Replicacion en Procariotas y Eucariotas

En las células eucariotas el proceso es esencialmente el mismo pero el ADN es mucho más grADNe y linear. Hay varios orígens de replicación y es bidireccional. El avance es más lento que en procariotas ya que hay más proteínas asociadas al ADN que hay que soltar. La replicación del ADN, que ocurre una sola vez en cada genración celular necesita de muchos "ladrillos", enzimas y una gran cantidad de energía en forma de ATP (recuerde que luego de la fase S del ciclo celular , las células pasan a una fase G a fin de, entre otras cosas, recuperar energía para la siguiente fase de la división celular). La replicación del ADN en el ser humano se realiza a una velocidad de 50 nucleótidos por segundo. Los nucleótidos tienen que ser armados y estar disponibles en el núcleo conjuntamente con la energía para unirlos.

En las células procariotas hay 1 lugar de origen de replicación que se muestra en la horquilla de replicación (replication fork) y que señala el avance de la copia. La horquilla (fork) indica que se está haciendo la separación y la replicación a la vez. El avance es bidireccional, lo que acorta el tiempo. En el sitio en que empieza la replicación se organizan las proteínas en un complejo llamado replisma. La replicación del ADN en procariotas sucede a una velocidad de 500 nucleótidos por segundo.

Aspectos de la replicacion del ADN

La iniciación de la replicación del ADN comienza siempre con una secuencia específica de nucleótidos conocida como el origen de replicación. Requiere proteínas iniciadoras especiales y además enzimas conocidas como helicasas, que rompen los puentes de hidrógeno abriendo la hélice, formándose las horquillas de replicación, una a cada lado de la burbuja a que da lugar la separación de las ramas del ADN. Una vez abierta la cadena de ADN, proteínas adicionales (conocidas como proteínas de unión a cadena simple o topoisomerasas) se unen a las cadenas individuales del ADN manteniéndolas separadas y evitando que se retuerzan. En el siguiente paso, las enzimas llamadas ADN polimerasa catalizan la síntesis real de las nuevas cadenas, añadiendo nucleótidos sobre el molde, las que se dan bidireccionalmente desde cada una de las horquillas que se replican en sentido opuesto dentro de cada burbuja, cuando éstas se encuentran y se fusionan todo el cromosoma ha quedado replicado longitudinalmente.
Para que el ADN polimerasa comience su tarea debe estar presente un cebador -molécula formada por nucleótidos de RNA catalizados por ARN primasas- que determina el punto por donde el ADN polimerasa comienza a añadir nucleótidos, continuando por la cadena de ADN de molde en la dirección 5´ a 3´. Debido a esta unidireccionalidad del ADN polimerasa, la replicación es continua en una de las ramas (cadena adelantada), mientras que en su antiparalela (cadena retrasada) es discontinua, fragmentada (siempre 5´ a 3´); en ésta, cuando un ADN polimerasa hace contacto con el extremo de otro fragmento Okazaki el cebador de éste es eliminado y otra enzima, el ADN ligasa, conecta los segmentos de ADN recién sintetizado, catalizando las reacciones de condensación que unen los grupos fosfato y azúcar de los nucleótidos contiguos.

