Estudi de les Biomolècules i Processos Biològics Essencials

I 204 flashcards i 136 preguntes més al document.

Text del document

BIOMOLÈCULES GLÚCIDS LÍPIDS PROTEÏNES ÀCIDS NUCLEICS Estructura química Elements principals C, H, O C, H, O (a vegades P) C, H, O, N (a vegades S) C, H, O, N, P Monòmers Monosacàrids Àcids grassos + glicerol Aminoàcids Nucleòtids Enllaç O-glicosídic Èster Peptídic Fosfodièster (entre cadenes) i ponts d'hidrogen (entre bases) Funcions Energètica Estructural (ceŀlulosa i quitina) Reserva energètica (glicogen i midó) Energètica Estructural (fosfolípids) Reguladora (hormones i vitamines) Estructural Reguladora Transport Defensa Enzimàtica Portadora d'informació genètica Expressió gènica Propietats Solubles en aigua. Gust dolç (mono i disacàrids). Poden formar anells.

Insolubles en aigua (hidrofòbics) Solubles en dissolvents orgànics. Són molècules apolars o am pàtiques. Més energia que els glúcids. Són molècules especí ques amb funcions molt concretes. Termosensibles (es desnaturalitzen amb canvis de temperatura o pH). El DNA és de doble cadena El RNA és de cadena simple. Tenen direccionalitat (extrems 5' i 3'). Proves per detectar-los Fehling (detectar sucres reductors) + Vermell - Blau No funciona amb la sacarosa.

Lugol (detectar midó) + Blau fosc, lila, negre - Marró ataronjat Sudan III + Vermell - No canvia de color - - GLÚCIDS CLASSIFICACIÓ FORMACIÓ DE L'ENLLAÇ PROVES PER DETECTAR-LOS Monosacàrids Glucosa, fructosa, galactosa Oligosacàrids Maltosa, lactosa, sacarosa Polisacàrids Midó, glicogen, ceŀlulosa (+ de 10 monosacàrids) FEHLING LUGOL Detecta monosacàrids i disacàrids reductors. No detecta la sacarosa perquè l'enllaç de la sacarosa s'estableix entre el C1 de la glucosa i el C2 de la fructosa i els grups cetona/ carbonil/aldehid no queden lliures per oxidar-se. Detecta polisacàrids (midó).

EXEMPLES Glucosa Fructosa Galactosa Ribosa Desoxiribosa Sacarosa Lactosa Maltosa Midó (reserva energètica en vegetals) Glicogen (reserva energètica en animals) Ceŀlulosa Quitina OH OH +H2O + - + - LÍPIDS CLASSIFICACIÓ PROVES PER DETECTAR-LOS Lípids saponi cables Lípids insaponi cables SUDAN III Formen sabó. Formats per àcids grassos. Simples: Greixos i olis. Complexos: fosfolípids, glucolípids. No formen sabó. No tenen àcids grassos. Esteroides, carotenoides, vitamines liposolubles. ÀCIDS GRASSOS EXEMPLES Components saponi cables dels lípids. Propietats: Saponi cables Formen enllaços èster Am pàtics. Tenen una part polar i una apolar. Insolubles en aigua. Solubles en dissolvents orgànics.

Caràcter àcid. Rics en energia Triglicèrids Fosfolípids Esteroides Carotenoides Saturats Insaturats Tots enllaços simples (C – C). Cadena recta. Greixos animals. Menys saludable. Mínim un enllaç doble ( C = C). Cadena corbada. Greixos vegetals. Més saludable. - + PROTEÏNES COMPOSICIÓ QUÍMICA TIPUS D'ENLLAÇ ESTRUCTURA Formades per aminoàcids. Conjunt d'aminoàcids = pèptids. Enllaç peptídic. Format entre el grup COOH d'un aminoàcid i el NH del següent. Es perd una molècula d'aigua. PRIMÀRIA. Seqüència lineal d'aminoàcids. SECUNDÀRIA. Es plega gràcies a ponts d'hidrogen. Tipus: - Hèlix alfa (com una espiral) - Làmina beta (plegada com un acordió) TERCIÀRIA. Plegament 3D de tota la cadena.

Interaccions entre les cadenes laterals R. Aquesta estructura determina la funció! Una sola cadena polipeptídica. QUATERNÀRIA. Proteïnes amb més d'una cadena. Exemple: Hemoglobina. Més d'una cadena polipeptídica. ENZIMS Proteïnes globulars amb estructura terciària o quaternària. Funció catalitzadora. Acceleren reaccions metabòliques sense consumir-se. Cada enzim és especí c d'un substrat concret. FUNCIONAMENT DELS ENZIMS FACTORS QUE AFECTEN L'ACTIVITAT ENZIMÀTICA MODEL CLAU-PANY Centre actiu de l'enzim té una forma xa. El substrat encaixa perfectament. Molta especi citat. MODEL AJUST INDUÏT Centre actiu exible. Quan arriba el substrat, l'enzim s'adapta a ell.

Explica millor com actuen els enzims reals. Concentració de substrat. substrat activitat ns que es satura el centre actiu. Temperatura. temperatura velocitat. Si és massa alta, l'enzim es desnaturalitza (es trenca la seva estructura). pH. Cada enzim té un pH òptim. Si ens allunyem, es redueix l'activitat. Inhibidors. Competitius: ocupen el centre actiu (com si fos un fals substrat). No competitius: s'uneixen a un altre lloc i canvien la forma del centre actiu. ÀCIDS NUCLÈICS COMPOSICIÓ QUÍMICA ADN ARN FUNCIÓ. Conté la informació genètica de l'organisme. Serveix de motlle per a la síntesi de proteïnes. ESTRUCTURA. Doble hèlix (Watson i Crick).

