I. Procesos Energéticos y Fijación de Carbono

3) Diferencias entre fotofosforilación cíclica y no cíclica

La fotofosforilación es el proceso de síntesis de ATP a partir de la energía lumínica durante la fase luminosa de la fotosíntesis. Se distinguen dos modalidades:

Fotofosforilación Cíclica

• Está implicado solo el Fotosistema I (PSI).
• El flujo de electrones (e-) es cíclico.
• Se sintetiza únicamente ATP, sin que se produzca NADPH.

Fotofosforilación No Cíclica (Lineal)

• Están implicados ambos fotosistemas (PSI y PSII).
• El flujo de electrones es lineal, por lo que se sintetizan tanto ATP como NADPH.
• Se realiza un bombeo de iones hidrógeno (protones, H+) del estroma al espacio tilacoidal, lo que contribuye a crear un gradiente electroquímico de protones y, por lo tanto, a la síntesis de ATP.

4) Ciclo de Calvin

El proceso fundamental de la fase oscura es la fijación reductora del carbono (C) a partir del CO₂, formándose primero glúcidos sencillos de los que derivarán el resto de compuestos orgánicos. Este proceso ocurre en la mayoría de las plantas a través de una secuencia cíclica de reacciones conocida como Ciclo de Calvin o Ciclo C3.

El ciclo se inicia a partir de una enzima de elevado peso molecular, la ribulosa-1,5-difosfato carboxilasa (RuBisCo), que es la enzima más abundante en la biosfera. La RuBisCo cataliza la incorporación al ciclo del CO₂ atmosférico, o del agua si se trata de plantas acuáticas.

Etapas del Ciclo de Calvin

Se distinguen tres etapas principales en el Ciclo de Calvin:

1. Carboxilación: Mediante la enzima RuBisCo, el CO₂ se fija a un azúcar preexistente, la ribulosa-1,5-difosfato, formándose un compuesto muy inestable de seis carbonos que se rompe inmediatamente en dos moléculas de 3-fosfoglicerato.
2. Reducción: El 3-fosfoglicerato se reduce a gliceraldehído-3-fosfato, consumiéndose el NADPH y el ATP que se obtuvieron en la fase luminosa.
3. Recuperación (Regeneración): De cada seis moléculas de gliceraldehído-3-fosfato que se forman, una se considera el rendimiento neto de la fotosíntesis. Las otras cinco sufren una serie de transformaciones consecutivas, en las que también se consume ATP, para regenerar la ribulosa-1,5-difosfato, con la que se cierra el ciclo.

II. Expresión y Regulación Génica

5) ¿En qué consiste y dónde ocurre el procesamiento del ARNm?

El ARNm es el portador de la información genética para la síntesis de proteínas. Antes de salir del núcleo, el ARNm precursor (pre-ARNm) es procesado hasta alcanzar su forma madura. Este procesamiento ocurre en el núcleo celular y consta de tres pasos principales:

1. Adición de la Caperuza (Capping): En primer lugar, al extremo 5’ se le añade un nucleótido metilado (la caperuza), que posteriormente es reconocido por el ribosoma para iniciar la traducción.
2. Poliadenilación (Adición de la Cola Poli-A): Una vez finalizada la transcripción, se le añade al extremo 3’ una cola poliadenilada (cola poli-A), que interviene en la estabilidad y el transporte del ARNm fuera del núcleo.
3. Corte y Empalme (Splicing): El procesamiento continúa con la eliminación de las secuencias no codificantes (intrones), mediante ribonucleoproteínas, quedando solo aquellas secuencias utilizables (exones).

Se obtiene así el ARNm maduro, que es transportado al citosol para ser traducido a proteína.

4) ¿Qué relación existe entre la diferenciación celular y la transcripción?

La diferenciación celular es el resultado de una expresión genética diferencial, donde se expresan diferentes conjuntos de genes, lo que conlleva una síntesis diferencial de proteínas.

• En los organismos unicelulares, la diferenciación les permite adaptarse a los cambios ambientales, pues modifican fácilmente su patrón de expresión génica.
• En los pluricelulares, la diferenciación celular conduce a la especialización de sus células en funciones específicas.

Inducción de la Transcripción en Eucariontes

La inducción de la transcripción se lleva a cabo en varias fases:

1. Fase 1: Hay una descondensación selectiva de la cromatina como preparación para la transcripción.
2. Fase 2: Las proteínas reguladoras se unen a puntos específicos de la cromatina alterada, induciendo la síntesis de ARN. En las plantas, diversos tipos de señales (hormonas, luz, estrés salino, estrés hídrico, patógenos, etc.) influyen en la expresión génica.

5) ¿Cómo se regula la expresión de los genes en Eucariotas?

Cada gen va precedido por una secuencia de nucleótidos denominada promotor, a la cual se une la ARN polimerasa. Para que la ARN polimerasa se active y comience la transcripción, antes se unen al promotor un conjunto de proteínas (factores generales de la transcripción), que se van ensamblando en cascada.

Este proceso está controlado por uno o varios conjuntos de proteínas reguladoras (activadoras o represoras), que se unen a determinadas secuencias del ADN (secuencias reguladoras), e interaccionan con el promotor, produciendo la activación o inactivación de la transcripción. Las secuencias reguladoras pueden estar lejos del promotor; la interacción con este se hace formando «bucles» en el ADN.

III. Ciclo Celular y Morfología

4) ¿Cómo provocan los microtúbulos la separación de las cromátidas durante la anafase?

El movimiento de las cromátidas durante la anafase es el resultado de dos procesos independientes y simultáneos:

1. Acortamiento de los microtúbulos cinetocóricos: Acercamiento de las cromátidas a los polos causado por un acortamiento de algunos microtúbulos.
2. Alargamiento del huso: Alargamiento del huso por un crecimiento de otros microtúbulos y el deslizamiento entre ellos. El deslizamiento entre microtúbulos adyacentes y antiparalelos se basaría en la existencia de proteínas con actividad ATPasa (como las dineínas y quinesinas).

5) ¿Por qué las células no pueden crecer indefinidamente y tener un gran tamaño?

Las células tienen un tamaño limitado debido a la relación superficie/volumen. A mayor volumen, menor superficie de contacto exterior y, en consecuencia, menor capacidad para obtener las sustancias necesarias para el metabolismo y para eliminar los desechos.

Cuando la relación entre volumen y superficie se pierde (es decir, el volumen crece mucho más rápido que la superficie), la célula deja de crecer y comienza a dividirse para restaurar una proporción eficiente.

Etiquetas: ARNm, ciclo de Calvin, fotofosforilación, Fotosintesis, regulación génica