Replicacion del ADN

El proceso de replicación de ADN es el mecanismo que permite al ADN duplicarse (es decir, sintetizar una copia idéntica). Esta duplicación del material genético se produce de acuerdo con un mecanismo semiconservador, lo que indica que las dos cadenas complementarias del ADN original, al separarse, sirven de molde cada una para la síntesis de una nueva cadena complementaria de la cadena molde, de forma que cada nueva doble hélice contiene una de las cadenas del ADN original. Gracias a la complementariedad entre las bases que forman la secuencia de cada una de las cadenas, el ADN tiene la importante propiedad de reproducirse idénticamente, lo que permite que la información genética se transmita de una célula madre a las células hijas y es la base de la herencia del material genético.
La molécula de ADN se abre como una cremallera por ruptura de los puentes de hidrógeno entre las bases complementarias liberándose dos hebras y la ADN polimerasa sintetiza la mitad complementaria añadiendo nucleótidos que se encuentran dispersos en el núcleo. De esta forma, cada nueva molécula es idéntica a la molécula de ADN inicial.
La replicación empieza en puntos determinados: los orígenes de replicación. Las proteínas iniciadoras reconocen secuencias de nucleótidos específicas en esos puntos y facilitan la fijación de otras proteínas que permitirán la separación de las dos hebras de ADN formándose una horquilla de replicación. Un gran número de enzimas y proteínas intervienen en el mecanismo molecular de la replicación, formando el llamado complejo de replicación o replisoma. Estas proteínas y enzimas son homólogas en eucariotas y arqueas, pero difieren en bacterias.

Estructura de Watson y Crick

Watson y Crick eran investigadores teóricos que integraron todos los datos disponibles en su intento de desarrollar un modelo de la estructura del ADN. Los datos que se conocían por ese tiempo eran :
que el ADN era una molécula grande también muy larga y delgada.
los datos de las bases proporcionados por Chargaff (A=T y C=G; purinas/pirimidinas=k para una misma especie).
los datos de la difracción de los rayos-x de Franklin y Wilkins (King's College de Londres).
Los trabajos de Linus Pauling sobre proteínas (forma de hélice mantenida por puentes hidrógeno), quién sugirió para el ADN una estructura semejante.
El ADN es una doble hélice, con las bases dirigidas hacia el centro, perpendiculares al eje de la molécula (como los peldaños de una escalera caracol) y las unidades azúcar-fosfato a lo largo de los lados de la hélice (como las barandas de una escalera caracol).

Las hebras que la conforman son complementarias (deducción realizada por Watson y Crick a partir de los datos de Chargaff, A se aparea con T y C con G, el apareamiento se mantiene debido a la acción de los puentes hidrogeno entre ambas bases). Tome nota que una purina con doble anillo siempre se aparea con una pirimidina con un solo anillo en su molécula.
Las purinas son la Adenina (A) y la Guanina (G). Durante este curso hablamos del Adenosin trifosfato (ATP), pero en ese caso el azúcar era la ribosa, mientras que en el ADN se encuentra la desoxirribosa.Las Pirimidinas son la Citosina (C) y la Timina (T).

Las bases son complementarias, con A en un lado de la molécula únicamente encontramos T del otro lado, lo mismo ocurre con G y C. Si conocemos la secuencia de bases de una de las hebras, conocemos su complementaria.

Datos de los Nucleotidos

La función principal de los desoxirribonucleótidos es ser la unidad monomérica del DNA, y por ello es infrecuente encontrar desoxirribonucleótidos libres en la célula.
Los ribonucleótidos además de ser las unidades monoméricas del RNA, tienen funciones celulares muy importantes en el metabolismo celular, y en ellas nos referiremos cuando hablamos de las funciones biológicas de los nucleótidos.
Nucleótidos fosfatados: Los ribonucleótidos pueden presentar uno, dos o tres grupos fosfatos unidos covalente al grupo 5' de la Ribosa. Se les conoce así como nucleótidos mono, di o trifosfato. La función celular más importante es la de proporcionar la energía metabólica necesaria para llevar a cabo las reacciones bioquímicas de la célula. La hidrólisis enzimática de los grupos fosfato se acopla a reacciones endergónicas proporcionándoles la expontaneidad suficiente para llevarse a cabo. La base nitrogenada unida a la correspondiente pentosa es la que sirve de sitio de reconocimiento al enzima.La molécula más conocida en este sentido es el ATP, conocido como "moneda" energética celular. Los demás ribonucleótidos están principalmente implicados en otras funciones metabólicas.
Síntesis de Proteínas
GTP
Biosíntesis de Lípidos
CTP
Biosíntesis de Glúcidos
UTP
Reacciones metabólicas en general
ATP
Nucleótidos cíclicos: El ácido fosfórico es capaz de formar ésteres con una misma molécula de Ribosa en las posiciones 3' y 5'. Los nucleótidos así formados reciben el nombre de nucleótidos cíclicos, como el AMPc o el GMPc. La función fisiológica de estos nucleótidos es la de servir de segundos mensajeros celulares, transformando una señal hormonal o nerviosa externa, en una señal intracelular. En general tienen funciones activadoras del metabolismo en general y de la biosíntesis proteica, siendo estos efectos de acción a medio/largo plazo.
Coenzimas (activadores orgánicos): Los coenzimas nucleótidos son agentes metabólicos muy importantes, si están unidos covalentemente al apoenzima actuarán como grupo prostético, y si la unión es débil actuarán como cofactores. Hay cofactores mononucleotídicos (como el FMN) o dinucleotídicos (NADP, NAD, FAD). Todos ellos tienen una porción de AMP que servirá de sitio de unión enzimático.