Cadenes antiparaŀleles unides per les bases a través de ponts d'H: A–T (2 ponts d'H) G–C (3 ponts d'H) Nivells de compactació (en eucariotes): 1. DNA nu 2. DNA + histones = nucleosomes 3. Cromatina ( bra de 30 nm) 4. Cromosomes (màxim nivell de compactació durant la divisió) LOCALITZACIÓ. Procariotes: DNA lliure al nucleòtid Eucariotes: majoritàriament al nucli (també a mitocondris i cloroplasts) FUNCIÓ. Multifuncions. - RNA ribosòmic (RNAr). Construcció de la subunitat ribosòmica. - RNA missatger (RNAm). Transporta la informació genètica als ribosomes. - RNA de transferència (RNAt). Porta els aa durant la traducció. - Algunes molècules d'RNA.

Regulació gènica, regulen la transcripció i la traducció. - Ribozims. Alguns ARN tenen activitat catalítica. ESTRUCTURA. Cadena senzilla. Ribosa com a sucre. Uracil en comptes de timina. No és material hereditari, però és imprescindible per a la síntesi de proteïnes. LOCALITZACIÓ. Procariotes: Citoplasma (RNAm, RNAt) i ribosomes (RNAr). Eucariotes: Citoplasma (RNAt), nucli (RNAm) i ribosomes (RNAr). BASES NITROGENADES ADN ARN A – T C – G A – U C – G 3' 3' METABOLISME Conjunt de reaccions químiques que tenen lloc en les cèŀlules del cos per convertir els aliments en energia. Catabolisme.

Fase degradativa del metabolisme en què les molècules complexes es trenquen en molècules més senzilles, alliberant energia en forma d'ATP. Anabolisme. Fase constructiva del metabolisme en la qual s'utilitza energia per sintetitzar molècules complexes a partir de molècules senzilles. GENÈTICA I CICLE CEĿLULAR ÀCIDS NUCLÈICS COMPOSICIÓ QUÍMICA ADN ARN FUNCIÓ. Conté la informació genètica de l'organisme. Serveix de motlle per a la síntesi de proteïnes. ESTRUCTURA. Doble hèlix (Watson i Crick). Cadenes antiparaŀleles unides per les bases a través de ponts d'H: A–T (2 ponts d'H) G–C (3 ponts d'H) Nivells de compactació (en eucariotes): 5. DNA nu 6. DNA + histones = nucleosomes 7.

Cromatina ( bra de 30 nm) 8. Cromosomes (màxim nivell de compactació durant la divisió) LOCALITZACIÓ. Procariotes: DNA lliure al nucleòtid Eucariotes: majoritàriament al nucli (també a mitocondris i cloroplasts) FUNCIÓ. Multifuncions. - RNA ribosòmic (RNAr). Construcció de la subunitat ribosòmica. - RNA missatger (RNAm). Transporta la informació genètica als ribosomes. - RNA de transferència (RNAt). Porta els aa durant la traducció. - Algunes molècules d'RNA. Regulació gènica, regulen la transcripció i la traducció. - Ribozims. Alguns ARN tenen activitat catalítica. ESTRUCTURA. Cadena senzilla. Ribosa com a sucre. Uracil en comptes de timina.

No és material hereditari, però és imprescindible per a la síntesi de proteïnes. LOCALITZACIÓ. Procariotes: Citoplasma (RNAm, RNAt) i ribosomes (RNAr). Eucariotes: Citoplasma (RNAt), nucli (RNAm) i ribosomes (RNAr). BASES NITROGENADES ADN ARN A – T C – G A – U C – G 3' 3' COMPARACIÓ GENOMA PROCARIOTES VS.

EUCARIOTES Procariotes Eucariotes Localització del DNA Nucleoide (citoplasma) Nucli Forma del DNA Circular Lineal Nombre de cromosomes 1 23 parells Plasmidis Sí, habituals No, només en casos especials Seqüències codi cants Majoritàriament codi cants Gran part no codi cants Compactació No gaire, no tenen histones Alt grau de compactació Expressió gènica Ràpida, sense processament del DNA Amb processament (splicing) CARACTERÍSTIQUES ADN DOBLE HÈLIX ANTIPARAĿLELISME COMPLEMENTARIETAT DIRECCIONALITAT una cadena té orientació 5' 3' i l'altra 3' 5'. A – T C – G la síntesi i lectura es fa sempre en sentit 5' 3'. SEMICONSERVATIVA COMPARACIÓ REPLICACIÓ PROCARIOTES VS.

EUCARIOTES PROCARIOTES EUCARIOTES Origen de replicació 1 (OriC) Múltiples per cromosoma Velocitat de replicació Ràpida (minuts) Més lenta (hores) Direcció de la replicació Bidireccional Síntesi de la cadena líder Contínua Síntesi de la cadena retardada Fragments d'Okazaki (cadena 3' 5') Enzims principals ADN polimerasa III ADN polimerasa I Helicasa Topoisomerasa (girasa) Primasa Proteïnes SSB Ligasa ADN polimerasa α, δ, ε Helicasa Topoisomerasa (girasa) Primasa Proteïnes SSB Ligasa Telomerasa Telòmers No existeixen Sí, replicats per la telomerasa ADN polimerasa III: Afegeix nucleòtids a la nova cadena en direcció 5' 3', utilitzant la cadena motlle.

