www.njctl.org PSI Biología Eucariotas y expresión génica Eucariota
Anuncio
Eucariota La célula eucariota Trabajo en clase 1. Identifica dos características que son compartidas por todas las células. 2. Supón que estás investigando una celda que contiene un núcleo. ¿Te parece que es procariota o eucariota? Justifica tu respuesta. 3. Para las células resulta más eficiente tener una ¿alta o baja relación de superficie a volumen? Explica. 4. Explica, en términos de la función celular, por qué es más ventajoso para las células ser pequeñas. 5. Las organelas son para las células como los órganos para el cuerpo humano. Explica por qué esta analogía es cierta. Trabajo en casa 6. ¿Cuáles son dos diferencias entre las células procariotas y eucariotas? 7. ¿Tendrías más probabilidades de observar una célula procariota o eucariota con el menor aumento del microscopio? Explica tu respuesta. 8. Explica, en términos de área de superficie a volumen, por qué las células son pequeñas. 9. Identifica las cuatro categorías principales de las células eucariotas. El núcleo y expresión génica Trabajo en clase 10. Explica cómo el significado de los términos procariota y eucariota ayuda a explicar la estructura de la célula. 11. ¿Por qué es importante el núcleo de una célula contener poros nucleares? 12. ¿Cómo es posible que a pesar de que todas las células de un organismo multicelular contienen el mismo ADN, hay muchos tipos diferentes de células que difieren en estructura y función? 13. ¿Cómo se relacionan los cromosomas con la cromatina? 14. ¿Cómo influye el 'embalaje' de ADN en el proceso de la expresión génica en las células? 15. ¿Cómo influye la presencia de factores de transcripción en el proceso de la expresión génica? 16. ¿Cómo se relaciona la presencia de factores de transcripción con los estímulos externos de un entorno? 17. Explica las diferencias observables que existirían entre una molécula de preARNm y una molécula de ARNm terminada? 18. ¿De qué manera el empalme de una molécula de ARNm altera el contenido de la molécula? Asegúrate de utilizar la terminología apropiada. 19. ¿Cómo afecta el empalme alternativo a la capacidad de una molécula de ARNm de producir múltiples proteínas? 20. Explica por qué los poros nucleares son como los 'guardianes' de la membrana nuclear. www.njctl.org PSI Biología Eucariotas y expresión génica 21. ¿Cómo impacta la longitud de una cola poli-A en ARNm en la cantidad de proteína se puede producir a partir del ARNm? 22. Dada la secuencia de ADN eucariota a continuación, transcribe el gen y completa todos los tres pasos de procesamiento del ARN. (Los exones están negrita) La hebra no- molde: 5’ATTATGGGCATATATCCGGCGCCTTAATTATTC3’ La hebra molde: 3’TAATACCCGTATATAGGCCGCGGAATTAATAAG5’ 23. ¿Cómo se relaciona el proceso de transcripción con el proceso de la traducción en la célula? Trabajo en casa 24. ¿Por qué a menudo se refiere al núcleo como el "centro de control" celular. 25. El proceso de expresión génica es igual en procariotas y en eucariotas? Explica tu respuesta. 26. ¿Cuál es la diferencia entre el ADN procariota y eucariota? 27. ¿Qué papel juegan las histonas en el embalaje de ADN? 28. ¿Cómo se relaciona la presencia de factores de transcripción con las características que definen a todos los organismos vivos? 29. Identifica el propósito de la modificación de pre-ARNm mediante la adición de la tapa de nucleótidos y la cola poli-A. 30. ¿Por qué se conoce a los segmentos de codificación de ARNm como exones? 31. Explica cómo el empalme alternativo permite que una célula produzca proteínas diferentes del mismo segmento de ARNm. 32. Dada la secuencia de ADN eucariota a continuación, transcribe el gen y completa todos los tres pasos de procesamiento del ARN. (Los exones están negrita) La hebra no- molde :3’GGCCGGCTATAATCGATACTTACGAATGTAAAA5’ La hebra molde: 5’CCGGCCGATATTAGCTATGAATGCTTACATTTT3’ 33. ¿Qué papel juegan las enzimas hidrolíticas en la producción de proteínas en una célula? Sistema de endomembranas Trabajo en clase 34. ¿Cuáles son los componentes del "sistema de endomembranas? 