Apuntes Biologíaa_Todo (2009)

Apunte Español
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Ciencias Ambientales - 1º curso
Asignatura Biologia
Año del apunte 2009
Páginas 123
Fecha de subida 25/05/2014
Descargas 4

Vista previa del texto

Biologia I (1r Semestre 1r Curs CC.AA): PART I: BIOQUÍMICA 1. ORGANITZACIÓ MOLECULAR DELS ÉSSERS VIUS.
1.1 La bioquímica com a ciència química i biològica: Punt de vista biològic: - El comportament de les biomolècules són més complexes que les inorgàniques o orgàniques bàsiques.
- Es tracta d’estructures renovables, poden donar lloc a autoreplicació permetent la perpetuació de les estructures.
- És necessària l’aport d’energia exterior que permeti un ordre (per tal de formar aquestes macromolècules tan complexes, s’ordenen les molècules més simples), aquest ordre permet la vida.
Punt de vista químic: - La química de la bioquímica es troba lluny de l’equilibri (ja que si hi ha equilibri no es pot produir vida).
- Estudiem sistemes oberts: continu tràsnit d’energia i matèria amb l’entorn, - Es tracten de reaccions regulades.
1.2 Elements químics de la matèria viva. Jererquia estructural de les biomolècules.
Tria de bioelements: Els bioelements en els éssers vius són majoritàriament: H, C, N, O (dels quals només H és predominant en l’univers i només H i O és predominant a l’escorça terrestree).
Durant l’aparició de la vida s’ha produït una tria de bioelements (H, C, N, O) que formen el 99% del pes de la matèria viva. Són els quatre elements amb el número atòmic més petit capaços de compartir 1, 2, 3 o 4 enllaços covalents. Es tracta d’enllaços covalents molt estables i que permeten els enllaços més habituals.
A part dels quatre bioelements principals hi ha tres grups, poc importants quantitativament, però necessaris per tal que hi hagi vida.
1 - - 2n grup: Ca, Cl, Mg, P, K, Na, S. Molt menys importants quantitativament però es troben en tots els organismes.
3r grup: Co, Cu, Fe, Mn, Zn. Es troben en tots els organismes en ínfimes quantitats però són absolutaments necessaris pel funcionament d’aquests organismes.
4rt grup: Al, As, B, Br, Cr… Elements presents en alguns organismes, però en aquests són imprescindibles.
Tria de biomolècules: Les molècules no es diferencien entre espècies en els denominats blocs estructurals, en canvi tenen diferències més amunt (Fotocòpia 1).
La construcció dels orgànuls cel·lules… es formen a partir d’una universal uniformitat de blocs (amb només 20 aa, 5 nucleòtids…) que permeten originar els milers de macromolècules que existeixen, per tant s’ha hagut de produir una tria de biomolècules sense raó aparent.
Tria de configuracions: L-Ala D-Ala 2 configuracions de la mateixa molècula d’Alanina.
Es tracten d’estructures diferents ja que si si es gira no dóna el mateix.
Per tant arribem a la conclusió que també hi ha hagut una tria de configuracions, només en aquelles estructures que presentin un C quiral (amb quatre enllaços covalents a estructures diferents entre sí). Una configuració és respecte l’altra la seva imatge especular (com un mirall). Les dues molècules s’anomenen enantiòmers.
Es tracta de molècules diferents ja que per passar d’una configuració a l’altra hem de trencar enllaços i fer-ne de nous. No hem de comfondre amb conformacions, que només consisteixen amb una rotació que dóna formes 2 diferents però sent la mateixa molècula. Ex: Les comformacions eclipsades o esteses de l’età rotant un enllaç simple en l’espai.
1.3 La matriu de la vida: interaccions febles en medi aquós: L’aigua és important biològicament i la coneixem com a “dissolvent universal” (tot i que només dissol aquelles substàncies polars).
- Representa el 70% del pes de la matèria viva.
L’aigua determina l’estructura de totes les biomolècules (degut a les intereccions entre els monòmers i l’aigua).
Qualsevol reacció bioquímica té lloc en el medi aquós.
En molts casos participa en la reacció (per exemple en les reaccions àcid-base).
L’oxidació de l’aigua ha permès la formació de l’actual atmosfera oxidant.
En les macromolècules la fórmula empírica no ens dóna informació del plegament de l’estructura, el que permet a una molècula mantenir la seva estructura és: - Estar en solució aquosa.
- Interaccions entre els elements de la macromolècula i amb l’aigua.
Per tant la formació d’una macromolècula depèn dels milers d’interaccions febles (no covalents) que es donen. Recordar que els enllaços ordenats de més forts a més febles són: covalents, iònics, d’hidrogen i de Wan der Waals.
Tipus d’interaccions no covalents: Hidrofíliques: - Càrrega–càrrega: La força que es produeix entre càrregues en el buit segueix aquesta fórmula: En presència de disolvent segueix la següent: El fet que ε sigui tant alta (80), impedeix la majoria d’interaccions en medi aquós, o bé les afebleix moltíssim (la força resultant és massa petita per poder formar un enllaç). És per això que en solució aquosa es dissolen els cristalls de NaCl.
- Polar–polar: Enllaç pont d’hidrogen. És necessari que hi hagi un àtom d’H enllaçat a un àtom electronegatiu colocat a la vora d’un altre àtom 3 electronegatiu. És més fort si l’angle és de 180º (entre els dos elements electronegatius). En solució aquosa, l’aigua actua com a dipol formant nous enllaços.
Hidrofòbiques: - Apolar-apolar: Dos grups apolars units amb enllaços no covalents.
CH4 (H2O) + benzè CH4 (benzè) + H2O ΔHº = 11,5 KJ/mol (entalpia, calor de reacció) procés endotèrmic.
ΔSº = 75 J/ºKmol Entropia favorable.
ΔGº = ΔHº - T· ΔSº ΔGº = - 11,5 KJ/mol Procés favorable.
Els grups hidrofòbics es disposen en forma de miscel·les. La raó de la formació de miscel·les és la sobreordenació de l’aigua que no pot interaccionar a,b l’apolar i les apolars s’han d’ordenar ja que no poden interaccionar amb l’aigua. La sobreordenació de l’aigua degut a l’augment d’entropia s’anomena efecte hidrofòbic.
Comportament iònic de l’aigua: L’aigua té el següent comportament iònic: H2O + H2O H3O + + OHKeq= [H3O+] [OH-] [H2O] Si l’H2O, està ionitzada, es pot considerar que la seva concentració és la mateixa, és constant. I l’equilibri de la reacció tb té la seva K. Per tant podem anomenar-la constant d’equilibri de l’H2O.
Sabem el producte de l’aigua Kw = [H3O+] [OH-] = 10-14 M2 [H3O+]=[OH-] = 10-7 –log [H+] = pH En condicions de neutralitat pH = 7.
4 L’aigua en forma d’hidroni es comporta així H3O + H+ + H2O. Es tracta d’un àcid feble ja que es dóna un equilibri (en contraposició als àcids forts). Els àcids febles actuen d’amortidors del pH d’una solució. Això és molt important ja que el pH en què es desenvolupa la vida és molt estret.
per tant els tampons fisiològics són absolutament vitals.
Equació de Henderssen-Hasselbank que defineix el comportament dels àcids febles.
pH = pKa + log [A-] / [HA] Quan [A-] + Æ pH +. Quan [HA] + Æ pH - (+ augmenta; - disminueix) Comportaments de l’àcid acètic (no fisiològic): CH3COO CH3COO- + H+ (observar Fotocòpia comportament ac. acètic) Quan basifiquem el medi (p. ex. posant NaOH), la corba és sigmoidal, ja que l’àcid acètic és feble i amorteix el pH (pujant lentament). La corba segueix l’equació de HH, s’observa que hi ha una zona central on la variació del pH és mínima.
Conclusions: - - En el principi de l’experiència l’àcid es trobarà en la forma protonada (CH3COO), al final es trobarà totalment en la forma desprotonada (CH3COO-).
El punt de màxim tamponament és pH= pKa ja que [A-] = [AH] i el log 1 és 0, per tant pH = pKa.
5 - L’efecte tampó es produeix ja que al dissociar-se parcialment (àcid feble) coexisteixen les dues formes. Quan entrin grups OH- es donarà el pas 1 i augmenten relativament el grup A- però no gaire ja que part dels grups bàsics formaran aigua. En entrar H+ la baixada de pH no serà tan forta ja que els protons s’uniran a la forma desprotonada per formar la forma protonada de l’àcid.
Tampons fisiològics: - - Fosfat: H2PO4HPO42- + H+ Actua a nivell intracel·lular.
Bicarbonat: H2CO3 HCO3- + H+ En aquest cas el CO2 és el que actua com a àcid feble ja que no trobem l’àcid carbònic com a tal sinó que es dissocia en diòxid i aigua.
Proteïnes: Són tampons ja que estan formades per àcids febles, col·laboren amb fosfats i bicarbonats per mantenir el pH, mals tampons individuals però com que n’hi ha milions, ajuden a fosfats i bicarbonats.
Problema: 6 2. PRINCIPIS DE BIOENERGÈTICA.
2.1 Producció i consum d’energia metabòlica.
Els éssers vius es mantenen vius gràcies al consum d’energia metabòlica que pot ser.
Nutrients Llum solar E l’ultilitzen per Metabolisme Moviment Mantenir la informació* * Passar de generació en generació un bagatge genètic idèntic, provocant un alt consum energètic.
Els organismes vius: - No es troben en equilibri amb l’entorn (químicament), ja que si hi ha equilibri no hi ha reacció neta i per tant no hi ha vida.
- Es troben en situació d’equilibri dinàmic, els diferents components mantenen concentracions constats, però és dinàmic ja que les molècules canvien constanment.
2.2 Les transformacions d’energia a organismes vius i les lleis de la termodinàmica. Canvis d’energia lliure i equilibri químic.
Les lleis de la termodinàmica són aplicables als éssers vius.
1ª llei: L’Energia és constant, no es crea ni es destrueix, es transforma.
ΔEinterna = q – W ΔE = ΔH – P·ΔV q (calor que absorveix el sistema) W (treball que realitza en condicions de P i T cts).
ΔH = ΔE + P·ΔV Només té un valor definitori i quantitatiu, però no té capacitat predictiva (si es donarà o no la reacció).
2ª llei: Un procés tindrà lloc quan augmenti l’entropia de l’univers.
Termodinàmicament l’univers és un sistema tancat.
S = k·Ln w w (nº d’estats que pot assolir el sistema, recordar el cas dels vasos precipitats, a més aigua pura, per combinatòria més possibles estats).
7 Els sistemes biològics són oberts i per tant no es pot aplicar la segona llei.
ΔG = ΔH – T·ΔS ΔG (Energia lliure de Gibbs, definida com l’energia disponible per a realitzar treball).
Si ΔG > 0 és una reacció endergònica (necessita E. lliure).
Si ΔG< 0 és una reacció exergònica (desprèn E. lliure).
L’energia lliure és favorable quan: - ΔH < 0.
- ΔS > 0.
- Les dues coses.
Gairabé sempre les reaccions són antientròpiques, ΔS<0. Un exemple seria la fostosíntesi (on es perd entropia).
Sempre ΔSunivers>0, quan ΔSfotosíntesi<0 aleshores ΔSentorn>>0.
Volem saber el valor d’ΔG.
ΔG = Gproductes - Greactius º GA =GA + RT·Ln[A] GA (energia lliure substància) GAº (energia lliure estàndard, depèn de la subst. i en condicions estàndard, Tª=298ºK, P=1 atm, [ ]inicials = 1 M en reactius i productes).
en la reacció A + B C+D Equació de la viabilitat de d’una reacció.
En biologia tenim situacions particular: - Reaccions en medi aquós , l’aigua pot actuar en la reacció en concentracions 55M.
- pH a la vora de la neutralitat, però a vegades actuen a la reacció, si [H+]=1 M el pH seria 0, però el pH=7.
Considerem que ΔGº’ es tracta de les condicions biològiques: En l’equilibri ΔG=0 aleshores obtindrem: 8 Ens cal saber:Qui reacciona (com són els compostos en cond. estàn)ÆΔGº’ Quan reaccionen (concentracions) Æ Ln [C]·[D]/[A]·[B] Si Keq>1 procedents de condicions estàndard, s’ha produït més C i D a costa d’A i B. Per tant els reactius tenen més energia lliure (els reactius són més energètics per tal de poder formar productes).
Exargònica no és el mateix que espontània. Demostració.
Àc. palmític + O2 CO2 + H2O ΔGº’ = -9960 KJ/mol (reacció molt exargònica).
Però és espontània? No, aquesta reacció de per si no es produeix.
En biologia la majoria de reaccions favorables (exargòniques) no són espontànies, són catalitzades per enzims indispensables per tal que es catalitzi la reacció.
2.3 Fonts d’energia lliure als processos biològics.
És possible reaccions en què ΔGº’>0. Sí, ja que el valor ΔGº’ és constant, però el que acabarà determinant que es produeixi la reacció són les concentracions. Per tal que es pugui produir una reacció, podem fer: - Variació-control de concentracions.
- Acoblament de reaccions.
Ex: Variació-control de concentracions.
G6P (Glucosa-6-Fosfat F6P Fructosa-6-Fosfat) Les reaccions ΔGº’ poden donar-se variant les concentracions, fent que fF6P<0,335 ja que aleshores ΔGº’ passa a ser negativa. Passa d’endo a exargònica.
9 Ex. Acoblament de reaccions.
Glucosa + Pi G6P + H2O ΔGº’ = 17,8 KJ/mol Per tal d’ésser possible els canvis de concentracions serien bestials, la cel·lula aprofita l’E d’una reacció simultànea que doni molta energia.
ATP + H2O ADP + Pi ΔGº’ = -30,5 KJ/mol G6P + H2O ADP + Pi G6P + ADP ΔGº’ = 17,8 KJ/mol ΔGº’ = -30,5 KJ/mol ΔGº’ = -12,7 KJ/mol Reaccions acoblades: Glucosa + Pi ATP + H2O Glucosa + ATP El fet d’acoblar les reaccions, fa augmentar la Keq’ 106 vegades.
2.4 Transferència de grups fosfats.
L’ATP és la moneda energètica, com a moneda és bescanviable. És capaç de cedir energia i de capturar-ne. Tot i que no és la molècula que té més energia, ja que ha d’estar en una posició intermèdia per tal de poder-ne captar i de cedir-ne.
ATP + H2O ADP + Pi Es reciclen els compostos fosforilats i els que tenen poder reductor.
Hi ha grups fosfats hidrolitzables molt exargònics que poden cedir per hidròlisi P a l’ATP, l’ATP ho farà a altres compostos menys energètics (com l’ADP). Aquestes reaccions depenen de la presència d’enzims, l’ATP es considera metaestable ja que no s’hidrolitzen si ni es generen les condicions necessàries per tal que es produeixi.
10 2.5 Reaccions biològiques redox.
S’obté més energia en un lípid que en un glúcid ja que són compostos més reduïts, ja que en l’oxidació s’obté l’energia (percentatges d’H i d’O???).
Semi-reacció redox donador d’e- Reacció completa donador d’e-1 + acceptor d’e-2 acceptor d’e- + e- acceptor d’e-1 + donador d’e-2 Càlcul de la predictibilitat d’una reacció redox: ΔGº’ = -n·f·ΔEº’ n: nº d’e que intervenen en la reacció.
f(constant de Faraday)=96,5 KJ/mol·V ΔEº’=Eº’oxidant-Eº’reductor (diferencial de potencial estàndard) A valors més positius tenim un poder oxidant més gran.
A valors més negatius tenim un poder reductor més elevat.
11 3. ESTRUCTURA I PROPIETATS DE LES BIOMOLÈCULES.
3.1 Aminoàcids.
Carboni quiral o assimètric, per tant capaç de definir dos enantiòmers.
En pH=7 el grup carboxil està desprotonat (ja que pH>pKa) i el grup amino està protonat ja que (pH<pKa).
S’anomenen α-aminoàcids, grup amino unit al C α unit a un grup carboxil.
Hi ha 20 aa proteinogènics (que formen part de proteïnes).
A la natura s’incorpora la forma L-aa.
Els aa es diferencien en la cadena lateral.
Glicina Æ Gly, G Alanina Æ Ala, A Valina Æ Val, V Leucina Æ Leu, L Isoleucina Æ Ile, I Proline Æ Pro, P Serina Æ Ser, S Treonina Æ Thr, T Cistaina* Æ Cys, C Methionina Æ Met, M Asparagina Æ Asn, N Glutamina Æ Gln, Q APOLARS Són poc reactius (ja que les cadenes laterals són hidrocarburs).
Es troben dins de la proteïna, ja que els hidrocarburs són molècules hidrofòbiques.
POLARS, NO CARREGATS No són gaire reactius.
Es poden trobar fora de la proteïna, ja que poden estar en contacte amb el disolvent polar.
* És l’AA més reactiu ja que té el grup SH (tiol).
12 Fanialanina Æ Phe, F Tirosina Æ Tyr, Y Triptòfon Æ Trp, W AROMÀTICS. Els que tenen grups OH i NH2 són una mica reactius, el que té un anell benzè no és reactiu. Els aromàtics són hidrofòbics però l’OH i el NH2 són solubles.
Lisina Æ Lys, K Arginina Æ Arg, R Histidina Æ His, H CADENES LATERALS CARREGADES POSITIVAMENT. Reactivitat més elevada, localització en contacte amb el disolvent.
Aspartat Æ Asp, D Glutamat Æ Glu, E CADENES LATERALS CARREGADES NEGATIVAMENT. Reactivitat més elevada, localització en contacte amb el disolvent.
Trobem la sèrie L dels AA ja que el grup més voluminós és a l’esquerra: Estructura de Fisher.
Químicament és més interessant observar una configuració absoluta (no relativa com L-D).
1. Numerar de major a menor els grups substituents segons la seva massa atòmica.
2. Ubicarem el Cα el més lluny possible del substituent més petit.
3. Observarem l’ordre 1,2,3 si gira cap a l’esquerra (sinister, S) o bé cap a la dreta (rectus, R).
Normalment la configuració que es troba és la S, en molt comptades excepcions es troba la R.
13 El NH3+ té un pKa entre 8,8 i 10,8; el COO- el PKa el trobem entre 1,8 i 2,4. Són doblement ionitzables, tenen un comportament switterió, és un doble tampó.
El punt en què la càrrega neta = 0, s’anomena punt isoelèctric (PI), s’obté de PI = pKa1 + pKa2 /2.
3.2 - Funcions de les proteïnes.
Catabòlica. Formen gairabé tots els enzims que coneixem. Ex: Lactat DH (en la glicòlisi).
Transport. Ex: Hemoglobina.
Moviment. Ex: Actina, Miosina.
Suport estructural. Ex: Col·lagen (tendons i cartíl·legs).
Sistemes de defensa. Ex: Immunoglobulina.
Sistema nerviós. Ex: Neurotransmissors, hormones (insulina).
Regulació metabolisme.
3.3 L’enllaç peptídic.
Químicament una proteïna és una successió d’aa units covalenment, mitjançant enllaços peptídics.
L’enllaç peptídic és un enllaç rígid degut als parells d’electrons no enllaçants que fan que estigui amb equilibri amb l’estructura d’enllaç doble.
S’anomena un híbrid de residència. L’enllaç doble a diferència del simple no 14 pot rotar. Per això, l’enllaç peptídic és pla, rígid i té caràcter parcial d’enllaç doble.
Presenta una configuració TRANS ja que té els substituents grans en plans oposats. Si degut a un reaccions químiques es produís una transconfiguració de TRANS a CIS passaria el següent. Quasi sempre hi ha un impediment estèric degut a que les cadenes laterals no caben en un mateix espai (mirar dibuix). Només hi ha un ‰ d’enllaços CIS. Normalment la relació entre TRANS/CIS és de 103 però en la prolina (aa) és de 3-4.
3.4 Estructura de les proteïnes.
L’estructura d’una proteïna ve donada per la limitació que suposa que cada tres enllaços n’hi ha un de doble que és rígid i que determinen un mateix pla.
La llibertat de conformació ve donada pels dos enllaços simples que poden rotar.
- Estructura primària: Seqüència d’aminoàcids (Cterm Æ Nterm). A vegades també es tenen en compte els enllaços covalents que es formen (com els ponts disulfurs al reaccionar dos grups tiols SH de la cisteïna).
- Estructura secundària:El plegament que adopta la cadena polipeptídica a nivell local. Té una estructura regular i repetitiva, pot ser: - Hèlix α.
Estructura β.
Girs β. Estructura que sense ser regular és local.
Random roll: part de les proteïnes sense estructura regular.
15 Hèlix α.
Estructura cilíndrica.
Cadenes R perpendiculars (3,6 AA/volta).
Màxim empaquetament de cadena principal.
Estructura estrictament local.
Estructura β Estructura allargada.
Cadenes R perpendiculars (180º una respecte la consecutiva).
DIFE Màxim estirament de la cadena RÈN principal.
CIES Necessita dos segments encarats adequadament per formar ponts d’H. L’estructura pot ser paral·lela o antiparal·lela.
SEM Regularitat dels angles dièdric φ i ψ.
BLANCES Es formen ponts d’H N-H-O per estabilitzar les molècules.
- Estructura terciària: Estructura tridimensional de la proteïna (com és la proteïna en l’espai), estructura nativa, cada seqüència només pot funcionar amb la seva estructura nativa.
L’estructura terciària està mantinguda per enllaços no covalents (intereccions febles), ja que n’hi ha moltíssims i actuen cooperativament. La natura tria una de les 10100 configuracions de cada proteïna de 100 AA, tot i això no és molt estable, observem les energies.
- • • • • + Al plegar-se la proteïna es trenquen interaccions amb l’aigua i se’n formen de noves dins de la proteïna (procés favorable).
Passem de 10100 conformacions a una sola, perdem moltíssima entropia, per tant DΔ<0 i –TΔS>0 (desfavorable).
La proteina es plega ja que hi ha molts grups hidrofòbics en contacte amb el disolvent, i aquesta aigua augmenta la seva entropia, ja que de cop queda desordenada i permet que el procés sigui favorable.
Les proteïnes són estables amb un marge d’energia lliure molt petit (l’albúmina es desnaturalitza molt fàcilment, en uns segons). Aquest fet és necessari ja que les proteïnes s’adapten a moltes funcions, que puguin canviar sense molta despesa energètica de conformació.
16 - Estructura quaternària: Només val per algunes proteïnes que són actives només quan s’associen no covalenment entre algunes estructures terciàries. Per tant es tracta de la distribució espacial de les diferents cadenes que formen una proteïna. Ex: hemoglobina.
3.5 Relació funció-evolució a proteïnes.
Els AA són universals però les proteïnes són diferents, la diferència és més important com més diferència evolutiva. Una hemoglobina de dues espècies presenta diferències en la seqüència d’AA. L’evolució morfològica és lineal a la molecular, s’expressa amb l’aparició de mutacions basant-se en proteïnes d’espècies anteriors.
Al llarg de l’evolució hi ha hagut una variació progressiva d’una mateixa seqüència. Els AA segons la seva evolució es poden classificar en tres tipus: • Residus conservats (s’escriuen sobre fons groc): AA que es mantenen al llarg de tota l’evolució, ja que si canviessin canviaria la funció de la proteïna.
• Canvis conservadors (s’escriuen sobre fons blau): Variació d’AA però que no canvïi l’estructura de la proteïna, han de ser AA molt semblants.
• Canvis no conservadors (s’escriuen sobre fons blanc): Variació d’AA que provoca un canvi de caràcter (normalment en AA que tenen poca importància en la funció i en el plegament).
3.6 Monosacàrids, oligosacàrids i polisacàrids: Els glúcids són el producte de la fixació en aigua del C atmosfèric, en presència de la llum solar.
h·V nCO2 + nH2O (CH2O)n + nO2 Funcions: - Material de reserva energètica.
- Funció estructural (cel·lulosa).
- Funció informativa, ja que a vegades estan units a lípids i proteïnes, fent de senyalització molecular sobre aquestes molècules.
17 Classificació: - per número de C: trioses, tetroses, pentoses… - per grup funcional: polihidroxialdehids: aldoses polihidroxicetoses: cetoses D-Glucosa D-Fructosa S’han incorporat solament sucres de la sèrie D.
És molt important la isomeria. Té quatre carbonis quirals, per tant hi ha 2 =16 possibles esterisòmers que tenen la mateixa fórmula empírica C6H12O6.
4 En el cas de les tetroses només hi ha dos carbonis quirals per tant hi ha 2 =4 possibles esterisòmers.
2 D-treosa L-treosa D-eritrosa L-eritrosa diasterisòmers enantiòmers A la natura el 99% dels monosacàrids els trobem en forma cíclica.
Un dels parells no enllaçant de l’O del C5 ataca el C1 per enllaçar-s’hi. Un del parell del doble enllaç de C1 a OH s’obre per capturar un protó.
18 L’estructura cíclica s’anomena representació de Hawort, si en l’estructura de Fisher (lineal) es situa un substituent cap a la dreta en la cíclica haurà d’anar cap a baix.
Apareixen 5 C quirals. Depenent de si l’atac és per davant o per darrera, apareixen les formes α i β (entre si són anòmers).
α-D-glucosa β-D-glucosa Oligosacàrids: S’uneixen monosacàrods mitjançant l’enllaç glicosídic. Normalment enllaç α(1Æ4).
Polisacàrids: Són macromolècules formades per polimeritzacions de sucre amb ramificacions.
- - Glicogen: polisacàrids amb funció de reserva energètica que trobem en la cèl·lula animal (glucosa)n. Cadena llarga ramificada formada per α(1Æ4) + α(1Æ6). Soluble en aigua. El fet que es conservi l’energia en forma de polímers de glucosa és per tal de mantenir la pressió osmòtica a nivells accceptables.
Cel·lulosa: polisacàrid amb funció estructural en la cèl·lula vegetal.
Enllaços β(1Æ4). La seva disposició és laminar, no són digeribles ja que no tenim enzims per disgregar-lo. És insoluble.
3.7 Lípids.
Les funcions metabòliques dels lípids són les següents: - Funció de reserva energètica.
- Funció estructural.
- Funció senyalització: hormones, vitamines… 19 Per tal d’obtenir energia, són molt millors combustibles que els glúcids.
De la glucosa s’obté 15 KJ/g i del TAG (triacilglicerol) 38 KJ/g (ja que són més reduïts).
Els lípids més simples) són fruit de l’esterificació del glicerol (polialcohol) amb cadenes d’àcids grassos (de 14 a 20 carbonis). Els àcids grassos poden ser saturats (tots els enllaços simples) o bé insaturats (amb enllaços dobles o triples).
Glicerol + 3 àcids palmítics Æ oli de palma (TAGÆtriacilglicerol).
Són simplements magatzems d’energia (o de greix).
És més interessant biològicament la substitució d’alguna part del polialcohol per grups polars (bàsicament fosfats i amines). Aquestes estructures apareixen a les membranes cel·lulars, ja que no es tracta d’un lípid totalment hidrofòbic.
Si tenim un diacilglicerol + grup polar, el comportament de la macromolècula serà amfipàtica, ja que tindrà una part hidrofòbica i una part soluble a l’aigua.
La membrana és una bicapa fosfolipída amb molècules (la majoria de les quals proteïnes) inserides. S’anomena “mosaic fluïd” ja que no és una estructura rígida. Les proteïnes poden ser integrals (si travessen la membrana sencera) o bé perifèriques. També trobem lípids com el colesterol (vitals per les membranes) garanteix que a temperatures altes i baixes la membra- 20 na sigui fluïda, sinó a 0ºC es gelaria i a 35ºC es trencaria. Els lípids també tenen funció de transmetre informació. Els glúcids que es troben en la proteïna (en forma d’anell) tenen la funció de senyalitzar.
En la membrana trobem tres tipus de transport cel·lularque pot ser a favor de gradient o contra el gradient.
A favor de gradient (passar de concentracions elevades a concentracions més baixes): - Difusió simple: molècules ques es poden difondre al llarg de l’estructura. Ex: O2, CO2, H2 i H2O. Tendint a igualar concentracions osmòtiques.
- Difusió facilitada o transport passiu: Aquest transport serveix per introduir la glucosa en la cèl·lula, al ser una molècula polar no és soluble en lípids. És per això que per travessar la membrana passarà a traves d’unes proteïnes integral que formen un canal.
En contra del gradient, requirint energia: - Transport actiu: Mitjançant proteïnes transportadores i provocant un dispendi d’energia, s’acobla a la reacció d’hidròlisi: l’ATP (ATP ADP+Pi).
3.8 Àcids nucleics: El DNA i el RNA està formada per cadenes de nucleòtids.
L’estructura bàsica del nucleòtid pentosa (ribosa o desoxirribosa). Al Carboni 5 està enllaçat amb un enllaç éster a un grup fosfat. Al Carboni 2 s’enllaça amb una base nitrogenada.
P B L’ADN codifica l’informació genètica, depenent de la base nitrogenada estarà codificada per una proteïna o una altra.
21 Bases nitrogenades: CH N • Purines • Adenina (ADN i ARN) CH • Guanina (ADN i ARN) N • Piramidines: estructura cíclica.
• Timina (ADN) • Uràcil (ARN) • Citosina (ADN i ARN) N C CH NH CH N CH CH CH N La única diferència entre DNA i RNA són l’OH en 2’, malgrat això tenen funcions diferents.
El RNA pot ser mRNA (missatger), tRNA (transferència) i rRNA (ribosòmic), amb funcions de transferència de la informació (1i2) i funció estructural (3). El RNA té una estructura poc estable. En canvi DNA té una estructura que perdurarà “per sempre”, molt estable.
RNA DNA L’any 1953 Watson i Crick van descriure l’estructura del doble hèlix. Van partir de: - DNA és el vehicle de l’herència.
- Van veure que hi havia dues sèries de repetitivitat (simetries), per tant era una estructura regular.
- Van fer cas a un enunciat que diu. [A]=[T] [G]=[C] La solució a les dues premises era que la unió de bases fos entre A i T, G i C, amb una distància de 1,08 nm. S’uneixen sempre A i T amb 2 ponts d’hidrogen i la G-C amb amb 3 ponts. L’esquelet fosfo-ribosa queda a l’exterior ja que assegura que sigui estable (encara cap a l’exterior la part polar) i situa a l’interior les bases (hidrofòbiques), que s’estabilitzen amb ponts d’hidrogen amb la base complementària. En el RNA els enllaços són entre A i U; G i C.