ADN polimerasa I: Elimina els primers d'ARN i omple els buits amb ADN nou. Els dos tenen funció correctora. Helicasa: Obre la doble hèlix d'ADN trencant els enllaços d'hidrogen entre les bases, creant la forquilla de replicació. Ligasa: Segella els fragments d'ADN units deixant la cadena contínua. Primasa: Sintetitza els primers o encebadors necessaris perquè les ADN polimerases puguin començar a replicar. Topoisomerasa: Evita que l'ADN s'enrotlli i es tensi massa per davant de la forquilla de replicació. Proteïnes SSB: S'uneixen a les cadenes d'ADN simples per evitar que es tornin a unir mantenint-les estirades.

Telomerasa: Allarga els telòmers (extrems dels cromosomes) per evitar la pèrdua d'informació genètica. REPLICACIÓ, TRANSCRIPCIÓ I TRADUCCIÓ REPLICACIÓ (Dibuix d'abans) (Nucli) Inici. La girasa (topoisomerasa) treballa al davant de la forquilla de replicació per evitar l'excés de tensió. La helicasa obre la doble hèlix trencant els ponts d'hidrogen es formen forquilles de replicació. Les proteïnes SSB mantenen les cadenes obertes. La primasa sintetitza els primers fragments de DNA (primers) que serviran de punt de partida. Replicació. La DNA polimerasa III allarga les noves cadenes en direcció 5' 3': o Cadena contínua: es copia de forma contínua seguint l'obertura de la forquilla.

o Cadena discontínua: es copia a trossos (fragments d'Okazaki). La DNA polimerasa I elimina els primers d'RNA i els substitueix per DNA. La DNA ligasa uneix els fragments d'Okazaki per formar una cadena contínua. Final. Cada molècula de DNA resultant té una cadena antiga i una de nova és una replicació semiconservativa. Es formen dues molècules idèntiques de DNA, preparades per ser transmeses a les cèl·lules filles. TRANSCRIPCIÓ (Nucli) Procés mitjançant el qual es copia la informació d'un gen del DNA a una molècula d'RNA. 1. L'enzim RNA polimerasa reconeix el promotor i obre el DNA a la zona del gen. (No cal helicasa) 2.

Utilitza una de les cadenes com a motlle i construeix en direcció 5' 3' un RNA missatger (mRNA) amb nucleòtids complementaris (A-U, C-G; recorda que a l'RNA la timina es substitueix per Uracil). 3. El mRNA acabat surt del nucli cap al citoplasma. TRADUCCIÓ (Citoplasma – Ribosomes) Inici: L'ARNm s'uneix al ribosoma (subunitat petita primer). El codó d'inici (AUG) recluta el tRNA iniciador amb la metionina. Elongació: Cada codó de l'ARNm és llegit pel tRNA complementari. Els aminoàcids es van unint per enllaços peptídics gràcies a l'activitat de la ribosoma. Terminació: Quan es troba un codó de parada (UAA, UAG, UGA), entra un factor de terminació.

La cadena polipeptídica es desprèn del ribosoma. Cadena complementària o codi cant Cadena motlle o que es transcriu REGULACIÓ DE L'EXPRESSIÓ GÈNICA Un operó és un conjunt de gens que es troben junts a l'ADN dels procariotes i que s'expressen de manera coordinada. Consta de tres parts principals: - Promotor on s'uneix l'ARN polimerasa per començar a transcriure. - Operador una seqüència que pot ser "bloquejada" per una proteïna repressora. - Gens estructurals els que codifiquen les proteïnes necessàries (enzims, transportadors, etc.).

Aquest operó permet a la cèl·lula estalviar energia, activant els gens només quan són necessaris Exemples: OPERÓ TRP (TRIPTÒFAN) OPERÓ LAC (LACTOSA) Repressible s'apaga quan hi ha triptòfan Inducible s'activa quan hi ha lactosa Sense triptòfan el repressor està inactiu l'operó està actiu i els gens s'expressen la cèŀlula produeix triptòfan. Amb molt triptòfan el triptòfan actua com a corepressor, unint-se al repressor aquest s'activa i bloqueja l'operador els gens s'apaguen. Sense lactosa el repressor lac s'uneix a l'operador l'ARN polimerasa no pot transcriure gens apagats.

Amb lactosa la lactosa (en realitat, l'aŀlolactosa) s'uneix al repressor i el desactiva l'operó s'activa es produeixen enzims per degradar la lactosa. 1. RNA pol., 2. Repressor, 3. Promotor, 4. Operador, 5. Lactosa promotor MUTACIONS La DNA polimerasa té funció correctora, però de vegades comet errors. Si un error no es repara, es produeix una mutació canvi en la seqüència de bases de l'ADN. Les mutacions poden ser: TIPUS DE MUTACIONS: PUNTUALS ESTRUCTURALS (CROMOSÒMIQUES) CARIOTÍPIQUES (GENÒMIQUES) Canvi d'una sola base. Afecten fragments de cromosoma. Afecten el nombre de cromosomes.