35. ¿Cómo se relaciona el rol del retículo endoplasmático liso con la cantidad de RE liso que se encuentra dentro de diferentes tipos de células? 36. Explica la progresión de una proteína a través del sistema de endomembranas de una célula. 37. Compara el aparato de Golgi a una empresa de correos de una ciudad basándote en la función del orgánulo. 38. ¿Cómo se relacionan la producción de lisosomas con el aparato de Golgi? 39. ¿Cómo se relaciona el peroxisoma con un lisosoma? 40. ¿Por qué se dice que las membranas celulares son semipermeables? www.njctl.org PSI Biología Eucariotas y expresión génica 41. Identifica y explica el proceso por el cual las proteínas grandes formadas en la célula se transportan hacia el medio ambiente extracelular? 42. ¿Qué es una 'proteína secretora?’ Trabajo en casa 43. Identifica la relación entre los ribosomas y el retículo endoplasmático rugoso. 44. ¿Cómo ayuda una glucoproteína a determinar el papel de una proteína dentro de una célula? 45. ¿Cuál es la función del aparato de Golgi en el proceso de producción de proteínas dentro de una célula? 46. Identifica tres funciones celulares diferentes realizados por el RE liso 47. ¿Cuál es el propósito de los lisosomas de la célula? 48. ¿Qué función desempeñan los peroxisomas para la célula? 49. ¿Qué papel puede jugar una proteína que se crea dentro de la célula y se incrusta en la membrana celular? 50. ¿Por qué es importante para la función celular eficiente la endocitosis? Organelas de conversión energética Trabajo en clase 51. Explica la estructura de un cloroplasto e identifica las zonas donde se producen la fase lumínica y el ciclo de Calvin. 52. ¿Cuál es la función de la mitocondria para la célula? 53. ¿Las células procariotas contienen mitocondrias? Explica tu respuesta. 54. Tanto las mitocondrias como los cloroplastos contienen membranas internas altamente plegadas. Explica la importancia de estas membranas incluyendo la importancia de su plegado. 55. Resume la teoría de la endosimbiosis como propone Lynn Margulis. 56. De acuerdo con la teoría endosimbiótica, antes de ser orgánulos eucariotas, el cloroplasto y la mitocondria se parecían a qué tipo de organismo? 57. ¿Por qué se utiliza el ADN mitocondrial para rastrear la herencia materna? Trabajo para la casa 58. Identifica el papel del cloroplasto en una célula vegetal. 59. ¿Las células vegetales contienen mitocondrias a pesar de que son fotosintéticas? Explica tu respuesta. 60. Explica el significado del término endosimbiosis. 61. ¿Cuál es la evidencia utilizada para apoyar la teoría de la endosimbiosis? 62. ¿Qué es la 'Eva mitocondrial? 63. ¿Por qué los organismos reciben el total del ADN mitocondrial de la madre? Otros orgánulos y estructuras celulares Trabajo en clase 64. ¿Qué relación hay entre la vacuola de una c. vegetal con el marchitamiento? 65. ¿Cómo ayudan una vacuola alimentaria y un lisosoma a digerir las partículas dentro de una célula? 66. ¿Cuál es el papel de una vacuola contráctil en una célula? www.njctl.org PSI Biología Eucariotas y expresión génica 67. ¿Cómo se relacionan los azúcares con la pared celular de las c. vegetales? 68. ¿Por qué es importante que las células vegetales y animales próximas contengan uniones celulares? 69. Supón que está investigando una celda que contiene plasmodesmos. ¿Sería una célula vegetal o animal? Explica su respuesta. 70. ¿Qué tipo de unión celular es lo que más probable de observar entre las células adyacentes que no pueden experimentar fugas? ¿Qué tipo de células estarías observando? 71. Si las células animales necesitan para el transporte iones y azúcares, ¿qué clase de unión celular estás observando? Justifica tu respuesta. Trabajo en casa 72. ¿Qué es una vacuola? 73. ¿Cómo se relaciona la vacuola central con la turgencia de una célula? 74. ¿Qué es un citoesqueleto y para qué sirve? 75. Compara y contrasta la estructura externa de las células vegetales y hongos. 76. ¿Qué papel tiene la matriz extracelular de un grupo de células? 