Apuntes de Biología - Unidad 1

5/19/2018 Apuntes de Biolog a - Unidad 1

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BIOLOGA Y GEOLOGA: 1 BACHILLERATO: 1 EVA: U1

BLOQUE I. FORMAS DE ORGANIZACIN DE LOS SERES VIVOS.

UNIDAD 1. UNIDAD Y DIVERSIDAD DE LA VIDA: BIOQUMICA.

Concepto de ser vivo, diversidad y unidad. A partir de aqu, se parte del nivel ms sencillo de bioelemento y biomolculahasta llegar a explicar la organizacin de los distintos tipos de la clula, as como de sus componentes. s importantetambin hacer un repaso de las !unciones celulares. sta unidad es !undamental porque sienta las bases de gran parte deltemario del prximo curso.

-Prc!c"# $% L"&'r"'r!':".#$eterminacin del contenido de agua de la materia orgnica.%.#$eterminacin de cloruros en el agua.&.#studio de las caractersticas de los gl'cidos( color, sabor, estado, solubilidad...).#*econocimiento de los gl'cidos( el almidn+.#Comprobacin de las caractersticas y solubilidad de los lpidos..#*econocimiento de las -rasas..#/olubilidad de protenas( Coloides.

0.#*econocimiento de protenas.1.#$esnaturalizacin de las protenas."2.#xtraccin del A$3 de la cebolla 4/emana Cultural5"".# 6rocesos de 7smosis y disolucin de la cscara del huevo 4/emana Cultural5

1.-(CARACTERSTICAS DE LOS SERES VIVOS.

#-ran comple8idad#Composicin qumica seme8ante#9rganizacin celular#:unciones( nutricin, relacin y reproduccin#;omeostasia#Capacidad de evolucin

).- NIVELES DE ORGANI*ACI+N DE LOS SERES VIVOS.


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c5 /e llaman ',!9'%,%%'# los que aparecen en peque@simas cantidades pero sonindispensables, ya que su carencia acarrea graves trastornos(2%5 I5 C'5 25 C05 *

.).-BIOMOL3CULAS.

-CONCEPTO. olculas qumicas, !ormadas por bioelementos, que !orman parte de la materia viva.

-CLASI2ICACI+N GENERAL: 4seg'n su comple8idad qumica5-BIOMOL3CULAS INORG


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).-sta disposicin espacial determina la mayor parte de las 7r'7!%$"$%# >#!c'-0>!c"#del agua,as como sus 2UNCIONES BIOL+GICAS.

Ilevada constante dielctrica( -ran poder disolvente( DISOLVENTE UNIVERSAL4$ebido a su estructura dipolar este disolvente tiene una gran tendencia a oponerse a la atraccinentre iones de signo opuesto y as disolver gran cantidad de sustancias5

ILa8a viscosidad y alta cohesin molecular( stado !sico del agua lquidoIAlta :uerza de cohesin molecular( lquido incomprensibleILa8a viscosidad2UNCI+N DE TRANSPORTE5 MEC


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neutralidad 4p;=5. 6ara ello, se unen a los iones ;Ny 9;#, evitando que se encuentren libres y quealteren el equilibrio.8s(

IHampn Licarbonato( antiene el p; del medio extracelular 4sangre...5.xiste un equilibrio entre la disociacin del cido carbnico en in bicarbonato y ;N

#/i ba8a el p;, es decir, aumentan la concentracin de ;N en el medio, el equilibrio sedesplaza a la derecha !ormndose cido carbnico 4;%C9&5 que se disocia en agua y dixido decarbono que es eliminado por la respiracin, retirando, as, el exceso de ;Ndel medio.

#/i aumenta el p; al disminuir la concentracin de ;N en el medio, se desplaza a la izquierdadisocindose la sal 4;%C9&5 y desprendiendo ;N.

(+SMOSIS: CONCEPTOS DE +SMOSIS5 MEDIOS HIPOT+NICO5 HIPERT+NICO E ISOT+NICO.-+#'#!#consiste en el paso de agua a travs de la membrana desde el medio ms diluido al msconcentrado hasta igualar concentraciones, es decir, hasta recuperar el equilibrio perdido.-M%$!' H!7'!c'medio con menor concentracin respecto a otro.-M%$!' H!7%r!c'medio con mayor concentracin respecto a otro.-M%$!'# I#'!c'#edios con igual concentracin.