Duplicació Inversió Translocació Trisomies Monosomies SOMÀTIQUES GERMINALS En cèŀlules del cos, no s'hereten. En gàmetes, sí que s'hereten. Les mutacions són una de les fonts de variabilitat genètica, que és la matèria primera de la selecció natural. Si una mutació és bene ciosa, l'organisme que la té pot sobreviure i reproduir-se més. Amb el temps, això genera evolució i contribueix a la biodiversitat. LES MUTACIONS PASSEN A L'ATZAR!

(No apareixen per necessitat) Perjudicials Bene cioses Replicació de l'ADN Possibles errors Mutacions Variabilitat genètica Selecció natural Evolució Biodiversitat Neutres Substitució Inserció Deleció CÀNCER El càncer és una malaltia causada per mutacions que afecten gens que controlen el cicle ceŀlular. Hi ha dos tipus principals de gens implicats: Oncogens: provenen de la mutació de protooncogens (gens normals que estimulen la divisió ceŀlular). Quan es muten, queden activats de forma permanent, provocant divisió incontrolada. Gens supressors tumorals: frenen la divisió ceŀlular o reparen ADN. Quan es muten, perden la seva funció i les cèŀlules defectuoses poden continuar dividint-se.

Quan aquests mecanismes fallen, el cicle ceŀlular es desregula, apareixen masses de cèŀlules (tumors) i, si són malignes, poden envair altres teixits (metàstasi). CICLE CEĿLULAR FASES DEL CICLE CEĿLULAR MITOSI MEIOSI Una divisió Dues divisions 2 cèŀlules lles idèntiques diploides 4 cèŀlules lles haploides Funció: creixement, reparació i manteniment. Funció: formació de gàmetes i variabilitat genètica. Cèl·lules somàtiques Cèl·lules germinals REPRODUCCIÓ EN PROCARIOTES Els procariotes no fan mitosi ni meiosi. Es reprodueixen per fissió binària: L'ADN es replica i la cèl·lula es divideix en dues filles idèntiques.

MITOSI MEIOSI GENÈTICA Genotip: AA, Aa, aa Fenotip: color, forma, altura Genotip del gàmete: A, A/a, a Autosòmic: Gen en cromosoma autosòmic (1 – 22) Lligat al sexe: Gen en cromosoma sexual (X o Y; 23) Codominància: Els dos aŀlels s'expressen alhora. Dominància intermèdia: Mostra un fenotip intermedi. Dihibridisme: Estudi de dos caràcters diferents alhora. El color i la forma del gra. Aŀlel dominant: Es manifesta amb només un aŀlel. Si molts individus de l'arbre genealògic manifesten la malaltia. Aŀlel recessiu: Es manifesta amb els dos aŀlels. Si pocs individus de l'arbre genealògic manifesten la malaltia. Sempre justi car dient: - L'individu I-1, II-2.

- Si demanen la probabilitat de patir la malaltia, anotar els càlculs i fer la taula de Punnett. - Si demanen que sigui nen i malalt, s'ha de multiplicar que sigui nen ½ * la probabilitat que sigui malalt. Heterozigot: Aa Homozigot: AA o aa Hemizigot: XY (un de cada) EQUILIBRI DE HARDY-WEINBERG I CÀLCUL DE FREQÜÈNCIES L'equilibri de Hardy-Weinberg descriu una població on les freqüències aŀlèliques i genotípiques es mantenen constants si no hi ha factors evolutius (mutació, selecció, migració...). Per calcular la freqüència d'aŀlels (p i q) i de fenotips o genotips dins una població fem els següents càlculs.

CÀLCUL DE FREQÜÈNCIES AĿLÈLIQUES CÀLCUL DE FREQÜÈNCIES GENOTÍPIQUES I FENOTÍPIQUES En una població, si un gen té dos aŀlels (A i a): p = freqüència de l'aŀlel A q = freqüència de l'aŀlel a Sempre es compleix: p + q = 1 Si coneixes el nombre d'individus amb cada genotip: p = (2 × n(AA) + n(Aa)) ÷ (2 × total individus) q = (2 × n(aa) + n(Aa)) ÷ (2 × total individus) Segons Hardy–Weinberg, si la població està en equilibri: 1. Freqüència(AA) = p² 2. Freqüència(Aa) = 2pq 3. Freqüència(aa) = q² En una població de 100 individus hi ha: 36 AA, 48 Aa, 16 aa. p = (2×36 + 48) / (2×100) = (72 + 48) / 200 = 120 / 200 = 0,6 q = 1 0,6 = 0,4 Genotips: p² = 0,36 (36%), 2pq = 0,48 (48%), q² = 0,16 (16%).

Si A és dominant, fenotips: 84% dominants, 16% recessius. MICROORGANISMES I FORMES ACEĿLULARS BACTERIS VS.

ARQUEOBACTERIS (ARQUEUS) BACTERIS ARQUEOBACTERIS (ARQUEUS) Tipus de cèŀlula Procariotes Paret ceŀlular Té peptidoglicà (mureïna) Sense peptidoglicà Hàbitat Diversos (sòl, aigua, organismes vius) Ambients extrems (alta salinitat, temperatura o acidesa) Metabolisme Aerobis o anaerobis; fotòtrofs o quimiòtrofs Molts anaerobis Relació logenètica Més allunyats dels eucariotes Més propers als eucariotes MIDA DELS MICROORGANSIMES Conversió d'unitats: 1 m = 10³ mm = 10 µm = 10 nm = 10¹ Å Augment = mida aparent (el que mesures) mida real (l!escala que et donen) Soca (cepa): Població derivada d'una única cèl·lula inicial dins una espècie; pot tenir lleugeres diferències (p. ex. E.