77. ¿Contienen las células vegetales y animales el mismo tipo de uniones celulares? ¿Por qué o por qué no? 78. Completa la siguiente analogía. Plasmodesmos: células vegetales:: __________________: Celulas animales 79. Identifica tres diferencias entre la estructura de las células de plantas y animales. Respuesta Libre 1. La mayoría de los eucariotas son organismos multicelulares. Explica por qué un organismo grande debe estar formado por muchas células, respondiendo a las indicaciones de abajo: a. La cantidad de actividad química en una célula se determina ¿por qué característica, y por qué? b. La cantidad de sustancias que pueden entrar y salir de una célula se determina por qué característica? ¿Por qué? c. Al crecer una célula en tamaño, explica cómo se ve afectada su relación de superficie a volumen. www.njctl.org PSI Biología Eucariotas y expresión génica 2. A continuación se muestra una ilustración de la transcripción. Responde a lo siguiente basándote en esta imagen. http://ajplung.physiology.org/content/277/4/L667 a. En esta ilustración podemos ver que una señal externa (1) activa una proteína unida a la membrana llamada un receptor. ¿Qué está produciendo la molécula en el paso 2? b. ¿Cómo interactúan las moléculas producidas en el paso 2 con el ADN? c. ¿Cuál es el papel de las moléculas producidas en el paso 2, en el proceso de la transcripción? 3. La siguiente ilustración representa los pasos de procesamiento del ARNm. Utiliza esta ilustración para responder a las indicaciones a continuación. 1 2 3 a. Identifica y describe la alteración del extremo de ARNm etiquetado “1”. b. Identifica y describe la alteración del extremo de ARN etiquetado “2”. c. Describe lo que ocurrió durante el paso "3". ¿Cómo y por qué cambió el ARNm? www.njctl.org PSI Biología Eucariotas y expresión génica 4. La teoría de la endosimbiosis establece que las mitocondrias y los cloroplastos fueron una vez procariotas de vida libre que fueron tomadas por otro procariota. a. Explica las cuatro evidencias que apoyan esta teoría. 5. Eva mitocondrial es la primera hembra humana que dio origen a todos los seres humanos. a. ¿De quién los organismos eucariotas heredan sus mitocondrias y por lo tanto su ADN mitocondrial? b. Explica por qué el ADN mitocondrial sólo puede ser heredado de uno de los padres. www.njctl.org PSI Biología Eucariotas y expresión génica Respuestas 1. Membrana plasmática, cromosomas, citoplasma, ribosomas 2. Eucariota, las células procariotas no tienen un núcleo 3. Alta. Una relación mayor mantiene su tamaño pequeño, les permite una mayor eficiencia en la entrada y salida de sustancias y da a las células una mayor eficiencia en general. 4. Las células necesitan ser pequeñas, ya que tienen que ser capaces de mover sustancias dentro y fuera de la célula a un ritmo lo suficientemente rápido y llevar a cabo los procesos químicos necesarios para mantener la vida 5. Las organelas son estructuras dentro de una célula que realizan una tarea determinada para la célula, tal como un órgano es una estructura dentro del cuerpo que realiza una cierta tarea para el cuerpo 6. Los procariotas carecen de un núcleo, carecen de todos los orgánulos unidos a la membrana, son más pequeños que los eucariotas, evolucionó antes que los eucariotas, tienen un único cromosoma circular 7. Una célula eucariota. Debido a que los eucariotas son mucho más grandes que los procariotas, que sería más probable ver una célula eucariota bajo el poder más bajo en el microscopio 8. Para una célula más pequeña mayor será la relación de superficie a volumen. Las células más pequeñas son más eficientes porque las sustancias pueden ser transportados dentro y fuera de la célula a una velocidad mucho más alta que en una celda grande 9. Animal, planta, fungi, protista 10. Procariota significa 'antes de núcleo' y eucariota significa 'núcleo verdadero' 11. Los ribosomas se producen en el núcleo, como es ARNm, los poros nucleares permiten a estas moléculas abandonar el núcleo 12. Diferentes segmentos de ADN pueden ser activados o desactivados, lo que lleva a la especialización y diferenciación de las células, en función de lo que se activa el segmento de ADN, la célula va a desarrollar y llevar a cabo de manera diferente 13. La cromatina es una cantidad cromosomas apretados y condensados, enrollados alrededor de proteínas histonas. 