22 Resum estabilitat ADN: - Esquelet covalent (i carregat) a l’exterior: - Bases a l’interior unides per ponts d’hidrogen.
- L’apilament de bases permet intereccions no covalents (són forces de Van der Waals).
- 5’ 2 cadenes unides no covalenment.
Cadenes antiparalel·les.
3’ El RNA no pot formar doble hèlix ja que l’OH provoca un impediment estèric i oxidarà l’enllaç glicosídic, trencant la cadena. La duplicació és de tipus semiconservador.
23 PART II: MICROBIOLOGIA INTRODUCCIÓ I MÈTODES 8. EL MÓN DELS MICROORGANISMES: Micro = petit Bio = vida Logos = ciència La microbiologia és la ciència q estudia els microorganismes, els organismes petits, els q no poden ser vistos a simple vista per l’ull humà.
L’ill humà té una resolució de 1 mm de diàmetre (no poden veure 2 punts separats menys d’1 mm) Dins dels microorganismes hi ha de 2 tipus: - EUCARIOTES: - protozous - algues - fongs - PROCARIOTES: - bacteris - virus són dos grans nivells d’organització cel·luklar amb el nexe comú q fa referència al tamany (sempre + petit q 1 mm) Els virus són els + petits.
El microscopi és una de les eines + important a la microbiologia 8.1 DESCOBRIMENT DELS MICROORGANISMES: La microbiologia comença fa uns 300 anys. Abans no es disposava de microscopis.
Els organismes petits i q no es veien a simple vista (tb els q intuien) els deien ANIMACULS.
Encara q no es coneixien, s’experimentava amb ells, es tenia coneixement de la participació d’organismes en determinats processos: cervesa (fermentació, feta pels egipcis al S III a C) Capacitat de transformació dels organismes.
Els animàculs eren responsables del deteriorament dels aliments. Els egipcis conservaven en sal (exclou tota l’aigua de l’aliment i no poden créixer organismes).
Al S XVI es posa de manifest l’evidencia d’elements animàculs (organismes vius) q són responsables de malalties, q es transmetien d’un individu a un altre.
Els microorganismes, amb l’invenció del microscopi s’acaben de conèixer perfectament, fins als nostres dies.
8.2 EVOLUCIÓ HISTÒRICA DE LA MICROBIOLOGIA: S.XVI Æ es posa de manifest l’evidència d’elements animàculs q es transmeten d’individu a individu.
S. XVII Æ tècniques de congelació per conservar els aliments.
HOOKE: (1665) introdueix un treball q és el 1º microscopi o lent d’augment q el permeten fer dibuixos de cosos fructífers d’alguns fongs.
1º evedències d’organismes tan petits. Sembra les bases pq LEEUENHOEK dissenyés quasi de forma paral·lela el 1º micrscopi. El de HOOKE no era un veritable microscopi; era yúnicametn una lent d’augment.
LEEWENHOEK: descobreix el mon dels microorg. va fer el 1º microscopi vertader. Combinant varies lents, l’any 1684 va publicar un treball a la Royal Society de Londres i descriu la morfologia d’organismes q es troben a la boca: coc, bacil... q són la morfologia bàsica dels bacteris (rodons, allargats....) tb estudià llevats i fongs.
En aquesta época es qüestiona la GENERACIÓ ESPONTÀNIA. Sorgeixen 2 corrents de pensament: - ABIOGÈNESI: pensen q es certa la generació espontània. És el pensament de l’época.
- BIOGÈNESI: defensen els animàculs. Veuen coses gràcies als microscopis q no s’havien vist abans. No creuen en la generació espontània. Es qüestionen 2 temes: - origen dels microorg.
- naturalesa, agents de les malalties, qhè les causa.
En respondre a les preguntes, es qüestiona la generació espontània.
REDI: demostra q no existeix generació espontània.
Agafa 2 flascons amb carn. Tapa un dels flasc i l’altre no el tapa. Al flascó q no tapa creixen mosques, però al q tapa no apareixen larves de mosques. Els responsables de q apareguin mosques i larves de mosques a la carn són les mosques, no hi ha cap altre agent.
Tenia alguns errors, i hi havia flascons tapats on creixien mosques, pq els ous de mosca passaven a través de la gassa q tapava el flascó.
NEEDHAM: Creu q hi ha generació espontània d’animàculs.
Fa uns caldos de cultiu, els sotmet a ebullició, els tapa i part dels caldos són contaminats. Els q no ho són és pq estan + bé tapats.
Arriba a una conclusió: hi ha algú q depèn de l’Oxigen per crèixer i q dóna lloc a animàculs.
Hi ha una força vital q ha estat eliminada en tancar i escalfar, i q impideix el creixement d’animàculs.
SPALLACANI: segella els tubs i els posa al bany maria, en comptes de fer una ebullició. Tb resulten algunes contaminacions.
LAVOISIER: Arriba a la conclusió de q hi ha organismes q necessiten Oxigen. La força vital q descrivia Needham és el propi Oxigen.
VIRCHOW: Les cèl·lules provenen d’altres cèl·lules. Això és la base de la biogènesi.
PASTEUR: Demostra la base de la biogènesi.
A dins un matraç amb boca i coll molt estret introdueix un caldo de cultiu.//Un cop ho ha ficat, doblega el coll, de manera q els gasos poden sortir, però les partícules no.// El següent q fa és bullir el matraç.// un cop refredat, el caldo és estable durant un període de temps. Els microorg. q fan q el caldo es contamini, es queden al coll del matraç. // agafa amb un paper i absorbeix l’aire amb microorg. tb tomba el matraç i barrela el caldo amb els microorg., al cap d’un tembps es contamina tot el caldo.
Tot i aixó segueis tenint un percentatge d’error q no hauria de tenir (preparacions q continuen contaminant-se) es van adonar + tard q al procés d’ebullició hi havia bacteris q eren resistents als mètodes d’ebullició o pasteurització (les espores dels bacteris són molt resistents als medis desfavorables, formen resistència termoestable, no són sensibles a la Tº) Així doncs, Pasteur va inventar el principi d’esterilització per Tº; però tb treballà en les fermentacions alcohòliques (per obtenir vins, en la època hi havia una gran demanda i els investigadors treballaven molt en les fermentacions i mètodes per millorar-les.
Parteur demostra q són els llevats ( determinats bacteris) els q fan la fermentació. És capaç d’obtenir un ví determinat en funció del principi iniciador. Els bacteris poden ser els responsables q els vins es malmetin, q s’obtenguin gustos no desitjats.
Pasteur tb afirma q hi ha microorg, aeròbics i anaeròbics (aqueslls q l’Oxigen és tòxic per a ells) cosa q fins a l’ època no es creia, pensaven q tots els organismes eren aeròbics.
Al 1880 descobreix la inmunització (procés de vacunació): Sotmetia a gallines a una toxina q podia provocar el cólera sobre les gallines, però el cultiu q utilitzaba era un cultiu vell, de vàries setmanes, hi ha un nº de cèl·lules mortes molt elevat, i les altres estaran força dèbils. Un cop les gallines han sigut inoculades amb aquest cultiu, se les sotmet a un altre cultiu, aquest cop d’un aultiu jove de còlera.
El resultat és q les gallines q havien estat inoculades amb el 1º cultiu, no resulten malaltes, mentre q les q no van ser tractades, sí q en resulten. La conclusió de l’experiment era q es demostrava un procés d’inmunització per part de les gallines rtactades: preparació de l’hoste en front d’una infecció bacteriana.
TINDALL: va fer les formes d’esteralitzar totalment les espores dels bacteris(tindalització).
Repetia durant 5 vegades un escalfament, refredament, escalfament.... de la preparació. El refredament és de 2 ó 3 hores. Així, al refredar la preparació i deixar-la durant un tamps tan llarg, en ser un medi favorable, a les espores de bacteris els dóna temps a germinar, i a les següents ebullicions, seran eliminats, es fan + sensibles a la Tº.
LISTER: aplica mètodes antisèptics en cirugia. Esterilitza material quirúrgic i espolvoreja amb fenols les ferides pq quedin + estèrils. Aconsegueix uns èxits immediats només utilitzant compostos fenòlics per combatre infeccions bacterianes. Va significar una revolució.
KOCH: Va demostrar l’existència dels bacteris. Establien relació entre microorg. i una malaltia infecciosa.
Proposà una POSTULATS q encara són vigents.
Estudiava el carbuncle (enfermetat d’ovelles) q és provocada pel Bacilus anthirocis.
Va establir les bases de cultius accènics (cultius purs, hi ha 1 únic tipus de microorg.) -Diu q el microorg. a d’estar present a tots els animals q pateixen la malaltia i no hi serà a els sans.
- Obtenir un cultiu pur del microorg. i aillar-lo.
- Aquest cultiu pur i aïllat ha de poder-se inocular a un individu sà i q aquest esdevingui malalt, i q del malalt pugui ser abstret un altre cop (aïllar-lo un altre cop) i a de ser idèntic al q hem inoculat.
No sempre hi ha un únic organisme al responsable, a vegades hi ha una cooperació entre organismes.
GRAM: Introdueix una tècnica de laboratoris q ha esat clau alhora de classificar els bacteris en gram+ i gram - segons una tinció. Aqueslla q no es tenyeixen és pq no tenen paret, tenen un altre tipus de coberta q repeleix la tinció. Els q sí q es tenyeixen són els q tenen paret cel·lular.
WINOGRADSKY: estableix el concepte de quimitrofia i quimioautotròfia.
Quimiotròfia: el metabolisme q pot usar compostos inorgànics com a font d’E, només es dóna en bacteris.
Quinioautotròfics: usen el CO2 com a font d’E.
Descobreix el procés de fixació de Nirtrogen vía bacteris.
BEIJERINCK: descobreix els bacteris fixadors de Nitrogen. Demostra la presència universal dels microorg.
Desenvolupa sistemes q permeten augmentar el nombre d’individus a una mostra= enriquiment.
Selecció d’individus a l’enriquiment.
IVANOWSKY: (1892) DESCOBREIX ELS VIRUS A LES PLANTES DEL TABAC. Descobreis q els responsables de la malaltia són microorg molt + petits q els bacteris. Són org. filtrables q causen la malaltia (enfermetat del mosaic del tabac) és l’anomenat: VMT (vurus del mosaic del tabac) EHRLICH: descobreix la Bala màgica= substància q pot inhibir la funció dels bacteris però no afecta la cèl·lula hoste.
Treballa amb el Salvarsan (substància q inhibeix el creixement d’alguns bacteris, estableix les bases de la quimioteràpia).
GRIFFIT: (1928) analitzant el procés de transformació de pneumococs no virulencs en pneimococs virulencs. La informació genètica està codificada al DNA. A base d’experiments de transformació del DNA a pneumococs ho descobreix.
FLEMING: descobreix la penicilina.= 1º antibiòtic, substància d’origen biològic, no és quimiosintètic com ho era el Salvarsan, és natural. El microorg. penicillium té efectes sobre altres microorg.
DELBUC i LURIA: descobreixen els bacteriòfags.
AVERY, : demostren q la transformació dels pneumococs no virulents a virulents és el ADN HANSEN: Treballa en la fermentació industrial, ús potencial de microorg.
8.3 CAMPS D’APLICACIÓ DE LA MICROBIOLOGIA: S’estudia q fan en un cert hàbitat, la forma, si formen agregats, si són individuals, estructures diferenciades al citoplasma, genètica, reproducció, macanismes de regulació d’expressió gènica, fisiologia (comportament davant ambient àcid, alcalí, Tº...) creixement, metabolisme, obtenció d’E, identificació, distribució a la natura, relació entre ells, entre ells i altres organismes, benefici-perjudici, com alteren o participen a la modificació de l’hàbitat (microhàbitat) Hi ha molt camps on es pot aplicar la microbiologia. Al camp mediambiental: Microbiologia aquàtica, terrestre (estudiar partícules contaminants a aquests 2 medis), ecoligia microbiana (estudi de microorg a diferents hàbitats), microbiologia ambiental....
9. GRUPS I DENOMINACIÓ MICROBIANES: 9.1. NIVELLS D’ORGANITZACIÓ: Hi ha dos tipus de criteris q permeten establir diferents regnes: - evolutius - fisiològics el 1º nivell d’organització, d’acord amb la complexitat de l’estructura, la morfologia, és: • nivell acel·lular: - virus - virions - prions • nivell cel·lular: - procariotes: - eubacteris - arquebacteris - eucariotes 9.4 VIRUS, VIROIDS I PRIONS NIVELL D’ORGANITZACIÓ ACEL·LULAR Al nivell acel·lular trobem els VIRUS, q són organismes de tamany molt reduït, són les molècules vives de tamany + petit q es coneix.
DIFERÈNCIES entre virus i cèl·lules: VIRUS CÈL·LULES DNA,RNA DNA,RNA DNA,RNA RNA Absents presents Excepcionalment sempre No Sí No Sí Proteïnes Doble membrana Àcids nucleics Genoma Ribosomes lípids i polisacàrids Maquinària biosintètica Producció d’E Envolta La diferència del genoma és molt important, el fet de q els virus puguin contenir al seu genoma molècules d’ARN i ADN és un canvi molt diferencial respecte a les altres cèl·lules.
L’absència d’aparell de traducció bé donat per l’absència de ribosomes. Els virus són paràsits cel·lulars pq no disposen de maquinària per sintetitzar proteïnes. Paràsits degenerats. Hi ha alguns virus q tenen ribosomes, en aquest cas, aquests són procedents de la cèl·lula hoste.
Per totes aquestes raons no disposen de les rutes biosintètiques per obtenir aa.
Tampoc tenen cap ruta metabòlica q els permeti obtenir E. Depenen d’un hoste sobre el q es multipliquen i obtenen E.
Els virus estan composats per una ENVOLTA proteïca q es distribueix a l’espai donant una forma als virus. Aquista envolta és de caràcter proteic, cada proteïna q composa la molècula s’acomplexen entre elles donant lloc a subunitats bàsiques q es repeteixen, aquestes subunitats reben el nom de CAPSÒMERS.
El conjunt de capsòmers formen la CÀPSIDA.
Les proteïnes q composen els capsòmers de les arestes de la càpsida són diferents de les q es troben als vèrtex o a les cares. Així doncs, una càpsida està constituïda per diferents capsòmers, i aquests, al seu torn, estan constituits per diferents proteïnes.
A dins del capsòmer està l’àc. nucleic, el genoma del virus.
L’envolta té naturalesa proteïca, i el conjunt de càpsida + àc. nucleic (genoma) = NUCLEOCÀPSIDA.
Hi ha alguns virus (sobretot els animals) q tenen un EMBOLCALL MEMBRANÓS, bicapa lipídica, és una membrana igual a la q es troba a un organisme cel·lular, ja q prové de la cèl·lula sobre la q s’ha multiplicat el virus, la cèl·lula hoste.
A l’embolcall hi trobem unes ESPINES o ESPÍCULES q emergeixen de l’embolcall, són de naturalesa proteïca (gluco-proteïnes ) q es troben codificades al genoma del virus. Les espines no es troben a una cèl·lula no infectada, així com l’embolcall sí q s’hi troba, les espines estan inscrites al genoma del virus, passen de generació en generació.
La generació de les espines és la següent; el virus sintetitza proteïnes quan està multiplicant-se, unes d’elles són les de les espines. Durant el procés de multiplicació, les proteïnes de les espines són transportades als altres virus.
Els VIRONS són partícules víriques lliures, un virus lliure. El virió pren l’embolcall de la cèl·lula hoste, aixó forma el virus.
La interacció del virus amb la cèl·lula hoste, vé donada per l’entrada del virió dins la cèl·lula (fusió entre embolcall i membrana, entre la nucleocàpsida) en el procés de multiplicació es sintetitzen nous genomes, es monten els capsòmers, s’incorpora l’ADN i forma l’embolcall.
En funció de la simetria dels capsòmers a l’espai, es troben virus amb simetria: - polièdrica - helicoidal - mixta (polièdrica i helicoidal) La simetria polièdrica és la vista anteriorment, amb càpsida amb forma polièdrica, amb les proteïnes dels capsòmers iguals a les arestes, però diferents als vèrtex i a les cares, l’àc. Nucleic es situa dins de la càpsida.
La simetria helicoidal és la pròpia del virus del tabac, on no hi ha espai buit dins la càpsida sinó q l’àc, nucleic interacciona directament entre els capsòmers i l’àc. A l’hèlix s’adhereixen els capsòmers, però aquests capsòmers estan constituits per la meteixa proteïna. No es distingeix de la zona interna o externa. És un únic tipus de capsòmer. Hi ha q presenten embolcall i hi ha q no el presenten.
La simetria mixta és la pròpia dels virus bacteriòfags, és una combinació de l’estructura polièdrica i la helicoidal.
Cap polièdric Àc. nucleic Cua helicoidal Potes Els capsòmers de la cua helicoidal poden ser de diversos tipus: - per fer la disposició helicoidal, aleshores s’utilitzen, com en el cas anterior, el mateix tipus de proteïna per tota la beina helicoidal.
- Per fer el tub rígid buit, per on surt l’àc, nucleic alhora d’entrar a la cèl·lula hoste.
Per invair una cèl·lula, el virus ha d’acoblar-se a la cèl·lula. A les potes té uns receptors antireceptors q encaixen alb els receptors de la cèl·lula, això són components proteïcs. El virus escurça la beina helicoidal, és contràctil, i penetra el tub a dins de la cèl·lula, aleshores l’àc. nucleic passa a través del tub i ja està dins de la cèl·lula hoste.
El GENOMA del virus pot ser: ADN, ARN, lineal, circular, doble(ds) o senzill(ss).
Amb els virus es contemplen totes les possibilitats, els genomes cel·lulars són: ADN, doble, lineal.
Hi ha algunes molècules q podrien encaixar com a molècules víriques: VIROIDES i PRIONS.
Els VIROIDES són molècules infectives de ARN desprovistes de proteïnes, no tenen embolcall proteïc. El seu genoma és d’RNA circular de senzilla cadena, en q hi ha zones de complementarietat de la molècula.
Aquests viroides són agents causants d’algunes malalties en vegetals, No hi ha cap zona clara codificant, no hi ha cap capa proteïca codificada. Si traduïm un viroid, no dona lloc a cap producte. Actúa com modulados de l’expressió gènica de determinats gens.
Els PRIONS són proteïnes de baix pes molecular, aïllats de virus afectats per malalties degeneratives.
Són proteïnes infectives q no es troben codificades a cap material ganètic concret.
Són proteïnes mutades q les conseqüències sobre una cèl·lula normal, en posar-se en contacte amb altres prions, dona lloc a nous prions, Es pot parlar d’element genètic.
9.2 ORGANITZACIÓ PROCARIÒTICA I EUCARIÒTICA.
NIVELL D’ORGANITZACIÓ CEL·LULAR En aquest nivell es troben els Procariotes i els Eucariotes.
1º nivell: estructura membrana.
2ºnivell: presència o absència de nucli.
3º nivell: presència o absència d’orgànuls.
PROCARIOTES: La membrana q envolta la cèl·lula no és la mateixa q la típica membrana citoplasmática (MC).
A la regió del citoplasma es troba el genoma. Es troba inmers al citoplasma, no hi ha cap estructura membranose q l’envolti (no té MN) així q no té nucli.
El genoma es troba molt replegat, sinó no hi hauria espai. L’elevat grau de replegament es degut a la presència de proteïnes semblants a les histones però q no ho són, es tracta d’HISTONE-LINE. El genoma de l’eucariota està et d’histones. El genoma ó cromosoma alament replegat és el NUCLEOIDE. A la cèl·lula eucariota és al nucli.
A l’espai citoplasmàtic no hi ha estructures membranoses. A la cèl·lula eucariota hi ha moltes estructures membranoses (q formen els orgànuls), hi ha compertamentització del citoplasma, les funcions de la cèl·lula es fan en regions + específiques, cada orgànul s’encarrega d’una d’elles, així l’economia cel·lular millora.
En alguns bacteris hi ha algumes estructures, els equivalents als cloroplasts de les eucariotes: CLOROSOMES. Tb hi ha inclusions: acúmuls de substàncies q desenvolupen diferents funcions (font d’E i reserva) són acumulacions de substàncies: C,S, midó, poder reductor... però no estan envoltades per estructures membranoses.
A vegades poden tenir invaginacions q donen lloc al MESOSOMA, es genera a la fase inicial prèvia a la divisió, així q passa de cèl·lules a cèl·lules. És un complexe a la regió nuclear i facilita el procés de divisió cel·lular i la bona segregació (separació) dels genomes a les cèl·lules filles.
Es poden trobar envoltes constituïdes per proteïnes, són les CÀPSULES, situades a la part externa. Tb tenen a la part externa un apèndix de superfície: FÍMBRIES i FLAGELS.
- Les fímbries interactúen amb el medi, s’adhereixen a la superfície o capten nutrients, augmenten la superfície d’intercanvi amb la zona externa de la cèl·lula.
- Els flagels serveixen pel moviment de la cèl·lula.
Hi ha alguns virus q s’adhereixn a les fímbries.
No tenen RE però sí q tenen Ribosomes. El procés de transcripció i traducció es dóna simultàneament, i es fa al citoplasma. No hi ha maduració d’ARNm.
Alguns procariotes tenen VACUOLES de gas. Es tracta d’estructures membranoses q presenten a ambients aquàtics. Faciliten el moviment del bacteri en profunditat ( com + vacuols tenen , es disposen + a la superfície).
La funció és molt diferent q la q es dóna a les cèl. eucariotes.
Grups filogenètics: • bacteria • arqueobacteris • eucariotes PROCARIOTES EUCARIOTES No tenen M.N Sí tenen M.N No tenen nucli sí tenen nucli No tenen nucleol sí tenen nucleol Genoma única, circular covalentment cromosomes a dins del nucli.
tancada. cccdsDNA.(hi ha bacteris de Lineal ,doble.
genoma obert i cadena senzilla.
No tenen histones, són histone.line Sí q tenen histones.
Mitosi Mitosi i meiosi.
Reproducció sexual no freqüent Reproducció sexual freqüent.
Membranes internes molt poc freqüents Presenten compartiments interns.
Ribosomes: 70s Ribosomes. 80s.
No mitocondris Sí mitocondris.
Clorosomes Cloroplasts.
Formen espores No formen espores Flagels per moure’s Els flagels no són pel moviment Moviment:raptació,lliscament,vacuoles de gas Corrents citoplasmàtiques, lliscament No microtúbuls sí microtúbuls >2micròmetres <2 micròmetres Els INTRIONS són troços no codificats dins dels RNAm. són rars, poc freqüents.
El mitocondri i el cloroplast presenten ribosomes propis, però són 70s, això podria indicar un possible origen procariòtic d’aquests orgànuls.
Els procariotes fan la respiració cel. A la membrana externa. Els tilacoides els té a la membrana, a les invaginacions, allà es disposa la captació de la llum.
Les endoespores les formen com a mesura de resistència a Tº, desecació, pH, irradaicó... aquestes espores són presents als GRAM+.
S’havia d’establir un ordre de classificació dels organismes dintre de la diferenciació d’eucariotes i procariotes. La diferenciació es fa en funció de la morfologia (com s’alimenten, com obtenen E...) i segons les funcions.
El primer intent de classificació el fèu St. Agustí, el criteri era segons si eren utilitzables o no utilitzables.
A l’edat mitjana es fèu una nova classificació, segons si eren productors de fusta, fruita o fibra.
Fins aleshores només separaven les plantes.després vingueren altres classificacions, però DARWIN canvià la visió, exponent les diferenciacions des d’un punt de vista evolutiu. Hi ha el problema amb els procariotes pq hi ha baixa diversiat morfològica.
(fotocòpies table2.2) WHITAKER (1969)Æ distribució de les espècies en 5 regnes, però no obeïa a criteris evolutius.
WOESEÆ va establir un concepte molecular el l’elaboració d’arbres filigenètics.
Agafa una molècula q es troba distribuida universalment -q faci una funció universal a tots els organismes i de distribució universal- agafa l’ARNr i es dedica a compara-lo.
L’ ARNr pq és una molècula q té activitat per sí sola. És una molècula q es troba a zones molt conservades i q intervé en el procés de síntesi de proteïnes. Aïlla els ARNr i estableix la divergència o igualtat dels individus.
Separa els ribosomes (70s, de procariotes) en les seves subunitats. Va suposar q els ARNr haurien evolucionat als diversos organismes. Hacia de buscar el lloc el es podrien produïr els canvis, però nopodien ser molt nombrosos pq es perdria la funcionalitat.
Havia d’haver zones conservades (les q serien + comuns a totes les espècies), Es va centrar en la subunitat 30s, l’aïlla i els ARNr es poden separar pel seu coeficien de sedimentació: - 5s - 16s (1500 nucleòtids) - 23s (2900 nucleòtids) ¿Pq va agafar la 16s?Æ la 5s era massa petita per treballar amb ella, les variacions poden ser menors.
La 23s (2900 nucleòtids) és massa gran per treballas amb ella.
Agafà la de 1500 nucleòtids (la 28s a les cèl·lules eucariotes) pq era la mitjana.
A l’estructura de l’ARNr cada regió participa a la funcionalitat del ribosoma, però hi ha regions + prescindibles q altres. Les q són + prescindibles, no estan associades o no participen, el grau de síntesi proteïca és menor, es produeixen + canvs, estan – conservades. Les regions + implicades estan + conservades i hi ha SEQÜÈNCIES EMPREMPTA O SIGNATURA, són característiques d’un grup d’individus i no es troben en altres, són seq. conservades dins del mateix grup d’individus.
Exemple: CACYYG YÆ A ó G En posició 315 es troba a + del 95% del grup filogenèic bacteria, és absent al grup archea i eukarya.
Normalmet s’usa la seqüència conservada per diferenciar grans grups. Les q no estan tan conservades serveixen per diferenciar els grups d’individus + petits, per diferenciar les famílies, individus...
Hi ha seq. de posició única Æ 1 única base, són empremtes úniques.
UÆ posició 549Æ 98% archea/0%bacteria, eukarya.
Woese elaborà arbres en q les distàncies o longituds de branques es corresponen a distàncies entre els organismes o seqüències. Són arbres amb DIPOTOMIES (se separen de 2 en 2 branques). Arbres obtinguts per comparació entre parelles de seq., de la comparació s’obtenen matrius...
Les dipotomies permeten ordenar a l’espai les branques de l’arbre.
(fotocòpies) 1ª dipotomiaÆ ENCEST, és l’organisme o cèl·lula primitiva de la q no es té informació . El sistema o mètode de classificació és + feble pq no es té l’encest, no es coneix la primera cèl·lula de q deriven totes.
Les signatures o empremtes són seq. conservades dins d’un mateix gup d’individus.
El grup pot ser nivell de domini o nivell + baix (com faílies)( se suposa q no hi ha regnes, és en contra d’aquesta teoria dels 5 regnes, ja q només parlaven dels eucariotes).
Dins del domini eukarya hi ha q parlen encara de regnes (vegetal, animal, fongs...) però no acaba de ser correcte.
L’esquema de les dipotomies està basat en el RANr i els virus no en tenen (no tenen ribosomes), així q no entren a dins de l’esquema.
Al domini bacterià hi ha uns subdominis: bacteris verds o del sofre/ mitocòndria/ cianobacteria(fins fa poc es considerava organisme unicel·lular)...
(mirar fotocòpies) Els organismes q es troben + a prop de la cèl. ancestral presenten categoríes molt especials: quiliotrotofia(utilitza E de reaccions), resistents a altes Tº,..., totes aquestes característiques fan pensar q es tracta d’organismes q aguanten extrems molt forts, són molt antics pq el principi de la vida, les condicions eren molt extremes.
A nivell de fenotip (caràcters observables, el comportament) tb es por pensar com era l’ambient ancestral. Hi ha una correspondència clara entre comportament i temps.
Els Archea són + propers als Eukarya q als Bacteria.
9.3 DIVERSITAT MICROBIANA: Al domini Arquea s’inclouen individus EXTREMÒFILS, són organismes aaptats a condicions extremes de Tº, pH, activitat hídrica, disponibilitat d’aigua, metabolisme quimiolitrròfic molt lent, anaeròbics...aquests organismes poden viure a ambients reduïts, molt àcids, d’elevada radiació UV... aquest conjunt de característiques són les condicions q havia als origens dela vida sobre la terra, això va portar a classificar-los com indivudus + ancestrals.
Quan sorgeix l’O, es divideix el domini bacterià i eucariota, però aquesta teoria la van soterrar, dient q no era així, q els arquea s’assemblen + als eucariotes q als bacteris.
Al domini Archea trobem 3 grups ó regnes: - Korarqueotas: tenen moltes ramificacions. Es coneix la seva existència pq ha estat possible seqüenciar el seu ARNr però no s’ha pogut cultivar al laboratori.
Normalment es fan replicacions amb la tècnica del PCR(fotocòpies)= aïllar l’ARNr dels microorg. sense necessitat de cultivar els microorg. al alboratori. Després d’obtenir els ARN es determina la seqüència i es comparen, així s’obté l’arbre amb les distàncies entre els organismes. Alguns d’aquests han pogut estar cultivats al laboratori, però els Korarqueotas no.
- Creanarqueotas: hi ha una gran quantitat de TERMÒFILS, són procariotes q poden viure a temperatures extremes molt altes (fins a 300ºC) –els PSICÒFILS són de baixa temperatura. Quasi tots els procariotes són termòfils, no psicòfils.
- Euriarqueotas: en aquest grup es troben molt organismes amb metabolisme METANOGENI (obtenen E a partir del metà). Tb hi ha termòfils i HALÒFILS, són els q aguanten una elevada salinitat al sòl, +30% [Na].
Al grup filogenètic del bacteri trobem el mitocondri i el cloroplast, aquests són bacteris q van entrar amb simbiosi amb una cèl·lula de gran tamany, pq aquesta la protegia i a canvi, el mitocondri li donava E mitjançant la respiració, va anar evolucionant fins a la cèl·lula actual, q els porta incorporats com a orgànuls. La simbiodi va acabar estant obligada.
