ARN, ADN, Ciclo de Krebs, Quimiosíntesis y Procesos Celulares: Características y Funciones

Tipos de ARN y sus Funciones

Existen tres tipos principales de ARN: ARN mensajero (ARNm), ARN de transferencia (ARNt) y ARN ribosómico (ARNr).

ARN Mensajero (ARNm)

• Estructura: Monocatenario.
• Nucleótidos: Contiene los tipos de nucleótidos estándar.
• Localización: Núcleo y citoplasma.
• Función: Transfiere la información genética desde el ADN hasta los ribosomas para la síntesis de proteínas.

ARN de Transferencia (ARNt)

• Estructura: Monocatenario con regiones de doble hélice debido a apareamiento interno de bases.
• Nucleótidos: Contiene los tipos de nucleótidos estándar.
• Localización: Núcleo, citoplasma y ribosomas.
• Función: Transporta los aminoácidos hasta los ribosomas durante la síntesis de proteínas.

ARN Ribosómico (ARNr)

• Estructura: Monocatenario con regiones de doble hélice debido a apareamiento interno de bases. Se asocia a proteínas.
• Nucleótidos: Contiene los tipos de nucleótidos estándar.
• Localización: Se sintetiza en el nucléolo y se transporta al citoplasma asociado a proteínas.
• Función: Componente estructural de los ribosomas, esencial para la síntesis de proteínas.

Ciclo de Krebs

El Ciclo de Krebs es una vía metabólica central en todos los organismos aerobios. Su función principal es oxidar grupos acetilo (provenientes de la degradación de carbohidratos, grasas y proteínas) hasta convertirlos en CO₂. Este proceso genera energía en forma de ATP y poder reductor en forma de NADH y FADH₂.

Quimiosíntesis

La quimiosíntesis es un proceso anabólico realizado por bacterias autótrofas. Permite la obtención de energía (ATP) a partir de la oxidación de sustancias inorgánicas sencillas (como NH₃ y H₂) para transformarlas en compuestos orgánicos. Consta de dos fases:

1. Fase 1 (Oxidación): Oxidación de sustancias inorgánicas, liberando energía y electrones mediante fosforilación oxidativa (similar a la fase luminosa de la fotosíntesis).
2. Fase 2 (Reducción): Se utiliza el ATP y NADH (obtenidos en la primera fase) para reducir compuestos inorgánicos a orgánicos (similar a la fase oscura de la fotosíntesis).

Estructura y Función del ADN

El ADN (ácido desoxirribonucleico) presenta diferentes niveles de complejidad estructural:

Estructura Primaria del ADN

Es la secuencia de nucleótidos unidos por enlaces fosfodiéster. Estos enlaces se establecen entre el carbono 5' de un nucleótido y el carbono 3' del siguiente nucleótido. La secuencia de bases púricas (adenina y guanina) y pirimidínicas (citosina y timina) es específica para cada cadena de ADN.

Estructura Secundaria del ADN

La secuencia de nucleótidos se dispone en forma de doble hélice. La molécula de ADN es muy estable en condiciones fisiológicas normales. La doble hélice puede desnaturalizarse (separación de las dos hebras) al alterar el pH o aumentar la temperatura.

Estructura Terciaria del ADN

Las moléculas de ADN son muy largas y necesitan compactarse para caber dentro del núcleo celular. La estructura terciaria se refiere a los niveles superiores de empaquetamiento del ADN, como la formación de nucleosomas y la cromatina.

Importancia Biológica del ADN

El ADN es el portador del mensaje genético, que se transmite de una generación a otra. Para ello, el ADN se duplica mediante el proceso de replicación.

Fosforilación Oxidativa y Fotofosforilación

Fosforilación Oxidativa

Flujo de electrones a través de las proteínas de la cadena de transporte electrónico hasta el oxígeno. Este proceso genera un gradiente de protones que se utiliza para la síntesis de ATP. Ocurre en las mitocondrias.

Fotofosforilación

Flujo de electrones, provenientes de los fotosistemas excitados por la luz, a través de aceptores hasta el NADPH. También se genera un gradiente de protones que impulsa la síntesis de ATP. Ocurre en los cloroplastos.

Etapas del Ciclo Celular y Procesos Relacionados

Etapas del Ciclo Celular (Mitosis)

• Interfase:
  • Fase G1: Crecimiento celular y aumento del número de orgánulos.
  • Fase S: Replicación del ADN y síntesis de proteínas asociadas al ADN.
  • Fase G2: Preparación para la mitosis.
• Profase: Condensación de los cromosomas, formación del huso acromático, desaparición del nucléolo y de la membrana nuclear.
• Metafase: Los cromosomas alcanzan su máxima condensación y se alinean en la placa ecuatorial del huso, conectados por los microtúbulos.
• Anafase: Las cromátidas hermanas se separan y migran hacia los polos opuestos de la célula.
• Telofase: Descondensación del material genético, reaparece el nucléolo y la envoltura nuclear.

Glucólisis y Fermentación

• Glucólisis: Secuencia de reacciones que convierte la glucosa en ácido pirúvico, con liberación de energía (ATP).
• Fermentación: Degradación anaeróbica (sin oxígeno) de la glucosa. Es un proceso catabólico donde el aceptor final de electrones es una molécula orgánica.