Coli patògena vs no patògena). BACTERIS Tipus de cèŀlula Procariota (sense nucli ni orgànuls membranosos). Mida Molt més petits que les cèŀlules eucariotes. Material genètic ADN circular al nucleoide; plasmidis (ADN extra). Paret cel·lular Conté peptidoglicà (mureïna). Flagels i mobilitat Alguns tenen flagels (per moure's) i pilis (per adherir-se). Forma Cocs Bacils Espirils Vibrions Classificació Gram. TINCIÓ DE GRAM Bacteris grampositius Bacteris gramnegatius Paret gruixuda amb molt peptidoglicà. Sense membrana externa. Es tenyeixen de color blau. Paret prima de peptidoglicà. Amb membrana externa. Es tenyeixen de color vermell. Reproducció Asexual per fissió binària.

Transferència hortizontal de gens Conjugació Transformació Transducció Un bacteri transfereix ADN (normalment plasmidis) a un altre a través d'un pont de conjugació (pili). Un bacteri capta ADN lliure de l'ambient (procedent de cèl·lules mortes) i l'incorpora al seu. Un bacteriòfag (virus) transporta ADN d'un bacteri a un altre durant la infecció. Metabolisme Segons la font d'energia Segons la font de carboni Fotòtrofs Quimiòtrofs Autòtrofs Heteròtrofs Llum Reaccions químiques CO2 Compostos orgànics Segons la necessitat d'oxigen Aerobis estrictes Anaerobis estrictes Anaerobis facultatius necessiten oxigen per viure. l'oxigen és tòxic per a ells. poden viure amb o sense oxigen.

Importància ecològica Participen en cicles biogeoquímics (carboni, nitrogen, sofre), descomposició de matèria orgànica, fixació del nitrogen Aplicacions Agricultura (biofertilitzants), alimentació (iogurts, formatges), farmàcia (antibiòtics). Microbiota Viuen al nostre cos i ajuden a la digestió i al sistema immunitari FORMES ACEĿLULARS VIRUS VIROIDES PRIONS Estructura Composició Àcid nucleic (DNA o RNA) + càpsida proteica; alguns tenen embolcall lipídic. Petits fragments de RNA circular, sense càpsida ni proteïnes. Proteïnes mal plegades. Infecció S'uneixen a receptors de la cèl·lula hoste i introdueixen el seu genoma.

Afecten principalment plantes; interfereixen en l'expressió gènica de l'hoste. Indueixen el malplegament d'altres proteïnes cel·lulars; associats a malalties neurodegeneratives Tipus de virus Els virus poden tenir ADN o ARN. Els retrovirus tenen ARN amb retrotranscripció (es converteix en DNA dins l'hoste) gràcies a la transcriptasa inversa. Cicles de reproducció dels virus IMMUNOLOGIA La immunitat és la capacitat que té el nostre organisme de defensar-se dels agents patògens (virus, bacteris, fongs, paràsits) i de cèŀlules anormals. Patogen. Qualsevol microorganisme o agent biològic (com bacteris, virus, fongs o protozous) capaç de produir una malaltia en un ésser viu. Antigen.

Molècula o substància (normalment present a la superfície d'un patogen, com una proteïna o un polisacàrid) que és reconeguda pel sistema immunitari i provoca una resposta immunitària. El patogen és l'agent que causa la malaltia, i l'antigen és el senyal o molècula del patogen que activa el sistema immunitari. TIPUS D'IMMUNITAT IMMUNITAT INNATA Actua de manera ràpida i general. No requereix exposició prèvia al patogen. És inespecífica. BARRERES RESPOSTA INFLAMATÒRIA SISTEMA DEL COMPLEMENT ADQUIRIDA Actua de manera lenta però molt precisa. Requereix exposició prèvia al patogen. És específica.

IMMUNITAT CEL·LULAR IMMUNITAT HUMORAL PRINCIPALS ELEMENTS DEL SISTEMA IMMUNITARI ÒRGANS CÈĿLULES TEIXITS Tim: Maduració dels limfòcits T. Melsa: Filtra la sang i activa respostes immunitàries. Meduŀla òssia: On es formen totes les cèŀlules sanguínies, inclosos els limfòcits B i T. Maduren els limfòcits B. Neutrò ls: Fagocitosi ràpida de patògens. Eosinò ls: defensen contra paràsits. Aturen la secreció d'histamina. Basò ls: alliberen histamina en reaccions aŀlèrgiques. Monòcits: circulen a la sang i es transformen en macròfags. Macròfags: fagociten patògens i activen altres defenses. Dendrítiques: presenten antígens als limfòcits T.

Limfòcits T: coordinen (T helpers) o destrueixen cèŀlules infectades (T citotòxics) Limfòcits B: produeixen anticossos. Limfòcits NK: destrueixen cèŀlules tumorals o infectades sense reconeixement especí c. BARRERES FÍSIQUES, QUÍMIQUES I BIOLÒGIQUES DE LA IMMUNITAT INNATA Les barreres di cultes l'entrada de patògens. RESPOSTA INFLAMATÒRIA La resposta in amatòria és un mecanisme de defensa innat que s'activa quan un teixit és lesionat o hi ha una infecció. Els mastòcits alliberen histamina (molècula senyal) i serotonina, que provoquen vasodilatació i augment de la permeabilitat dels capiŀlars.