TES= Teoria de la Siombiosi Seriada ( una simbiosi darrera l’altra.).
De la cèl·lula encestre en surten dues branques: Bacteria y Archea+línea nuclear –la línea nuclear és procariota, d’aquí sorgiren els eukarya posteriors- la cè·lula procariota de la línea nuclear va entrar en ectosimbiosi amb un bacteri (el mitocondri).
La cèl·lula originalment procariota incorpora el mitocondri, va incrementant el treball, es ve obligada a tenir un metabolisme + versàtil. Per tal de preservar el genoma, q es fa cada cop + gran, va evolucionant cap a una compartimentació del genoma, per protegir-lo, i protegir la funció + específica i complicada q ha de fer; així es generà el nucli com a unitat diferencial. Es crea la cèl·lula eucariota primitiva, q entra amb simbiosi amb el bacteri mitocondri q és capaç d’obtenir E però no de la llum (quimioheteròtrof, quimioautòtrof, obté E de reaccions químiques) no pot fotosintetitzar. Aquesta relació es fa cada cop + estreta, + depenent. En un primer moment poden viure per separat (ectosimbiosi) però arriba a fer-se una simbiosi obligada (endosimbiosi), això dóna lloc a les cèl·lules eucariotes actuals.
L’organisme simbiòtic és el mitocondri. Necessitava a la cèl·lula per sobreviure.
La cèl·lula eucariota fa dues evolucions, ambdues incorporen el mitocondri.
ProtozoosÆ animals Eucariota Plantes (nova simbiosi) La nova simbiosi es fa amb un procariota (bacteri, cloroplast) fotosintètic, així la cèl·lula pot esdevenir un organisme fotosintètic.
En un primer moment la relació és d’ectosimbiosi (no depenent completament l’una de l’altra) però en un moment determinat es torna una relació endosimbiòtica (obligat, una cèl·lula depèn de l’altra) aquesta endosimbiosi dona lloc a una alga unicel·lular.
L’organisme simbiont és el cloroplast.
Hi ha difrectors d’aquesta teoria exposada per Woese, per l’origen comú d’Archea i Eukarya.
Els cianobacteris foren els primers organismes oxigènics. La diversificació dels Arquea a nivell morfològic és molt petita, però la diversificació metabòlica és molt gran.
FORMACIÓ DE LA CÈL·LULA Al primer encestre, la forma de vida era una pert de RNA, com a primeres molècules.
Aquest RNA es podia multiplicar i codificar. Es va contenir la molècula a una vesícula.
treballava amb un enzim i s’autoreplicava, fins q va aparèixer una proteïna q era la q feia la catàlisi (replicació del RNA), ara l’RNA només es dedicava a conservar la freqüència pq no apareguessin mutacions, només codificava. Es produí un altre canvi a la cèl·lula, hi hagué un canvi del RNA per DNA+proteïna. El Dna era capaç de reparar els errors, cosa q no pot fer l’ARN i q és molt importnt pq una petita mutació pot canviar tot el codi genètic de la cèl·lula.
reducció dels ribonucleòtids RNA rNTP DNA dRNTP enzim RNP (ribonucleotilreductasa) 10 TÈCNIQUES D’OBSERVACIÓ DE MICROORGANISMES: 10.1 TAMANY I MESURA DELS MICROORGANISMES: (2º full fotocòpies T. 8-9) L’ull humà pot veure fins a 1mm de resolució (separació de dos punts) Les cèl·lules eucariotes van de 100µm Æ 10 µm Els bacteris de 10µmÆ1µm Els virus són els organismes + petits: 100nmÆ50nm Les proteïnes: 10nmÆ5nm Els àtoms: 0,1 nm 10.2 MICROSCOPIA ÒPTICA: DE CAMP CLAR, DE CAMP FOSC, DE CONTRAST DE FASES I DE FLUORESCÈNCIA: MICROSCOPIA DE CAMP CLAR: la preparació tindrà diferents tonalitats de grisos i el fons és molt brillant, la llum travessa la preparació.
S’utilitza llum de l’espectre de rang visible (+ 500nm) Les mostres s’han de tenyir, així q les mostres han d’estar mortes.
El microscopi consta d’una lent de l’objectiu, un condensador del feix lumínic (pot condensar el feix de llum sobre la mostra), portamostres...
Es pot apropar l’objectiu a la mostra. Si s’afegeix oli d’immersió es millora la resolució del MO.
L’espai intermig entre condensador i lents (format pel raig de llum) forma cons, l’angle del con és el q marca la resolució, i depèn del condensador (q passi + o – llum) i l’espai intermig.
Resolució= 0,53/n·sinθ = 0,53/AN Æ 1000 – 2000 augments 0,53= 1,22·λ AN= apertura numèrica: capacitat de llum per part de condensador + objectiu n= índex de refracció del medi.
Si la resolució és inferior és millor.
Com + gran és l’angle, + bona és la resolució.
Com + gran és n, millora la resolució.
Es pot millorar la resolució afegint l’oli d’immersió. Si hi ha aire i la separació és molt gran hi ha una elevada refracció.
Per lents seques (sense oli) no pot ser n + gran q 1. Si hi ha lents submergides, pot ser + gran.
Com + gran sigui el valor n·sinθ, millor poder de resolució, és millor.
Aquest microscopi té limitacions importants. Les mostres són preparacions de cèl·lules mortes, requereixen de la fixació al portaobjectes per ser visualitzades correctament. Les cèl·lules són molt transparents, s’han de tenyir per fer contrast envers el fons clar.
MICROSCOPI ÒPTIC DE CAMP FOSC: per evitar haver de tenyir les cèl·lules, es van fer aquests microscopis q eviten q la llum travessi directament la preparació, s’usa un filtre q la q el feix de llum no passi pel centre, es dispersa cap als costats, la llum q travessa le preparació (la q ha rebotat), és l’únic feix q serà captat per l’ocular. Es veu un fons negre (no s’ha difractat cap feix de llum sobre el fons) i una cèl·lula brillant.
No calen tincions per veure la cèl·lula. Es veu molt bé el contorn. Es pot usar per visualitzar cèl·lules vives.
Hi ha un problema, q el alguns casos interessa posar de manifest estructures d’orgànuls interns q no es veuen bé en camp fosc.
MICROSCOPI ÒPTIC DE CONTRAST DE FASES: és un altre tipus de microscopi amb el q es poden veure estructures internes de les cèl·lules. Es pot recollir tots els feixos de llum tant si estan difractats com si no, genera diferents tonalitats de grisos q posen de manifest les estructures. Es pot treballar amb mostres vives.
M.O DE FLUORESCÈNCIA: el feix de llum està per sota dels 500 nm.
Té incorporada una làmpara q emet llum per sota de 500 nm. La llum passa a través de la mostra i es posa un filtre entre l’objectiu i la mostra pq no cremi la retina. Només es deixa passar la fluorescència. Hi ha substàncies (FLUOROCROMS colorants q s’apliquen a les cèl·lules) q en ser sotmeses a radiació de baixa λ emeten fluorescència, q és el q es visualitza.
El fons és de color negre, les mostres acostumen a tenir un color brillant del fluorocrom q s’ha utilitzat per tenyir la cèl·lula. Els MO de fluorescència s’utilitzen a inmunologia o inmunodiagnòstic.
Les mostres han de ser mortes.
Aquest MO té algunes variants: - MO d’EPIFLORESCÈNCIA: el feix de raigs no travessa la mostra, capturen els feixos q reboten. Capta la fluorescència emessa per la mostra, pels fluorocroms.
És molt + segur per la vista.
El TARONJA D’ACRIDINA té afinitat pels àc. nucleics. Es filtra entre les bases. La radiació UV excita la acridina i emet radiació (a la cèl·lula eucariotaÆ regió molt tenyida, molt fluorescent al nucli).
Una de les tècniques + utilitzades pel MOF és la d’INMUNODIAGNÒSTIC= detecció d’inmunofluorescència, s’utilitza per determinar si un baceri concret està present. Disposem d’anticossos contra determinats antigènics q estan presents a la cèl·lula (s’indueix a l’organisme la producció d’anticossos contra aquella substància).
Podem disposar d’anticossos específics del bacteri, els marquem amb fluorocrom, es deixen al medi, i s’uneixen a l’antigen del bacteri (l’antigen se situa sobre la capa exerna del bacteri, són unes proteïnes q es comporten com determinats antigènics q fan q hi hagi inmunologia contra els anticossos.). En unir l’anticos es produeix una reacció antigen-anticos, els anticossos reaccionen contra els antigens, els organismes contra els q la cèl·lula ha generat els anticossos.
Com q els anticossos estan marcats amb el fluorocrom, en fer incidir el raig de llum, aquest excita els fluorocroms, cosa q fa q s’il·lumini l’anticos, com està enganxat a tota la paret del bacteri, aquest queda remarcat en fluorescent i es veu a través del microscopi.
Aquest MOF és molt + sensible q el MO.
D’aquesta manera,a + de saber la forma de la cèl·lula, tb es pot saber de quin organisme es tracta, ja q els anticossos són específics par cada bacteri. Si en una mostra es troba + d’un tipus de bacteri només s’il·luminarà el tipus de bacteri d q sigui l’anticos.
La pega d’aquest tipus de microscopia es q només es pot veure la forma del bacteri, no es poden observar els orgànuls.
10.2 FIXACIÓ I TINCIÓ. TINCIONS SIMPLES, DIFERENCIALS I ESPECÍFIQUES: La tinció és un mètode q s’utilitza per contrastar la cèl·lula de la mostra del MO de camp clar. Es posen en contrast les cèl·lules respecte el fons clar, mitjançant pigments, tincions, colorants.
La tinció consta de dues parts: • FIXACIÓ Æ es diposita la mostra sobre el porta objectes (si és un líquid, abans s’ha de fer un frotis (distribució del líquid), si és sòlid s’ha de dissoldre i a continuació es fa el frotis.) Després es desequen les cèl·lules, les cèl·lules s’enganxen al vidre mitjançant l’aplicació de calor.
• TINCIÓ: hi ha diversos tipus de tincions: Segons si es posa un únic colorant: TINCIÓ SIMPLE: - catiònic (+): -blau - metilè - separina Aniònic ( - ): - eosina - Fucsina Els colorants aniònis reaccionen amb les càrregues (+), els colorants catiònics ho fan amb les (-).
Si s’usa més d’un colorant, per diferenciar un microroganisme d’un altre: TINCIÓ DIFERENCIADA: - Gram: possitiu(+) Negatiu (-) - Àcid alcohol: - resistents - no resistents (no es tenyeixen) La tinció àcid- alcohol permet diferenciar 2 géneres bacterians dels altres: els q són resistents als àcids i els q no ho són, els q no ho són no es tenyeixen.
En el procés de tinció de Gram s’utilitzen + d’1 colorant. La preparació la tenyim amb violeta de genciana (cristall violeta) + lugol (iode), es convina i es renta amb alcohol. Les cèl·lules (+) esdevenen resistents al rentat amb alcohol, queden tenyides amb cristall violeta-iode. Les (-) són + sensibles. L’alcphol penetra a una membrana externa q tenen q les altres gram (+) no tenen i dilueix el colorant. No queden tenyides després del rentat. S’afegeix a continuació un colorant vermell, per veure bé les cèl·lules, les gran (+) queden del color q ja hi eren pq no s’han destenyit (BLAVES) i les gram (-) es tenyeixen de color VERMELL.
Un altre tipus de tincions són les TINCIONS ESPECIALS, poden ser de diversos tipus: - negativa o tinta Xinesa ( es vue la càpsula dels bacteris blanca, coontra el fons fosc) - d’endospores - de flagels (pot constituir una clau taxonòmica, determina un tipus de bacteris).
Si es vol veure ultraestructures no es pot utilitzar el MO o el MOF. S’ha d’utilitzar el Microscopi Electrònic.
10.4 MICROSCOPIA D’ESCOMBRATGE: ELECTRÒNICA DE TRANSMISSIÓ I Hi ha 2 tipus de ME: TRANSICIÓ: s’hi veuen a través d’un visor els raigs q travessen un camp electrònic i queda plasmat en una càmara fotogràfica, serveix per veure estructures internes.
• D’ESCOMBRATGE: es veuen els raigs rebotats q la preparació. No travessa la preparació. Només serveix per veure estructures extrene, pero es veu en 3D.
El poder de resolució és menor però és molt major q al MO.
• 10.5 EXAMEN DE MICROORGAMISMES IN VIVO: La morfologia de les cèl·lules bacterianes són: COCS: cèl·lules arrodonides, esfèriques.
BACILS: cèl·lules allargades COC-BACILS: cèl·lules no tan allargades.
Aquestes són les més usuals.
Hi ha altres formes, no tan usuals però molt específiques: VIBRIS: amb forma de bastonet.
ESPIRIL·LES: en forma de Ziga-zaga.
ESPIROQUETS: en forma de ziga-zaga + pronunciat.
També es poden trobar grups de cèl·lules: DIPLOCOCS (2) ESTRECTOCOCS: en forma de rosari.
TETRACOCS. (4) SARCINES (8) Aquestes unions es fan per interaccions de l’envolta de la cèl·lula. És un contacte, no una fusió.
11 AÏLLAMENT I TÈCNIQUES DE CULTIU: 11.1 IMPORTÀNCIA I SIGNIFICAT DELS CULTIUS PURS O AXÈNICS: Treballar amb cultius purs (axènics) en q hi hagi un únic tipus d’organisme és molt + fàcil de treballar.
Per un microbiòleg és molt important treballar amb cultius axènics pq la contaminació és molt perillós pels microorg. la introducció d’altres microorg. pot ser fatal pel creixement d’un microorg. determinat.
11.2 REQUERIMENTS NUTRIRIUS DELS MICROORGANISMES: S’ha d’aïllar i protegir. S’ha de conèixer molt bé els REQUERIMENTS NUTRICIONALS del bacteri en qüestió q es vol fer crèixer i examinar.
- Elements constitucionals (elements químics de qualsevol organisme) - Fonts d’E (d’on obtenen l’E) - Font de poder reductor.
- Altres factors de creixement ( altres components q es requereixen per créixer: aa, bases púriques i perimidíniques, vitamines...) - Tb s’ha de tenir en compte esl REQUERIMENTS FISIOLÒGICS: pH (sempre hi ha un pH òptim per cada espècie de bacteri, és el pH en q el bacteri creix a una velocitat + alta.) Tº òptima.
[O2] òptima, segons sigui un bacteri aeròbic o anaeròbic.
Pressió osmòtica, soluts q el permeten viure al medi.
Llum del medi. ( tenir en compte si és fototròfic o no ).
Quan es diu q el bacteri creix, vol dir q el número de cèl·lules augmenta. Q es multiplica. El creixement tindrà lloc en condicions concretes q permeten q a la cèl·lula hi hagi unes reaccions ,q els components bàsics passaran òxid-reducció, hi haurà tot un METABOLISME.
Hi ha 2 tipus de metabolisme: - ANABOLISME: el seu objectiu és el procés de biosíntesi, d’obtenció d’element essencials per la cèl·lula.
CATABOLISME: Opbtenció d’E a partir dels components procedents de l’anabolisme.
Quan hi hagi un equilibri entre anabolisme i catabolisme, el microorg. podrà créixer.
El TIPUS NUTRICIONAL del microorg. obeeix al tipus de compost q utilitzen els organismes com a font de: - Carboni - Energia - Poder reductor.
Font de C AUTÒTROFS Æ utilitzen CO2 HETERÒTROFS Æ altres fonts orgàniques de C.
FOTOTROFS Æ Llum com a font d’E Font d’E QUIMIÒTROFSÆ font d’E altres substàncies químiques Font de poder LITÒTROFSÆ molècules inorgàniques com a font.
Reductor ORGANOTROFS Æ utilitzen molècules orgàniques El tipus nutricional ve determinats pels tres factors alhora: la font d’E, de poder reductor i de C. Segons tot això els principals tipus nutricionals entre els microorg. són els següents, les combinacions q no hi són presents, és pq no es donen a la realitat.
font E + font poder reductor + font C FOTOLITOAUTÒTROFÆ Fonts: E lumínica// poder reductor de compostos inorgàniques// font de C el CO2.
FOTOORGANOHETERÒTROFÆ Fonts: E lumínica// poder reductor orgànic// C procedent de compostos orgànics.
QUIMIOLITOAUTÒTROFÆ Fonts: E compostos químics// poder reductor compostos inorgànics// C procedent de CO2.
QUIMIOLITOHETERÒTROFÆ Fonts: E de compostos químics// poder reductor compostos inorgànics// C procedent de compostos orgànics.
QUIMIOORGANOAUTÒTROFÆ Fonts: E de compostos químics// poder reductor procedent de compostos orgànics// C procedent de CO2.
QUIMIOORGANOHETERÒTROFÆ Fonts: E de compostos químics// poder reductor procedent de compostos orgànics// C procedent de compostos orgànics.
Els FOTOLITOHETERÒTROFS i els FOTOORGANOAUTÒTROFS no efisteixen, no es coneixen organismes amb aquests tipus de metabolisme.
Hi ha diversos tipus de bacteris segons el seu metabolisme: • ESTRICTES= només poden utilitzar metabolisme propi del seu tipus nutricional.
Només pot portar a terme aquell metabolisme.
• FACULTATIUS= poden utilitzar altre tipus de metabolisme. P. ex. un bacteri anaeròbic q pugui utilitzar el mecanisme aeròbic, un heteròtrof q pugui utilitzar el CO2 com a font de C, aleshores serà QUIMIOORGANOHETERÒTROF. Passa el mateix amb un FOTO... q pugui ser QUIMIO.
No es pot saber a q es refereix el facultatiu (normalment si es foto..., serà a la llum + química. Però si és quimio... no es pot saber, s’ha de saber + coses sobre l’organisme.
L’organisme sempre usarà allò q li comporti un major estalvi d’E. Dependrà del nivell de regulació d’expressió gènica, dels sensors q disposi el bacteri per determinar la menor despesa d’E..
Els organismes superiors acostumen a ser quimioorganoheteròtrofs. Els altres solen ser bacteris (utilitzen CO2 i poder reductor inorgànic).
Una altra distinció els REQUERIMENTS NUTRICIONALS: • • PROTOTROFS= aquells q poden sintetitzar tot allò q necessita pel creixement.
AUXÒTROF= són els q els manca algun element essencial pel creixement. S’ha d’afegir pq pugui créixer.
L’Escherichia coli és auxotròfica pq no podrà créixer al no poder metabolitzar( biosintetitzar) un aa (l’histiolina). Per cultivar-la haurem d’afegir histiolina al medi de cultiu.
Hi ha una altra Escherichia coli q és protòfica, pot sintetitzar per ella mateixa l’aa.
No necessita cap factor extern pq no hi ha cap q no el deixi créixer.
Dins els requeriments nutricionals (auxtròfic i prototròfic) i a banda del tipus nutricional(metabolisme:E,C, poder reductor) hi ha els elements constitucionals es tracta d’elements q es troben a tots els éssers vius i amb una quantitat bastant gran.
Aquest elements són: C,H,O,N,P. es diuen ELEMENTS ESENCIALS.
Altres components en menor quantitat però tb constituients i esencials pel creixement del bacteri són els ELEMENT TRACES: Cr, Co, Cu, Mn, Mo, Ni, Se, W, V, Zn, Fe.
A banda dels elements químics hi ha altres element q són factors de creixement, aquests factors són: - aa - bases púriques i pirimidíniques - vitamines.(actúen com a cofactors en detrminades raccions enzimàtiques, processos metabòlics. Molts organismes tenen la capacitat de sintetitzar vitamines.
Un organisme no pot créixer si li manca un factor de creixement. S’ha de subministrar si li manca. Són determinants pel creixement. Hi ha agents quimioterapèutics q són substàncies q s’assemblen a aquells factors i q poden inhibir el creixement.
11.3 TIPUS DE MEDIS DE CULTIU: DEFINITS, COMPLEXOS, SELECTIUS, DIFERENCIALS I D’ENREQUIMENT.
Un cop coneguts els requeriments nutricionals es pot fer la preparació del medi de cultiu. El medi es pot tractar segons la preparació i segons l’ús.
SEGONS LA PREPARACIÓ: • • Medi de cultiu DEFINIT (MÍNIM ó MINERAL)Æ coneixem amb detall els seus component.
Medi COMPLEXE ( RIC)Æ és aquell q no es coneix amb exactitud els seus components (pot considerar-se contrari al definit). Es desconeix el q forma el medi, només es sap en general, els constitutius bàsics- Hi ha una font d’E, C, poder reductor controlats si el medi es definit. Quan el medi és definit es controla amb precisió. Pel medi definit hem de subministrar tot per separat, al medi complexe afegim substàncies q potser no sabem el q porten però ja portaven a dins les substàncies necessàries q al medi definit hem posat per separat. (si introduïm una proteïna(medi complexe) al medi definit posarem un munt d’aa).
Per preparar els medis s’ha d’afegir amortidors pq el creixement dels organismes pot fer q el medi es torni + àcid. Al créixer, els organismes alliberen compostos q fan baixar el pH. A petites variacions del pH són grans diferències en quant a la [H+]. Tot organisme té un pH òptim. A mesura q ens apropem a l’òptim, la velocitat s’apropa a la màxima. Es fiquen tampons per mantenir estable la velocitat de les reaccions.
SEGON L’ÚS: • Medi REDUCTORÆ aquell medi q té un element q fa q disminueixi l’estat d’oxidació del medi. Hi ha molt poc O, és molt reduït. Aquest medi és útil per cultivar organismes anaeròbics, organismes q creixen a [O]molt baixes, a ambients reduïts. No serveix per organismes aeròbics (O com acceptor final de la cadena respiratòria).
Un dels elements per obtenir un medi de cultiu anaeròbic és afegir Na2SO4 (molècula q és altament reactiva amb l’O).
• Medi SELECTIUÆ permet el creixement d’un tipus de microorg. i no un altre.
Un medi reductor podria considerar-se un tipus concret de medi selectiu. Si usen un medi reductor i només creixen org. anaeròbics, el medi està seleccionant només els aeròbics.
• Medi DIFERENCIALÆ permet diferenciar un microorg. d’un altre. El medi conté un indicador q fa veure diferències entre els individus. No selecciona, tots creixen però s’incorpora una substància en el medi q permet distingir (com l’utilització d’un colorant).
El medi Agar o Mc. Conkey és un medi selectiu i diferencial, ja q incorpora sals biliars i elevat contingut d’NaCl, cosa q fa q el medi sigui selectiu pels microorg. q toleren les sals, no creixeran els q no toleren les sals.
És diferencial pq hi ha dins els bacteris, diferents tipus dins dels q soporten les sals biliars (enterobacteris). El medi diferència els bacteris q resisteixen les sals com Lac(+) (els q usen lactosa com a font de C) i els Lac(-) es tracta d’aquells q no usen la lactosa com a font de C.
El medi aquest ens permet diferenciar els Lac(+) i Lac(-) pq incorpora colorants (roig neutre i cristall violeta) en valor del pH.
Quan la Lac (+) trenca la lactoda, varia (baixa) el pH, i canvia el color del colorant.
Com la Lac (-) no pot trencar la lactosa, no hi ha canvi de color.
Els colorants varien en funció del pH. Quan el bacteri metabolitza la lactosa, hi ha caiguda de pH (s’alliberen H).
Hi ha alguns autors q diuen q le cristall de violeta té un efecte q inhibeix el creixement de Gram (+).
• Medi d’ENRIQUIMENT Æ serveix per enriquir el medi sense q hi hagi una selecció entre un grup de bacteris i un altre. Si a una mostra hi ha pocs bacteris, s’usa un medi q permeti el creixement q hi ha a la mostra però q afavorirà una determinada població. No és selectiu pq no desafavoreix l’altra població.
Hi ha medis q poden arribar a ser selectius, medis reductors (poc O) aquest medi està pensat per enriquir poblacions anaeròbiques. Es fa una selecció vers la resta q només creixen a medis aeròbics.
11.4 RÈCNIQUES DE SEMBRA U D’AÏLLAMENT DE MICROORGANISMES: Obtenir un cultiu axènic és l’objectiu, obtenir un cultiu pur.
Hi ha dos tipus de mètode: en medi SÒLID o bé LÍQUID.
A tot tipus d’aïllament s’ha de fer un pas previ d’enriquiment.
enriquiment Sòlid Aïllament Líquid Aquest enriquiment es realitza pq a una mostra real, hi ha molt pocs microorganismes per ml de mostra i a més hi ha + d’un tipus de bacteri. Si es vol analitzar un bacteri determinat, s’haurà de fer un procés d’enrequiment q els bacteris es dupliquin i així poder-ne obtenir + i poder-ne aïllar una mostra determinada.
Així dons: 1º= enriquiment.
2º= aïllament.
• AÏLLAMENT EN SÒLID: MètodeÆ El primer q s’ha de fer és esterilitzar la Nansa de Kolle (flamejar amb el bec Bunsen) i sucar-lo al tub on està la barreja, de forma ascèptica (estèril). Un cop agafat un tros de mostra, transferir el q està retingut a una placa de Petri (placa de medi sòlid).
Fer estries fent ziga-zagues damunt la placa de Petri per separar, segregar els individus q es troben a la mostra. Cada vegada hi ha menys bacteris a la nansa (es troben a la càpsula de Petri) així es separen les cèl·lules. Cada bacteri q vagi a parar a la placa donarà lloc a una COLÒNIAÆ conjunt d’individus clònics (són tots iguals) q provenen d’un sol individu. En la majoria dels casos es tracta d’un cultiu axènic.
L’objectiu és separar els bacteris suficientment pq les colònies, en créixer, no es creuin.
A partir d’una única cèl·lula i amb 16 hores, on hi havia 1 individu ara hi ha molts ( el creixement és de forma exponencial).
Les colònies es troben separades, hi ha de moltes menes, colors, tamanys..., els bacteris creixen de diferents formes.
Les colònies provenen d’un individu, aquest individu es diu cfu (unitats formadores de colònies). No són bacteris sinó unitats formadores de colònies, cada colònia prové del creixement d’un únic individu, una cèl·lula viable.
MètodeÆ fer un banc de dilucions amb una Nansa de Digralsky. S’agafa la preparació (enriquiment previ), es tenen una bateria de tubs, un nombre de tubs concret on es va diluint la mostra, són dilucions seriades, una darrera de l’altra.
Normalment s’usa una dilució salina de NaCl 9%O (9 partit 1000). Sempre s’ha d’esterilitzar tot. S’agafa 1 ml de la mostra problema i es dilueix 10 cops (10-1); despés es fa un altre cop una dilució; està a 10-2, així es continua fent fins arribar a 10-6 és tub nº 6.
De cada tub s’agafa 1 ml i es sembra a una placa de Petri on hi ha un medi nutritiu semi sòlid; la barreja s’ha de repatir bé amb la Nansa de Digralsky (esterilitzada prèviament amb metanol i passant-la pel Bunsen). En alguns casos es barreja el medi semisòlid amb la mostra.
De cada tub es sembra una placa.
Al cap d¡un temps s’han de veure colònies. Als primers tubs les colònies són massives, hi ha molts individus (la dilució era molt concentrada), es forma un CULTIU CONFLUENT (totes les colònies barrejades). A l’últim tub no hi ha cap colònia, però als intermiotjos hi ha un nombre de colònies apreciable, amb el q es pot treballar, cada una té una morfologia i color específic i diferent.
Per treballar bé, s’ha d’agafar la placa q tingui entre 30-300 cfu/placa, com q sabíem la quantitat de ml q hem posat (factor de dilució) podem saber el nombre de cfu q hi havia a la mostra original: factor de dilució x nº colònies = cfu/ml del cultiu original.
D’aquest experiment s’observa= colònies Recompte de bacteris.
• AÏLLAMENT EN LÍQUID: MètodeÆ semblant al mètode de dilucions.
L’objectiu és saparar els individus. Es fa amb + tubs. De cada tub en treiem 5. Així podrem extreure individus sols.
S’agafen els tubs + diluïts i es reparteixen en 5 tubs. L’últim tub no s’agafa pq no hi havia colònies. Agafem l’anterior i els separem, podrem tindre separats uns bacteris de cada tipus.
Després de 16 hores a 27º es mira els tubs on hi ha terbolesa (com + cèl·lules hi ha, + terbolesa). En aquest mètode suposem q als tubs hi ha 1 únic individu.
• AÏLLAMENT D’ORGANISME ANAERÒBIC: Quan volem aïllar un organisme anaeròbic el mètode és bastant + diferent dels q hem vist anteriorment: s’ha de treballar amb cambres especials, gerres o flascons molt grossos.
A les gerres es posen unes mescles q generen H2 i CO2 (requeriments nutricionals per organismes autòtrofs). L’H es combina amb l’O q hi hagi a l’aire de la gerra i dóna lloc a aigua. Com a catalitzador de la reacció s’usen unes barres de paladi, tb pot ser NaSO4, q es combina molt bé amb l’O.
Per saber quan està el medi llest, lliure d’O, hi ha una tira impregnada amb balu de metilè q fa canviar el color, fa d’indicador de l’anaerobiosi.
Aquest mètode és microanaerobiosi, sempre hi ha una fracció d’O. Per conseguir un mètode totalment anaeròbic, s’ha de treballar amb cambres anaeròbiesÆ s’utilitza un gas inert, la coberta està plena d’aquest gas q fa desplaçar l’aire. Aquestes cambres són molt cares.
12.
TÈCNIQUES D’ESTERILITZACIÓ MICROORGANISMES: I CONSERVACIÓ DELS 12.1.
ESTERILITZACIÓ. TIPUS: CALOR SECA I HUMIDA, AGENTS QUÍMICS I RADIACIONS: L’esterilització és l’eliminació d’organismes vius i formes no vegetatives (espores).
Normalment, aquesta esterilització es fa per calor. Hi ha de diversos tipus: • CALOR: L’increment de la T provoca una desnaturalització dels components cel·lulars.
Calor seca: - Aire (forn) - Incineració Calor humida: - ebullició - vapor afluent (vapor d’aigua) - autoclau - Tindalització L’esterilització amb CALOR SECA per AIRE consisteix en ficar un instrument en un forn (aire calent) durant 1 hora a 170º. Amb aquest mètode es pot tractar material de vidre o metàl·lic. Serveix per desnaturalitzar components cel·lulars. Té l’inconvenient q no es pot utilitzar per esterilitzar roba, líquid o plàstics; o algun material molt fràgil.