-P,"#,!#!#la clula pierde agua al ser hipotnica respecto a un medio hipertnico, arrugndose./i pierde mucha agua pierde su !uncin.-T0r9%#c%c!" la clula gana agua al ser hipertnica respecto a un medio hipotnico, hinchndose4se pone turgente5. /i la di!erencia de concentracin era muy grande se hincha tanto que puedellegar a explotar producindose su lisis.

C6 GLCIDOS O HIDRATOS DE CARBONO:

1.-CONCEPTO Y CARACTERSTICAS GENERALES

-GLCIDOS HIDRATOS DE CARBONO CARBOHIDRATOSDos -l'cidos son biomolculas orgnicas compuestas siempre por C, ; y 9 43, 6, /5

#Pumicamente son polihidroxialdehdos o polihidroxicetonas, es decir, son polialcoholes en los quese ha sustituido una !uncin alcohol por una !uncin aldehdo o cetona.#:unciones generales( nergtica y estructural

).-CLASI2ICACI+N

-CLASI2ICACI+N POR EL TIPO DE GRUPO 2UNCIONAL:ALDOSAS Y CETOSASI-rupo !uncional( -rupo espec!ico de tomos unidos de !orma caracterstica que determinan laspropiedades del compuesto donde se encuentra.*#C;9( AD$;G$9*#C9#*Q( CH93A

-CLASI2ICACI+N POR SU COMPLEIDAD:M''#"cr!$'#5 D!#"cr!$'# P',!#"cr!$'#

I939/AC


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.1.-CONCEPTO. /on los gl'cidos ms sencillos. /e pueden considerar la unidad estructural de los-l'cidos, porque a partir de ellos se obtienen todos los dems.

.).-CARACTERSTICAS 2SICAS Y QUMICAS:

.).1.-CARACTERSTICAS GENERALESCA*ACH*G/HECA/ :G/ECA/(#/lidos cristalinos #Color blanco #/abor dulce #uy solubles en aguaCA*ACH*G/HECA/ PBGECA/(#6oder reductor 49xidacinR*educcinI5

.).).-LA ESTEREOISOMERA O ISOMERA ESPACIAL#s ," !#'%r>" que presentan dos compuestos con la misma composicin y estructura perodi!erente disposicin espacial de sus tomos 4di!erentes con!iguraciones5. s posible gracias a lapresencia de Carbonos asimtricosSS

C*: Es aquel que tiene sus cuatro valencias ocupadas por radicales diferentes. (Propiedad de laQuiralidad o asimetra) (Excepcin: D!)

#T!7'# $% !#%r'#(4cada uno con propiedades di!erentes y por tanto !unciones tambin distintas5

-E"!%r'# ' 2ORMAS D L: stos ismeros se de!inen para las !ormas lineales de losmonsacridosSS

-2'r" D s aquella que tiene el grupo #9; del CI ms ale8ado del grupo !uncional a laderecha. /on las !ormas ms !recuentes en la naturaleza.

-2'r" Ls aquella que tiene el grupo #9; del CI ms ale8ado del grupo !uncional a laizquierda.

.)..-ACTIVIDAD +PTICA DE LOS ESTEREOIS+MEROS:(2ORMAS DEJTR+GIRAS 46 Y (2ORMAS LEV+GIRAS 4-6

#6resencia de CI( monosacridos en disolucin( Actividad ptica = propiedad por la que desvan unhaz de luz polarizada que atraviese la disolucin.#:ormas posibles(

#!ormas dextrgiras 4N5(desviacin hacia la derecha#!ormas levgiras 4#5( desviacin hacia la izquierda

.).K.-2ORMAS CCLICAS: 2ORMAS PIRAN+SICAS Y 2URAN+SICAS#:ormas cclicas( 6entosas y ;exosas en disolucin.#:ormas lineales no son estables y se ciclan, aunque ambas !ormas coexisten y se intercambian

constantemente.#E,"c% H%!"c%,!c' = enlace que cicla los monosacridos con ms de cuatro tomos de C. steenlace se da entre el grupo !uncional y el pen'ltimo #9; del monosacrido, liberndose una molculade agua.#:ormas !uransicas( ciclo en !orma pentagonal.#:ormas piransicas( ciclo en !orma hexagonal.-A%r'# .#Al ciclar la molcula( surge un nuevo CI asimtrico 4=Carbono anomrico5( nuevos ismeros(

#Anmeros al!a( si el #9; del C anomrico se dispone hacia aba8o.#Anmero beta( si el #9; del C anomrico se dispone hacia arriba del plano.