Això fa que arribi més sang i leucòcits (neutrò ls i macròfags) a la zona, provocant envermelliment, calor, in or i dolor. Els leucòcits fagociten els patògens i eliminen restes ceŀlulars ns que el teixit es repara i la in amació desapareix. SISTEMA DEL COMPLEMENT Són un conjunt de 30 proteïnes presents a la sang que se sintetitzen al fetge i intervenen en la resposta immune inespecífica (innata). La seva activació és una reacció en cascada. Donen una resposta ràpida i eficaç, sobretot contra bacteris. Quan s'activa, les proteïnes del complement poden: - Lisi cel·lular: Formar porus a les membranes de les cèl·lules, provocant la lisi cel·lular.

- Inflamació: Produir una resposta inflamatòria, afavorint que siguin fagocitades. - Opsonització: S'uneixen a la superfície de microorganismes i els marquen perquè es fagocitin més fàcilment. Ulls: Llàgrimes Pell: Barrera física Secrecions antimicrobianes Tracte digestiu: pH gàstric àcid Saliva Microbiota Bilis Tracte genitourinari: Flux urinari pH urinari àcid Tracte respiratori: Mocs Epiteli ciliat IMMUNITAT ADQUIRIDA O ESPECÍFICA Què has de dir a la sele si et demanen quina ha estat la resposta del sistema immunitari i es tracta d'una resposta específica: 1.

Les cèl·lules presentadores d'antígen (macròfags o cèl·lules dendrítiques) fagociten el patogen i presenten l'antigen a la seva superfície amb complex d'histocompatibilitat, HMC. 2. Els limfòcits T helper reconeixen aquests antígens de les cèl·lules presentadores d'antígens i s'activen. 3. Els limfòcits T helper activen els limfòcits B, que una vegada activats es converteixen en cèl·lules plasmàtiques i produeixen anticossos específics contra els antígens. Els limfòcits B també es converteixen en cèl·lules de memòria, per si hi ha un segon contacte amb el patogen en un futur.

D'aquesta manera la resposta immunològica serà més ràpida perquè les cèl·lules de memòria es convertiran en cèl·lules plasmàtiques i produiran anticossos. 4. Els limfòcits T helper també activen els limfòcits T citotòxics perquè puguin destruir les cèl·lules infectades pel patogen. 5. Els limfòcits T i les cèŀlules infectades alliberen interferons, proteïnes que tenen la funció d'activar cèŀlules del sistema immunitari contra el patogen. La seva funció és avisar les cèŀlules veïnes que hi ha un virus a prop. Activen els limfòcits NK perquè destrueixin cèŀlules infectades. Estimulen els macròfags i augmenten la resposta in amatòria. RESPOSTA HUMORAL RESPOSTA CEL·LULAR Qui actua?

Limfòcits B es transformen en cèŀlules plasmàtiques Limfòcits T (helpers o col·laboradors i citotòxics) Mecanisme principal Producció d'anticossos que neutralitzen antígens Destrucció directa de cèl·lules infectades Contra qui actua Patògens lliures en la sang Cèl·lules infectades per virus, cèl·lules tumorals o trasplantades Els anticossos són proteïnes (immunoglobulines).

RESPOSTA PRIMÀRIA I SECUNDÀRIA RESPOSTA PRIMÀRIA RESPOSTA SECUNDÀRIA Contacte amb l'antigen Primer contacte Segon o posteriors contactes Velocitat de resposta Lenta Ràpida Quantitat d'anticossos Baixa Molt més alta Tipus d'anticossos Primer IgM, després IgG Predominen IgG Cèl·lules de memòria Es formen per primer cop Ja existeixen i s'activen ràpidament Eficàcia Menys eficaç, poden aparèixer símptomes Molt eficaç, sovint evita la malaltia TIPUS D'IMMUNITAT Característiques Exemples NATURAL ACTIVA El cos fabrica anticossos després d'estar en contacte amb un patogen. Passar una malaltia NATURAL PASSIVA Els anticossos provenen de la mare.

Mare transmet a través de la placenta o la llet ARTIFICIAL ACTIVA S'introdueix l'antigen de manera controlada. El propi cos genera anticossos. Vacunes ARTIFICIAL PASSIVA S'introdueixen els anticossos. Sèrums BIOTECNOLOGIA CREACIÓ D'ORGANISMES TRANSGÈNICS Els organismes transgènics són organismes als quals se'ls ha incorporat un gen d'un altre organisme (exogen) que abans no hi existia. Per fer-ho s'utilitzen enzims de restricció i vectors. Enzims de restricció: Endonucleases que tallen seqüències curtes de DNA palindròmiques (es llegeixen igual en una cadena i en sentit invers de l'altra), permetent la creació d'ADN recombinant.

Si volem unir un gen a un plasmidi s'han de tallar amb els mateixos enzims de restricció per deixar els mateixos extrems i, d'aquesta manera, poder unir-se. Vector: Element que serveix per transportar un fragment de DNA d'un organisme a un altre, permetent que aquest gen s'expressi o s'integri al genoma del nou organisme. Normalment és un plasmidi o un virus. DNA recombinant: Fragment d'ADN format a partir de la combinació de seqüències de DNA de diferents organismes. S'obté normalment tallant els fragments amb enzims de restricció i unint-los amb un vector. És a dir, és el DNA que prové de la unió del gen d'interès amb el vector.