L’esterilització amb CALOR SECA per INCINERACIÓ és la q es realitzaba per esterilitzar la Nansa de Kolle i Drigalsky. Hi ha diversos tipus d’incineradors, els + nous generen resistència elèctrica en comptes de flama. Té gairabé els mateixos inconvenients q l’anterior.
L’esterilització amb CALOR HUMIDA per EBULLICIÓ I VAPOR AFLUENT s’utilitza per esterilitzar un medi líquid. Aquista esterilització comporta un seguit de dasaventatges: variació del percentatge g/l de la mostra i pèrdua de la qualitat dels components del medi.
L’esterilització amb CALOR HUMIDA amb l’AUTOCLAU és un mètode q utilitza un aparell (autoclau) q combina vapor d’aigua durant temps molt curt (15’-30’) dins d’una cambra especial, es tanca hermèticament a 120ºC i així es genera un pressió a dins d’1,5 atm.
Es pot utilitzar per material plàstic, de vidre, teixits... pq no bullen (a 1,5 atm l’aigua bull a 140º).
Existeixen miniautoclaus q són com unes olles.
A l’autoclau hi ha un regulador de P i T. Després d’estar 30’ a una T molt alta, la baixada a de ser progressiva i esperar q la P s’acomodi pq si obrim l’autoclau quan està molt calent, hi ha un canvi de P i l’aigua pot bullir.
L’esterilització amb CALOR HUMIDA per TINDALITZACIÓ fa bullir la mostra.
S’escalfa a 100º durant 30’ la mostra durant 3 dies (aquest mètode és semblant a la Pasteurització, però la Pasteurització no és un mètode d’esterilització). L’objectiu és acabar amb les espores; durant la baixada de T, les espores germinen, a la segUent pujada de T les espores es moren.
El TEMPS de REDUCCIÓ DECIMAL (D10) és un paràmetre o indicador del temps en minuts q es requereix per disminuir en un 90% el nombre de cèl·lules a certa T.
(passar de 100% d’individus a 10%).
Aquest D10 serveix per a mesurar la resistència dels diferents bacteris, comparant els temps de cadascú. El q hagi trigat + temps passar de 100 a 10 cèl·lules, aquell serà + resistent.
Com +T hi posem, − D10 Si en comptes d’usar la T s’usa un AGENT QUÍMIC, la D10 tb es calcula, i serveix tb per veure la resistència de certs organismes a un agent químic específic.
El Temps de reducció Decimal serà diferent a dos microorganismes de diferent tipus, per això es pot comparar.
Un cop sabem la T o la quantitat de producte químic q necessita el bacteri + resistent, haurem de treballar amb una T i quantitat d substància química superior pq el medi sigui estèril.
El clostridium botilinum és un bacteri Gram + anaeròbic estricte, produeix infeccions a les llaunes de conserves, les fa malbé. Només variant una mica la T en tractar el medi, es aconsegueix baixar molt el temps de mort.
100º ---- 300’ – 350’ 110º ---- 32’ – 90’ 115º --- 10’ – 40’ Per esterilitzar tb s’ha de tenir en compte la quantitat de medi q es vol esterilitzar.
Com + medi hi ha, + temps triga. I un altre factor q s’ha de mirar és el tipus de recipient q s’utilitza per esterilitzar. Si usem un tub d’assaig trigarà + a si usem un matraç pq el matraç té + superfície, el calor triga + en arribar a l’interior del medi del tub d’assaig.
Totes i aquestes consideracions, hi ha vegades q no és possible esterilitzar a 121º (autoclau) pq hi ha principis inmediats q no es poden esterilitzar amb calor (seca o humida).
Aleshores s’utilitza l’ esterilització per FILTRACIÓ. S’usen uns filtres de microcel·lulosa q tenen porus micromètrics. Els + utilitzats són de 0,45 – 0,22 micròmetres de diàmetre. La majoria dels bacteris o espores (acostumen a ser + petites q els bacteris) són de major tamany, així q passen els fluits però no els microorganismes.
Esterilització per SUBSTÀNCIES QUÍMIQUES. N’hi ha diverses substàncies q s’utilitzen per esterilitzar materials, una de les + utilitzades és: - òxid d’etilè= és una substància molt tòxica i molt inflamable, per la qual cosa es tracta d’una substància perillosa. S’utilitza per esterilitzar plàstics.
- radiacions= poden ser de dos tipus: - IONITZANTS: tenen una baixa longitud d’ona, s’utilitzen raigs X, catòdics i feixos d’e.
Aquest tipus de radiacions generen ionitzacions de proteïnes, aa, ADN, i provoca el seu trencament. Per realitzar les esterilitzacions, s’utilitzen làmpares de UV, es poden trobar a ambients hospitalaris o a laboratoris de microbiologia, per poder incidir, calen dosis molt grans de UV.
- NO IONITZANTS: utilitzen longitud d’ona de 260 nm. Té efectes sobre els microorg. i l’ADN. Com + numbrosos són els trencaments, + letals són els UV.
Aquest tipus de radiació, no ionitzada, provoca dímers de Timina (aparellaments de Timina), hi ha una aturada al procés de síntesi quan la forca arriba al punt en q hi ha l’anomalia, això provoca malformacions, mutacions i mort del microorg.
PARÀMETRES Q AFECTEN LA CAPACITAT D’UN AGENT.
En el procés d’esterilització hi ha un conjunt de paràmetres q afecten l’esterilització: 12345- tamany de la població. Quantitat d’individus.
Intensitat o concentració de l’agent microbial. Dosi de radiació.
Temps d’exposició de microorg. (objectes tractats.) Tº a la q s’utilitza l’agent.
Tipus de material en q es troba retingut el microorg.
2Æ hi ha longituds d’ona q no provoquen cap alteració a la cèl·lula. No succeeix q a major longitud d’ona es mata + microorg. No hi ha una relació directa, la longitud d’ona és + maligna a 260 nm.
No tots els microorg. són igual de resistents als UV.
Hi ha gran ventall de possibilitats a tots els paràmetres.
Sabent la quantitat de dosi q es necessita per matar un microorg., podem saber quina longitud d’ona s’ha d’aplicar i quin temps haurem de posar la mostra sota els efectes de l’agent. Tb el tamany de l’objecte a esterilitzar és important a tenir en compte.
12.2 TÈCNIQUES DE CONSERVACIÓ DE MICROORGANISMES: Quan es treballa amb microorganismes, s’intenta mantenir-los durant llarg període de temps. Les maneres de contenir-los dependrà del temps q volem conservar la mostra, el microorganisme.
No tots els microorg. q es mantenen a unes certes condicions aguanten el mateix temps. La resistència dels microorg. és particular de cada espècie.
ÆTÈCNICA DE SEMBRES PERIÒDIQUES: Es tracta de resembrar periòdicament, cada un cert temps, un cultiu, la periodicitat depen del bacteri q s’estigui estudiant.
Hi ha diferents tècniques per conservar els microrog.: • • • OLI MINERAL: no és tolerat per tots els microorg. es pot tenir amb Tº ambient o a vegades a 37ºC.
TERRA ESTÈRIL: serveix per emmagatzemar organismes q es troben a terra. La durada mitja és d’entre 1 i 2 anys.
CONGELAR: es pot mantenir durant 3 anys, de –20ºC a –80ºC. A tan baixs temperatures s’ha d’afegir crioconservant, ja q es produeixen cristalls d’aigua a les cèl·lules q provoquen la seva lisi(trencament).
Un dels crioconservants + utilitzat és el DMSO 5% (dimetilsulfòxid) ó el Glicerol 10-20%.
• • NITRÒGEN LÍQUID: congela a –196ºC, tb s’ha d’usar crioconservants, la viabilitat dels bacteris augmenta de 10-30 anys.
Els tancs de N necessiten vigilància contínua pq es va evaporant, i s’ha d’anar renovant. Els tancs acostumen a ser de 25 ó 50 L.
LIOFILITZACIÓ: congelació i assecament, és la tècnica q millor resultats dóna.
Primer es congela la mostra i mentre està congelada s’extreu tota l’aigua. Aquesta tècnica permet mantenir els organismes sense cap mena de conservant especial, i a més no hi ha gran pèrdua de la viabilitat.
Al procés de descongelació hi ha sempre una pèrdua de viabilitat.
Els bacteris no necessiten cap mena de caldo de cultiu o nutrients quan es congelen.
A partir de –80ºC es tornen + estables les seves estructures. El seu metabolisme s’enlenteix molt i fins i tot arriba a parar-se, encara q no formin espores.
Encara q aquestes tècniques són molt eficaces, no es poden mantenir al laboratori bacteris indefinidament. Existeixen organitzacions q es dediquen a col·leccionar cèl·lules i a distribuir-les(les vénen): - ATCC: Col·lècció Americana de Cultius Tipus. Aquista organització té catàlegs molt amples, és molt poderosa.
- CECT: Col·lecció Espanyola de Cultius Tipus.
- ECCU: Col·lecció Europea de Cultius Tipus. A aquesta organització s’engloben les dels paisos q formen part de l’UE.
Les col·leccions acostumen a estar subvencionades amb béns públics.
13 ESTRUCTURA DE LA CÈL·LULA BACTERIANA: PROCARIOTES EUCARIOTES No tenen M.N Sí tenen M.N No tenen nucli sí tenen nucli No tenen nucleol sí tenen nucleol Genoma única, circular covalentment cromosomes a dins del nucli.
tancada. cccdsDNA.(hi ha bacteris de Lineal ,doble.
genoma obert i cadena senzilla.
No tenen histones, són histone.line Sí q tenen histones.
Mitosi Mitosi i meiosi.
Reproducció sexual no freqüent Reproducció sexual freqüent.
Membranes internes molt poc freqüents Presenten compartiments interns.
Ribosomes: 70s Ribosomes. 80s.
No mitocondris Sí mitocondris.
Clorosomes Cloroplasts.
Formen espores No formen espores Flagels per moure’s Els flagels no són pel moviment Moviment:raptació,lliscament,vacuoles de gas Corrents citoplasmàtiques, lliscament No microtúbuls sí microtúbuls >2micròmetres <2 micròmetres Ja s’ha parlat de les diferències principals entre procariotes i esucariotes. Els éssers procariotes són + senzills q els eucariotes, aquests contenen el seu nucli a una membrana (MN) mentre q els procariotes no en tenen de MN.
• - ESTRUCTURES COMUNS ALS BACTERIS: flagels fímbries càpsula MC Citoplasma Paret cel·lular Ribosomes Vacuols Liposomes Genoma • ESTRUCTURES PRESENTS A TOTS ELS BACTERIS: (normalment de composició constant) MC Citoplasma Ribosomes Nuceiod (genoma).
• - COMPONENTS VARIANTS: (la seva composició pot ser molt diferent d’una espècie a una altra de bacteris) Paret cel·lular Fímbries Flagels Capes mucoses Esporul·lació (capacitat d’estructurar-se en formes no-vegetatives) Vacuoles Inclusions 13.1 FORMA, GRANDÀRIA I AGRUPACIÓ.
(fotocòpia fulls dels T10-11-12) La morfologia de les cèl·lules bacterianes són: COCS: cèl·lules arrodonides, esfèriques.
BACILS: cèl·lules allargades COC-BACILS: cèl·lules no tan allargades.
Aquestes són les més usuals.
Hi ha altres formes, no tan usuals però molt específiques: VIBRIS: amb forma de bastonet.
ESPIRIL·LES: en forma de Ziga-zaga.
ESPIROQUETS: en forma de ziga-zaga + pronunciat.
AGRUPACIONS: També es poden trobar grups de cèl·lules: DIPLOCOCS (2) ESTRECTOCOCS: en forma de rosari.
TETRACOCS. (4) SARCINES (8) Aquestes unions es fan per interaccions de l’envolta de la cèl·lula. És un contacte, no una fusió.
La GRANDÀRIA dels bacteris és molt relativa, però oscil·la entre 1 μm-10 μm.
13.2 LA MEMBRANA CITOPLASMÀTICA.
La MC o M cel·lular és igual q la dels eucariotes en quant a composició. Consta d’una bicapa lipídica típica, no difereix massa dels altres organismes.
Consta d’una regió hidrofílica (situa els seus caps polars a la part exterior de la membrana) i d’una part hidrofòbica (situa els seus caps apolars a dins), aquesta disposició forma micel·les, q guarden a dins aigua del medi, aquest podria haver estat un dels principis per la formación de cèl·lules. Al formar les micel·les, la part hidrpòfila es col·loca, d’una banda a torcar de l’exterior de la cèl·lula, l’altra part, tb hidròfila, toca amb el protoplasma ó citoplasma de la cèl·lula.
El gruix de la MC és de 7,5-8 nm.
• COMPOSICIÓ: FOSFOLÍPIDS: 20-30% Són àcids grassos: - Saturats (C – C) Presenten una major rigidesa - Insaturats (C=C) presenten una major fluidesa.
+TºÆ+ saturats (organismes MESÒFILS ó TERMÒFILS) - TºÆ + insaturats. (organismes q creixen a baixa T: PSICRÒFILS) Saturat Insaturat A organismes HIPERTERMÒFILS hi hauria una destrucció i trencament de la MC, per això la seva membrana és diferent. Pertanyen al domini Archea i la MC conté un àcid gras (P – G – (isoprè)n) amb enllaç éter. Són cadenes carbonatades curtes o dièters de glicerol. A la majoria d’archea termòfiles trobem una unió entre dièters donant lloc a una monocapa. L’estabilitat és molt més forta. Tb és permeable.
• PROTEÏNES: Poden estar inmerses dins de la bicapa. Desenvolupen diferents funcions: - Barrera de permeabilitat. La MP té permeabilitat selectiva, conté uns porus q poden ser inespecífics (deixen passar substàncies) ó específics.
Transport d’e per conseguir E. Ha de tenir lloc el fenòmen de respiració.
Fer la fotosíntesi (són receptores de llum), pigments.
Biosíntesi.
LA PARET CITOPLASMÀTICA La diferenciació de la paret als bacteris fa q es classifiquin en dos grans grups: GRAM (+) i GRAM (-).
GRAM (+): Tenen una única paret gruixuda. És una capa de peptidoglucà o mureïna.(40 a 90%).
Tb es troben àcids teicoics.
Així, aquest bacteri té una paret amb un àcid característic, el teicioc, q es troba entre el periplasma (espai “buit” entre la MC i la paret)i la zona externa (es troben travessant la paret). Alguns d’ells actúen com a receptors químics, s’associen amb capes mucoses i fenòmens de adherència i virulència d’organismes.
FUNCIONS DE LA PARET: - protecció mecànica - receptors de fags - permeabilitat a certes substàncies - diana de B-lactàmics (les substàncies antibiòtiques l’ataquen, degraden la muraïna o fan q no en pugui produir) és + susceptible als antibiòtics.
GRAM (-): Paret + Bicapa lipídica.
Tenen una paret, + prima q la dels gram (+), constituïda tb de peptidoglucans ó mureïnes. La bicapa lipídica (semblant a la MC) és una M externa, formada de: - fosfolípids - proteïnes - LPS (lipopolisacàrids) La M.Externa d’aquests bacteris tenen una capa de LPS, aquesta capa és única de gram (-). Té 3 parts diferencials: ANTIGEN 0 + CORE + LÍPID A L’antígen 0 és un tipus específic, es troba a espècies, soques concretes i pot ser diferent d’una altra espècie. Hi ha bacteris q poden formar SEROGRUPS, q fa referència a diferents antígens. Tenen el core igual ó semblant i el ípid A tb.
El core és una regió + conservada de grup o génere. És el nucli central del LPS.
El lípid A és un àc. gras+`glicerofosfat mitjançant un enllaç éster. Es diu tb ENDOTOXINA pq pot provoccar una resposta o transtorn a l¡hoste. El comportament antigènic forma part del LPS, per això es diu endotoxina (si el bacteri ho sintetitzés només per alliberar-lo a l’hoste seria endotoxina), forma part de la cèl·lula. // no tots els lípids A són toxigènics.
En alguns casos l’espai periplasmàtic pot estar connectat per lipoproteïnes entre la MC i pa capa lipídica.
FUNCIONS DE LA PARET+BICAPA: - protecció davant lisozims (no poden travessar la bicapa) - permeable - Protecció davant antibiòtics tipus B-lactàmics pq no poden penetrar a la bicapa lipídica.
ARCHEOBACTERIS: Tenen una capa variable en quant a gruix i composició respecte a la capa de mureïna, es tracta d’una pseudomureïna ó pseudopeptidoglucà.
• Components de la mureïna: nacetil murànic + nacetil glucosamina + cadena aa.
Els aa són particulars, no es troben a tot arreu. Són formes D (les formes L són les q es troben a la materia viva normalment)- Tb l’àcid mesidiaminopismàlic (DAP) es troba com a aa.
Aquesta estructura pot unir-se a una altra caden, formant una xarxa, q dóna rigidesa.
L’aa s’uneix al DAP ó a un altre aa , fent una cadena de proteïna (normalment a base de Gly) l’enllaç és peptídic. Això confereix rigidesa. Aquesta capa protegeix la cèl·lula de deformacions i penetracions de virus o molècules nocives.
A través de la capa hi ha d’haver un forat per on penetrin les substàncies.
13.9 APÈNDIX DE LA SUPERFÍCIE CEL·LULAR: FLAGELS, CIL·LIS Els flagels es troben ancorats al protoplasma, travessant la paret i la membrana.
FLAGEL ////////////////////////////////////////// Bicapa lipídica Paret de mureïna Cos basal MC Es tracta de filaments helicoïdals, la COMPOSICIÓ del flagel és flagelina (una proteïna). El cos basal (es troba a l’espai periplasmàtic)té un altre tipus de proteïna.
FUNCIÓ: moviment voluntari de la cèl·lula.
El flagel no és obligatori a tots els bacteris.
La distribució pot ser característica per diferenciar diferents grups de bacteris.
FLAGELACIÓ PERÍTICA= al voltant de tota la cèl·lula.
FLAGELACIÓ POLAR= es troba a un pol o a tots dos.
FLAGELACIÓ LUFÒTRICA= té molts flagels q surten d’un mateix lloc.
El gir dels flagels pot ser antihorari ( el bacteri va cap endavant) Horari (el bacteri va cap en darrera.) FÍMBRIES I PILIS: FÍMBRIES: Les fímbries són estructures adosades a la membrana citoplasmàtica. Es troben ancorades al protoplasma, travessant la membrana i la paret.
La seva funció és d’adherència a superfícies i d’absorció.
Formen filaments rectes de entre 4 i 35 nm. Són + curts q el flagels.
PILIS: Tb es troben ancorades al protoplasma, travessant la MC i la paret.
La seva funció és d’intercanvi de material genètic, fa de pont entre dos organismes.
Fertilitat del microorganisme.
13.8 CÀPSULES I ENVOLTURES MUCOSES Aquestes càpsules es troben a la part externa de la cèl·lula.
Estan formades de polisacàrids i glucopolisacàrids.
La seva estructura ñes homogènia de baixa densitat. L’embolcall poc estructural, poc definit. S’associa a fenòmens de patogenisitat i protecció (fagositosi), resistència de cèl·lules capsulades a ser digerides.
Una cèl·lula sense càpsula no és patògena. No provoca transtorn sobre l’hoste.
Si tenen càpsula és pq poden codificar els gens q fabriquen els polisacàrids, Les colònies poden agregar (formar-se) amb càpsules o sense.
13.3 ULTRAESTRUCTURA DEL CITOPLASMA. RIBOSOMES. INCLUSIONS: FUNCIONALS I DE RESERVA.
Al citoplasma trobem diferents estructures: • • • GENOMA: es troba molt relegat, amb proteïnes q donen lloc al NUCLEOID.
RIBOSOMES. Són 70 S.
30 S 50 S no es troben a l’Ap de Golgi pq no en tenen. Es troben lliures al citoplasma.
INCLUSIONS a dins del citoplasma: FUNCIONALS: VACUOLS Æ els q s’inflen i fan q l’organisme suri a una determinada alçada.
CLOROSOMESÆ són equivalents als CLOROPLASTS dels esucariotes. La seva estructura és esfèrica amb pigments. La membrana és semblant a una capa lipídica.
És una estructura típica dels fotosintètics.
CARBOXISOMESÆ són inclusions pels organismes q fixen el CO2. Cúmuls de RIBULOSA DIFOSFAT CARBOXILASA.
MAGNETOSOMESÆ Són cúmuls de MAGNETITA. Els q els tenen es mouen en funció dels camps magnètics.
RESERVA: Substàncies de reserva i q fa servir en moments d’estrès: GLUCÒGEN MIDÓ POLIHIDROXIBUTIRAT:és una mena de plàstic natural SOFRE: alguns organismes l’usen com a acceptor final d’e.
CIANOFICINA: acúmuls de N2 POLIFOSFAT: volutina Fonts de C i E 13.10 ENDOSPORES: A alguns microorganismes es troben ESPORES, es formes en situació d’estrès: la manca d’un nutrient, un canvi al medi,... fa q es desenvolupi l’espora, una forma de resistència.
Esporul·lació: Medi desfavorable cèl. vegetativa cèl. esporulant Medi favorable Cèl·lula Medi desfavorable Medi desfavorable espora Medi favorable creixement Medi favorable Gemmació de l’espora La posició de l’espora a l’individu és un caràcter taxonòmic (s’utilitza per la seva classificació).
La major part d’esporulats són BACILS (Gram +), també acostumen a ser-ho els Morg. de la terra.
Segons la col·locació de l’espora a la cèl·lula pot ser: - Terminal - Subterminal - Central L’espora consta de: Àc. olipicolínic, genoma, ribosoma, paret (MC), escorça, envolta proteïca. Capa exospora.
Envoltura de l’espora, proteïca Envoltura nuclear(protegeix la part central on està elDNA) ADN (genoma) Escorça Ribosomes Capa exospora Pregunta d’exàmen: L’ACID OLIPICOLÍNIC és típic de l’espora. Només es forma quan hi ha estrès o mendi desfavorable. S’acumula al cora, part central de la cèl·lula.
El Ca2+Æ dóna estabilitat tèrmica enfront de la desecació.
La paret (MC) protegeix la part central de lespora on està en DNA.
L’envolta proteïca se sintetitza quan es forma l’espora.
La capa exospora es forma quan la cèl·lula està vegetativa, al final del procés d’esporulació.
CREIXEMENT BACTERIÀ 14.
CREIXEMENT BACTERIÀ I INFLUÈNCIA DELS FACTORS AMBIENTALS SOBRE EL CREIXEMENT 14.1 CREIXEMENT CEL·LULAR I CREIXEMENT POBLACIONAL Quan es parla ce creixement cel·lular es tracta de l’augment al nombre de cèl·lules.
Quan la cèl·lula augmenta de massa no es parla de creixement. No mñés creix si es reprodueix.
Replicació del DNA Augment de tamany Formació del septe 2 cèl. similars a la primera Al procès de divisió, primer hi ha un augment de tamany cel·lular, amb la duplicació del genoma. Despés esdevé la separació de la cèl·lula (forma un septe q les separa, aquest septe s’inicia al mesosoma, punt de contacte entre genoma i MC.) Les dues cèl·lules resultants són idèntiques a l’original.
Al món bacterià, el creixement és molt ràpid. (d’1 única cèl·lula, en 10 hores en poden sortir 1 milió) Per saber el ritme de creixement de les cèl·lules, s’ha de calcular el pendent del gràfic del creixement. Però el gràfic és exponencial, s’ha de fer una escala logarítmica: Nº cèl escala exponencial escala logarítmica t l’escala logarítmica té pendent única. La velocitat d’augment de la cèl·lula és única, és la mateixa la llarg de tot el temps.
PARÀMETRES DE MESURA DEL CREIXEMENT: TAXA DE CREIXEMENT: (μ)És la velocitat específica del creixement, la velocitat a la q augmenta el nº de cèl·lules.
PES: si el creixement és equilibrat, el pes del cultiu és proporcional al nombre de cèl·lules. Però mesurar el pes de cèl·lules és molt difícil.
PROTEÏNES: és + fàcil de mesurar q el pes. Es mesuren les proteïnes del matrau segons el temps. Si el creixement és equilibrat, les proteInes varien en funció del creixement.
NITRÒGEN: si l’augment de la biomassa és proporcional al crixement, es varifica q la quantitat de nitrogen depen del creixement i està en proporció.
ÀC. NUCLEIC: És proporcional al creixement del cultiu.
ABSORVÀNCIA: és la llum q reté el medi de cultiu, és un paràmetre per determinar el nombre de cèl·lules, és proporcional al creixement.
TERBOLESA: el major o menor grau de terbolesa indica un major o menor nombre de cèl·lules. És proporcional al creixement.
OXIGEN: dissolt al medi de cultiu. Si es tracta d’un bacteri aeròbic, com major sigui enl nombre de bacteris, major serà la Demenda Bioquímica d’Oxigen (DBO), i menys O2 hi haurà al medi.
CO2: Si és anaeròbi, s’ha de mesurar la producció de diòxid de carboni.
Contar les cèl·lules no és trivial. s’ha de quantificar el creixement segons el nombre.
14.2 MÈTODES DE POBLACIONAL.
QUANTIFICACIÓ DEL CREIXEMENT Per fer el recompte del nombre de cèl·lules es poden comptar: • - TOTALS (recompte de totes les cèl·lules del medi, vives i mortes) M.O.Æ no es poden distingir les vives de les mortes. S’analitzen els diferents camps (espai q es veu al MO) Es tracta de fer un recopmte directe de la mostra i després fer una mitja). Es poden fer: - cambres de recompte de Petroff-Hausser - mètode de Breed: amb un portaobjectes s’hi dibuixa 1cm2. El volum de la mostra és sempre de 0,01 ml. AIxò dóna una estimació de les cèl·lules de la mostra total. S’ha d’assumir q el volum és homogeni.
Nº cèl/ml= (mitjana cèl/camp)·nº camps / volum (ml) Nº camp= 1cm2/πr2 r = 90 μm - ME - Aparells contadors de partícules (Coulter counter) • - VIABLES (recompte només de les cèl·Lules viables, les q es poden reproduir) S’ha de fer una dilució a una placa (banc de dilucions en solució salina, de la mostra).
RECOMPTE EN MEDI SÒLID (PLACA): Quan s’ha deixat crèixer, es veuen les colònies (cfu/ml= cèl. formadores de colònies/ ml) es contesn aquestes cpel·lules, q han estat capaces de donar lloc a colònies.
RECOMPTE EN LÍQUID: barrejar el medi en estat líquid i confeccioanr la mostra.
NOMBRE MÉS PROVABLE (NMP): recompte en líquis. Es fa una aproximació.
Calcula el nombre més provable de cèl. viables : fer un banc de dilució en solució salina. Agafar 1 ml i sembrar-lo en un tub on hi ha medi de cultiu. De cada dilució en fem 5 (a cada tub posem 1ml de l’anterior, així diluïm la mostra).
Dels últims tres tubs, s’innocula 1ml a altres 5 tubs. Es deixa incubar. Al cap d’unes hores es pot veure la treboles del tub, si no és transparent, hi ha hagut creixement.
Es mira a la taula segons el número de tubs q ha sortit, la taula dóna el nombre de cfu, aquest nombre s’ha de multiplicar pel factor de dilució + baix.
Les taules han estat elaborades estadísticament i fent un recompte en sòlid es poden veure les cèl·lules inicials.
Aquest mètode és bastant útil per processar un nombre de mostres grans. És + senzill sembrar tubs a no plaques. Alhora de determinar els org. a l’aigua s’ha de calcular els cfu usant aquesta tècnica.
14.3 CINÈTICA DE CREIXEMENT El creixement cel·lular té diverses etapes. Si s’agafa el matrau amb un medi de cultiu complexe i s’innocula un bacteri (t =0), mitjançant el mètodes de recompte de cèl.: cfu/ml, terbolesa (absorvància, densitat òptica del cultiu...). cada cert temps es fan aquestes dues mesures. El valor de vialbles (cfu) i de totals (terboles) es representen gràficament: Etapes del creixement: LactaExponencial Estacionar Mort Nº cèl t FASE DE LACTÀNCIA: el pendent és molt petit. La velocitat de creixement ñes molt petita. La taxa específica ó velocitat específica de creixement és mínima. Durant aquesta fase es diu q no hi ha creixement.
Les cèl. s’adapten durant aquesta fase al medi de cultiu. Necessiten un temps per adaptar-se, per poder utilitzar els recursos del medi al seu metabolisme. Aquista adaptació deten¡rmina la durada de la fase de lactància.
Si són cèl. joves és + curt. Si són velles, triguen + en adaptar-se.
Les cèl·lules creixen de tamany.
FASE DE CREIXEMENTEXPONENCIAL: la velocitat és màxima en aquell cultiu, i constant durant tot el període. L’augment en el nombre de cèl. dóna un augment de massa, hi ha augment de tots els components cel·lulars. Cosa q no es dona fora d’aquesta fase.
Es pot arribar a calcular la μ (velocitat) del cultiu. Aquestes són les condicions d’equilibri, determinar el pendent durant aquest període és important pq tot augment dels components cel·lulars dóna un augment del nombre de cèl·lules. Si hi ha diferència entre el nombre de cèl·lules i els components cel·lulars és pq les cèl·lules s’estan desenvolupant, utilitzen + N, produeixen + proteïnes... aleshores ja no estan en equilibri.
A un cultiu tancat, el creixement arribarà un moment en q cesi pq no té + nutrients.
FASE ESTACIONÀRIA: El cultiu no té + nutrients, així q no pot continuar creixent, la població ha arribat a l seu màxim desenvolupament, ja no hi ha creixement de la població (individualment, poden haver-hi cèl·lules q es divideixin i altres q morin, però com a conjunt, ja no hi ha creixement). Quan manqui un nutrient essencial pel creixement, la població deixa de créixer. Aquista aturada del creixement es pot donar per: - Hi ha factors limitants del creixement(quan s’acaba una determinada substància essencial, no pot continuar creixent) - Materials tòxics q inhibeixen el creixement.
- Alliberació de compostos tòxics per part de cèl·Lules q inhibeixen el creixement.
