando una célula alcanza cierto tamaño crítico y cierto estado metabólico, 
se divide. Las dos células hijas comienzan entonces a crecer. 
Las células pasan a través de una secuencia autorregulada de crecimiento y división 
llamada ciclo celular. El ciclo celular se inicia en el instante en que aparece una nueva 
célula, descendiente de otra que se divide, y termina en el momento en que dicha célula, 
por división subsiguiente, origina dos nuevas células hijas. Este conjunto ordenado de 
sucesos puede requerir desde pocas horas hasta varios días, dependiendo del tipo de 
célula y de factores externos como la temperatura o los nutrimentos disponibles. El ciclo 
celular tiene dos fases principales: la interfase, que representa el crecimiento continuo de 
la célula y la fase M (mitosis), caracterizada por la división del genoma. La interfase es un 
período muy activo que se 
subdivide en otras tres fases. 
 
1) Complete en el esquema las 
fases en que se divide la 
interfase y explique brevemente 
cada proceso. 
 
 
 
 
 
 
 
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Cuando la célula está en los estadios interfásicos del ciclo, los cromosomas son 
visibles dentro del núcleo sólo como delgadas hebras de material filamentoso llamado 
cromatina. Por medio del proceso de mitosis, los cromosomas se distribuyen de manera 
que cada nueva célula obtiene un cromosoma de cada tipo. Cuando comienza la mitosis, 
los cromosomas condensados, que ya se duplicaron durante la interfase, se hacen 
visibles bajo el microscopio óptico. La citocinesis es la división del citoplasma. 
Habitualmente, pero no siempre, la citocinesis acompaña a la mitosis o división del 
núcleo. 
A lo largo de este ciclo, varios mecanismos internos de control de calidad o puntos de 
control representados por vías bioquímicas, controlan la transición entre las diferentes 
etapas del ciclo celular. El ciclo celular se detiene en varios puntos de control y sólo 
puede proceder si se cumplen ciertas condiciones, por ejemplo, si la célula ha alcanzado 
un tamaño determinado. Los puntos de control verifican y modulan la progresión de las 
células a lo largo del ciclo celular en respuesta a señales intracelulares o del entorno. 
 
Muerte celular 
2) ¿Por qué es importante el equilibrio de la renovación y muerte celular para la salud de 
los seres vivos? 
 
3) Los dos principales 
mecanismos de muerte 
celular son la apoptosis y la 
necrosis. Indique en la 
figura qué tipo de 
mecanismo de muerte 
celular representa cada 
esquema y a continuación 
complete el cuadro 
comparativo. 
 
 
 
 
 
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Tipo de estímulo que 
conduce a distintos 
mecanismos de muerte 
celular 
(fisiológico/patológico). 
 
Ejemplos de estímulos 
que provocan estos 
distintos mecanismos 
de muerte celular. 
 
Cambios celulares 
característicos que 
producen estos 
mecanismos de muerte 
celular. 
 
¿Este tipo de 
mecanismo de muerte 
celular produce 
inflamación? (si/no). 
 
 
Núcleo, ADN y cromosomas 
El núcleo es un compartimento limitado por membrana el cual contiene el genoma 
(información genética) en células eucariotas. 
Es el centro de control de la célula, envía mensajes a esta para que crezca y madure, 
se replique o muera. El núcleo contiene grandes cantidades de ADN - que comprenden 
los genes- que determinan las características de las proteínas celulares, proteínas 
estructurales, y las enzimas intracelulares que controlan las actividades citoplásmicas y 
nucleares. Los genes también 
controlan y promueven la 
reproducción de la célula. 
 
4) Complete el siguiente 
esquema de la estructura del 
núcleo de una célula en interfase 
(cuando la célula no se está 
dividiendo). 
 
 
 
 
 
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El modelode Watson y Crick 
En 1953, los científicos James Watson y Francis Crick reunieron datos 
provenientes de diferentes estudios acerca del ADN. Algunas de sus pistas más 
importantes sobre la estructura del ADN fueron producto del trabajo de Rosalind Franklin, 
química y cristalógrafa inglesa. Franklin era experta en una poderosa técnica para la 
determinación de la estructura de moléculas, conocida como cristalografía de rayos X. 
Sobre el análisis de estos datos y los de otros investigadores, Watson y Crick postularon 
un modelo para la estructura del ADN y fueron capaces de deducir que el DNA es una 
doble hélice, entrelazada y sumamente larga. 
Una propiedad esencial del material genético es su capacidad para hacer copias 
exactas de sí mismo. Watson y Crick supusieron que debía haber alguna forma en que las 
moléculas de ADN pudiesen replicarse rápidamente y con gran precisión, de modo que 
les fuese posible pasar copias fieles de célula a célula y del progenitor a la descendencia, 
generación tras generación. Watson y Crick propusieron un mecanismo para la replicación 
del DNA. Dedujeron que la molécula de ADN se replica mediante un proceso 
semiconservativo en el que se conserva la mitad 
de la molécula. 
El modelo de Watson y Crick mostró de 
qué manera se podía almacenar la información 
en la molécula de DNA. 
5) La siguiente figura muestra cómo Watson y 
Crick imaginaban la molécula de ADN. Los 
investigadores planteaban que si se tomase una 
escalera y se la torciera para formar una hélice, 
manteniendo los peldaños perpendiculares, se 
tendría un modelo grosero de la molécula de 
DNA. 
a) Indique en la figura qué moléculas del 
ADN constituirían los parantes o lados de 
 