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..-CLASI2ICACI+N. EEMPLOS Y 2UNCIONES DE MONOSAC$!c' E,"c% %r% ''#"cr!$'#: Bnin de dos grupos #9; cada unoperteneciente aun monosacrido, con prdida de una molcula de agua.OH $%, C1 $%, 7r!%r ''#"cr!$' -OH $%, #%90$' ''#"cr!$'

.-OLIGOSAC


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.).-LOS DISAC


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-M0c'7',!#"cr!$'#: :orman la matriz extracelular de muchos te8idos animales. 8(


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.).- ACILGLIC3RIDOS: TRIACILGLIC3RIDOS TRIGLIC3RIDOS GRASAS:

-C'7'#!c!:Usteres del alcohol( -licerol con & 7!$'#: :uncin estructural( !ormando parte de L/. LE9D7-ECA/

..- ES2INGOLPIDOS:

-ES2INGO2OS2OLPIDOS 4'#',>7!$'#6-C'7'#!c!: s!ingosina N A- N !os!ato.

-ES2INGOGLUCOLPIDOS-C'7'#!c!:s!ingosina N A-N -l'cido

K.- LPIDOS INSAPONI2ICABLES 4TIPOS Y EEMPLOS6.

K.1.-TERPENOS 4 I#'7r%'!$%#6

Bno de los grupos ms importantes son los T%r"%r7%'#: 40 isoprenos5 6igmentos vegetales quecolaboran con la cloro!ila en la !otosntesis.

-C"r'%'!$%#( 6igmentos vegetales. :uncin( Captar la luz solarI8. C"r'%'#( beta#caroteno 4color anaran8ado5( 6recursor >itamina A

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K.).- ESTEROIDES:

-ESTEROLES:COLESTEROL:

#:uncin estructural al !ormar parte de las membranas biolgicas animales( les da estabilidady !luidez#6recursor de( >itamina $,


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R 6arte variable 4le con!iere propiedades determinadas5|

*

).).-CARACTERSTICAS Y PROPIEDADES#/lidos, cristalizables, incoloros o blanquecinos, con sabores diversos, muchos son solubles enagua 4por su carcter polar5 y algunos son insolubles 4apolares5

#stereoisomera( debido al C X 4seg'n la posicin del grupo amino respecto al ; del C X5#nantimero $( /i el grupo amino se encuentra a la derecha.

#nantimero D( /i el grupo amino se encuentra a la izquierda 4!orma ms abundante en lanaturaleza5.

#/on sustancias an!teras( 6ueden comportarse como cidos o como bases seg'n el p; del medio

en que se encuentren.

)..-CONCEPTO DE AMINOalina, Deucina, Esoleucina, :enilalanina,Hript!ano, etionina, Hreonina, Disina y Y;istidinaZ.

).-EL ENLACE PEPTDICO:

#/e establece entre el grupo carboxilo del CX de un aa y el grupo amino del CX de otro, conliberacin de una molcula de agua.#*esultado( dipptido, si se siguen uniendo aas( tripptido,...hasta constituir cadenas polipeptdicas.#s un enlace covalente( rigidez y hace que los cuatro tomos implicados en l se mantengan en unmismo plano.

#C9#3;#

.-ESTRUCTURA DE LAS PROTENAS:

Da cadena polipeptdica de cada protena adquiere en el espacio una disposicin 'nica denominada(%#r0c0r" "!?", cuyo mantenimiento es necesario para poder realizar la !uncin biolgica

correspondiente.xisten cuatro niveles de organizacin estructural(

.1.-ESTRUCTURA PRIMARIA.#s la secuencia lineal de aas que !orman la cadena polipeptdica.#3o existe de !orma naturalK pero determina el resto de estructuras.

.).-ESTRUCTURA SECUNDARIA 4 -@/,!c% ,!" 7,%9"$" ' ,!" 6.#*esulta de la rotacin que su!ren ene le espacio los planos peptdicos con respecto a los C X.#Hipos(

I-H/,!c%( /urge al enrollarse la cadena polipeptdica, de modo que en cada vuelta cabencuatro aas, de8ando todos ellos sus radicales hacia el exterior.