FASE DE MORT: si es prolonga en el temps el cultiu, s’inicia l’etapa de mort. Hi ha + cèl. mortes q viables. Durant la fase estacionària la població s’envelleix.
Aquesta fase no sempre es dóna, hi ha bacteris q es mantenen a la fase estacionària.
Moltes espores inicien el procés d’esporulació quan s’acaba el creixement. La mort es pot donar pel trencament de la membrana.
14.4 TAXA ESPECÍFICA DE CREIXEMENT I TEMPS DE DUPLICACIÓ • La TAXA ESPECÍFICA DE CREIXEMENT (μ) és la velocitat de creixement, velocitat a la q augmenta el nº de cèl·lules.
dN/dt = μN (la velocitat està directament relacionada amb la població) Es pot veure el nº de cèl·lules en un temps determinat ressolent l’equació diferencial: LnN(t) = lnNo + μ(t) N(t) = No· eμ t μ= (lnN(t) – lnNo) / t Aquesta equació és vàlida si la μ es manté. Si hi ha un nº limitat de cultiu, al cap d’unes hores ja no hi haurà suficients nutrients, entrarà en una fase de creixement estacionària. El creixement no és indefinit. Hi ha factors q el delimiten. En aquesta equació, no s’ha limitat. A la natura no és mai μ màxima, a l’entorn natural no hi a tants nutrients com en un matrau.
El q incideix sobre la velocitat de creixement és: - Nutrients - poder reductor - obtenció d’E és a dir, el metabolisme. Però tb els paràmetres ambientals sobre el creixement. (més avall) • El TEMPS DE DUPLICACIÓ, temps q triga de passar de N a 2N: N(t) = 2No ln2No – lnNo = μTD TD és el temps q triga en duplicar-se. Es calcula experiemntalment.
ln2 = μTD TD = 0,693/μ μ = 0,693 /TD Æés el pendent de la recta.
14.5 FACTORS AMBIENTALS I CREIXEMENT: PARÀMETRES AMBIENTALS SOBRE EL CREIXEMENT: TºÆ tot organisme presenta una Tº mínima, una Tº màxima i una Tº òptima (μ és màxima).
Per sota dela Tº mínima hi ha una gelificació de la membrana. El transport es torna molt lent, no hi ha creixement. Es produeix un col·lapse de la MC, no hi ha transport de substàncies.
A la Tº òptima de creixement la μ és màxima.
Per sobre, a la Tº màxima, hi pot tenir lloc la desnaturalització de compostos lipídics i/o una lisi tèrmica de la cèl·lula. Disminueix el creixement.
Segons això, es pot obtenir el gràfic: Nº cèl Tº òptima Tº Els microorganismes es poden agrupar en: PSICRÒFILSÆ -10º/20º (Tº op. 13º) MESÒFILSÆ 10º /47º (Tº op. 39º) TERMÒFILSÆ 40º/70º (Tº òp. 60º) HIPERTERMÒFILSÆ >70º (Tº òp. 88º) EXTREMSÆ 80º/110º (Tº òp. 100º) La major part de bacteris q coneixem són mesòfils. Són la majoria patògens.
Els extrems es situen allà on hi ha activitat geològica, llocs molts calents, fermentacions i anerobiosi.
Activitat hídrica Æel seu valor es mesura entre 0 i 1. Mesura la quantitat d’aigua disponible per l’organisme.
0Æ ambient sec 1 Æ ambient molt humit. Aigua.
El q determina q un organisme pugui crèixer o no depen de q l’org pugui disposar d’aigua.
Depèn de: - L’EFECTE MATRICIAL, manera com el material absorveix l’aigua. Força amb q el material retè l’aigua.
- EFECTE OSMÒTIC, aquest té a veure amb la concentració de soluts de l’hàbitat o microhàbitat. Segons això, els microorg. s’agrupen en: OSMÒFILSÆsegons la seva capacitat de viure a medis + o – concentrats en glucosa.
Si tenim una alta concentració de glucosa la cèl·lula ha d’extreure la’igua del medi però serà molt difícil igualar-lo pq la [solut] del medi és major q la [intracel·lular].
Ha d’augmentar la [glucosa o un altre solut] pq sinó es produirà la plasmídisi, la cèl·lula estarà + o - adaptada segons pugui o no ficar SOLUTS COMPATIBLES: substàncies inerts q no afecten el metabolisme i permeten contrarestar l’efecte osmòtic. Els soluts compatibles pels osmòfils d’alta [glucosa] són: Glicerol, glicina, plotauria...altre tipus de components compatibles al seu metabolisme.
XERÒFILSÆ aquells q s’adeqüen a ambients molt secs. La baixa activitat hídrica és per efecte matricial. Capta aigua per tensió superficial. Es poden trobar als fruits secs.
HALÒFILSÆ aquells microorg. q poden sobreviure a una alta [NaCl] pq acomulen K, q contraresta la [Na] de fora de la cèl, no poden incorporar Na pq els fa mal, per això incorporen K q no afecta negativament el seu metabolisme. Hi ha de diversos tipus, segons si poden viure a medis + o – salins: NO HALÒFILSÆ no toleren cap mena de medi salí. Moren en un medi salí.
HALOTOLERANTSÆ 0/4% [Na] ([Na] òp. 1,5%) HALÒFILSÆ [Na] òp. 3% HALÒFILS EXTREMSÆ òp. 15/30%, depenent de l’organisme.
pHÆ els organismes tb es poden classificar segons si viuen en medis + o – àcids. El q creixi a un medi àcid o bàsic depèn de q pugui mantenir el pH citoplasmàtic.
Les variacions de pH es fan de 10 en 10 d’un pH a un altre, així q una diferència d’un pH és 10 cops + àcid o bàsic q l’anterior.
Segons la seva tolerància al medi: ACIDÒFILSÆ pH de 1-6 pH CITOPLASMÀTICÆ 6-8. La major part dels microorg. viuen a aquest pH.
Neutralitat.
ALCALIÒFILSÆ 8-14.
OXÍGENÆ Segons el grau de tolerància de l’oxígen, els organismes poden ser: AERÒBICS (aquells q viuen en medis rics en Oxigen): OBLIGATS (estrictes) Necessiten oxígen.
FACULTATIUS (poden crèixer en absència o presència d’oxigen) MICROAERÒFILS (necessiten O a una baixa tensió, a una [ ] + baixa) ANAERÒBICS (aquells organismes q no toleren o poden viure sense oxígen) OBLIGATS (Estrictes) no poden viure a ambients amb O.
AEROTOLERANTS (toleren O) però no el necessiten.
FACULTAITUS (poden viure en absència o presència d’O) El q condiciona q un microorg. visqui en un hàbitat mb + o – O depèn si l’organisme pot eliminar o no els INTERMEDIARIS q es genenren a la CADENA de transport d’e de l’O per donar aigua. Les formes tòxiques de l’O fa q s’inactivi un enzim q podia eliminar els productes tòxics.
Els Microorg. q no poden eliminar els intermediaris són anaeròbics. Els intermediaris sorgeixen a la cadena.
Els aeròbics eliminen als intermediaris amb uns enzims (Catalasa, q elimina el peròxid d’H), aquests poden viure de l’O.
Les formes tèoxiques, INTERMEDIARIS-------- ENZIMS q possibiliten l’eliminació SUPERÒXID ( O2-) -------------------------------------- SUPERÒXID DISMUTASA PERÒXID D’HIDRÒGEN (H2O2) --------------------- CATALASA //PEROXIDASA RADICAL HIDROXÍLIC AIGUA La superoxidasa elmina el superòxid, però dóna lloc a poròxid d’H, q és un altre tèoxic, ha d’actuar amb la catalasa per acabar d’eliminar el intermedari. Si un individu té superoxidasa, tb tindrà catalasa ó peroxidasa.
15 AGENTS ANTIMICROBIANS 15.1 EFECTES DELS AGENTS ANTIMICROBIANS.
Els agents antimicrobians són substàncies q inhibeixen un determinat microorg, o grup de microorg., q incideixen sobre el creixement, el metabolisme. Segons l’efecte sobre la viabilitat cel·lular: BACTEROESTÀTICÆ té lloc una aturada del creixement, hi ha una estabilització al nº de cèl·lules viables i totals (aturada del metabolisme). El seu efecte és reversible, es pot eliminar la substància i la cèl. recupera la viabilitat.
Nº Cèl totals viables t BACTERIOCIDAÆ la cèl·lula no es pot recuperara. No és reversible. Es produeix la mort, no només l’aturada del metabolisme. Hi ha un descens en el nº de cèl. viables però no en el nº de totals.
El bacteriocida és aquell q causa un dany irreversible. Si l’efecte no és sobre el 100% hi pot haver una estabilització en treure’l.
Nº cèl totals t BACTERIOLÍTICÆprovoca la mort i el trencament de la cèl. alshores disminueix el nombre de totals i de viables de la mateixa forma. Les trencades no es poden veure pel MO, per això disminueix tb en nº de totals. És irreversible.
Nº Cèl t 15.2 TIPUS, USOS I VALORACIÓ: Una altra classificació en funció de l’ús dels antimicrobians és: • • • DESINFECTANTSÆ Subztàncies q s’utilitzen per inhibir superfícies, tractar materials... per controlas els microorg.
ANTISÈPTICSÆ substàncies q controlen la càrrega microbiana a organismes. Ús tòpic, extern.
QUIMIOTERÀPIAÆ substància d’ús intern pels organismes: • SINTÈTICS: substàncies d’origen químic, s’obtenen per síntesi química.
Poden ser elements químics.
• ANTIBIÒTICSÆ substàncies d’origen biològic produïdes per un grup de microorg. q afecten altres microorg.
VALORACIÓ de la capacitat antimicrobiana d’una substànciaÆ calcular o valorar la CMI (concentració mínima inhibitòria).
Serà diferent per diferents substàncies. Serà diferent per cada microorg. La valoració es pot veure afectada per Tº, pH, O, matèria orgànica...
Es preparen tubs amb medi de cultiu. S’inocula un bacteri, a cada tub una concentració difenent d’antibiòtic. S’incuba i s’analitza a quins tibs hi ha hagut creixement i a quins no. Així es pot saber quina [ ] mínima d’antibiòtic es necessita pq no hi hagi creixement.
A banda de conèixer la CMI, s’ha de conèixer la resistència o sensibilitat sobre l’antibiòtic, sobre l’agent antimicrobià.
ANTIBIOGRAMESÆ A partir d’una placa de petri on hi ha el medi, damunt es posa un filtre impregnat amb la substàncies antimicrobianes diferents a [ ] diferents. Després d’incubar les plaques, hi haurà un creixement de bacteris al paper, excepte a aquelll al q sigui sensible, q deixarà un espai sense creixement al voltant seu. Com q no hi ha hagut creixement, vol dir q aquell agent inhibeix el sur creixement. Els altres són resistents, l’antibiòtic no li fa res.
Si es mesura el dièmetre dels diferents halus, es pot veure a quina substància és més sensible. Es pot veure la CMI pel diàmetre i la [ ] d’antibiòtic. Però és un valor aproximat.
15.3 QUIMIOTERÀPICS: Els quimioteràpics s’agrupen a una familia de substàncies q mimetitzen altres substàncies naturals.
Són anàlegs de creixement.
La sulfanilamida va ser un dels primers, era capaç d’inhibir específicament el creixement bacterià. De forma selectiva inhibia el creixement del bacteri sense q l’hoste en patís les conseqüències. Afectava al causant de l’infecció però no a l’individu q patia l’infecció. Això se’n diu TOXICITAT SELECTIVA.
Van treballar amb Prontosil, és un anàleg de creixement de l’àcid paraminobenzoic, anàleg de l’àcid fòlic. El Prontosil era capaç de ser sintetitzatper procariotes però no per eucariotes. Com q no el fabriquen, si s’inhibeix, només afecta a aquells q l’han de sintetitzar (els bacteris).
Hi ha altres anàlegs. Però hi ha uns q es troben a la cèl·lula eucariota, q es troben a tot organismes viu. Si administrem l’anàleg, pateix les conseqüències tot l’organisme, l’hoste i el procariota. Té una baixa toxicitat selectiva. Això fa q tingui efectes secundaris sobre l’hoste.
15.4 AGENTS QUIMIOTERÀPICS SINTÈTICS I ANTIBIÒTICS: SINTÈTICS: són en part d’origen biològic. N’hi ha q s’han anat modificant. Pot haver-hi semisintètics o seminaturals.
B-lactàmicsÆ penicilina G (trobada per Flemming).
Per augmentar l’estabilitat s’ha anat introduint modificacions a l’estructura principal.
Molts es poden subministrar oralment. Han de tolerar ph molt àcids. S’ha de modificar pq sigui estable a medi àcid.
Els antibiòtics serveixen per la millora genètica. Dels antibiòtics es pot millorar el seu espectre, és a dir, la quantitat de Micororg. Q afecten.
Si hi ha antibiòtics d'ampliespectre (afecten a Gram+ i Gram -), això provoca q aquest antibiòtic tb afecti als antibiòtics del nostre cos, afecta a l'hoste, al MICROBIOTES, q són antibiòtics beneficiosos per l'home.
Els OPORTUNISTES són Microorg. q normalment no fan res però amb un estat inmunodeprimit ataca a l'individu). Hi ha infinitat d'antibiòtics.
15.5 MECANISMES D'ACCIÓ I TIPUS D'ANTIBIÓTICS: Criteris per la seva classificació: - estructura química - modus d'acció, en q interfereixen, diana de la cèl·lula.
• segons la diana cel·lular: Poden afectar a: - substàncies microbianes q afecten la síntesi de la paret bacteriana.
- Sobre la replicació de l'ADN ó sobre l'expressió dels gens. Bloqueja o intefereix el procés de transcripció dels gens. Són substàncies q afecten a proteïnes ADN girases.
Actualment s'utilitzen en quantitats importants les QUINOLONES: afecten a transcripció i replicació.
- Sobre ARN polimerasa. Bloquejen l'enzim q facilita la síntesi d'ADN.
- Grups substàncies q afecten la síntesi de proteïnes: - Unió a subunitats 50s ó 30s- Inhibició de la síntesi proteïca. Impediment de l'apropament d'ADN.
- Desestabilitzanats de l'estructura de la Membrana Proteïca, similar al q fan els detergents, produeixen uns porus a la membrana.
- Substàncies q afecten la síntesi de l'àcid fòlic. Les sulfamides, anàlegs a l'àc.
paraminobenzoic, síntesi de bases.
- Anàlegs dels factors de creixement ó altres processos metabòlics de la cèl·lula.
L'ús indiscriminat d'antibiòtic comporta l'aparició de RESISTÈNCIA. Als ambients hospitalaris n'hi ha molts bacteris resistents als antibiòtics pq la pressió antibiòtica és molt gran. Els hospitals mantenen pautes d'administració d'antibiòtics i durant períodes de temps van canviant d'antibiòtics. El problema esdevé molt greu quan aquests bacteris es tornen multiresistents, és a dir, resisteixen l'atac de diferents tipus d'antibiòtics. Causen INFECCIONS NOSOCOMIALS ó INTRAHOSPITALÀRIES.
- L'aparició de mutacions casuals es poden donar amb una freqüència de 10-7, aquesta mutació es multiplica molt ràpidament pq el nº de bacteris és molt gran. Si la mutació genera un resistent a un antibiòtic és on comença el problema, pq aquesta resistència tb la poden traspassar a altres colònies de bacteris diferents, a altres espècies. Hi ha aleshores multiresistència, això es fa per intercanvi d'informació genètica.
15.6 RESISTÈNCIA ALS ANTIBIÓTICS: RAONS per la RESISTÈNCIA: - Permeabilitat de la membrana. L'antibiòtic no pot penetrar a dins de la cèl·lula.
- Inactivació de l'antibiòtic. El bacteri té un enzim q altera l'estructura i deixa de tenir efecte aquell antibiòtic, l'enzim trenca el betalactat (un altre enzim). Aquest enzim només el tenen els bacteris resistents.
- Alteració de la diana (és una mutació). Resistència de la RNA polimerasa a la rifanticina, q és el compost q porta l'antibiòtic. aquest antibiòtic s'acobla a la polimerasa a través de les bases, dels aa; si canvia una de les bases, aleshores aquell triplet de bases sintetitza un altre aa i la rifanticina ja no pot acoblar-se.
Aquest tipus de resistència és molt fàcil, no fa falta cap mena d'enzim extern. Un petit canvi provoca una resistència positiva pel bacteri q s'anirà trametent.
AUG Æ Met UAC RNA polim.
UUG Æ Leu AAC RNA polim.
Si hi ha Leu l'antibiòtic no es pot enganxar.
- via alternativa d'obtenir el factor de creixement q competeix amb l'anàleg. Adquirint aquell sistema el bacteri pot viure a l'ambient hospitalari.
Bombes de flux. Deixen q l'antibiòtic entri dins la cèl·lula i q un cop a dintre, l'agafa i el bombardeja cap a fora de la cèl.
Una font important de bacteris resistents pot ser l'alimentació la major quantitat d'antibiòtics tona/any q es subministren es donen a les fàbriques de pinsos pq els animals no es posin malalts. Prevenir infeccions bacterianes multiresistents és un problema.
Els antibiòtics no tenen cap efecte sobre els virus. Hi ha compostos q incideixen sobre la replicació de l'ADN. Anàlegs de Bases, coses q s'assemblen a les bases i q aturen la multiplicació dels virus. Tb afecta a l'hoste, pq el virus és un paràsit.
GENÈTICA BACTERIANA I VIRUS 16. EL GENOMA BATERIÀ I TRANSFERÈNCIA DE MATERIAL GENÈTIC: 16.1 NUCLEOID DELS PROCARIOTES: NUCLEOID: és la molècula d'ADN q es troba replegada i amb proteïnes, dóna lloc a un nucleiod. No té Membrana Nuclear.
- El genoma dels bacteris és: Circular Bicatenari dsDNAccc Replegat (covalentment tancat) Tb és: PETIT, ÚNIC (només tenen un cromosoma per cèl. hi ha alguns amb + d'un cromosoma. No és mutació diploid.
APLOID (n) No hi ha dominància-recessivitat. Només hi ha un A ó a.
Com a material genètic, a bacteris i altres organismes es troba el GENÒFOR.
16.2 ORGANITZACIÓ DEL GENÒFOR El material genètic es troba replegat però sense membrana nuclear. Consta d'un cromosoma i altres materials EXTRACROMOSÒMICS, que són prescindibles per la cèl.
El cromosoma és aploid i es troba repegat i amb proteïnes.
16.3 MATERIAL GENÈTIC EXTRACROMOSÒMIC: PLASMIDIS.
De material extracromosòmic hi ha: - PLASMIDI VIRUS ELEMENTS MÒBILS: troços de ADN q poden saltar d'un lloc a un altre. Poden deixar una còpia al lloc on eren i replicar-se i moure's a un lloc nou.
El elements mòbils poden ser: - SEQÜÈNCIES D'INVERSIÓ: ARN q s'instal·la a un altre ARN, no codifiquen. Es poden incloure, activen o inactiven l'exposició d'uns gens.
- TRANSPOSORS: si codifiquen material genotípic. Tb es poden trobar als plasmidis; és com s'integren al genòfor, a través dels plasmidis.
Aquest material es pot trobar en forma de cercle (sobretot els plasmidis) La molècula q té un element mòbil q és resistent a un antibiòtic pot saltar a un virus, i aquest virus pot anar a una altra cèl·lula, i així es transmet horitzontalment, és una de les maneres de transmetre la resistència del bacteri ja infectat (el virus té el seu ADN) a un altre bacteri.
PLASMIDI: Els plasmidis són molècules de material extracromosómic, és a dir, q es troba fóra del genòfor. Poden ser molècules circulars.
Els Plasmidis s'autorrepliquen independentment de com ho fan el cromosoma de la cèl.
Les funcions del plasmidi dins la cèl. poden ser molt variades: - grup r (de resistència a antibiòtics) - produir bactericines (substàncies en contra d'altres bacteris) - producció d'antibiòtic - fucions fisiològiques (la cèl. pot ser Lac+ quan la seva parental era Lac-) - producció de pigments - fixació de N - Plasmidis de virulpència. Toxines q tenen efecte sobre l'hoste - Bioestructurals (provoquen creixement desordenat) - Plasmidis conjugatius: mecanisme d'intercanvi genètic al món microbià (els altres mecanismes són transducció i tranformació) 16.4 MECENISMES DE TRANSFERÈNCIA GENÈTICA BACTERIANA: CONJUGACIÓ, TRANSDUCCIÓ I TRANSFORMACIÓ: CONJUGACIÓÆ Contacte físic entre les donadora i receptora a través de pilis. Es transfereix el ADN i tb es pot tranferir el del plasmidi. La tansferència del cromosoma pot incorporar a dins el plasmidi. Es pot arribar a transferir el cromosoma sencer.
Alhora q té lloc la tranferència a la cèl. donadora té lloc una síntesi de ADN, només passa una de les cadenes. Aleshores, el basteri donant fa una còpia d'allò q va passant (fa una còpia complementària). La receptora té el cromosoma q ja tenia i el nou DNA monocatenari de l'altra cèl., si aquest DNA s'assembla pot tenir lloc fenòmen de recombinació homòloga.
La conjugació va ser descrita per 1ª vegada amb una E.coli . El plasmidi era F (de fertilitat).
Aquesta capacitat d'actuar com a donadora vé determinada ler la capacitat de conjugar o no. Els plasmidis donen la capacitat de conjugar.
TANSDUCCIÓÆes transporta material genètic però es fa via un bacteriòfag (un virus). El virus ja ha incorporat el plasmidi del genòfor de la cèl. hoste. Quan infecti una nova cèl. haurà agafat un tros de cromosoma i l'intriduià (infectat) a una altra cèl.
reproductora. Aquesta cèl. es queda amb el plasmidi i el tros del genòfor.
Pot fer recombinació si és homòleg, però estarà infectat.
TRANSFORMACIÓÆ no hi ha mecanisme de transport. Les cèl. alliberen material genètic (tb els plasmidis) al medi pq es llisen, si hi ha una cèl. receptora, aquesta pot captar-lo i incorporar-lo.
Podrà fer recombinació si és homòleg.
Aquests mecanismes poden produir molta variabilitat, però les freq. són molt baixes naturalment, a més, les cèl. tenen mecanismes de defensa contra ADN estrany, tenen enzims q reconeixen si el ADN és propi o estrany. Si es propi pot haver-hi intercanvi (metil·lació, incorporació de grups metil q reconeix com a propi, si no ho tenen el degraden), a la natura no es produeixen quasi aquests mecanismes.
17. ELS VIRUS 17.1 CONCEPTE I CARACTERÍSTIQUES GENERALS Els virus són aqueslls organismes q es troben entre els éssers vius i els acel·lulars. No se sap molt bé la seva naturalesa pq no són inerts però necessiten el metabolisme d'una altre cèl per a viure.
Això fa q s'adaptin molt bé i facin moltes mutacions.
Se suposa q el seu nivell d'organitació és ACEL·LULAR. Es tracta + d'elements genètics q d'éssers vius. Són paràsits estrictes, necessiten l'hoste.
La seva grandària pot ser de diferents tamanys, però tots ells són + petits q qualsevol bacteri.
17.2 COMPONENTS QUÍMICS Com a components químics i estructurals comuns, el virus tenen: - Embolcall: capa lipídica q prové de la cèl. de la q s'ha multiplicat. Tb consta de glucoproteïnes codificades pels virus: ANTIRECEPTORS, q són llocs on s'ha d'enganxar el virus per infectar la cèl.
- Càpsida: es diferencia per la forma i el nº dels CAPSÒMERS.
- Àcid nucleic: poden ser de diversos tipus, els virus són els q tenen + tipus diferents d'àc. nucleics.
- ADN: - doble - Simple - ARN: - doble - Simple PolaritatÆ Un virus d'ARN simple pot ser polaritzat, pot ser llegida pels Ribosomes.
La polaritat negativa, necessita la cadena complementària per ser llegida.
La pèrdua de viabilitat és pèrdua d'infectivitat.
Els virus d'ARN són molt canviants; per això la grip canvia cada any. Poden incorporar + errors, si presenta genoma fragmentat (diferents trossos d'ARN) poden combinar-se i generar una 3ª soca, infectar +.
PART III: GENÈTICA 20 INTRODUCCIÓ: 20.1 PER QUÈ ESTUDIAR GENÈTICA? La major part de problemes q té i tindrà la població mundial humana són problemes sanitaris i d’alimentació, resolts en gran part per la genètica.
Gran part de les malalties són problemes genètics. Els problemes epidemològics estan resolts o requereixen un estudi dels factors q els causen (Microorg, genètica dels Microorg...) per saber com combatre’ls.
La societat humana utilitza conceptes genètics, no sempre apropiadament, al parlar de races, clonació...en parlar d’aquests aspectes genètics, es pot incidir en les decisions polítiques del govern.
L’aspecte social a la genètica és interessant.
Com a éssers vius, els humans depenen dels coneixements genètics per saber com viure millor. La genètica avarca les ciències de l’evolució, tots formem part d’una xarxa, un arbre, tots venim els uns dels altres.
La teoria genètica l’inicià MENDEL a mitjans els s. XIX, però va començar a desenvolupar-se intensament a principis del XX. L’evolució de les espècies està basada en termes genètics.
La genètica és un centre d’atenció, punt de referència per tots els estudis biològics q es puguin fer. Està a 1ª línia del progrés i avanços científics.
S’ha d’evitar el desconeixement dels conceptes.
Com aspecte pràctic, hi ha una gran quantitat de productes agrícoles q estan obtinguts utilitzant tècniques genètiques q es denominen TÈCNIQUES DE MILLORA GENÈTICA: ciència aplicada q utilitza els coneixements genètics per produir plantes i animals q utilitzem per alimentar-nos i productes q siguin útils.
Utilització de mètodes clàssics d’entrecreuament mendelians i tècniques més sofisticades d'enginyeria genètica o ADN recombinat, estan en relació amb els avenços de la genètica molecular.
20.2 LA GENÈTICA I ELS PROBLEMES HUMANS: L’home utilitza la genètica pel seu benefici, entrecreua gens animals o vegetals, recombina ADN...pel seu profit.
“els tomàquets tenen el problema q s’han de transportas, no es poden collir madurs pq s’axafarien. Els transporten congelats pq no es facin malbé. Un cop arriben al seu destí, amb etilè els fan madurar artificialment, però aquests tomàquets no han madurat del tot, el sabor, l’aroma no és el mateix q un tomaquet madurat naturalment. El sabor depen de sistemes metabòlics de glucosa; el color de pigments; la duresa: d’enzims q fan q es degradi la cutícula dels fruits...” Per enginyeria genètica es poden incorporar al genoma del fruit (el retarda de manera q no es produieixi durant el camí la maduració), incorporat el gen, fa q no es maduri la fruita i l’enlenteix, però acaba madurant amb la capaciat normal.
A partir de l’incorporació de gens dintre del genoma es canvien paràmetres al cicle de vida. Això pot comportar problemes. Aquest tema d’incorporació genètica és molt recent. Quan encara no es podir incorporar: “el blat de moro va incrementar la població utilitzant un procediment d’hibridació entre línies diferents de blat de moro. Aquestes línies eren HOMOZIGÒTIQUES (tenien la mateixa càrrega denètica, eren cosanguínies) a l’encreuar-se produien híbrids q si es tornaven a encreuar donaven una panotxa encara + gran, + rentabilitat, proporciona gran quantitat de producte, això és VIGOR HÍBRID ó HETEROSI.
cOncepte conegut de fa molts anys, aplicat a moltes plantes q són híbrids entre la mateixa espècie i espècies diferents.
El Triticale Æ blat + cibada; és un híbrid d’aquestes dues plantes, actualment es cultiva pq té qualitat bones de totes dues plantes. Del blat té q es pot fer bona farina, i de la cibada té q és conreable a climatologia adversa, és + resistent a aspectes ambientals desfavorables.
És una manera d’aconseguir una bona planta a llocs on no es podria haver conreat només el blat.
Els híbrids poden sortir al revés del q es pretén.
Els híbrids q produeixen una descendència fèrtil, han produit una nova espècie diferenciada de la seva. En plantes els híbrids no sempre són estèrils. Anant cap enrera es por restaurar la fertilitat, tb amb tècniques d’enginyeria genètica.
Si es troba aïllada de les espècies parentals, poden acabar creant una nova espècie (diferenciació geogràfica).
SELECCIÓ: un altre aspecte utilitzat per millora genètica és seleccionar els millors individus i entrecreuar-los. La REVOLUCIÓ VERDA feia això mateixa 10 ó 15 anys es va prohibir en augment inesperat de la producció agrícola i càrnica. Aquest augment era degut a la genètica, conreus, màquines...
PROBLEMES: A l’exemple del tomàquet al q s’introdueix un gen, per detectar si el gen s’ha integrat al genoma, s’introdueix un altre gen per fer de marcador, molts cops aquest marcador és un gen de resistència sobre antibiòtics. Les plantes resiteixen a una enfermetat, les q no han produït l’integració no sobreviuen.
Si les fulles cauen a terra, es descomposen, en descomposar-se els Microorg del sòl incorporen naturalment el gen q és antibiòtic, es fan resistents als antibiòtics, incorporen fora de control el gen. Ja no es pot combatre aquella malaltia amb aquell antibiòtic, poden produir una infecció. Es posen en perill condicions sanitàries de la població.
Tb hi ha problemes q no es coneixen. Encara no se sap ben bé q és el q fan els gans.
Poden actuar sobre molts sistemes, és un RISC q es corre en fer experiments genètics.
No es coneix prou bé la ciència genètica per saber el q passarà. És una desició de la societat q utilitzarà o no els productes.
20.2 GENÈTICA I BIOLOGIA: a medicina, hi ha moltes malalties q són genètiques. Abans les malalties importants eren epidemiològiques, es transmetien per contagi. En evitar el contagi ha evolucionat la medicina. No s’ha solucionat del tot però s’està abançant molt. El 80% del món és 3er món, on la situació sanitària és insuficient.
La major part de malalties q són + greus ara són genètiques. No tenim una eina apropiada per combatre-les. L’única és l’ingenyeria genètica per eliminar els gens malignes a l’individu o a la població.
Molts dels individus estan aïllats, es coneix la seqüència i treballen amb ells.