 
 
 
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la escalera y cuales formarían los peldaños. 
b) El modelo de escalera torcida nos permite entender de manera sencilla la 
estructura del ADN. Ahora vamos a profundizar en la química de esta molécula. 
Complete y señale en el esquema: 
 Las moléculas que conforman el ADN. 
 El tipo de enlace que une los pares de base. 
 El tipo de base (purina o pirimidina) presente en el esquema y su base 
complementaria. 
 El sentido de las cadenas (5´- 3´ y 3´- 5´). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Compactación del ADN en el núcleo 
Cada célula eucariótica contiene cerca de 6 000 millones de bits de información 
codificados en la estructura del ADN, el cual tiene una longitud total aproximada de 1,8 m 
(esta longitud es 100 000 veces mayor que el diámetro nuclear). Por lo tanto, el ADN debe 
estar muy plegado y compactado en el núcleo de la célula. Esto se logra mediante la 
formación de un complejo singular de nucleoproteínas denominado cromatina. El 
complejo de cromatina está compuesto por ADN y proteínas estructurales. Las proteínas 
de la cromatina incluyen cinco proteínas básicas denominadas histonas además de otras 
proteínas no histonas. Una propiedad de la compactación de la cromatina, es que facilita 
 
 
 
 
 
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el acceso de la maquinaria de transcripción a aquellas regiones génicas que necesiten ser 
transcritas. 
6) A continuación se describen los pasos (de forma desordenada) de la condensación de 
la cromatina nuclear. Con ayuda de la figura ordene de manera secuencial (1-6) los pasos 
para el empaquetamiento del ADN en el núcleo de las células eucariotas. 
- Fibrillas de cromatina se organizan en regiones formando bucles o asas, 
constituyendo fibras de cromatina. Estas se fijan a la matriz nuclear compuesta por 
proteínas no histonas. 
- Las unidades más pequeñas de la estructura de la cromatina son los complejos 
macromoleculares de ADN e histonas, denominados nucleosomas. Estas 
partículas se forman por el enrollamiento de la molécula de ADN alrededor de un 
núcleo proteico (8 moléculas de histonas= octámero). El ADN se extiende entre 
cada partícula como un filamento que se une con nucleosomas adyacentes. 
- Molécula de ADN helicoidal doble no plegada. 
- En las células en división, la cromatina está condensada y organizada en cuerpos 
bien definidos denominados cromosomas. 
- En la heterocromatina, las 
fibras de cromatina están 
fuertemente compactadas y 
plegadas entre sí; en la 
eucromatina están 
organizadas en forma 
menos compacta. 
- Una larga hebra de 
nucleosomas se enrolla para 
producir una fibrilla de 
cromatina. Seis 
nucleosomas completan una 
vuelta en la espiral de la 
fibrilla de cromatina. 
 
Mediante técnicas de tinción 
de la cromatina, se han obtenido 
 
 
 
 
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muchas evidencias que indican que el grado de condensación del ADN del cromosoma 
desempeña un papel principal en la regulación de la expresión génica en las células 
eucariotas. La tinción revela dos tipos de cromatina: una forma condensada que recibe el 
nombre de heterocromatina y una forma dispersa que se denomina eucromatina. 
Existen dos tipos identificables de heterocromatina: la constitutiva y la 
facultativa. La heterocromatina constitutiva contiene las mismas regiones de secuencias 
muy repetitivas y genéticamente inactivas del ADN, que son condensadas. En los 
cromosomas cercanos a los centrómeros y a los telómeros, se encuentran grandes 
cantidades de heterocromatina constitutiva. 
La heterocromatina facultativa también está condensada. A diferencia de la 
heterocromatina constitutiva, la facultativa no es repetitiva y tiene una ubicación nuclear y 
cromosómica inconsistente cuando se la compara con otros tipos de células. La 
heterocromatina facultativa puede sufrir transcripción activa en ciertas células debido a 
condiciones específicas, como las etapas explícitas del ciclo celular en otros. 
La eucromatina indica cromatina activa, esto es, cromatina que se extiende de 
manera que la información genética en el ADN pueda leerse y transcribirse. Es 
prominente en células metabólicamente activas, como en las neuronas y en los 
hepatocitos. La heterocromatina predomina en las células metabólicamente inactivas, 
como en los linfocitos pequeños circulantes y en los espermatozoides o en las células que 
sintetizan un producto principal, como en las células plasmáticas. 
 