Per poder crear un organisme transgènic s'han de seguir una sèrie de passos: 1. Identi car i aïllar el gen d'interès i el plasmidi del bacteri (vector) 2. Tallar el gen d'interès i el plasmidi amb els mateixos enzims de restricció. 3. Unir el gen al vector (plasmidi) mitjançant la DNA lligasa. 4. Introduir el plasmidi al bacteri. 5. Deixar que el bacteri es reprodueixi. D'aquesta manera obtindrem més còpies del gen d'interès. 6. Introduir el bacteri a les cèŀlules embrionàries de l'organisme receptor. 7. Seleccionar les cèŀlules que han introduït el gen. 8. Reproduir els individus transgènics.

TÈCNIQUES RELLEVANTS D'ENGINYERIA GENÈTICA PCR CLONACIÓ MOLECULAR CRISPR-CAS9 Ampli ca fragments especí cs de DNA de manera ràpida i massiva. Inserció d'un fragment de DNA en un vector per obtenir múltiples còpies i expressió en un organisme hoste. Sistema que permet tallar i editar amb precisió seqüències de DNA en un genoma. Detecció de malalties genètiques Diagnòstic de patògens Clonatge de gens Producció de proteïnes recombinats Estudis funcionals de gens Edició gènica en organismes model Teràpia gènica Creació d'organismes transgènics 1. Guia (RNA guia): es dissenya un petit fragment d'RNA que és complementari al tros de DNA que volem modificar.

Aquest RNA guia porta la proteïna Cas9 fins al lloc exacte del genoma. 2. Tall del DNA: la proteïna Cas9 talla el DNA just en el punt indicat per l'RNA guia. 3. Reparació del DNA: la cèl·lula intenta reparar el trencament. Aquí aprofitem per: Inactivar un gen (si la reparacióintrodueix errors). Introduir un nou fragment de DNA (si li donem un tros "correcte" perquè l'insereixi). ORGANISMES MODIFICATS GENÈTICAMENT VS. TRANSGÈNICS Organismes modificats genèticament (OMG): Qualsevol organisme en què s'ha alterat el seu DNA, incloent mutacions o tècniques d'edició genètica. Exemple. Una planta resistent a herbicides gràcies a una mutació introduïda en un gen propi.

Organismes transgènics: És un tipus d'OMG en què s'ha incorporat un gen d'un altre organisme (exògen) que abans no hi existia. Exemple. El blat de moro Bt, al qual se li ha introduït un gen d'una bactèria (Bacillus thuringiensis) que produeix una proteïna insecticida. EVOLUCIÓ L'evolució és el procés pel qual les poblacions d'éssers vius canvien al llarg del temps i poden donar lloc a noves espècies. EVIDÈNCIES DE L'EVOLUCIÓ PROVES EMBRIOLÒGIQUES PROVES MOLECULARS PROVES FÒSSILS PROVES BIOGEOGRÀFIQUES Els embrions de diferents espècies mostren similituds. L'ADN i les proteïnes mostren seqüències similars entre espècies amb ancestres comuns.

El registre fòssil mostra formes intermitges i transicionals. Distribució dels éssers vius segons la seva història evolutiva (ex.: radiació adaptativa de les aus de Darwin a les Galápagos; convergència evolutiva en espècies de zones similars però ancestres diferents). ÒRGANS HOMÒLEGS ÒRGANS ANÀLEGS ÒRGANS VESTIGIALS Mateix origen embrionari però funció diferent. = forma, ¹ funció Funció semblant però origen evolutiu diferent. ¹ forma, = funció Estructures sense funció actual però que provenen d'ancestres. ANTECEDENTS HISTÒRICS CREACIONISME LAMARCKISME DARWINISME NEODARWINISME Defensa que els éssers vius van ser creats tal com són actualment.

Proposava que els éssers vius s'adapten per ús i desús dels òrgans i que els caràcters adquirits es transmeten als descendents. Per què no és vàlida aquesta teoria? Per què no és per l'ús i el desús i els caràcters adquirits no es transmeten a la descendència. Va proposar la selecció natural, segons la qual els individus amb caràcters avantatjosos sobreviuen i es reprodueixen més. També anomenada teoria sintètica. Combina Darwin + genètica de Mendel. Explica l'evolució com a resultat de mutacions, recombinació genètica i selecció natural. Què hem de dir si ens fan explicar en termes evolutius un procés? - Indicar que les mutacions són a l'atzar.

- Indicar que les tortugues que posseïen mutacions i presentaven un avantatge enfront del medi perquè podien alimentar-se millor. - Aquest avantatge els permetia tenir més descendència. - Les mutacions per tenir el bec més punxegut i corbat són hereditàries i, per tant, els descendents també les posseïen. - Dir explícitament selecció natural . - Indicar la idea de progressivitat en el fet de tenir el bec punxegut i cobrat. - Redactat coherent. - Contextualitzar (parlar de bec corbat i punxegut). Les tortugues carei presenten un bec més punxegut i corbat que la resta de tortugues marines. Aquesta característica es pot explicar mitjançant el mecanisme de la selecció natural.

En una població ancestral de tortugues marines, van aparèixer mutacions a l'atzar en alguns individus que van provocar un bec lleugerament més punxegut i corbat. Aquest bec els permetia alimentar-se millor, per exemple, accedint a esponges i altres aliments en esquerdes dels esculls, on les altres tortugues no hi podien arribar amb tanta facilitat. Aquest avantatge adaptatiu va fer que aquestes tortugues amb el bec més punxegut sobrevisquessin millor i tinguessin més descendència que les altres. Com que les mutacions eren hereditàries, els seus descendents també van néixer amb el bec més punxegut i corbat.