Si moltes malalties genètiques són recessives, el nº de milions de persones q porten el gen és molt gran i no es pot saber, pq fenotípicament no es mostra.
Els estudis q es fan a altres espècies és molt important.
La genètica està solucionant problemes fent una predicció sobre el desenvolupament de l’individu, posar un gen en lloc d’un altre, afegir...la genètica ajuda encara q no cura (en el cas del càncer). És un problema genètic (la predisposició de patir càncer està dins de cada individu, aquesta predisposició està sotmesa a l’ambient en q està l’individu).
La predicció de quins gens poden adquirir malatia és un altre fí per la genètica.
Molts cops els caràcters genètics són quantitatius, degradients, no són qualitatius, si tens un gen és així i si no el tens és d’una altra manera. A la genètica hi pot haver gradiació, hi ha valors intermitjos.
El CONSELL GENÈTIC, si un vol, podrà saber el risc q té de conrtaure malalties, com saber si es té un fetus amb síndrome de Down Inmunogenètica: El grup sanguini és important conèixer-lo per poder fer les transfusions, transplantaments...cada vegada es coneix millor la relació antígen-anticós.
Les tècniques de recombinació d’ADN són les + abançades, es poden unir gens se diferents organismes de diferent procedència a un mateix lloc. Crear QUIMERESÆ ADN q porta parts d’una cosa i d’una altra. “insulina, Gh(homona de creixement), interferol(molècula q actúa en un nivell inmunològic), coagulants...es poden produir avuí dia. S’han pogut visualitzar i introduir a bacteris q fan de fàbriques de producte, el bacteri les produeixen.
Tb es poden fer cultius cel·lulars. Tot això comporta un cert risc, s’ha de controlar i estar preparats.
Riscos: S’han d’intentar conèixer, fer balanç entre perjudicis i beneficis. Aplicar tècniques d’organismes no humans a organismes humans.
Per millorar les poblacions humanes es podrien utilitzar tècniques de selecció però això comporta la discriminació d’uns individus sobre uns altres. Això planteja una problemàtica no lícita, molts països han tingut lleis d’esterilització de persones amb condicions desfavorables i considerades genètiques (violadors, borratxos, drogadistes...) no és suficient pq individus descartats de la societat és quelcom molt antic, quüestions relacionades amb creences, idees...
A EUA va haver-hi un temps en q no deixaven inmigrar a certs països cap a ells. La discriminació i racisme és a tots els llocs. És un problema q afecta a tots, les diferències genètiques s’han de comprobar pq no sempre existeixen.
L’EUGENÈSIA és un moviment q dóna suport a les discriminacions, a la selecció d’organismes no humans. GALTO va ser l’iniciador del concepte q deia q era possible millorar la raça humana per selecció.
- EUGENÈSIA POSITIVAÆ selecciona a favor dels individus superiors.
EUGENESIA NEGATIVAÆeliminen els menys afavorits. No reprodueixen els individus no desitjables.
És pràcticament impossible eliminar els gens (pq hi ha gens q no es mostren, els recessius).
La genètica no s’utilitza per una selecció sinó per curar. La genètica pot fer q alguns gens es presentin.
“el metabolisme de la felinamelina, cada pas està mediatitzat per un enzim, si es coneix cada enzim de cada pas cada un d’ells està determinat per un gen, si l’individu no té un gen i pot produir un altre compost, pot ser patògen i pot matar l’individu per acomulació del compost (verí).” Les tècniques de detenció de deficipències genètiques es poden fer als nedons, detecten si l’individu té el gen, encara q no es pugui reparar es pot donar una dieta alimentària on no hi ha l’aa q produeix l’enzim...això és un tipus de millora genètica de l’espècie humana però no és una Eugenèsia, no hi ha hagut una selecció, a un individu si es canvia l’ambient pot sobreviure. Això es diu EUFENESIA.
20.4 ELS GENS I EL MEDI AMBIENT: GENOTIP I FENOTIP.
- L’EUFENESIA introdueix dos nous conceptos: GENOTIPÆ característiques totals, gens dominants i recessius.
FENOTIPÆ característiques q l’individu expressa, gens dominants (ó combinació de tots recessius).
A l’EUGENESIA: cqnvia el genotip de la població.
A l’EUFENESIAÆ canvia la composició fenotípica, però el genotip no canvia, només la manera com es mostra.
Hi ha gens q són independents de l’ambient (com els gens letals). La major part dels gens depenen de l’ambient on es troben. La manifestació dels gens depenen de l’ambient on es troben.
Realment, no estem determinats pels gens en un 100%. Si ho estiguéssim, no necessitaríem evolucionar. L’ambient no seria important. Si ho determinem tot no som lliures. L’ambient educatiu no tindria una influència sobre l’individu. Tot això és fals.
Si no estem determinats pels gens, la variabilitat q troben a la població no es pot saber a q es deu. Si no són diferències genètiques poden ser ambientals. La genètica de poblacions mesura la quantitat de variabilitat d’una població a un determinat espai: VARIANÇA.
Si tot està determinat per l’ambient, la variabilitat genètica és 0%.
“En el cas dels arbres, q són tots clons, la variabilitat és procedenr de l’ambient.es pot veure clarament q l’ambient influeix sobre la genètica” La quantitat de variabilitat genètica o ambiental: Variança genètica= VG Variança total=VT h2= VG/VT Æ HEREDABILITAT: relaciona les 2 Variança ambiental= VA varieances, genètica i total.
VT=VG+VA Sempre hi ha variança genètica i ambiental.
Podrien predir quina seria la resposta genètica d’una població si l’h2=o, voldria dir q la VG és nul·lu, q només hi ha V ambiental.
L’heredabilitat diu si un caràcter variarà o no, no si és heredable (tenir 2 braços és heretat, pero l’h pot ser 0) indica la variabilitat del caràcter.
La variabilitat s’aplica a totes les poblacions. La variabiliat es pot trobar entre poblacions; pot ser diferent segons el lloc geogràfic, l’ambient. Els diferents gens s’expressen de forma diferent segons l’ambient. Cada caràcter depen de + d’un gen. La proporció del gens q diferencien unes i altres poblacions oden dependre de l’ambient, història, geografia...
Es generen distribucions per caràcters: CORVA DE GAUS freqüència + les poblacions s’agrupen: nºindivudus Varaibilitat de la població.
Marca la distribució d’un caràcter a una població ASPECTES AMBIENTALS: Estudi de poblacions: el comportament genètic pot ser molt baix i l’ambient alt.
L’important és saber en un determinat ambient la interacció a una determinada població, veure el % de gens q són de VG i quins VA.
Hi ha gran variabilitat humana, una part correspon als gens i una altra a l’ambient.
S’ha de recordar q la variança total és el resultat de sumar la variança genètica i la variança ambiental. Es pot estudiar la variabilitat utilitzant diferents mètodes d’observació com són les poblacions diferenciades és a dir RACES. Tb es poden observar els individus iguals (BESSONS). Les diferències q es troben les produeixen els gens, ja q viuen a un mateix ambient; però aquesta interpretació no és totalment certa.
Els bessons univitelins són genèticament idèntics. Amb els bessons es pot veure la part de VG i VA. els canvis entre els bessons seran ambientals. En canvi, a bessons adoptats per diferents famílies q viuen a ambients diferents, aquest estudi dóna una idea de la VA (pq moltes de les diferències seran per l’ambient). Els caràcters els comportament, la correlació (grau de semblança de caràcters del comportament) és d’un 25% als bessons univitelins. Als germans no bessons és d’un 11%.
Aquests estudis denoten q el % genètic rara vegada passa del 50%. Aquests estudis s’han d’analitzat molt bé pq és difícil diferenciar la VA i la VG al humans pq no es poden fer experiments com es fan amb les animals.
La COVARIANÇA gen – ambient és difícil de distingir, pq l’ambient és molt inseparable dels gens.
Als mamífers superiors, els germans acostumen a viure al mateix ambient, cosa q fa q les semblances semblin majors. Els seus pares creen un ambient semblant pels seus fills. Com menys cuidats parentals, menys covariança gen-ambient.
MALALTIES: Amb les malalties tb es pot veure la diferència de genotip i fenotip. A una certa malaltia, el fenotip és d’una certa manera, però en canviar la dieta el fenotip canvia, ja no es produeix la malaltia, ja no es mostra, però genotípicament l’individu no ha variat.
GENS A B AMBIENT GENOTIP A B Aquí hi ha indiferència de l’ambient. La determinació ambientals és 0.
GENS GENOTIP AMBIENT B A B A No importen les regles genètiques. La determinació genètica és 0.
GENS A B AMBIENT I II GENOTIP AI BII BI AII Combinació de genotip i ambient. Els genotips depenen de l’ambient., al moment del desenvolupament segons l’ambient q hi hagi sorgirà un genotip o un altre. Per això als bessons univitelins comparteixen un ambient comú a tota la gestació.
Molts cops, al moment del desenvolupament (fecundació Æ organisme) es poden produir accident q produeixen + tipus d’organismes possibles, són els SOROLLS DE DESENVOLUPAMENT.
INTERACCIONS GENOTIP-AMBIENT: Ambient Tenen una certa semblança ambient Si les rectes són paral·leles no hi ha interacció genotip-ambient.els individus s’assemblaran + entre ells pq no hi ha determinació ambiental.
S’ha de saber l’ambient per estudiar el genotip. Quan es volen canviar d’ambient el genotip autòcton d’un lloc a un altre es poden fer errors; s’h ade tenir en compte la NORMA DE REACCIÓ. Quan es coneixen les normes de reacció es poden fer previsions.
Al Síndrome de Dawn (trisomia al cromosoma 21) el fenotip és gairabé sempre independent de l’ambient, però individus educats d’una certa forma és molt diferent q d’una altre.
La norma és bastant plana però no del tot.
Hi ha mutacions (ull rodó de drosophila es trona allargat.) depen d’una regió cromosòmica. Tb hi ha influència de l’ambient.
Nº facetes de l’ull silvestre (la norma de reacció no és plana) infrabar ultrabar (la norma de racció és diferent depenent del genotip. Les rectes es creun. L’ambient té molta importància. Interacció genotip ambient.) Cº Quan 2 genotips són l’ambient.
molt diferents poden ser iguals al genotip, depenent de Fenotip = genotip + ambient Les plantes són organismes molt adequats per fer experiments. Es poden clonar molt bé (genotip igual i fenotip diferent, pq canviem el seu ambient). Es poden estudiar molt bé les normes de reacció) Altitud elevada Altitud mitja Altitud baixa Cada genotip té una norma de reacció diferent. Un genotip té una gran flexibilitat fenotípica. Sempre q estudiem genotip s’ha de referir l’ambient. Es parla de població pq tenen ambient similar.
L’heredabilitat varia pq la VT és variable, i la VT depèn de la VA. la variabilitat i l’heredabilitat són relatives a l’ambient: h2=VG/VT VT=VG+VA La genètica és qualitativa i evolutiva. El concepte poblacional és molt important.
La variabilitat genètica es pot mesurar. Amb les drosòphiles es fan estudis genètics, qualsevol organisme pot ser estudiat per veure el seu genotip i la varabilitat genètica de l’espècie.
El sistema sanguini es pot estudiar; A,B,0 Els genotips són diferents dels fenotips A0=AA=A fenotípicament B0=BB=B INTERACCIÓÆ components afegits a les variabiliats.
El tipus d’Hb és diferent al globus terrestre. Hi ha VARIABILITAT GEOGRÀFICA.
Tb els grups sanguinis tenen variabilitat geogràfica.
El gen HbS (designa l’anèmia calciforme), la variabilitat genètica pot ser per un fenomen històric, sense relació a l’aptitud dels individus q viuen allà. Pot ser influenciat per la presència de la malària, pq a zones on hi ha + malària (el vector de transmissió) tb hi ha molts HbS (freqüència de l’al·lel HbS), sospitem de la relació entre els 2 components. Relació ambient-genètica.
Relació entre causes de ariabilitat i genèe. La variabilitat és un dels compoenents bàsics per l’existència dels éssers vius. La selecció positiva, adaptació, s’ha de fer si hi ha varaibiliat genètica, fa q pugui haver-hi canvis evolutius.
L’origen de la variabilitat és la mutació. Fa q hi hagi individus de diferent genotip.
21 ANÀLISI MENDELIANA Al S. XIX Mendel va arribar a unes regles vàlides sobre la viabilitat. Al s XIX es creia q els gens eren a la sang, q si es tenia sang pura, es tenien gens purs.
Al s XX es va fer la teoria de barreges: els gens són els fluids del cos, són a la sang.
Ara se sap q els gens no són als fluids, sinó a tot arreu. Es creia q la variabilitat es perdia, q en poques generacions la variabilitat no es trametia, q a cada generació es perdia la meitat de l’anterior. S’ha de suposar q s’ha de produir una gran quantitat de mutació per conservar la variabilitat en poques generacions.
Això era un problema pq no explicava la variabilitat de les poblacions.
El Mendelisme diu q els factors genètica no es barregen. I q a les generacions posteriors poden sorgir gens de generacions passades. Mendel va demostrar q l’herència era particular, q els factors genètics es trametien en partícules. Aleshores la variabilitat es pot mantenir.
21.1 ELS EXPERIMENTS DE MENDEL Són un exemple d’experiment científic. Estudi d’híbrids (heterozigots, dos tipus genotípics diferents).
S’ha d’escollir bé el material i partir de situacions senzilles. Va escollir organismes de fàcil reproducció (gran quantitat de descendents) per estudiar una descendència de fills molt gran. Va escollir PÈSOLS, el seu encreuament pot donar una descendència de molts individus, va bé per fer les estadístiques.
Es tipus parentals havien de ser línies pures (homozigots) ho sabia pq en reproduir les plantes donaven els mateixos fills. Era autofecundació.
Va utilitzar el pèsol i va escollir una sèrie de caràcter per estudiar: • a la llavor: - color - cutícula (llisa o rugosa) - beines (constrenyides o no) • a la flor: - color • planta: - normal - nano Per estudiar la llavor no es necessita fer crèixer la planta, es guaya molt temps. Va estudiar la descendència de 7 caràcters.
En fer els entrecreaments, es va adonar q un genotip dominava sobre l’altre, pq un es mostrava i l’altre no: Groc x Verd Llisa x Rugosa Violeta x Blanca F1Ægroc 100% F1Æ Llisa 100% F1Æ violeta 100% Un caràcter era dominant sobre l’altre, pq al final de l’expressió dels caràcters era el q es manifestava sobre l’altre.
En fr l’entrecreuament de les F1: F1Æ groc x groc F2Æ 3:1 (3groc, 1 verd) Sempre donava la mateixa relació, a la F2 tornava a aparèixer el factor recessiu de forma: 3 caràcter dominant, 1 caràcter recessiu.
1/4 3/4 1/4 pur dominant (AA) 3/4 2/4 2/4 impur (Aa) entrecreuament 1/4 F1 x F1 (Aa) 1/4 1/4 pur recessiu (aa) Es pot saber si son línies pures si es fa una autofecundació.
Si es fa un ENCREUAMENT PROVAÆ encreuar un individu no pur amb un altre pur per veure si és heterozigot o homozigot el pare.
Aquesta teoria demostra q els factors hereditaris no es barregen.
Això és la PRIMERA LLEI DE MENDEL Aquesta és la segregació igualitària d'un sistema genètic senzill, es verifica q per dos factors o gens hi ha un q segrega i dona una sèrie d'individus combinant factors a l'atzar.
És la LLEI DE SEGREGACIÓ DE CARÀCTERS segons l'atzar, per fer un test de significació.
Test de CHI: X2=Σ (O-E)2/E OÆ el q observa EÆ el q espera ΣÆ sumatori Com + gran és el sumatori, + petit és l'atzar.
Si el valor és + gran o igual a un cert nombre es té dubtes q sigui a l'atzar.
Es pot tenir una mesura aproximada si és un fenomen d'atzar o no. Sempre hi ha un factor d'atzar als experiments, s'ha de destriar o no si és o no és atzar.
HomozigotÆ produeix zigots iguals HeterozigotsÆ produeix zigots diferents.
Sempre hi ha a la F1 una segregació igualitària, independent d'homozigots o heterozigots. Això es va treballar sobre organismes diploids (doble dosi genètica).
Tenim dos gens per cada caràcter.
A vegades s'expressen els dos caràcters (no hi ha dominància) CODOMINÀNCIA. En creuar-se la F1: F1 x F1 (Aa) Æ 1/4 AA 1/4 Aa 1:2:1 (fenotípicament) 1/4 Aa 3:1 (genotípicament) 1/4 aa Els gens q determinen els caràcters són AL·LELS.
A(caràcter)Æ A1,A2,A3,...(al·lels) Grups sanguinisÆ A,B,0 Cada individu té només 2 al·lels a cada caràcter.
Tots els al·lels són gens però no tots els gens són al·lèlics. Si no hi hagués diferents al·lels, no hi hauria variabilitat.
Per calcular la població en equilibri, es fa mitjançant la LLEY DE HARDY_WEINBERG: - Poblacions PANMÍTIQUES (PANMIXIA)Æ aparellament a l'atzar, entre tots els individus de la població - q no hi hagi mutacions, és a dir, q els al·lels no variïn les seves freqüències - q la població sigui tancada, q no hi hagi migració - q els diferents al·lels confereixin igual viabilitat als individus portadors - q les dimensions de la població siguin infinites.
Freqüències dels possibles genotips: AA x aa F1Æ Aa x Aa AA Æ p2 Aa Æ 2pq aa Æ q2 p+q=1 FREQÜÈNCIA GÈNICA: f(A)= p2 + 2pq/2 = p2 + pq = p (p + q) = p f(a)= q2 + 2pq/2 = q2 + pq = q (q + p) = q p i q no canvia d'una generació a una altra. Manté la variabilitat. Aquest sistema manté la viabilitat (és una de les condicions per calcular les freqüències de HardyWeinberg), altres mecanismes(com l'herència) no mantenen la viabilitat. Els models surten del resultat.
Els gens estan als cromosomes però en aquell moment no es sabia. Incloent diferents gens, estaven d'acord, els resultats, amb el q cabia esperar.
Una forma de demostrar la variabilitat és la dels enzims. Hi ha tècniques q separen proteïnes.
Un caràcter té diferents al·lels q dirigeixen la síntesi de proteïnes. Produiran enzims semblants entre ells, ISOENZIMS (concepte químic) ALOENZIMS en genètica, és in isoenzim q està codificat per al·lels d'un mateix sistema genètic.
No tots els isoenzims són aloenzims però tots els aloenzims són isoenzims.
electroforesi homozigot heterozigot homozigot El LOCUS és la possició física al cromosoma on estàn situats els al·lels del mateix sistema.
MonomorfismeÆ tots els individus són homozigots PolimorfimeÆ els individus tenen ?????????? A1 --- α1 és un monèmer (formats per la mateixa molècula) com els glúcids A1A1--α 1 formades per glucosa només.
A1A2--α1 α2 A2A2--α 2 Si són dímers: A1 ------α1 α1 Æ homodímers A1A1----α 1 α1 A1A2----α1 α1 Æ heterodímers ( té tres mobilitats, pq té tres possibles velocitats, -α2 α2 tres PM diferents. Es mouran de diferent forma α1 α2 i així es veurà a l'electroforesi) A2A2----α 2 α2 Æ homodímers En sistemes anb 2 al·lels diferents del sistema q el formen (monòmers, dímers, tetradímers...)obtenim diferents desplaçaments.
Si es produeixen molts homozigots estem en presència de + de 2 al·leles. El nº d'heterozigots es va multiplicant.
La probabilitat de produir A1A2 és doble (α1 α1 ) ,per això a l'electroforesi: α2 α2 electroforesi dímer monodímer és un heterodímer, hi ha + quantitat de producte al citoplasma.
A1A2----α1 α1 α2 α2 α1 α2 si hi hagués tetradímer tindria 5 mobilitats: A1A2----α1 α1 α1 α1 -α1 α1 α1 α 2 α1 α1 α2 α2 α1 α2 α2 α2 α2 α2 α2 α2 Els al·lels es troben però no es fusionen mai. Els gens mantenen la seva individualitat. És la base del model Mendelià.
En homozigots només es forma un tipus de molècula Per detectar fenotips (tb a nivell bioquímic) tenen aquesta complicació, tenen un CIMOGRAMA es poden detectar homozigots i heterozigots.
DOMINÀNCIA- RECESSIVITATÆ depèn del fenotip q considerem.
A la HbS (anèmia falciform) HbS HbS (forma del globus vermell) Hb HbS ó Hb Hb letal A la Hb - HbS la proporció entre aquests dos tipus depèn de la [O2], l'ambient influeix. Quan la [Oxígen] augmenta, tb augmenta la de és a dir, augmenta l'anèmia.
A nivell citològic no hi ha dominància. Es detecten els 3 genotips a nivell dels hematies (glòbuls vermells).
Si es considera el comportament dels individus, l'actitud, els HbS no capten bé l'Oxigen, això causa l'anèmia. Els individus dependran de l'ambient pq si hi ha + o Oxigen tindran un grau d'anèmia o un altre. No hi ha dominància.
El Plasmodium (el q provoca la Malària) és un vector q fa q es lisi el globus vermell.
La freqüència del gen és molt + alta del q cabria esperar a regions africanes. El plasmodium afecta + als glòbuls normals q als de HbS. En aquestes condicions, és millor tenir HbS-Hb pq el plasmodium no afecta tant. L'heterozigot és + eficaç en aquest cas q l'homozigot, pq no porta anèmia ni malària.
A nivell d'organisme: dominància completa Hb>HbS A nivell de cèl·lula: dominància incompleta Hb HbS (o es mostra normal o anèmic) A nivell molecular (electroforesi): codominància SEGONA LLEI DE MENDEL: Estudi de 2 loci. En principi es poden utilitzar les regles de segregació igualitària i independent.
2 al·lels x 2 al·lels AAaa x BBbb Aa x Bb Æ Aa Bb 9 Æ AB 3 Æ Ab 3 Æ aB 1 Æ ab AB AB AABB Ab AABb aB AaBB ab AaBb Ab AABb AAbb AaBs Aabb aB AaBb AaBb aaBB aaBb ab AaBb Aabb aaBb aabb la freqüència és sempre de 9:3:3:1 quan es barregen dos caràcters Això demostra q els loci són independents, pq no es barregen.
Si la descendència no és prou nombrosa, com passa a la raça humana, s'ha de mirar el PEDIGRÍ, l'arbre genealògic, el passat, per veure com evoluciona fenotípicament un cert caràcter.
Si es troba a pocs individus una certa malaltia, és pq és recessiva. (quan les persones q formen l'arbre venen de fora de la familia, es suposa q són sans, homozigots).
Les famílies reals, com q hi ha consanguinitat pq es barregen entre cosins, les malalties s'hereten amb més facilitat.
22.2 MITOSI I MEIOSI: Al S. XIX s'estudià l'estructura de la cèl·lula: CITOLOGIA. Es van adonar del paral·lelisme entre dinàmica cromosòmica i mendeliana.
CROMOSOMESÆ cropuscles cel·lulars q passen per diferents fases. A la GAMETOGÈNESI s'han de separar, fer una MEIOSI (2nÆn), se separen (gàmetes) i després s'aparellen.
El cromosoma consta de diferents parts. El CENTRÒMER denota el tipus de cromosoma segons on es troba situat: acrocèntric, telocèntric...
APARELLAMENT: La meiosi es dóna a la reproducció sexual, per formar els gàmetes, q han de tenir la meitat de dotació cromosòmica. Així, la meiosi és una reducció de dotació cromosòmica a la meitat.
MEIOSI (M!) Profase I: - Leptotè - zigotè - paquitè - diplotè - Diacinesi Metafase I Anafase I Telofase I Mitosi meiòtica: Profase II Metafase II Anafase II Telofase II A la M! té lloc l'aparellament, la sinapsi entre homòlegs (entrecreuament) i té lloc la recombinació, gràcies a la q hi ha tanta variabilitat. La combinació pot ser de diferents 22.3 ELS GENS ESTAN ALS CROMOSOMES: Quan hi ha més d'un parell de gens, la forma en q es combina cada parell és a l'atzar.
AB ab ó Ab aB Cada al·lel està amb un dels parells cromosòmics. Paral·lelisme entre gens i cromosomes. Això fa sospitar q els gens estan als cromosomes, demostrar q estan realment als cromosomes és + difícil.
La individualització dels cromosomes era important, es feia per la seva morfologia.
Els cromosomes més fàcils de distingir són els cromosomes sexuals.
22.4 CROMOSOMES SEXUALS I LLIGAMENT AL SEXE: Cromosomes sexuals: XX ♀ Y X ♂ Mitjançant l'estudi citològic (observació) es pot saber si el gen està a l'X o al l'Y. En molts casos el sexe es distingeix per la seva dosi al cromosoma X: ♀ ♂ Als mamífers el q determina la masculinitat és la presència d'Y.
A altres espècies, es pot determinar per l'abundància d'X: Drosòphila Home XX ♀ ♀ XY ♂ ♂ XXY ♀ ♂ X0 ♂ ♀ XXY: la presència de l'X determina el sexe femella, no es tè en compte l'Y.
X0: la dosi determina la masculinitat.
Van demostrar q els gens estaven als cromosomes amb certs caràcters amb segregació de caràcters diferent de les de les regles Mendelianes.
Es van fer molts experiments amb mosques Drosophiles melanogasters, MORGAN al laboratori de Columbia va trobar q en creuar: XX (blanc) x XY (normal, vermell) F1: XX i XY normals F2: XX normal 1/2 XY normal 1/2 XY blanc Així doncs, les lleis de Mendel no es complien, o bé un dels caràcters estava LLIGAT AL SEXE.
Va postular q el gen estaba al cromosoma X, ho demostrà segons el mecanisme Mendelià, fent entrecreuaments.
XX x XY X(vermell)>X(blanc) F1: XX XY XX ♀vermell XX XY ♂vermell XY XX x XY F2: XX Æ vermella XY Æ vermell XX Æ vermella XY Æ blanc Les regles mendelianes (segregació igualitària (independent no pq és un sol lucus) no es contradiuen).
Fent altres encreuaments es pot comprobar si el mecanisme mendelià funciona: Si creuem una femella heterozigòtica d'ulls vermells amb un mascle d'ulls blancs: XX x XY XX Æ vermella XY Æ vermell XX Æ blanca XY Æ blanc La F1 no és uniforme, però això no demostra q el gen estigui al cromosoma X.
BRIDGES observà q algunes vegades sortien a les F1 algunes femelles blanques, era l'EXCEPCIÓ PRIMÀRIA. Si els canvis són deguts a una anomalia cromosòmica a la segregació cromosòmica, la segregació Mendeliana no es compleix. Això demostraria q el gen es troba al cromosoma, pa un error al cromosoma dona un error al fenotip ( i genotip).
Si els cromosomes no se separen a la meiosi, en dividir-se la cèl·lula queda: 2n XX 2n x XY F1: XX+X Æ XXX (MORT) XX+YÆ XXY ♀ blanca 0+X Æ X0 ♂ vermell estèril 0+YÆ Y0 (MORT) els mascles vermells q surten no tenen cromosoma Y. Aquesta anomalia va demostrar q el factor genètic q determina el color dels ulls estava lligat amb els cromosomes sexuals.
Quan hi ha una anomalia cromosòmica pot determinar esterilitat, com en aquest cas el mascle Y0.
F1: XXY x XY XXX Æ vermella 96% XXY Æ blanc YY Æ blanca 4% EXCEPCIONS SECUNDÀRIES XY Æ vermell Mirar la segregació cromosòmica de la femella a la meiosi: X 84% X X Y X X X 4% Y Y X X 4% Y Aquests són els gàmetes q s'uneixen als XY: X Y XX XXX XXY Y XY YY XY XXY XYY X XX XY XY XXY XYY X XX XY descendència excepcional Secundària 8% Fenotip de descendència "normal" (esperada) 92% Això demostra q els gens estan als cromosomes.
Cada vegada q trobem un fenotip excepcional era pq el genotip era diferent. Es podien predir els genotips. Ens trobem amb un tipus d'HERÈNCIA LLIGADA AL SEXE, es poden fer prediccions.
Un cromosoma XY patern és recessiu, cap fill ni filla manifestarà el caràcter pq és recessiu (X<X) i totes les filles seran portadores. Per part del pare no es manifesta.
XX x XY F1: XX XY Si la filla té fills: F2: XX x XY = XX XYÆ manifesta el caràcter XX XY XaXA x XAY XaXA XaY Æ Manifesta el caràcter XAXA XAY Això indica q està lligat al sexe pq només es manifesta al mascle, les femelles són PORTADORES del caràcter i es MANIFESTA als homes. És un GEN RECESSIU LLIGAT AL SEXE.
Passa a l'Hemofília (defecte a una proteïna de coagulació), amb el Daltonisme (capacitat de veure el verd i el vermell), està lligat a X, així q si no hi ha consanguinitat el normal és q només el tinguin els homes i les dones siguin portadores (es manifestarà a una dona quan la mare sigui portadora i el pare malalt) Aquest gen és recessiu, l'heterozigot seria normal fenotípicament, no presenta malaltia. Quan els entrecreuaments són CONSANGUINIS, es troben casos de malaltia molt freqüentment.
A famílies reals acostuma a passar pq s'entrecreuen entre ells.
Els gens lligats als cromosomes X acostumen a ser recessius pq de gens dominants hi ha molt pocs.
SISTEMES D'INACTIVACIÓ Als mamífers, les femelles tenen 2 cromosomes X; a nivell de desenvolupament és un problema pq el sistema ha d'estar equilibrat, els homes tenir la mateixa càrrega genètica q les dones, com q els cromosomes masculins són físicament + curts, s'ha d'arreglar d'alguna manera. Les femelles (XX) tenen doble dosi q els mascles (XY), cosa q produeix problemes de regulació. Per compensar aquesta dosi extra existeix un SISTEMA d'INACTIVACIÓ d'un cromosoma X de la femella, això fa q no es manifesti un dels cromosomes. Aquesta inactivació és a l'atzar: Es pot manifestar X (s'inactiva X) XX es pot manifestar X (s'inactiva X) (els insectes i altres éssers no mamífers tenen un altre sistema d'inactivació) Aquesta inactivació es pot observar als llinatges de les línies cel·lulars.