Cromosomas 
Cada cromosoma está formado por dos cromátides que están unidas en un punto 
llamado centrómero (Figura 1). La naturaleza doble del cromosoma se produce en la 
fase de síntesis (S) del ciclo celular, durante la cual el ADN se replica anticipándose a la 
siguiente división mitótica. 
El área ubicada en cada extremo del cromosoma recibe el nombre de telómero. 
Los telómeros se acortan con cada división celular. Estudios recientes indican que la 
longitud del telómero es un indicador importante de la vida útil de la célula. Para sobrevivir 
en forma indefinida (ser “inmortalizada”), las células deben activar un mecanismo que 
mantiene la longitud del telómero. Por ejemplo, en células que se han transformado en 
 
 
 
 
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malignas, está presente una enzima denominada telomerasa que añade secuencias de 
nucleótidos repetidos al extremo del telómero. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Con excepción de los gametos maduros, el óvulo y el espermatozoide, las células 
humanas contienen 46 cromosomas organizados como 23 pares homólogos (cada 
cromosoma en el par tiene la misma forma y tamaño). Veintidós pares tienen cromosomas 
idénticos (es decir, cada cromosoma del par contiene la misma porción del genoma) y se 
denominan autosomas. 
El par de cromosomas número 23, está formado por los cromosomas sexuales, 
designados X o Y. En las mujeres se encuentran dos cromosomas X, y en los hombres un 
cromosoma X y un Y. En las células somáticas del cuerpo hay 46 cromosomas, esto se 
llama cantidad diploide (2n), dado que contienen dos copias de la información genética. 
La meiosis es un tipode división celular que se da solo en las gametas (óvulos y 
espermatozoides). En consecuencia los óvulos y los espermatozoides sólo poseen 23 
cromosomas, la cantidad haploide (n). La cantidad cromosómica somática (2n) se 
restablece en la fecundación, por la fusión del núcleo del espermatozoide con el núcleo 
del óvulo. 
7) ¿Cuáles son las funciones del nucléolo? ¿Por qué elementos está constituido? ¿En 
qué células se encuentra muy desarrollado? 
Figura 1. Estructura de un cromosoma de 
una célula eucariota. 
 
 
 
 
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8) Complete el siguiente cuadro comparativo sobre la composición química, estructura y 
función de las moléculas de ADN y ARN. 
 ARN ADN 
Composición 
química 
Pentosa 
Base 
 
 
 
 
 
 
 
 
Estructura Cadena 
 
 
 
 
Configuración 
 
 
 
 
Función 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Del DNA a las proteínas 
9) ¿Cuál es la diferencia entre gen y genoma? 
10) A qué se refiere el concepto “dogma" central de la genética molecular. Esquematice 
este concepto. 
11) El siguiente esquema muestra expresión de una proteína en una célula eucariota. 
Complete los procesos (A-C) y elementos (1-6) marcados en la figura. 
 
A- 
B- 
C- 
1- 
2- 
3- 
4- 
5- 
6- 
7- 
 
12) A continuación se muestra fragmento de la secuencia de la porción de hebras de ADN 
que codifica para la insulina (hormona producida por el páncreas, que se encarga de 
regular la cantidad de glucosa de la sangre). Indique cuál es la cadena molde para la 
transcripción y determine la secuencia de bases del transcripto (ARN m) 
 
5'ATGGCCCTGTGGATGCGCCTCCTG3' 
3'TACCGGGACACCTACGCGGAGGAC5' 
 
 
 
 
 
Pág.15 Articulación Básico Clínico Comunitaria 1 - 2020 
13) En el siguiente esquema se muestran las etapas de la traducción de proteínas 
desordenadas. Ordene la secuencia de etapas de la traducción y explique brevemente 
cada una de ellas. Indique los distintos elementos representados por números. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Pág.16 Articulación Básico Clínico Comunitaria 1 - 2020 
15) ¿Por qué un ser vivo conteniendo igual información genética en sus células, éstas 
pueden ser tan distintas como una neurona, una célula muscular o una célula hepática? 
 
16) En base a la figura indique que diferencia encuentra entre la síntesis de proteínas de 
células eucariotas y procariotas: 
a- Indique en el esquema cual es la secuencia de pasos que sigue una célula eucariota y 
cual una procariota. 
b- Justifique su respuesta, explicando brevemente las diferencias en la síntesis de 
proteínas entre procariotas y eucariotas.