14. La ARN polimerasa no puede acceder al ADN empaquetado en la cromatina y por lo tanto no puede ser transcripto. 15. Los factores de transcripción tienen la capacidad de determinar que se transcriben segmentos de ADN y que no son 16. Los factores de transcripción pueden ser producidos de acuerdo a señales ambientales, lo que permite un organismo responder a los estímulos ambientales. 17. El extremo ARNm tendría una tapa 5 'G y una cola poli-A, la pre-ARNm no tiene estas características 18. El empalme elimina segmentos llamados intrones y une segmentos llamados exones 19. El empalme alternativo permite a una molécula de ARNm cambiar aquellos segmentos conocidos como exones, lo que puede producir múltiples proteínas en función de la cual se utilizan los exones. www.njctl.org PSI Biología Eucariotas y expresión génica 20. Los poros nucleares mantienen el interior del núcleo separado del resto de la célula, y además también permiten que las moléculas entren y salgan. 21. A mayor longitud de la cola de la poli-A, mayor longitud de una molécula de ARNm puede producir proteína. Cuando la cola poli-A se degrada, el ARNm ya no se puede utilizar para la traducción 22. 5’AUUAUGGGCAUAUAUCCGGCGCCUUAAUUAUUC3’ 5’GAUGGGCAUGCGCCUAUUCAAAAA3’ 23. La transcripción produce el ARNm que se usará para el proceso de la traducción 24. El núcleo contiene el ADN, que contiene las instrucciones para la creación de proteínas y la regulación del desarrollo y la función celular 25. No del todo, porque procariotas no tienen un núcleo, el proceso de transcripción se produce en dentro del citoplasma de la célula 26. El ADN procariota es de naturaleza circular mientras que el ADN eucariota es lineal 27. Las histonas son proteínas alrededor de los cuales se enrolla el ADN, lo que le permite acumular más y más fuertemente 28. Los factores de transcripción permiten un organismo para responder a los estímulos ambientales, que es una de las características de la vida 29. La tapa y la cola ayudan al ARNm para salir del núcleo, a proteger a los segmentos de codificación del deterioro por las enzimas y facilitar a los ribosomas se unen al ARNm 30. Los exones' reciben su nombre debido a que son los segmentos de ARN que se 'expresan' 31. El empalme alternativo permite al ARNm girar los segmentos que se expresarán en las proteínas, por lo que el mismo segmento puede producir múltiples proteínas a través de múltiples combinaciones de exones 32. 3’GGCCGGCUAUAAUCGAUACUUACGAAUGUAAAA5’ 3’AAAAGGCCUAAUCACGAAUGUAG5’ 33. Las enzimas hidrolíticas descomponen el ARNm en el citoplasma, por lo que cada molécula sólo tendrán tiempo para producir una cierta cantidad de proteínas antes de que se degrada 34. Núcleo, retículo endoplasmático rugoso, retículo endoplásmico liso, aparato de Golgi, la membrana plasmática, lisosomas. 35. El RE liso desintoxica sustancias para la célula, por lo tanto, las células del cuerpo que están expuestas a sustancias tóxicas, tales como el hígado, tienen una mayor proporción de ER suave que otras células 36. Una proteína se forma en un ribosoma en el RE rugoso, entra en el ER, se modifica y después se envasa en una vesícula donde se transporta al Golgi, modificado y empaquetado de nuevo, y entonces o bien se mantiene en la célula o sale de la célula a través de la célula membrana 37. El aparato de Golgi es como una empresa de correo, ya que acepta las proteínas, los modifica y los vuelve a empaquetar, y luego los redistribuye toda la célula. 38. El aparato de Golgi produce vesículas que contienen potentes enzimas digestivas llamadas lisosomas. www.njctl.org PSI Biología Eucariotas y expresión génica 39. Una de peroxisomas es un lisosoma que está especializada para romper el peróxido de hidrógeno para la célula. 40. Semipermeable significa que se permiten algunas cosas que pasan, manteniendo los demás fuera. 41. Exocitosis- la vesícula que contiene las proteínas se une con la membrana celular y al hacerlo libera sus proteínas al medio extracelular. 42. Una proteína secretora es una proteína que se secreta fuera de la célula. 43. Los ribosomas se unen a la superficie de la RE rugoso. 