M M M El color d'una gata, el negre i el cremadepenen de quin dels dos gens s'han desactivat. Els mascles no poden fer-ho pq no tenen el sistema de desactivació.
La Displàscia ectodèrmica anictòtica és una enfermetat en la q a l'individu li manquen algunes glàndules sudoríperes. Als homes els hi falta a tot el cos, però a les dones la manifestació és a clapes. Són heterozigòtiques i a la zona de pell on el cromosoma q s'inactiva és el normal s'expressa el q té deficiència de glàndules sudoríperes.
Com més al principi hi hagi l'inactivació més gran és la clapa.
Aquesta inactivació es veu al CROPUSCLE de BARR, un ataca negra al nucli; és una forma de veure quants cromosomes X tenen els individus.
El nº de cropuscles = nºX - 1 Si té 1 cropuscle, és XX.
Sempre n'hi ha 1 X activat. És diferent del dominant o recessiu, si no hi ha un activat, continuaria el problema de la dosi d'un individu respecte un altre.
Això són variants del Mendelisme. Els gens segueixen les LLEIS de SEGREGACIÓ CROMOSÒMICA. (a la meiosi (M!)).
RESUMINT: A la M! té lloc l'aparellament, la sinapsi entre homòlegs (entrecreuament) i té lloc la recombinació, gràcies a la q hi ha tanta variabilitat. La combinació pot ser de diferents formes. Segueixen el model Mendelià.
L'expressió dels gens és depenent de l'ambient i d'altres gens. Això fa q l'herència es transmeti en regularitat.
Els gens estan als cromosomes Es poden fer paral·lelismes entre segregació cromosòmica i gens.
23 EXTENSIÓ DE L'ANÀLISI MENDELIANA: 23.1 LES RELACIONS DE DOMINÀNCIA. AL·LELS MÚLTIPLES. GENS LETALS: Els gens acostumen a actuar sempre conjuntament.
Els al·lels donen més d'un producte (a un al·lel es troben tots els possibles gens per un mateix caràcter) hi ha una expressió dels gens; un locus poden tenir molts al·lels.
AL·LELS LETALSÆ són al·lels q maten,. Normalment són recessius (pq quan es presenten maten l'individu, i la selecció acostuma a exterminar-los) però no necessàriament., els dominants la selecció els elimina. Els al·lels letals encara q letals tb depenen de l'ambient, si es pot modificar l'ambient de forma q no expressi la letalitat, els gens no actuen (el cas de la fenilcetonúria; canviant l'ambient (introduint medecines, dieta...) el gen no actua).
Hi ha gens letals q s'han estudiat amb freqüència, la segregació canvia pq si són letals no detectem el fenotip.
Exemples: Un ratolí amb un gen letal recessiu: AYA x AYA F1: AYAYÆ Mor (el gen en doble dosi és letal) (1/4) AYA Æ groc (1/2) Æ (2/3) AA Æ normal (1/4) Æ (1/3) En comptes de ser fenotípicament 1:2:1 és 2:1 pq el letal no es manifesta.
Drosòphila curly: No funciona el concepte de dominància completa, tampoc el de codominància pq no s'expressen els dos caràcters alhora. Una cosa és la viabilitat del genotip i una altra l'expressivitat.
Fenotips: +/+ (normal) Cy/+ (Curly) Cy/Cy (mor) A nivell de viabilitat és recessiu Cy, però el fenotip és dominant, un gen pot ser dominant per un caràcter i recessiu per un altre.
El color dels mamífers depen de molts loci i tb de l'ambient. El fenotip dels gats siamesos (Himalaya per als ratolins) depen de la Tº pel seu color. El gen produeix un enzim q pot transformar productes en melanina, pq la Tº és + baixa. Quan la Tº és baixa, és funcional el gen. A les extremitatls i al morro es produeix l'enzim q dóna pas a la melanina pq la Tº és + baixa.
Els colors estan determinats per sistemes de molts loci.
23.2 DIFERENTS GENS Q AFECTEN EL MATEIX CARÀCTER: NOMENCLATURA: AÆ locus q actua a nivell de la distribució del color al pèl, a cada pèl individualment. Distribueix el color de forma q es produeixen zones fosques alterades amb clares: Groc ó blanc Agontí (color crema) Negre BÆ locus q determina si és un sistema fosc, clar...tipus de pigment.
B (negre), bb(Canela) CÆ Determina la presència o absència de color.
C(presència), cc(absència, albí) DÆ controla la intensitat del color EÆ permet q el color es depositi o no.
EE (permet el color) Ee(no permet el color) SÆ presència o absència de taques.
AB= combinacions: A_B_ agontí (això vol dir q pot ser AABB ó AaBa ó AABb ó AaBB) A_bb Canela aaB_ Negre aabb Marró Haurien de sortir en proporcions 9:3:3:1 EPISTASIÆ interacció entre 2,3,4...sistemes genètics. Gens epistàtics= varis gens q interactuen.
CB=combinacions: BBcc x bbCC F1: BbCc (negre) B_C_ (Negre) B_cc (albí) hauria de sortir 9:3:3:1 però surt 9:3:4 (Negre:Marró:Albí) bbC_ (marró) bbcc (albí) Els loci interactuen, la segregació genotípica és la mateixa però fenotípicament és diferent. Això és EPISTÀSIA RECESSIVA. El gen recessiu "domina" sobre altres sistemes (propi o un altre). El gen C "domina" sobre l'altre. A un nivell bioquímic s'explica pq si no hi ha un enzim corresponent, la reacció continua: Producte1 Æ P2 Æ P3 ==>això és la síntesi de l'enzim C B Els sistemes actuen a diferents passos; si ni es produeix P1ÆP2 els individus no tenen color pq no es genera l'enzim i s'interrompeix la reacció. Quan hi ha C, continua la reacció i aleshores el color depèn de B.
El sistema C és un pas previ a l'altre. Si no es dóna C, surt albí, sense color. Si es coneix la mecànica biològica es pot deduir dobre q passos actuen els gens.
Això s'explica a tot organisme amb sistema de colr de capa.
Gos: BBEE (raça pura) bbEE (fosc) Bbee (clar i nas negre) bbee (clar i nas clar) EPISTASIA DOMINANT: un gen dominant determina l'interacció fonamental Didalera (digitalis purpurea). Té 3 sistemes genètics, però només ens fixarem en 2.
El color de la flor vé determinat per un sistema d'epistasia.
MÆ produeix andocianina.
DÆ Intensifica el color WÆ impedeix l'acumulació de color a tot el pètal, excepte en unes taques a la corol·la.
W (blanc tacat) P1ÆP2ÆP3 W D MMDDww x MMddWW Æ MM sempre és funcional, es pot prescindir per l'exemple.
DDww x ddWW F1: DdWw (blanc) DdWw x DdWw D_W_ (blanc) D_ww (color) ddW_(blanc sense taques) ddww (color clar) el fenotip és 12:3:1 Amb el pèl dels cavalls passa el mateix.
Castany Bayo (castany amb potes negres) Palomino (castany clar) Pardo (palomino amb potes negres) Un altre tipus d'interacció genètica és l'INTERACCIÓ DE DOS SISTEMES, de 2 al·lels a 2 sistemes genètics: Color de flors: (Blanc) (blanc) AAbb x aaBB F1: AaBb (color) AaBb x AaBb F2: A_B_ (color) A_bb (blanc) aaB_ (blanc) aabb (blanc) el color el proporciona AB no és 9:3:3:1 és 9:7 (color:blanc) Hi ha hagut una ACCIÓ GÈNICA COMPLEMENTÀRIA: hi ha d'haver dos gens q col·laborin, si falla un dels dos ja no genera producte: A P1ÆP2 B A les Prímules hi ha un gen q dóna la producció d'un producte, la maldivina (K) q genera un color, i té un altre gen q suprimeix el color (D) KKdd x kkDD F1: KkDd KkDk x KkDd F2: K_D_ (No color) K_dd (sí color) kkD_ (no color) kkdd (no color) la freqüència fenotípica és 13:3 (no color:color) Els gens interactuen entre ells (EPISTASIA). Un cas amb una gran importància d'interacció és quan es dona com a mecanisme evolutiu: la DUPLICACIÓ GÈNICA .
l'ADN ribosòmic necessita molta quantitat de producte, s'han de multiplicar els gens q porten informació. A més, així les còpies poden variar, arriba un moment en q els canvis mutacionals milloren les funcions del sistema.
Hi ha peixos q no tenen la duplicació, cadena ALFA i BETA; només tenen una cadena. No tenen capcitat evolutiva pq no sofriran mutacions tant fàcilment.
En alguns casos es necessiten dues còpies dels gens pq es generi un fenotip: Bossa de pastor: Les seves llavors poden ser: ó Es necessiten al menys una dosi per aconseguir el rodó. Es necessita un mínim d'un al·lel dominant. Cosa q molts gens duplicats fan.
A1A1A2A2 x a1a1a2a2 F1: A1a1A2a2 A1a1A2a2 x A1a1A2a2 F2: A1_A2_ (rodó) A1_a2a2 (rodó) A1a1A2_ (rodó) a1a1a2a2 (allargat) 15:1 La duplicació genètica es dóna al genoma.
RESUMINT: Tipus d'epistàcia: CapÆ 9:3:3:1 Acció gènica complementàriaÆ 9:7 (Suprissió) dominant (de A sobre B y b)Æ12:3:1 Recessiva (de aa sobre B y b)Æ 9:3:4 Gens duplicatsÆ15:1 Genotípicament no es produeixen canvia de les regles mendelianes, sí q es produeixen al fenotip.
23.3 PENETRÀNCIA I EXPRESSIVITAT: Hi ha una interacció entre gens i un efecte de l'ambient. Depenent de l'ambient, dóna un fenotip o no. Alguns gens no expressen el fenotip si canvia l'ambient: PENETRÀNCIA: percentatge de vegades q un gen es presenta fenotípicament.
La prenetància és variableÆ s'expressa depenent de l'ambient i altres gens.
S'assembla a la norma de reacció(q depenia de la Tº) L'expressió és variable, no és o tot o res.
No és q es pugui separar els conceptes de penetrància i expressivitat, la combinació dóna una gamma de fenotips, tots ells d'un sol genotip.
Penetrància del 10%Æprobabilitat q la descendència presenti el gen fenotípicament.
ExpressivitatÆ s'ha de mirar el grau q té.
24 LLIGAMENT: FONAMENTS DE CARTOGRAFIA CROMOSÒMICA EN EUCARIOTES: 24.1 EL DESCOBRIMENT DEL LLIGAMENT: LA RECOMBINACIÓ LLIGAMENT: Sistemes genètics q interactuen entre sí, les proporcions genotípiques acostumen a ser les q s'esperen.
Es va veure q les segregacions no eren mendelianes, no eren les q s'esperaven. Això va fer q es comencès a pensar el perquè.
Al 1910 s'estudiaren dos caràcters diferents dels q va estudiar Mendel a les mateixes flors. Es va veure q la segregació era diferent. Hi havia 2 classes en defecte, les altres en excès. Alguns tipus gamètics estan en excès i altres defecte. Van parlar d'ACOBLAMENT.
PpLl x PpLl Obtingut Esperat F2: P_L_ 284 215 P_ll 21 71 ppL_ 21 71 ppll 55 24 Es va fer l'ENCREUAMENT PROVA per mostrar el tipus de gamentes q es produeixen: AaBb x aabb (doble recessiu(un parental)) 1/4 1/4 1/4 1/4 AB Ab aB ab x ab F2: AaBb 1/4 Aabb 1/4 AaBb 1/4 Aabb 1/4 Els fenotips indiquen la porció de gametes pq és homozigot recessiu, no afecta al genotip. El fenotip indica el genotip. S'espera una segregació independent. Si no s'obté es pot pensar q s'està produint una proporció diferent.
Drosophila: pr=ulls porpres vg=ales vestigials pr+prvg+vg x prprvgvg 1/4 1/4 1/4 1/4 pr+vg+ pr+vg prvg+ prvg x prvg en prescindim pq no canvia el fenotip en creuar-se Pares: pr+pr+vg+vg+ x prprvgvg F1: pr+prvg+vg pr+prvg+vg x prprvgvg: F2: 1339 pr+vg+ (= pr+prvg+vg) 151 pr+vg (=pr+prvgvg) 154 prvg+ (=prprvg+vg) 1195 prvg (= prprvgvg) Si canvien els parentals, canvien els al·lels acoblats i repulsats: pr+pr+vgvg x prprvg+vg+ pr+vg x prvg+ F1: pr+prvg+vg (el mateix que la F1 anterior) Pr+prvg+vg x prprvgvg 157 (pr+vg) 965 (prvg) acoblats repulsats 1067(pr+vg+) 146 (prvg+) hi ha alguna cosa q fa que els al·lels estiguin acoblats.
24.2 MAPES DE LLIGAMENT: CÀLCUL DE LA FREQÜÈNCIA DE RECOMBINACIÓ ENTRE DOS PUNTS.
MORGANÎl'acoblament significa q els 2 al·lels es troven al cromosoma. S'ha d'anar a la meiosi per entendre pq passa l'acoblament i pq es troba en major freqüència.
A la gametogènesi (quan es produeix la M!) es justifica la segregació independent mendeliana. Considera la segregació dels caràcters a dins el mateix cromosoma.
Exemple: A B A b A b a B Si es troben al mateix cromosoma aquests gens, s'ha de considerar uns factors.
A la M! hi troben diferents fases, a la primera separació meiòtica, a la Profase I es produeixen diferents intercanvis: Es duplica el cromosoma, però estan encara units. Existeixen QUASMES, punts d'unió en q s'entrecreuen les cromàtides, allà on es fa l'entrecreuament de material genètic, s'intercanvien trossos de cromàtids d'un cromosoma a un altre, a mida q es separa, es genera la Metafase.
A B A B A B tipus parentals A B recombinació a b a b a b a b A B Tipus parentals A b productes recombinats a B a b Els productes recombinats es produeixen en una freqüència diferent, depe`n d0altres factors. Si sempre es produeix entrecreuament, el màxim tipus recombinat és de 50% (els parentals sempre hi són). Si s'entrecreuen el 100% és 50% de recombinats. Com + recombinació hi ha, augmenta el fenotip de la descendència.
Si està al mateix cromosoma pot haver-hi segregats recombinats. Quan es dóna entrecreuament funciona com si estigués a un altre cromosoma.
50% d'entrecreuament Æ 25% recombinats només es dona entrecreuament entre 2 cromàtides, per això 100Æ50 pr vg+ pr vg pr vg pr+ vg+ pr+ vg+ pr+ vg les freqüències dels recombinats depenen dels parentals. Com q es combinen, hi ha un % més el fenotip recombinat q de l'altre fenotip: 157 pr+vg+ 965 pr+vg 1067 prvg+ els + nombrosos són els recombinats.
146 prvg + freqüents (+ nombrosos) = acoblament - freqüents ( - nombrosos) = repulsió (l'entrecreuament té major probabilitat de donar-se).
AL·LELS EN FASE D'ACOBLAMENT: al parental es troben al mateix cromosoma, són els q generen gàmetes amb + alta proporció.
AL·LELS EN FASE DE RECOMBINATGE: estan en freqüència + baixa.
LLIGAMENTÆ els gens estan al mateix cromosoma. Els locis estan lligats.
RECOMBINACIÓÆels locis es recombinen ENCREUAMENTÆmecanisme citològic de l'entrecreuament. L'entrecreuament prova desvetlla els 4 fenotips.
Els gens del cromosoma X es recombinen a la femella, i passen als fills. Als fills es manifesten les recombinacions de la mare: Y=yellow yyw+w+ Æ yw+/yw+ (♀) W=white y+w/Y (♂) yw+/yw+ x y+w/Y F1: yw+/y+w yw+/Y yw+/y+w x yw+/Y Gàmetes de la mare, es recombina i genera nous gàmetes q no estaben al genotip inicial: yw+ // y+w // yw // y+w+ En fer l'entrecreuament de la F1, es iren només elñs mascles pq les femelles tenen massa informació, és + difícil. Es pot comprobar q s'ha produit recombinació pq surten + gàmetes dels previstos.
Yw+/y+w x yw+/Y F2(mascles): yw+/Y> 1/4 acoblament y+w/Y>1/4 yw/Y <1/4 repulsió (+ probabilitat de recombinació) y+w+/Y <1/4 En molts dípters (com drosòfiles) només hi ha recombinació a les femelles. Als humans no. Als insectes normalment hi ha recombinació al sexe homogamètic. El sexe heterogamètic no sempre és el masculí.
A les aus: ♂ WW ♀ WZ N'hi ha de molt tipus de sistemes de determinació sexual.
La recombinació s'hauria d'estuduais als mascles.
Els peixos tenen determinació sexual genètica, no gamètica, poden canvias de sexe fàcilment.
FREQÜÈNCIA de la RECOMBINACIÓÎepen de la formación dels quiasmes, dels punts quasmàtics.
Un deixeble de Morgas; STURTEVANT va fer molts experiments i descobrir q la freqüència havia de ser proporcional a la distància entre els loci. El nº d'entrecreuaments depen de la distància entre els loci. Si la recombinacióes genera a l'atzar, com + distància hi hagi, + entrecreuament hi haurà.
Es pot estudiar la distància entre els loci sabent la freqüència de recombinació: FREQÜÈNCIA=Nºrecombinats/nºtotals Això va ser l'inici de la cartografia genètica: AB 240 Ab 10 20/500 = 0,04 Æ distància és freq. x100= 4%= 4 u.m.
aB 10 ab 240 500 l'1% d'entrecreuament és un CENTIMORGAS ú UNITAT DE MAPA.
El màxim de separació és de 50%.
24.3 MAPES DE TRES PUNTS En estudiar un entrecreuament amb 3 punts passa el mateix q amb 3 loci.
3 lociÆ entrecreuament a 2 regions cromosòmiques: v cv ct v+v+ cv cv ct ct x vv cv+ cv+ ct+ ct+ F1: v+v cv+ cv ct+ ct L'encreuament de la F1 amb un triple heterozigot recessiu, per no haver de tenir-lo en compte a la descendència: v+v cv+ cv ct+ ct x vv cv cv ct ct F2: v cv+ ct+ 580 Æ tipus parental v+ cv ct 592 Æ tipus parental v cv ct+ 45 Æ recombinants v+ cv+ ct 40 Ærecombinants v cv ct 89Ærecombinants v+ cv+ ct+ 94Ærecombinants v cv+ ct 3Æ dobles recombinants v+ cv ct+ 5 Æ dobles recombinants total 1448 els dobles recombinants són molt difícils de trobar, per això són els que tenen una freqüència + baixa. És molt difícli q es produeixi una recombinació, per això n'hi ha menys.
Els 3 segments possibles de recombinats es fa recombinants els parentals: v cv ct v cv+ ct+ v ct cv v+ cv ct v cv ; v+ cv+ cv v ct v -cv = sumar els q son v cv _ ó v+ cv+= (45+89+40+94)/totals = 18,5 % v - ct = (89+94+3+5)/1448= 13,2% cv-ct = per recombinació dels parentals: v cv+ ct+ cv ct+ = 40+3 v+ cv ct cv+ ct = 45+5 cv ct= (40+45+3+5)/1448 = 6,4 % v ct 6,4 cv 13,2 18,5 Però 6,4 + 13,2 = 19,6 = 18,5 No s'ha tingut en compte la doble recombinació. Amb la doble recombinació queda un segment + llarg. Els mateixos valors pq ho fan 2 cops, és com si no ho fessein, s'ha de tenir en compte: d(v cv)= (45+89+40+94+3+3+5+5+)/1448= 0,196 x 100= 19,6.
v v cv ct ct el recorregut és més llarg. Per això s'ha de fer un promig.
cv 24.4 INTERFERÈNCIA INTERFERÈNCIAÎ el q es produeixi una recombinació impideix q es produeixi una recombinaciío a un altre segment.
0,132 x 0,064 0 0,0084 1448 x 0,008 = 12 els esperats I = 1 - cc Æ 8/12 = cc ; I = 1 - 8/12 = 1/3 cc = coeficient de coincidència Així es poden aconseguir localitzar els gens al cromosoma.
25 LA MUTACIÓ La recombinació determina la distància entre dos loci. Per mirar els cromosomes s'agafen aquells q es distingeixen per la seva morfologia. Als humans es fan cultius cel·lulars.
Es tracta de localitzar gens (locus) al cromosoma, els altres s'identifiquen per recombinació. El problema de localitzar gens morfològics és no tenir variança. Si no hi ha variança no es pot distingir. La variança és deguda a la mutació. Si no hi ha aquests mutants s'ha d'usar altres tècniques cartogràfiques.
A la fotografia d'un cromosoma, marcar l'ADN, així es poden veure.
La mutació és bàsica en la comprensió de la varietat genètica.
TERMINOLOGIA: MUTACIÓÆ canvi al material genètic TIPUS SALVATGE ó SILVESTREÆ fenotip original MUTANTÆ organisme o característica de l'organisme q ha sofert una mutació. Gen mutant.
La mutació pot ser reversible.
MUTACIÓ DIRECTA Æ A1 A2 MUTACIÓ INVERSA Å 25.1 MUTACIONS GENÈTIQUES: SOMÀTIQUES I GERMINALS: La mautació és un canvi q detrmina un altre gen alternatiu.
Poden ser de molt tipus: • • • • • MUTACIONS PUNTUALSÆ hiha un canvi a la seqüència d'ADN, és anecdòtic, puntual. Comporta un canvi fenotípic, molecular inesperat. És casual.
MUTACIONS CROMOSÒMIQUESÆ el canvi es produeix al cromosoma. Poden canviar troços de cromosoma, desaparèixer, duplicar-se...
MUTACIÓ GERMINALÆ aquella q es produeix sobre els gens germinals, sobre les gàmetes. Són les més interessants des del punt de vista genètic pq passen a la descendència.
MUTACIÓ SOMÀTICAÆ aquella q succeeix sobre les cèl·lules no sexuals. La mutació genèticament té poca trascendència pq no es transmet.
Les mutacions no sempre s'expresen al 100%.
MUTACIÓ CONDICIONALÆ aquelles q depenen d'altres factors. Els q depenen de la Tº, a una certa Tº les mutacions no es manifesten i a una altre Tº sí q es manifesta. La mosca drosòphila a 25º es manifesta la forma Curly (Cy).
En veure un fenotip mutant s'ha d'assegurar molt bé q és degut a la mutació i no a la recombinació. Es pot donar un fenotip diferent a l'original.
En parlar de mutacions es parla de tipus e mutacions: - morfològica - recessiva letal (és bastant important genèticament pq es poden veure els resultats mlt bé, clar q sempre acostuma a ser recessiva, aa no completa el cicle biològic.
Viabilitat 0).
25.2 INDUCCIÓ DE MUTACIONS: MÜLLER va demostrar q es produeixen mutacions depenent de les radiacions aplicables sobre éssers vius.
La TAXA de MUTACIONS es generava al cromosoma X (a drosòphila).
Radiació Æ Taxa de mutació A llum visible Æ 0,15 % Raigs X Æ 1,70% Raigs β,γ, Æ 2,90% X forts X suaus Æ 2,5% Neutrons Æ 1,9% En gens recessius lligats al sexe: Mutacions Radiació La Taxa de mutacions i la radiació estan relacionades.
Encara q les taxes de mutació poden ser petites, si es calcula a la raça humana, només en un any hi ha 100.000.000 nous individus, q comporten 200.000.000 nous gàmetes q han estat expsats a diferents tipus de radiacions, si la Taxa normal, de radiacions de llum visible és de 1,5%, significa q hi ha molts individus mutants.
Contínuament es produeixen mutacions. Una població q està sotmesa a radiacions experimenta moltes + mutacions.
El nº de mutacions letals és gran, però com q són recessives, només es veuen les q provoquen la mort,les altres queden en heterozigosi. No s'expressen.
La TAXA BASALÆ és el nº de mutacions naturals q es produeixen, les q són per l'atzar. Són error a l'hora de transcriure la cadena d'ADN a la duplicació.
Drosòphila: c Æ impideix la recombinació (per no confundir amb les mutacions) l Æ gen letal recessiu B Æ barr, ull allargat radiació c+l+B+ /c l B x c+l+B+/Y F1: c+l+B+/c+l+B+ C+l+B+/m* c l B/c+l+B+ c l B / m* c+l+B+/Y no són mutant pq Y no porta informació c l B/ Y RIP F2: c+l+B+/c l B x ♂ c+l+B+/Y c l B/Y RIP F2: c l B/ m* c l B/Y RIP m*/Y RIP m* no té cap gen q domini sobre l c l B/m* no es mor pq el gen letal de m* està a un altre locus, ixí q no es troben els dos gens letals, no hi ha heterozigosi i no es pot manifestar.
Si no hi ha cap mascle a la descendència de la parental radiada és q hi ha una mutació. Si de 1000 radiats en surten 2, la mutació és de 2 per 1000 Æ 0,2% La Taxa de mutació és per cromosoma, no per lacus.
Un altre experiment es por fer amb un gas q produeix mutacions: EMS Æ età metil sulfonat.
S'aplica el gas sobre una soca de coromosomes de femelles de Drosòphila XX/Y ( a la drosòphila el gen Y no dóna la masculinitat).
EMS XX/Y x XY X* Y* XX XX/X*(RIP) XX/Y* Y X*/Y Y/Y*(RIP) No muta pq Y no porta informació Sobreviu RECOMBINACIÓ MITÒTICA: És una recombinació q es dóna a la Mitosi. Com q fa canviar els gens, provoca mutacions.
Metafase M L'encreauament Mitòtic es dona en oments donats. Això es dona només e una part de l'individu, la part q aquell gen q ha patit l'entrecreuament regeix.
Aparentment és una mutació pq en comptes de y sn+ Æ y sn+ y+ sn y sn+ Amb aquest tipus de recombinació tb es poden cartografiar els gens pq diu la distància entre els loci.
25.3 MUTACIÓ I CÀNCER: Hi ha mutacions q incideixen a la producció de càncer. Hi ha gens q muten per causes naturals o per causes induïdes. Els q ho fan per causes induïdes són els ONCOGENS (la nicotina del tabac pot afectar a certes persones, incideix sobre un gen, el fa mutar i provoca el càncer).
Normalment tots els gens actuen controlant el desenvolupament de certs teixits, certes cèl·lules al procés de desenvolupament de l'individu, durant molt poc temps actuen, després es tornen inactius.
Si els gens s'activen quan no s'han d'activar provoquen problemes pq fan coses q no haurien de fer; es crea una proliferació cel·lular massiva, un tumor, càncer.
El càncer és un fenòmen mutacional. S'ha de mirar si la capacitat de transformació dels gens s'hereta; s'ha vist q sí q s'hereten algun tipus. N'hi ha q són + esporàdiques.
Tumor a la retina: RETINOBLASTOMA RÆ Normals Rr ---- rr rÆ Mutant Rr (malalt) El zigot ha patit una mutació Mutació r* r R r Recombinació Mitòtica r* R r En canvi, és + difícil q es produeixi un RETINOBLASTOMA ESPORÀDIC, però tb es produeix. Els dos pares són sans, el seu genotip és sà, però es produeix una doble mutació: RR-----RR Rr ó rr (malalt) Mutació Mutació R r R r r* r* Mutació R 25.5 MUTACIONS NUMÈRIQUES r Recombinació mitòtica CROMOSÒMIQUES: R r r ESTRUCTURALS I Les mutacions es poden utlitzar per produir fenotips favorables. Fan augmentar la variabilitat. Com + loci hi ha, + variables és la descendència. Es pot seleccionar buscant en la descendència ó amb mutació.
Per irradiació de llavors donen diferents mutants. Si s'obté un fenotip + productiu es pot explotar, és favorable i es selecciona.
Les mutacions s'identifiquen pel genotip.
Les mutacions cromosòmiques són aquelles en q s'altera un tros de cromosoma.
Hi ha mutacions letals i condicionals: p. ex. les q depenen de la Tº són condicionals, segons la Tº q hi hagi moriran o es desenvoluparan.
Per saber si són condicionals ó n, es fan canvis a la Tº i es veu si sobreviuen o no. Si no sobreviuen són condicionals, depenen de la Tº.
MUTACIONS CROMOSÒMIQUES ESTRUCTURALS: DUPLICACIÓ Ganància i pèrdua de mat. genètic DELECCIÓ INVERSIÓ intercanvi de trossos de cromosoma TRANSLOCACIÓ DUPLICACIÓ: ganància del material genètic.
A B C D E F G H Æ A B C B C D E F G H GENERACIÓ DE LA DUPLICACIÓ.
Quan els cromosomes homòlegs s'han d'aparellar no ho fan bé. Aleshores es produeix la duplicació: A B C D E A B C D E A B C D E A B C D E AABCDE BCDE Sempre q hi ha una duplicació, hi ha una delecció.
Una forma de detectar deficiències és mirar cromosomes aparellats, quan un cromosoma té l'homèoleg més llarg, s'ha d'arronsar, fer un "bucle" aquell q està amb més informació genètica.
Æ sobra una part, té + informació genètica DELECCIÓ: pèrdua de material genètic.
A B C D E F G H Æ A B C F G H Com al cas anterior, quan hi ha una delecció, tb es pot considerar q el cromosoma aparellat té una duplicació. Aleshores: El cromosoma és + curt INVERSIÓ: • .
PERICÈNTRICAÆ inverteix un segment q inclou el centròmer A B C D E F G H • Æ A B C G F E D H Hi ha una inversió. No pot saltar un tros (aleshores és translocació) PARACÈNTRICAÆ No inclou el centròmer Quan hi ha una inversió, s'ha de tenir en compte q en posar el croimosoma invertit amb el seu homòleg, q no estarà invertit, provocarà un canvi a la morfologia del cromosoma. Pq es produeixi l'aparellament s'ha de formar un bucle.
C D A B C D E Æ A B C' D' E A' B' D' C' E' A' B' E' TRANSLOCACIÓ: intercanvi de trossos de cromosoma no homòlegs. Hi ha una reordenació del material genètic als cromosomes translocats. Aquestes translocacions generen cromosomes diferents. Molts cops generen malalties i és un mecanisme q produeix variabilitat i evolució, cosa per la q és molt important.
• RECÍPROCA: A B C D E F G H M N O P Q R • Æ A B CP Q R M N O E F G H NO RECÍPROCA: al mateix cromosoma.