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IL!" ( /urge al enrollarse la cadena polipeptdica, de modo que en cada vuelta caben dos aas.Dnea quebrada en cuyos ngulos se encuentran los C X.

..-ESTRUCTURA TERCIARIA 47r'%>"# 9,'&0,"r%#6.#*esulta del plegamiento de la estructura secundaria.#ste nivel estructural determina su actividad biolgica.

.K.-ESTRUCTURA CUATERNARIA 4%%7,'#6.#*esulta de la asociacin de dos o ms cadenas polipeptdicas con estructura terciaria, que puedenser iguales entre s o di!erentes.#8emplos( #;emoglobina( tetrmero( % cadenas X y % cadenas [, unidas por un tomo de hierro.

-R%,"c! %#r0c0r"-0c!.

K.-PROPIEDADES DE LAS PROTENAS(-D%#"0r",!"c!-r%"0r",!"c!.#6roceso por el que las protenas pierden su estructura molecular nativa y, con ello, su actividadbiolgica.#/e rompen enlaces de la estructura cuaternaria, terciaria e incluso secundariaK pero nunca serompen los enlaces peptdicos responsables de la estructura primaria. 4para romper estos enlaceshacen !alta proteasas o peptidasas5.#/e pierde la solubilidad( coagulacin y precipitacin.#:actores responsables( el calor, el p;, la concentracin de sales en el medio...#/uele ser irreversibleK excepto para protenas sencillas que pueden renaturalizarse al recuperarselas condiciones !isiolgicas normales.

$e ah la importancia de mantener las condiciones constantes en los medios celulares4homeostasia5.

.-2UNCIONES DE LAS PROTENAS(20c! %!!c"5 %#r0c0r",5 @'r'",5 $% #%",!"c!5 r"#7'r"$'r"5 %c. E%7,'#.

-20c! %#r0c0r",: 8( Das protenas de embranas biolgicas, microt'bulos del citoesqueleto,W-20c! $% #%",!"c!: arcadores de membrana-20c! r"#7'r"$'r": 8( ;emoglobinaW-20c! @'r'",: M%#"%r'# 0>!c'#. 8( Adrenalina, EnsulinaW-20c! %%r9/!c": 8( 9voalb'mina, Dactoalb'mina, Casena de la lecheW-20c! V!">!c": 8(L1=cido !lico

-20c! A!&!!c": 8( -ramicidinas-20c! G%/!c": Da interaccin del ambiente, los genes y las protenas da lugar al organismo taly como es.-20c! C'rc!,: 8(Actina y iosina-20c! I0',9!c" ' $%%#": 8(Anticuerpos o Enmunoglobulinas-20c! H'%'#!c":Amortiguadoras del p; en sangre-20c! H%'#!c": 8(:ibringeno-20c! Pr'%c'r" ,0&r!c"%: 8( ucinas del 8ugo digestivo

-20c! E!!c": EN*IMAS O CATALI*ADORES BIOL+GICOS:

-C'c%7' 0c!./on biocatalizadores de todas las reacciones biolgicas, es decir, hacen posible que estasreacciones se desarrollen a velocidad adecuada dentro de los valores ordinarios de temperatura.

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-M%c"!#' $% "cc!.#Al unirse al sustrato por el centro activo !orman un comple8o transitorio nzima#sustrato quedisminuye la energa de activacin necesaria para que dicho sustrato se trans!orme en producto, esdecir, para que se rompan algunos enlaces y se !ormen otros nuevos. Hodo dentro de valoresnormales de temperatura.#Bna vez catalizada la reaccin, las enzimas se recuperan intactas, por lo que se requieren enpeque@simas cantidades.-C'7'#!c! $% 0" %!":Da mayora de enzimas 4;oloenzima5 tienen naturaleza heteroproteica, es decir estn !ormadas poruna parte proteica( A7'%!"y una parte no proteica(C'"c'r

-C'c%7' $% c'"c'r 4!'r9!c'6 %%7,'# 4!'%# %,!c'#:M 5* %c.6.Co!actor 4sentido estricto5( 6arte no proteica de una enzima de naturaleza inorgnica.