Objetivos del Area de Ciencias Naturales

Objetivos del Area de Las Ciencias Naturales:

Comprender la inmensidad del mundo y lo que se encuentra en el por medio de las ciencias naturales.
Identificar los niveles de organización y especialización.
Reconocer los diferentes niveles de organización biológica según su estructura física y química.
Desarrollar respeto por la naturaleza y una actitud critica frente a la utilización de los recursos naturales y al deterioro del medio.
Identificar y explicar los fenómenos físicos y químicos, espontáneos o inducidos, que actúan como agentes de cambio en la naturaleza.
Aplicar en la vida cotidiana los conocimientos teórico-prácticos para dar soluciones validas y concretas.
Comprender la interacción entre ciencias, tecnológica y sociedad para asumir una actitud crítica y participativa frente a ellas.
Consolidar un conocimiento riguroso de las disciplinas y del saber pedagógico en el campo de formación de las ciencias naturales.
Desarrollar habilidades y destrezas para el manejo de técnicas e instrumentos para la experimentación tanto en laboratorio como en el campo.
Desarrollar actitudes favorables al conocimiento, valoración y conservación del medio ambiente y de una mejor calidad de vida.

Perfil del estudiante colonista

Un estudiante colonista se debe distinguir por tener los siguientes aspectos:

1. Autónomo, capaz de ser crítico para tomar decisiones.
2. Solidario, capaz de compartir con otras personas y ponerse al servicio de la Comunidad Educativa.
3. Honesto, capaz de optar siempre por la verdad, actuar con idoneidad y rectitud.
4. Tolerante y Pacífico, capaz de resolver los conflictos por la vía del diálogo civilizado y la no-violencia activa, respetar y aceptar puntos de vista y opiniones del otro.
5. Creativo, capaz de integrar, proyectar sus conocimientos y habilidades en forma original e innovadora, dar respuestas a las exigencias y necesidades de una sociedad cambiante.
6. Responsable, capaz de asumir y cumplir sus compromisos como persona, hijo(a), estudiante, creyente, etc., consciente de que sus acciones favorecen o limitan el desarrollo social.
7. Amoroso, capaz de propiciar relaciones interpersonales basadas en el respeto mutuo y la empatía.
8. Ecológico, con profundo sentido de conservación y respeto hacia la naturaleza, comprometido con el mejoramiento de su entorno (familiar, social, escolar).
9. Investigativo, con espíritu de excelencia académica, procurar la construcción de nuevos saberes que favorezcan el desarrollo científico, tecnológico y social.
10. Creyente, convencido de que Dios es el principio y fundamento de la realización humana; integra a su vida cotidiana los valores de la fe, la justicia, la reconciliación, la esperanza y la caridad.
11. Líder, capaz de transformar el contexto social, político y económico con base en la equidad.
12. Cívico, capaz de expresar su sentido de pertenencia a través del respeto y el amor por su familia, Institución, región y país; y con espíritu altruista asumir la condición de ser colombiano