Biología Molecular: Conceptos Fundamentales

Bioelementos

Los bioelementos son los elementos químicos que forman parte de la materia viva. Se clasifican en función de su abundancia:

Bioelementos primarios

  • C;H;O;N;P;S
  • Constituyen el 97% de la materia viva

Bioelementos secundarios

  • Mg, Ca, Na, K, Cl
  • Constituyen el 2,9% de la materia viva

Oligoelementos

  • Li, V, Al, F
  • Constituyen menos del 0,1% de la materia viva

Biomoléculas

Las biomoléculas son moléculas propias de los seres vivos. Se clasifican en:

Biomoléculas inorgánicas

  • No basadas en el carbono
  • Aguas minerales
  • Algunos gases

Biomoléculas orgánicas

  • Basadas en la química del carbono
  • Glúcidos
  • Lípidos
  • Proteínas
  • Ácidos nucleicos

Ácidos nucleicos

Los ácidos nucleicos son biomoléculas compuestas por carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y fósforo. Se forman por la polimerización de subunidades llamadas nucleótidos. Hay dos tipos:

  • ADN
  • ARN

Glúcidos

Los glúcidos son biomoléculas compuestas por carbono, hidrógeno y oxígeno. Su fórmula empírica es CnH2nOn. Se clasifican según su estructura molecular:

Monosacáridos

  • Glúcidos más simples
  • Compuestos por una única molécula
  • Glucosa

Oligosacáridos

  • Contienen entre dos y 10 monosacáridos

Polisacáridos

  • Formados por múltiples unidades repetidas de monosacáridos
  • Homopolisacáridos: Repetición de un único monómero
  • Heteropolisacáridos: Composiciones más variadas

Heterósidos

  • Compuestos complejos que surgen de la combinación de un monosacárido y otro compuesto

Lípidos

Los lípidos son biomoléculas orgánicas formadas por carbono, hidrógeno y oxígeno. Pueden aparecer en algunos compuestos como fósforo, nitrógeno y azufre. Se clasifican en:

Lípidos saponificables

  • Acilglicéridos
  • Céridos
  • Fosfolípidos
  • Esfingolípidos

Lípidos no saponificables

  • Terpenos
  • Esteroides
  • Eicosanoides

Proteínas

Las proteínas son el grupo de moléculas orgánicas más abundante. Constituidas por carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno. Forman unidades estructurales llamadas aminoácidos.

Estructura primaria

  • Sucesión lineal de aminoácidos
  • Define la especificidad de cada proteína

Estructura secundaria

  • Disposición espacial de la cadena péptica
  • Hélice alfa
  • Hoja beta

Estructura terciaria

  • Superplegamientos y enrollamientos de la estructura secundaria
  • Formas tridimensionales

Estructura cuaternaria

  • Acoplamiento de varias cadenas polipeptídicas
  • Hemoglobina

Elementos más abundantes

  • Oxígeno
  • Hidrógeno
  • Presencia de H2O en los seres vivos

Replicación del ADN

  • Proceso biológico que permite duplicar el material genético
  • Modelo semiconservativo
  • Cada nueva molécula de ADN consta de una hebra original y una hebra recién sintetizada

Transcripción

  • Proceso de copia de un gen utilizando ribonucleótidos
  • Origen de diferentes tipos de ARN
  • Etapas:
    • Iniciación
    • Elongación
    • Terminación

Traducción

  • Proceso de síntesis de proteínas
  • Llevado a cabo por los ribosomas
  • Etapas:
    • Activación de aminoácidos
    • Iniciación
    • Elongación
    • Terminación

Biotecnología

  • Técnicas nacidas de la biología molecular
  • Manipulación del genoma de un ser vivo
  • Características:
    • Interdisciplinar
    • Utiliza principios de la ciencia de la ingeniería
    • Trabaja con seres vivos
  • Etapas:
    • Biotecnología tradicional: Técnicas de manipulación de ADN
    • Biotecnología moderna: Manipulación del ADN de los organismos

Ingeniería genética

  • Manipulación, modificación e introducción de genes en el genoma de un individuo
  • Permite:
    • Añadir o quitar genes
    • Aumentar el número de moléculas de ADN
    • Clonar células e individuos
    • Crear organismos genéticamente modificados

Clonación

  • Obtención de copias exactas
  • Tipos:
    • Clonación celular: Copias de ADN mediante células anfitrionas
    • Clonación de células: Células iguales
    • Clonación de organismos: Individuos genéticamente idénticos

Mutaciones

  • Cambios en la secuencia de ADN
  • Transmitidos a la descendencia
  • Fuente de variedad genética