-C'c%7' $% c'%!" 4',/c0,"# 'r9!c"#5 %. NAD5...6.

6arte no proteica de una enzima de naturaleza orgnica.

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#Lase experimental(#$i!raccin *ayos V 4*.:ran]lin, .^il]ins5( !ilamento de dimetro constante( %2 A, intervalos

de repeticin &,) A y &) A.#nsayos qumicos 4Charga!!5( ? A=?HK ?C=?-#Caractersticas moleculares de las bases nitrogenadas.

#/eg'n el modelo de doble hlice, la estructura consiste en dos cadenas de polinucletidosantiparalelas en!rentadas por sus L.3. complementarias 4structura "M5#Hodo sto enrollado !ormando una doble hlice dextrgira 4distancia entre pare8as de L.3( &,) AKpaso de rosca("2 nucletidos &) A5 4structura %M5

E=!#% 'r"# ",%r"!?"# " ," 'r" B4A( desecacin,_( levgira en regiones ricas en C,-5

.).-2UNCI+N DEL ADN.l A$3 constituye el "%r!", 9%/!c'de todos los seres vivos 4excepcin( >irus A*35 y constituyela base molecular de la herencia.

s capaz de realizar un doble papel(#Almacena la in!ormacin gentica en !ragmentos de su molcula llamados genes, mediantesecuencias espec!icas.l A$3 deber, por tanto, transcribirse para la sntesis de protenas4molculas responsables en 'ltima instancia de los caracteres hereditarios5, dirigiendo as laactividad celular, y duplicarse para asegurar su autoperpetuacin, repartindose entre las clulashi8as cuando llega el momento de la divisin.As transmite in!ormacin de generacin en generacin.

Nota:$esnaturalizacin del A$3( prdida de la estructura 4se separan las dos cadenas denucletidos5 por cambios de temperatura, p;...6roceso reversible.*enaturalizacin del A$3( *ecuperar la estructura del A$3 4se vuelven a unir las cadenas denucletidos5 stos procesos son imprescindibles para explicar los procesos de replicacin,reparacin y transcripcin.

.-ORGANI*ACI+N Y LOCALI*ACI+N DEL ADN EN EUCARIOTAS: C'c%7' $% 0c,%'#'"5cr'"!" cr''#'".l A$3 es una molcula muy larga, por ello debe condensarse adquiriendo mayores niveles deempaquetamiento.

-E#r0c0r" $%, ADN 4ms empaquetada5( ADN 7r'%>"#W: CROMATINACROMATINA( Con8unto de !ibrillas de 0c,%'7r'%>"# entrecruzadas !ormando un ovillo muyenmara@ado. 4as se ve el material gentico en Enter!ase5$ependiendo de su condensacin se distingue( ;eterocromatina 4"2?5 y ucromatina.(H%%r'cr'"!":Cromatina que se replica pero no se transcribe.(E0cr'"!":Cromatina que se replica y se transcribe.

.1.-MODELO ESTRUCTURAL DE LA CROMATINA( Yodelo de OornbergZNUCLEOSOMA/ubunidad estructural de la Cromatina. :ormado por un octmero de histonas 4dos copias de cadauna( ;%A,;%L,;&,;)5 que !orman un disco en torno al cual se enrolla helicoidalmente el A$3bicatenario, dando dos vueltas de hlice.FIBRA DE '( )*"'((+" Colla& de ,e&las3ucleosomas unidos por un !ragmento de A$3 espaciador.FIBRA DE -( )* " -(( A. N$/el de *a0o& ,le1a*$e)to2/e enrolla la !ibra de "2 nm sobre si misma helicoidalmente.sta estructura consta de nucleosomas unidos entre s mediante la ;" unidos a su vez al A$3espaciador.l A$3 espaciador abraza a la ;" a la salida de cada nucleosoma lo que provoca la aproximacinde los mismos.

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.).-CROMOSOMAS#Cromatina compactada que se observa cuando la clula entra % $!?!#!.#/on estructuras cilndricas que se encuentran en nJ y mor!ologa idntica en todas las clulas de losindividuos de una misma especie 4menos en los gametos que 8ustamente la mitad5.6or tanto, cromatina y cromosoma son el mismo material con distinto grado de empaquetamiento yse corresponden con dos momentos o estados !uncionales de la clula(la inter!ase 4cromatina5 y la divisin celular 4cromosomas5.

