Orgànuls, ADN i ARN: guia pràctica de biologia cel·lular

Comparativa d'orgànuls i presència en diferents cèl·lules

Estructura de l'ADN

Estructura primària

És la seqüència de nucleòtids d'una sola cadena. Emmagatzema el missatge biològic o informació genètica.

Estructura secundària

És la disposició en l'espai de dues cadenes o filaments de polinucleòtids en doble hèlix.

Estructura terciària

Anomenat ADN superenrotllat. Avantatges: aconsegueix reduir la longitud de l'ADN i facilita el procés de duplicació de l'ADN.

Organització i classificació de l'ADN

L'ADN del nucli de l'eucariota s'empaqueta sobre histones per formar cromosomes. Humà = 23 parells de cromosomes. Exemples de trastorns: la síndrome de Down és una anomalia cromosòmica per mutació o alteració del nombre de cromosomes.

Segons el nombre de cadenes

• Monocatenari: una cadena. Exemples: alguns virus (parvovirus), altres virus amb genoma circular.
• Bicatenari: doble cadena. Majoria d'organismes. Pot ser lineal (molts cromosomes eucariotes) o circular (moltes molècules bacterianes), pot estar superenrotllat o concatenat.

Segons la forma

Circular: bacteris, arqueus, mitocòndries, cloroplasts, alguns virus. Lineal: en el nucli dels eucariotes i alguns virus.

Segons la longitud: l'ADN humà té una longitud total d'aproximadament 2,36 m per cèl·lula (distribuït en 46 cromosomes).

Segons les molècules de suport

• ADN associat a histones: forma nucleosomes; es troba al nucli de les cèl·lules eucariotes.
• ADN associat a protamines: es troba en el nucli d'espermatozoides.
• ADN associat a altres tipus de proteïna: es troba en bacteris (ADN nu o associat a proteïnes no histones).

Àcid ribonucleic (ARN)

Ribonucleòtids: àcid fosfòric, ribosa, bases nitrogenades A, G, C, U. Generalment monocatenari.

Tipus d'ARN

ARN missatger (ARNm): representa entre el 2 i el 5 % de l'ARN total. Està present al nucli i al citoplasma. Copia la informació genètica (transcripció) i porta la informació al ribosoma per sintetitzar proteïnes amb els aminoàcids indicats.

ARN de transferència (ARNt): situa's als ribosomes; transporta els aminoàcids fins al ribosoma on es sintetitzen les proteïnes.

ARN ribosòmic (ARNr): sintetitzat al nucli cel·lular; forma part dels ribosomes i participa en la síntesi proteica.

Microscopis

• Òptic
• Electrònic: més resolució. Data aproximada d'aplicació generalitzada: 1932.

Estructura i teoria cel·lular

Estructura de la cèl·lula: Membrana plasmàtica: capa que envolta la cèl·lula. Citoplasma: part interna de la cèl·lula. Material genètic: al nucli en eucariotes i al citoplasma en procariotes.

Virus

No està clar si són éssers vius. Poden reproduir-se, però necessiten envair una cèl·lula viva. No poden viure sols i no tenen vida autònoma. No són cèl·lules perquè no tenen citoplasma; són una forma de vida acel·lular i es consideren matèria biològica amb capacitat d'infecció.

Forma i mida

No hi ha un prototip de forma cel·lular; les mides varien molt. Les neurones poden ser molt llargues.

Longevitat cel·lular

Els glòbuls vermells duren aproximadament 100 dies. Algunes neurones duren tota la vida. La longevitat de les cèl·lules és molt variable.

Història

Antonie van Leeuwenhoek: va construir microscopis i va poder veure protozous, rotífers, espermatozoides, llevats i bacteris al segle xvii.

Robert Hooke: va observar teixits de suro formats per petites estructures i va establir el terme "cèl·lules mortes" (Micrographia, 1665).

Principis de la teoria cel·lular

1. La cèl·lula és la unitat morfològica de tots els éssers vius.
2. La cèl·lula és la unitat fisiològica dels organismes; pot dur a terme les funcions vitals.
3. Les cèl·lules només poden sorgir a partir d'altres cèl·lules preexistents.
4. La cèl·lula és capaç de transmetre informació sobre la síntesi i el control del seu funcionament als seus descendents; és l'unitat genètica autònoma dels éssers vius.

Estructura eucariota

Membrana plasmàtica, paret (en algunes cèl·lules), orgànuls (traductors d'energia), estructures sense membrana, el nucli i el sistema endomembranós.

Model de Watson i Weldon: propietats de la doble hèlix

• Antiparal·lel: les dues cadenes tenen orientacions 5'→3' en sentit oposat.
• Complementaritat: les cadenes no són iguals. Bases complementàries: A–T i G–C (en ARN la timina T és substituïda per uracil U).
• Dextrorsa: la doble hèlix gira cap a la dreta.
• Plectonèmic: per separar les dues cadenes cal girar una respecte l'altra.
• Desnaturalització: les cadenes es separen.
• Renaturalització: les cadenes es tornen a ajuntar.

Composició dels àcids nucleics

Biomolècules formades per C, H, O, N, P. Formats per la unió de molts nucleòtids.

Bases nitrogenades: puríniques: A, G. Pirimidíniques: U, T, C.

Nucleòtid = pentosa + base nitrogenada + àcid fosfòric.

Àcids nucleics