44. Funcionan como una etiqueta para identificar en que la proteína funcione en o fuera de la célula. 45. El aparato de Golgi modifica y vuelve a empaquetar las proteínas de la célula 46. Almacenamiento de calcio, la desintoxicación, producir lípidos 47. Los lisosomas ayudan a descomponer y reciclar los orgánulos viejos, ayudan a digerir los alimentos y pueden ser utilizados para proteger a la célula de la infección. 48. Desarman el peróxido de hidrógeno para la célula. 49. Es probable que se utilicen en el transporte de sustancias dentro y fuera de la célula 50. La endocitosis permite a la célula absorber sustancias necesarias que son demasiado grandes para pasar a través de la membrana 51. Un cloroplasto es un orgánulo en forma de disco contenida dentro de una membrana doble, que se llena con una sustancia gelatinosa llamada estroma y contiene pilas de discos más pequeños llamados tilacoides. Las reacciones de luz se producen dentro de las membranas tilacoides, el ciclo de Calvin se produce en el estroma 52. Produce ATP para la célula 53. No, las mitocondrias son orgánulos unidos a membrana, y los procariotas no contienen orgánulos unidos a membrana 54. Las membranas permiten un gradiente de concentración que se cree que es utilizado por ambos de estos orgánulos para llevar a cabo su tarea. La naturaleza plegado de las membranas aumenta el área de superficie, permitiendo una mayor eficiencia en la producción 55. Las mitocondrias y los cloroplastos fueron una vez las células procariotas, con el tiempo se fueron engullidas por otras células procariotas, que eventualmente se convertirían en los eucariotas, y ellos continuaron produciendo ATP y llevar a cabo la fotosíntesis dentro de su célula huésped, convirtiéndose en los orgánulos que son hoy en día 56. Los procariotas 57. Las mitocondrias producen otros mitocondria, ya que el ADNmt sólo se encuentra en las mitocondrias, y recibimos todas nuestras mitocondrias de nuestra madre, el ADNmt se mantiene relativamente sin cambios durante generaciones. 58. Llevar a cabo la fotosíntesis y la producción de azúcar para la célula. 59. Sí, a pesar de que pueden producir su propio azúcar, todavía necesitan las mitocondrias para convertir el azúcar en ATP utilizable. 60. La endosimbiosis es un organismo que vive dentro de otro organismo. www.njctl.org PSI Biología Eucariotas y expresión génica 61. Las mitocondrias y los cloroplastos tienen su propio ADN y ribosomas, que reproducirse por sí mismos y son aproximadamente del mismo tamaño que una célula procariota. 62. La primera hembra humana en la Tierra. 63. El óvulo contiene mitocondrias, el espermatozoide que fecunda el óvulo no aporta ninguna mitocondrias. Todas las mitocondrias en el cuerpo se derivan de estas mitocondrias. 64. La vacuola central proporciona turgencia a la célula vegetal, el aumento de la rigidez y previene el marchitamiento. Si la vacuola no tiene suficiente agua, perderá la presión de turgencia y la planta se marchitará. 65. Un lisosoma puede unirse a una vacuola alimentaria y liberar sus enzimas en la vacuola para ayudar en la digestión. 66. La vacuola contráctil se utiliza para bombear agua fuera de la célula. 67. La celulosa, un azúcar , es el componente principal de la pared celular. 68. Uniones celulares permiten a las células adyacentes a comunicarse y sustancias de transporte de ida y vuelta 69. Célula vegetal. Las células animales no contienen plasmodesmos 70. Las uniones estrechas , células de animales que no se pueden permitir fugas utilizar apretada uniones estómago y el epitelio de revestimiento utilizan estos 71. Uniones Gap éstos funcionan casi como poros que pueden abrir y cerrar para permitir que las sustancias pasen. 