..-LOCALI*ACI+N( 3'cleo 4A$3 bicatenario lineal5, mitocondrias y cloroplastos 4A$3bicatenario circular5.

.-ORGANI*ACI+N Y LOCALI*ACI+N DEL ADN EN PROCARIOTAS

.1.-ORGANI*ACI+N#A$3 circular cerrado.#A$3 desnudo 4no asociado a protenas5

/e encuentra en !orma de YcromosomaZ bacteriano y plsmidos 4= peque@os !ragmentos de A$3independientes que tienen algunas Lacterias5

.).-LOCALI*ACI+N: Citoplasma.

X.-ORGANI*ACI+N DEL ADN EN VIRUS: #,' % VIRUS ADN.

X.1.-ORGANI*ACI+N:#6resenta todas las alternativas( A$3 bicatenario lineal, bicatenario circular, monocatenario lineal ymonocatenario circular.#A$3 desnudo.Dos virus o tienen A$3 o A*3, nunca presentan ambos tipos de cidos nucleicos.Atendiendo a este

criterio se clasi!ican en dos grupos( >irus A$3 y >irus A*3.

X.).- LOCALI*ACI+N( $entro de la cpside de protenas.

.-ARN: ESTRUCTURA Y 2UNCI+N DE LOS PRINCIPALES TIPOS4ARN-5 ARN-5 ARN-r6

.1.-COMPOSICI+N.st !ormado por una cadena de ribonucletidos 4en sentido +\&\5 unidos por enlaces!os!odister.Da excepcin son los >irus A*3 que pueden tener A*3 monocatenario o bicatenario.s una molcula de menor tama@o que el A$3 pero que se encuentra en mayor cantidad.

.).-ESTRUCTURA.#onocatenario lineal.#n algunos casos puede plegarse sobre s misma para !ormar bucles y zonas con L.3.complementarias apareadas.48.A*3t5

..-ORIGEN.6roceden del A$3 por el proceso de sntesis de la Hranscripcin.

.K.-2UNCI+N GENERAL.#Entermediarios de la Liosntesis de protenas dirigidas por el A$3.

..-LOCALI*ACI+N.#>irus A*3( dentro de la cpside de protenas.#6rocariontes 4Lacterias5( citoplasma.

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#ucariontes( en su !ormacin se encuentra en el n'cleo, y luego pasa al citoplasma para llevar acabo su !uncin.Hambin se encuentra en mitocondrias y cloroplastos, y !ormando parte deribosomas.

..-ARN#:uncin( Copiar parte de la in!ormacin gentica de una de las dos cadenas del A$3, y llevar estemensa8e hasta los ribosomas que con la colaboracin del A*3t van a sintetizar protenas.

..-ARNr#/e localiza en los ribosomas 4A*3r N protenas5#:uncin( Colaboran en la sntesis de protenas, creando el ambiente molecular adecuado para queen ellos se instale el A*3m y los A*3t con los aminocidos que participan en el proceso.

3.4.5ARNt#structura secundaria( en !orma de Yho8a de trbolZ( la cadena se pliega sobre s mismaempare8ndose bases complementarias y creando as cuatro brazos helicoidales, tres de los cualesterminan en un bucle con bases sin empare8ar.

sta estructura su!re otro plegamiento superior y adquiere una estructura terciaria en !orma de D.l brazo en el que se encuentran los extremos +\ y &\ 4principio y !inal de la cadena5 se llama Lrazoaceptor y termina siempre en tres nucletidos CCA#&\, donde se une un determinado aminocido delcitoplasma.l brazo opuesto es el brazo anticodn, que posee un bucle en el que hay tres bases variables paracada tipo de A*3t, este triplete de bases es complementario a un triplete de bases que est en elA*3m 4codones5.#;ay unos +2 tipos di!erentes de A*3t.Cada aminocido va a estar unido a un tipo de A*3t.#:uncin( Colaborar en la sntesis de protenas, transportando a un aminocido espec!ico seg'n culsea el anticodn de entre los veinte di!erentes que puede haber en el citoplasma, hasta losribosomas.All se irn unidendo entre s para !ormar la protena, siguiendo el orden que marcan lasinstrucciones contenidas en la secuencia de bases del A*3m.

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Apuntes de Biología - Unidad 1

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