Amb el pas de moltes generacions, gràcies a la selecció natural, es va produir una progressivitat en aquesta característica: el bec es va anar fent cada vegada més punxegut i corbat dins la població de tortugues carei, ns a assolir l'aspecte que presenten actualment. DIVERSIFICACIÓ I ADAPTACIÓ D'ESPÈCIES Radiació adaptativa: Una espècie ancestral dona lloc a moltes espècies diferents ocupant nínxols ecològics diversos. ANAGÈNESI (EVOLUCIÓ FILÈTICA) CLADOGÈNESI (ESPECIACIÓ) Una única línia evolutiva canvia gradualment ns a donar lloc a una nova espècie, substituint l'anterior. Una espècie es divideix en dues o més línies evolutives que segueixen camins diferents.

Les tortugues carei tenen un bec molt més punxegut i corbat que la resta de tortugues marines. Expliqueu el mecanisme evolutiu pel qual les tortugues carei poden haver adquirit aquesta característica CONCEPTE D'ESPÈCIE I FORMACIÓ DE NOVES ESPÈCIES Espècie: Conjunt d'organismes amb característiques similars i, que quan es reprodueixen la seva descendència és fèrtil. Aïllament reproductiu: Mecanismes que impedeixen que dues poblacions es reprodueixin entre si. Pot ser: PREZIGÒTIC POSTZIGÒTIC Abans de formar el zigot (diferències en el comportament de festeig, època de reproducció diferent, incompatibilitat dels gàmetes, barreres físiques…).

Després de la fecundació (descendència estèril com la mula). Especiació: Procés evolutiu pel qual una població d'una espècie dona lloc a una o més espècies noves. Passa quan les poblacions acumulen diferències genètiques i apareixen mecanismes d'aïllament reproductiu (ja no es poden reproduir entre elles i tenir descendència fèrtil). AL·LOPÀTRICA SIMPÀTRICA Dues poblacions queden separades per una barrera geogràfica (muntanyes, rius…) i evolucionen de manera diferent fins a convertir-se en espècies noves. L'especiació es dona sense separació geogràfica, per exemple, per un canvi en el comportament reproductiu o per mutacions que generen incompatibilitat.

RITME D'EVOLUCIÓ GRADUALISME EQUILIBRI PUNTUAT Teoria que diu que l'evolució és lenta i constant, amb canvis petits acumulats al llarg de molt temps. Teoria que defensa que l'evolució té llargs períodes d'estabilitat i, de tant en tant, canvis ràpids i sobtats que generen noves espècies. Endosimbiosi: teoria que explica l'origen de mitocondris i cloroplasts; diu que provenen de bacteris que van viure dins d'una altra cèl·lula en una relació simbiòtica fins a integrar-se com orgànuls. FACTORS QUE PODEN ALTERAR LES FREQÜÈNCIES GÈNIQUES FLUX GÈNIC MUTACIONS SELECCIÓ NATURAL Moviment d'aŀlels entre poblacions a través de la migració d'individus o del seu material genètic.

Quan individus d'una població es desplacen i es reprodueixen en una altra, introdueixen nous aŀlels o en modi quen la seva freqüència. Són canvis aleatoris en el DNA que poden crear nous aŀlels. Tot i que la seva taxa és baixa, proporcionen la matèria primera per a la variabilitat genètica. Procés pel qual els individus amb característiques més favorables per al medi tenen més èxit reproductiu. Això fa que els aŀlels avantatjosos augmentin de freqüència al llarg de les generacions. DERIVA GÈNICA SELECCIÓ SEXUAL Canvi aleatori de les freqüències aŀlèliques, especialment signi catiu en poblacions petites. Pot provocar la pèrdua d'aŀlels sense que hi hagi avantatge selectiu.

És un cas particular de selecció natural, en què alguns trets augmenten perquè donen més èxit a l'hora d'atraure parella, encara que no sempre aportin un avantatge de supervivència (per exemple, el plomatge vistós dels mascles de paó). DISSENY EXPERIMENTAL Lavoisier va tancar uns ocells dins una campana de vidre. La conclusió a què va arribar va ser que "els ocells viuen durant més estona en aire respirable(amb oxigen) que en aire no vital (amb nitrogen). Problema En quin tipus d'aire sobreviuen més els ocells? Hipòtesi Potser els ocells sobreviuen més temps en aire respirable. Variable independent Tipus d'aire. Variable dependent Estona que sobreviuen els ocells.

Millora en l'experiment Fer rèpliques. Permeten disminuir o eliminar els efectes de l'atzar. És a dir, que el resultat no sigui una casualitat. El grup control en un experiment té la funció de servir de comparació amb el grup experimental. - És el grup al qual no se li aplica el factor o tractament que volem estudiar. - Permet comprovar que els efectes observats en el grup experimental es deuen realment al tractament i no a altres factors externs. - És essencial per garantir la validesa i fiabilitat dels resultats. Exemple: si volem provar l'efecte d'un fertilitzant nou en plantes, el grup control serien plantes cultivades en les mateixes condicions però sense fertilitzant.

Així podem veure si els canvis en creixement es deuen al fertilitzant o no. Font carboni Font energia GENÈTICA