72. Sacos membranosos que se encuentran en células vegetales y animales que llevan a cabo una variedad de funciones 73. La vacuola central es el orgánulo que crea la presión de turgencia de la célula de la planta basado en la cantidad de agua que contiene 74. Un citoesqueleto es un sistema de túbulos y filamentos que se utiliza para la estructura, el apoyo y el movimiento 75. Ambos han paredes celulares, paredes celulares de las plantas están compuestas de celulosa, hongos de quitina 76. Apoyo estructural, la curación, la comunicación, la separación de tejidos 77. Célula de la planta utilizar plasmodesmos, porque tienen una pared celular, las células animales tienen uniones estrechas, uniones comunicantes y uniones adheridas 78. Gap cruces 79. Las células vegetales tienen paredes celulares, cloroplastos, vacuola central. Las células animales carecen de cada una de estas características, pero no contienen centriolos, que las plantas no hacen 1. Tamaño celular a. La cantidad de actividad química en una célula se determina por su volumen. Si el volumen es demasiado grande, entonces las interacciones son menos, distancias moléculas deben viajar son más lejos. Por lo tanto la célula debe tener un volumen suficiente para contener orgánulos celulares, nutrientes, agua, y para materiales a www.njctl.org PSI Biología Eucariotas y expresión génica 2. 3. 4. 5. moverse, pero no tan grande que los materiales no pueden llegar a su destino. b. La cantidad de sustancias que pueden entrar y salir de una célula se determina por la superficie de la célula. El área de superficie debe ser lo suficientemente grande que la transferencia dentro y fuera de la célula proporciona los nutrientes y moléculas necesarias para mantener el equilibrio. Una superficie demasiado pequeña no se aplicaría suficiente movimiento para apoyar el volumen de la célula. c. A medida que una célula aumenta de tamaño, la relación entre su superficie y volumen cambia. Esta relación cambia de tal manera que la superficie se hace más pequeño con relación al volumen de la célula (o dicho de otra manera, el volumen aumenta más rápidamente que el área de superficie). En algún momento los materiales tiene que moverse dentro y fuera de la célula no puede hacerlo con eficacia suficiente para apoyar los procesos dentro de la célula. Expresión de genes a. la molécula producida es un factor de transcripción b. los factores de transcripción pueden unirse con el ADN cerca de la región promotora de un gen. La combinación del factor de transcripción y ARN polimerasa inicia la transcripción de ese gen. c. Los factores de transcripción permiten una señal externa o estímulo para iniciar la transcripción de un gen particular, cuya proteína que se necesita por la célula. Procesamiento del ARN a. el extremo ARNm etiquetado 1 es el extremo 5 'de la molécula de preARNm. Un nucleótido terminal está unido al extremo 5 '. Esto ayuda a los ribosomas a que se unan al ARNm por lo que la traducción puede comenzar y proteger al ARNm de las enzimas hidrolíticas. b. El extremo 3 'de la pre-ARNm recibe una "cola poli A". Esta es la adición de una serie de nucleótidos de adenosina. c. El pre-ARNm se altera por la eliminación de los intrones (regiones que intervienen sin codificar) que salen de los exones (las regiones codificantes expresadas). En esencia, el no codificante se retira para dejar una secuencia codificante continua en el ARNm maduro. Las mitocondrias y los cloroplastos sólo pueden surgir de las mitocondrias y los cloroplastos existentes. Una célula sin estas estructuras no puede producirlos. Las mitocondrias y cloroplastos tienen su propio ADN, que se asemeja a ADN bacteriano. Las mitocondrias y los cloroplastos tienen una sola cadena de ADN circular, idéntica a la de ADN encontrados en los procariotas. Las mitocondrias y los cloroplastos sintetizan sus propias proteínas que utilizan sus propios mecanismos. Estos mecanismos son similares a los encontrados en las bacterias. Mitocondrias a. células eucariotas y, por tanto, organismos eucariotas heredan sus mitocondrias a partir de la contribución femenina. www.njctl.org PSI Biología Eucariotas y expresión génica b. Las mitocondrias se forman por la contribución óvulo femenino a la descendencia. La célula de esperma masculino contiene una porción del ADN del núcleo. Las células de esperma son pequeñas y no llevan ningún orgánulos sin embargo, el huevo mucho más grande contribuye una porción del ADN del núcleo, así como la mitocondria, que contiene el ADN mitocondrial www.njctl.org PSI Biología Eucariotas y expresión génica