A B C D E F G H Æ A B C G D E F H La citogenètica és l'estudi de les mutacions cromosòmiques, a part d'altres coses: Aquests mètodes de canvi genètic són importants pq hi hagi una variabilitat i evolució a les espècies. Encara q tb poden provocar malalties.
CANVIS CROMOSÒMICS NUMÈRICS: Són canvis q es produeixen a tot el cromosoma. És un canvi el nombre de cromosomes, no a parts del cromosoma. Augmenta el material genètic.
Com anteriorment passava amb els canvis estructurals, es poden produir avenços i malalties.
El Síndrome de Dawn es dona a vegades pq hi ha una triplicació del cromosoma 21.
Alguns altres tipus de Síndrome de Dawn són per translocació.
Evolutivament és una forma de canvi, el polimorfisme.
CANVIS ROBERTSONIANSÆ són canvis q fan fusions i fisions (normalment pel centròmer): En veure els mapes genètics de l'home amb altres animañs com el chimpancé o el goril·la, es va veure q el cromosoma 2 humà estava fisionat, mentre q a les altres espècies de simis estava fusionat.
Aquest petit canvi (a part d'altres) pot haver fet q l'home evolucioni d'aquesta manera.
Els canvis cromosòmics poden generar productes a la M! q siguin deficients, i poden tronar estèrils aquells individus. hi ha mecanismes per contrariar això; els q són estèrils no formen gàmetes. Per això es produeixen els "bucles", pq no siguin deficients les parelles de cromosomes. I quan en un mapa cromosòmics es veu una parella de cromosomes amb bucles és pq hi ha hagut alguna mena d'inversió.
En quant a canvis cromosòmics numèrics hi trobem: POLIPLOIDIA en la q el canvi es dona a tota la dotació cromosòmica de l'individu (en la q hi ha monoploidia, diploidia, tetraploidia...) i ANEUPLOIDIA en la q el canvi es dona només a certs cromosomes de l'individu.
POLIPLOIDIA: els organismes, segons el seu nº de cromosomes homòlegs. Fa q es dupliqui tota la dotació cromosòmica; tots els cromosomes de l'individu es dupliquenmés del 70% de les plantes angiospermes són haploids.
• • • • • MONOPLOIDS ó HAPLOIDS: DIPLOIDS(normals): TRIPLOIDS: TETRAPLOIDS: ...
n 2n 3n 4n A B C AA BB CC AAA BBB CCC AAAA BBBB CCCC ANEUPLOIDIA: la multiplicació cromosòmica es dona només a un sol cromosoma.
com q només és per un sol cromosoma, s'ha de dir per a quin és polisòmic. Síndrome de Dawn és trisòmic al 21.
Es més fàcil de mirar als cromosomes sexuals: Nº corpuscles Barr ♀ MONOSÒMIC X0 ⌡ 0 DISÒMIC (normal) XX 1 TRISÒMIC XXX 2 TETRASÒMIC XXXX 3 ♂ DISÒMIC(normal) XY 0 TRISÒMIC XYY 1 DOBLE TRISÒMIC XYYY 2 TETRASÒMIC XXYY 1 150000 avortaments 1000 embarassos 75000 anomalies cromosòmiques 39000trisomies 13500 X0 12750 triploides 4500 tetraploides 5250 altres 850000 naixements A la M! hi ha una probabilitat alta q es produeixin canvis cromosòmics, mutacions.
S'utilitzen cultius de teixits per produir plantes amb diferent dotació cromosòmica.
S'aplica un inhibidor Planta diploid Æ Sembra de cèl M!Æ Creixement de la plantaÆplanta monoploid ResistentÆ planta diploid resistent Colchicina Com q es poden cultivar milers de cèl. es pot buscar la q sigui + resistent (plàntula) q creix. La colchicina impideix la separació dels cromosomes a la gametogènesi.
TRITICALEÆ (Trigo+cebada) TÆ cromosoma blat SÆ cromosoma cibada T/T x S/S T-S i mutacions ALOPOLIPLOIDS Colchicina T/T S/S poliploid a partir de 2 plantes diferents: alopoliploid. Tenen les característiques dels 2 sent un sol individu.
26 ESTRUCTURA I REPLICACIÓ DE L'ADN: Entendre les bases química de l'herència.
WATSON i CRICK (1960) van estudiar l'estructura del material hereditari.
Als anys 40 es van començar a fer experiments sobre quina era la molècula q portava l'herència.
Sobre 1960 treballaven Watson i Crick. Se sabia q un gen determinava l'enzim en molts casos; així q podis determinar la cadena polipeptídica.
Tb se sabia q els gens estaven als cromosomes, i q els cromosomes estan compostos de productes químics com ara el ADN i proteïnes.
Ara, el q es volia saber era qui portava l'herència realment, la dotació genètica.
Molta gent pensava q es trobava al les proteïnes. La composició de l'ADN era massa pobre per a determinar-ho tot, per això creien q es trobava a les proteïnes.
Al 1928 es van fer uns experiments q determinava q els gens, el material hereditari, estaven al ADN, el q va fer GRIFFITH: Va agafar una soca de Neumonia N; i un altre q era rugosa R: N Ratolí mort N escalfada, "morta" ÆRatolí viu R Ratolí viu N escalfada + R Ratolí mort La N escalfada no matava, però si s'afegia R la soca R es transformava i passava d'innòcua a virulenta. El factor q feien això no podia ser les proteïnes pq estaven desnaturalitzades. Un factor de la càpsula de N escalfada es ficava a R i es feia virulent.
Havia de ser ADN.
Van fer un altre experiment per confirmar-ho: Van coinfectar les cèl. amb cèl R: S mort Polisacàrids lípids RNA Proteïna DNA R R R R R S Hi ha una transformació microbiana. L'ADN és el factor transformat q fa q les R els canviï la càpsula i es tornin nocives.
A virus de bacteris (fags), van marcar la càpsula amb sofre pesant (S 35) q és radioactiu, al fag. El van ficar a la càpsula, pq així no l'inclouen a l'ADN, i se suposa q l'haurien d'incloure els seus descendents al genoma.
El virus marcat va infectar una cèl. el seu capsòmer va marxar després de la penetració, així q el material marcat no hauria de tornar a sortir. Al final del cicle lític, van veure q la radioactivitat estava a la cadena d'ADN dels fags descendents. Així va quedar clar q el q es transmet és l'ADN, no la proteïna, la seva càpsida no tenia material radioactiu. A través de l'ADN era com s'heretava la radioactivitat.
L'ADN s'havia d'autoreplicar i tenir codi genètic i informació de la constitució dels aa per poder formar proteïnes.
Van començar a estudiar l'estructura: BASE P S'ajunten mitjançant enllaços fosfodiesters.
P P WATSON i CRICK, van tirar raigs X sobre una molècula, segons els angles i espectres, van arribar a la conclusió q la forma d'aparellar-se era formant una doble hèlix mitjançant enllaços dobles de ponts d'H i triples a la seva base homòloga.
P 3' BASE P 5' P P P P 5' 3' Les dues cadenes s'entrelliguen entre elles, i sempre s'uneixen de la mateixa manera: les bases: A = T i C G si no fos així, l'estructura seria més inestable, pq les pirímidiniques (T i C) són + petites q les bases puríniques (A i G); no hi pot haver engruiximent de la cadena, així q s'ha de ajuntar una purínica amb una pirimidínica.
Quan l'ADN es replica hi ha un trencament dels ponts d'H mitjançant enzims. Cada cadena replica una altra complementària; així torna a tenir tota la informació.
26.1 REPLICACIÓ SEMICONSERVATIVA: L'estructura de doble hèlix ha de complir les dues condicions: duplicació (serveix de motlle per la síntesi d'una nova cadena) i correlació entre la seqüència de nucleòtids i aa.
Hi ha tres tipus de conservació possible: REPLICACIÓ SEMICONSERVATIVA: Nova cadena Cadena antiga REPLICACIÓ CONSERVATIVA: + REPLICACIÓ DISPERSIVA: + S'ha de buscar la replicació q es segueix. MESELSON i STAHL van fer un experiment pel q van descobrir q la replicació semiconservativa era la q se seguia normalment.
" si es fa créixer E. Coli a un medi q té N15 (N pesat) al sintetitzar l'ADN incorpora el N15. Per centrifugació amb dissolució salina, les molècules N15 es situen + a baix q el N14 (pq és menys pesat) N14 N15 Es cria bacteri N15 a un medi N14, la 1ª generació és: N14 entre N14 i N15 N15 Segons això, la cadena d'ADN pot ser dispersiva o semiconservativa, ja q si fos conservativa hauria una cadena sensera d'N15 i una altra d'N14 (la nova). Si és semiconservativa, totes dues cadenes tenen una mica d'N15 (les q surten de la cadena principal) i els noves N14, hi ha una barreja. A la dispersiva tb hi ha una barreja, ja q tenen part antiga i part nova.
Es va mirar la 2ª generació: N14 entre N14 i N15 N15 Si fos dispersiva, només hauria obtingut una intrmitja entre N14 i N15 i N14, pq tindria + part lleugera q pesada. En ser semiconservativa, la cadena q era nava abans, q era N 14, ha creat una altra N14(pq el medi és N14), i l'antiga continua sent N15 i forma una complementària N14, així q es forma la barreja.
Pq suri s'ha de posar Cl2Ce.
26.2 EL MECANISME REPLICACIÓ: DE REPLICACIÓ D'ADN: ORIGEN DE Per començar la replicació, la cadena s'ha d'obrir per algun lloc. Intervenen una sèrie de reaccions acoblades q comencen per l'obertura d'ADN en un punt: ORIGEN DE REPLICACIÓ.
A l'E. Coli l'ADN és circular; als procariotes hi ha un sol origen de replicació, als eucariotes hi ha molts.
Hi ha senyals a l'origen de replicació q indiquen el q passarà, un sistema enzimàtic detecta el punt, obre la cadena d'ADN i s'uneixen els nucleòtids nous mitjançant enllaços fosfodiéster.
Les senyals a l'origen de replicació són zones d'ADN amb un nº de parells de bases q tenen una estructura amb seqüència. Després hi ha repetició de nucleòtids q són reconeguts a uns llocs per uns FACTORS DE REPLICACIÓ. És a dir, l'origen té una estructura determinada.
En les cadenes q son circulars, hi ha una sèries de girs pq es vagi generant la replicació, i enzims pq la tensió no trenqui la cadena.
En un tros: 5' 3' fragments d'Okazaqui 3' 3' 5' 3' 5' KORNBERG va ser el 1er en aïllar la polimerasa (pol I) q es troba al fenòmen de replicació. N'hi ha tres: Pol IÆ només participa casualment. Fa altres coses com eliminar trossos d'ADN exonucleasa. I omplir forats d'ADN.
Pol IIÆ encara no se sap molt bé el q fa, està implicada en la correcció d'ADN.
Pol IIIÆ té el paper predominant a la replicació.
L'ADN només pot afegir en direcció 5'Æ3'. La pol III no pot replicar 3'Æ5'.
Tampoc pot començar des de 0. necessita un tros d'ADN (encebador) q ja sigui allà i a partir d'allà afegir coses. Per construir els encebadors es necessiten altres enzims, són trocets de 20 a 30 bases. Els encebadors són còpies del DNA, són oligonucleòtids.
5' 3' 3' 5' 5' 3' A mida q s'obre la cadena es forma la CADENA LÍDER (5'Æ 3'), però l'altre cadena no pot anar en aquella direcció, va alrevés i la va fent a trossos: ENCEBADOR + CADENA= FRAGMENTS d'OKAZAQUI= CADENA RETARDADA.
Els encebadors s'han d'eliminar i s'ha d'omplir els forats q queden, això ho fa la Pol I, els elimina i omple els forats. Això es fa majoritàriament a la cadena retardada, q té molts encebadors.
Tb s'han de lligar els fragments d'Okazaqui, això ho fa la LIGASA.
La Pol I i III actuen com a correctors. Les mutacions passen quan s'afegeix per error un nucleòtid q és l'incorrecte. Les taxes d'error són molt elevades, no e spodria aguantar aquesta taxa, aixi q la pol I i III van corregint els errors. Les Pol. Tenen una substància q forma uns complexes enzimàtics. La pol III té un factor èpsilon (Σ) q ho fa. Això es va descobrir pq en treure aquell factor es formaven molts mutants.
La taxa de mutació és important, provoca evolució i variabilitat.
26.3 LA REPLICACIÓ EN EUCARIOTES: Els eucriotes tenen un cicle mitòtic: G0 la cèl. no es divideix. Quiestència.
G1: la cèl. sintetitza productes q després anirà Divisió cel·lular 1h G1 utilitzant. Està creixent.
M Punt de restricció Condensació dels Cromosomes. 2-6h G2 S Replicació d'ADN Si es fica coichitina, hi ha M però no hi ha divisió cel. Comença una poliploidia. Es diu ENDOMITOSI (M interna) Els diferents organismes tenen diferents duracions, hi ha gran diversitat, de minuts a hores.
Als eucariotes hi ha molts orígens de replicació. Es pot veure amb un producte marcat com el triti (H3), es veu q comencen vàries cadenes alhora.
Les polimerases dels eucariotes són + abundants i diferents: Pol α Síntesi de la cadena retardada Pol III Pol γ síntesi de al cadena líder Pol β omplir espais buits de ADN ÆPol I Pol δ síntesi d'ADN mitpocondrial. Polimerasa replicasa. No correspon a cap pol.
Procariota.
27 FUNCIÓ DE L'ADN: LA TRANSCRIPCIÓ: El dogma central de la genètica és la TRANSCRIPCIÓ i la TRADUCCIÓ.
La TRANSCRIPCIÓ és passar d'ADN a ARN (q pot sortir del nucli, en cas de cèl.
amb nucli).
La TRADUCCIÓ és passa de la cadena d'ARN a proteïna, no es fa directament d'ADN a la proteïna.
27.1 LA TRANSCRIPCIÓ D'UNA SOLA CADENA.
L'ARN té ribosa en comtes de desoxiribosa, i té U en comptes de T. a me´s, és de cadena senzilla, no de cadena doble.
La Transcripció de la informació genètica d'ADN a ARN, en comptes d'afegir els mateixos nucleiotids es fa C-G i A-U.
La cadena ñés senzilla i es diu MISSATGER. L'ARNm primari passa al citoplasma, l'ADN no pot sortir del nucli. L'ARN canvia la molècula er sortia del nucli, és l'ARNm secundari.
Després es fa la Traducció de la informació del ARN a proteïna: Replicació DNA Transcripció RNA PROTEÏNA Traducció Però això no és així de simple, pq el ARN pugui sortir del nucli ha ha d'haver una sèries de canvis. L'ARN q fa d'intermediari és l'ARNm q és olt + factible per portar informació deduible. Es pot portar com a motllo + fàcilment q l'ADN. És + flexible.
La 1ª molècula q porta informació genètica fou l'ARN i no l'ADN. L'ARN és + degradable, com q els éssers vius es degradaven es va crear l'Adn q era molt + resistent, molt + estable.
El dogma central es modifica una mica: Replicació DNA Transcripció reversible RNA PROTEÏNA Traducció replicació Als Retrovirus l'informació passa d'ARN a ADN (transcripció reversible) L'ADN té dues cadenes complementàries. La informació teòricament és doble, però en realitat només és una cadena la q porta les senyals q permetan construir una proteïna, la CODIFICANT: T A C C A G G T C C A No codificant Codificant A T TRANSCRIPCIÓ Transcrita U A 27.3 LA COMPLEMENTARIETAT Hi ha d'haver una COMPLEMENTARIETAT de bases.
La cadena d'ADN és la cadena motllo, és complementària i antiparal·lela. Cada nucleòtid se situa el front del seu complementari. S'havia de demostrar q era l'ADN de l'organisme q té informació q fós complementari a l'ARN. Una manera de veure la complementarietat és q hibriden.
Si un virus infecta un bacteri, el seu ARN pot ser del virus o d'ell mateix. El genoma del bacteri presenta una hibridació de l'ADN del fag i el del propi bacteri; però aquest ARN és complementari del ADN del fag però no del bacteri no afectat, d'un bacteri sà.
27.4 L'ARN POLIMERASA: Hi ha diferents tipus de polimerases: α β σ Æ determina funcions com quan comença la transcripció una cèl. pot tenir molècules transcribint-se simultàniament: HOLOENZIMÆ enzim amb totes les seves parts, les polimerases. Aquests enzims funcionen pel sistema de senyals, q són diferents per procariotes q per eucariotes. Aquestes senyals es diuen CAIXES. Aquestes caixes ó ca`ses són promotores, promouen la transcripció, són diferents dels gens, no són seq. amb finalitat de crear una proteïna.
27.5 INICIACIÓ, ELONGACIÓ I FINALITZACIÓ: INICIACIÓ: es produeix de manera aparentment senzilla, semblant a la replicació.
Les caixes o capses és la senyal q indica a on s'ha de començar la Transcripció, la caixa es col·loca 10 posicions abans del lloc inicial de Transcripció i 35 abans; això als procariotes.
Als eucariotes: 25 llocs abans i 75 llocs abans: -35 -75 -10 - 25 1 procariotes 1 eucariotes L'holoenzim reconeix les seq. promotores, i inicia la transcripció. En iniciar-la, l'enzim (sigma) σ s'en va i comença afegint un 1er nucleòtid 5'Æ3' a la cadena d'ADN però en forma d'ARN. La cadena d'ADN s'ha separat, una de les parts ha anat amb l'holoenzim i formarà les proteïnes, l'altra es duplica un altre cop i torna a ser normal.
ELONGACIÓ: L'holoenzim, a partir de la cadena d'ADN forma la cadena d'ARN, incorporació dels nucleòtids amb enllaços fosfodièster.
ADN ADN ARN ADN Ænova cadena d'ADN TERMINACIÓ: Parada de transcripció. Senyal q indica quan es para. Quan s'acaba el gen, continua transcribint, es forma una seqüència POLINDRÒMICA: complementarietat Es forma una estructura làbil (q pot canviar de forma) q genera forces especials q fan desprendre la polimerasa. Paren la cadena. Genera un entrebanc al sistema de la polimerasa.
El q es transcriu és molt + del q es tradueix després.
GEN Seqüència trancrita La seq. transcrita és + llarga. Hi ha d'ahver quelcom q elimini els extrems pq no interfereixi a la traducció per treure aquests trossos. Això passa als PROCARIOTES.
Als EUCARIOTES les poliemrases tenen diferents funcions, les senyals dels eucariotes són diferents: als eucariotes està la TATA box.
L'ARNm eucariota es produeix dins del nucli i ha d'emigrar fora del nucli. S'ha de produir canvis químics: - Procés caping : inicial (es posa tac, cap) ADN Transcripció ARN ARN madur Cua (poli-A) Cap (G+ metils (-CH3-CH3-CH3-...-) La cua es fa afegint a l'ARN un grup G i grups metils, es metil·la la G.
Tb s'afegeix una cua poli-A (poliadenil·lació), es posen AAA...
AAAAAA Així es distingeix la presència d'ADN q formarà missatger. Els q tenen cap i cua es poden separar pq retenen la cua moltes T.
27.4 INTRONS i EXONS: Els gens eucariotes són diferents dels gens procariotes. Els gen tenen INTRONSÆ seq. d'ADN q no són codificants. Els AXONS són les parts codificants.(els numerats) 1 2 3 4 5 6 7 Els introns no tenen informació,, però la transcripció ho replica tot. Hi ha d'haver un mecanisme per eliminar els introns, ho fan les nucleases.
NUCLI 1 2 3 4 5 6 7 Eliminació d'introns per nucleases CITOPLASMA: 12 3 4 5 6 7 ARN madur ó processat Al microscopi es veu: Els trossos en forma de bucle són els introns, q no porten informació, són trossos q no hibriden, no tenen homòleg a l'ADN processat pq l'ADN processat no té introns.
Hi ha senyals per saber on eliminar els introns: Axó intró axó 5' GT AG 3' determinen on ha de tallar l'enzim la cadena.
aquestes són senyals universals q 27.5 L'ARN MISSATGER I EL SEU PROCESSAMENT: ADN Transcripció ARN primari Tranformació de l'ARN ARN madur poli-A L'encaputxament i cua són necessaris pels transports q ha de fer l'ARN per la cèl.
28 FUNCIÓ DE L'ADN: LA TRADUCCIÓ La traducció és el procés de pas de ARN a proteïna.
L'ARN madur ha de trobar un ribosoma (pot ser traducció simultània, molts ribosomes alhora). L'orientació dels aa agafant com a patró ARN va costar molt de descobrir.
28.1 LA CLAU GENÈTICA: La lectura d'informació pot ser de diferent maneres. La forma de llegir + fàcil seria 1 aa- 1 nucleòtid, però hi ha + aa q nucleòtids (hi ha 20 aa). Fent combinacions dóna q hi ha: 3 nucleòtids / 1 aa Però aleshores sobren triplets, així q hi ha + d'un triplet per aa.
Això és el q vol dir q EL CODI ÉS DEGENERAT = hi ha + triplets dels necessaris per codificar aa.
Si fos a nucleòtids tb podria funcionar, però s'ha vist q no és així, a bacteriòfags en posar i treure nucleòtids feia un efecte diferent al ADN: Si traiem 1 nucleòtid canvien els aa de la cadena.
Si traiem 2 tb canvia la cadena.
Si traiem 3 desapareix 1 aa ó bé uns quants, però es regula al cap d'uns quants.
Si canviem un nucleòtid per un altre, surt un altre aa. Això indics que EL CODI NO ÉS SOLAPANT: Si fos solapant: ATCCGTATA Æ ATCGTATA Dónen diferents aa, per això se sap q no es solapada, pq només canvia 1.
En insertar nucleòtids, canvia la cadena; però si inserim 3 de cop, només hi haurà 1 aa + al mig de la cadena, o diferent si els fica al mig, però sempre hi haurà un reestabliment (FASE DE LECTURA), Per sintetitzar una molècula proteïca, d'un sol aa: - 1 nucleòtid - ARN de trasferència - aa Es posa tot junt i ha de reaccionar formant una cadena d'1 sol aa. Amb un sistema lliure de cèl, s'bté un polipeptídic d'un sol aa, però per deduir la clau, amb un tipus de nucleòtid: Es posen junts: ACU ACU + aa (ARN t) + Ribosomes ACU Es van fer 20 experiments diferents, marcant l'aa amb radiació. En fer la síntesi els feien passar per un filtre. Només es quedava al filtre la molècula proteïca, però per poder veure-la havia d'estar marcada. Aleshores van trobar l'aa q corresponia a aquell triplet.
Així van trobar el CODI GENÈTIC.
CODI GENÈTIC: - format per TRIPLETS (les bases es codifiquen: 3 basesÆ 1 aa) - Degenerat (correspon + d'un triplet per el mateix aa) - Seqüencial, alineats, la proporció dels nucleòtids es correspon amb la cadena nucleotídica i la polipeptídica.
28.2 CONCEPTE DE CODÓ. L'ARN DE RASFERÈNCIA: A la traducció intervé el ribosoma i l'ARN de trasferència ó trasferent (ARNt) L'ARNt és una molècula molt complicada. Té forma de trèbol, té tres braços; un és el BRAÇ ACEPTOR (on s'agafa l'aa) i l'altre les l'ANTICODÓ (des d'on s'agafa al triplet (cadena d'ADN).
5' A C C Braç aceptor Anticodó El reconeixement aa-triplet es fa mitjançant ARNt, no es poden ajuntar sols, per això serveis l'ARNt.
Hi ha nucleoids nous, q no hi són a l'ADN ni, per tant, a l'ARN: ψ = pseudouridina l'anticidó i l'anclatge de l'aa han de reconèixen el triplet i l'aa: AAA UUU ARNm 28.3 LA SÍNTESI DE FINALITZACIÓ: PROTEÏNES: INICIACIÓ, ELONGACIÓ I INICIACIÓ: Reconèixer el principi. Quan l'ADNm troba el ribososma s'ajunta a la part 30s, comença al codó iniciador AUGÆmet formiladaÆformilmetionina. És el complexe d'iniciació.
Després s'afegeix al 50s, es genera E pq el comenci a moure GTPÆ GDP + Pi mitjançant un moviment del ribosoma es passa a l'elongació.
ELONGACIÓ: és on comença a participar l'ARNt, es posa al costat de l'anterior, després es forma un enllaç peptídic entre els 2 aa. L'ARNt iniciador es desprèn i va a agafar a un altre.
Quan l'ARNt ha donat al triplet l'aa, aquest es corre un lloc i dona pas al següen triplet, aleshores un ARNt h anat a buscar un altre aa i el col·loca, així va corrent la cadena.
FINALITZACIÓ: Arriba un moment en q la cadena arriba al punt final del gen, això queda assenyalat amb un codó final non ó STOP. Són sempre els mateixos triplets.
Aquest codó serveix per parar el moviment. UAG- incorpora un factor de despreniment.
No es forma enllaç peptídic. Es després la cadena, es desprèn el ribosoma i es desprèn l'ARNt, q pot segui fent altres cadenes.
Hi ha menys ARNt dels q poden existir. És un problema evolutiu, hi ha 41 ARNt, l'aparellament entre codó-anticodó no és perfecte. CRICK va fer la hipòtesi del TORONTOLL ("tambaleo"): no s'acaba d'encaixar bé la última base, hi ha aparellaments variables a l'últim nucleòtid. Pot haver-hi A-G Base Anticodó(5') Base codó(3') No haurien d'aparellar-se G C A U I UóC G U AóG A,U ó C Ser té 6 triplets possibles: AGC sense canviar l'anticodó pot fer diferents combiAGU nacions Æ ARNt: UCG UCA ARNt: AGU UCG UCU ARNt: AGG UCC Hi ha una preferència d'ús de codons.
Hi ha una correspondència entre ADN proteïna. Hi ha molts factors intermitjos, passos. El codi té indeterminacions.
29 GENÈTICA DE POBLACIONS 29.1 LA VARIACIÓ GENÈTICA I LES SEVES FONTS: La genètica és la transmissió de caràcters hereditaris a diferents nivells. Relació ambient - genètica sempre és existent.
Els gens tenen un nivell d'expressió fenotípica.
La part + íntima dels gens és l'ADNÆinformació de tot. Els individus viuen en poblacions hi ha relacions genètiques entre ells: comparteixen un sol ambient, així q molts dels canvis seran canvis genètics, variabilitat. A les poblacions es decideix la SELECCIÓ.
Les relacions interpoblacionals determinen el destí dels gens.
Classificació dels gens segons les proteïnes q codifiquen: - gens q codifiquen senyals interns, proteïnes q el metabolisme necessita - gens q codifiquen productes d'excreció, proteïnes q són expulsades.
- Gens q codifiquen senyals per la síntesi dels orgànuls cel·lulars, proteïnes q són senyals...
Relació fenotip - productes gènics: El fenotip de la Hb calciforme es pot mirar de diferents maneres, anèmia, glòbuls vermells...es veuen les manifestacions finals. A nivell d'ADN hi ha hagut un petit canvi molecular: Un aa per un altre. Això pot generar la cascada de manifestacions fenotípiques.
L'HbSÎGluÆVal (hi ha una mutació a nivell nucleosídic de les bases del triplet).
Hi ha molts canvis d'aquest tipus, la majoria no donen canvis fenotípics, són NEUTRES; normalment hi ha molts error a la transducció i traducció, encara q hi hagi sistemes reparadors (com la Pol II), però aquest canvis són importants per l'evolució.
A nivell nucleosídic, el canvi de l'àc. glutàmic a Valina es dona a la base: GluÆ GAA ValÆ GUA GAG GUG No tots els canvis nucleotídics tenen el mateix efecte, els canvis a la 2ª base solen donar molt efecte. Els canvis a la 3ª base no acostumen a donar fenotip diferent. La primera posició és intermitja entre 2ª i 3ª.
Una mutació és un canvi d'un nucleoid per un altre, o una delecció (treure una base).
Poden donar mutació: - inversió - supresió (delecció) - canvi d'ordre (translocació) aquestes diferencies tenen moltes vegades un comportament poblacional. Hi ha estructura poblacional al planeta.
La freqüència d'al·lels és poblacional, i pot donar-se per: - EFECTES HISTÒRICS: les colonitzacions d'una certa raça determinen la composició genètica de la població. És important el paper del fundadors.
- ASPECTES ADAPTATIUS: la selecció.
S'ha de mirar bé si es tracta d'un efecte històric ó adaptatiu.
El Rh+ és més abundant i no se sap pq.
Hi ha molts canvis en q la mobilitat no s'entera però altres sí, q són els q fan q hi hagi canvi fenotípic. Els introns poden ser diferents, però com q no tradueixen no importa.
29.2 LA SELECCIÓ: A les poblacions es treballa amb la selecció, aquesta selecció pot ser natural ó bé induïda per l'home (selecció artficial). Però la selecció q no és natural no acostuma a sortir gaire bé, depèn dels casos, pq a vegades va en contra el q vol l'home amb el q vol la natura.
La selecció natural ve estar exposada per DarwinÆ competitivitat i selecció venen molt lligades. Pq hi pugui haver selecció hi ha d'haver variabilitat, i pq hi hagi variabilitat hi ha d'haver mutació, però això Darwin no ho sabia, pq la genètica es desenvolupà després de la seva mort.
Malthus va dir q hi ha un augment geomètric de la població però hi ha una limitació de recursos.
S'ha de compartir l'espai: Capacitat reproductora CompeticióÆ lluita per l'existència Limitació recursos No hi ha selecció si les diferències són genètiques; si el canvi és només fenotípic, la competició pot donar aquest tipus de selecció: Competició Æ selecció fenotípica Però no hi ha canvi al genotip. Així q no es transmet a la descendència.
Es necessita varietat genètica pq hi hagi selecció i evolució. L'heretabilitat és el porcentatge de variabilitat genètica. Si hi ha selecció natural sobreviuen els individus q poden donar + descendents, el seu component genètic fort, millor, s'hereta.
Capacitat reproductora Æ augment genètic de la població CompeticióÆ lluita per l'existènciaÆ selecció natural Limitació recursos Hi ha caràcters diferencials de selecció. L'heretabilitat varia segons la població pq depèn de la genètica d'aquella població. L'heretabilitat és poblacional.
SELECCIÓ ARTIFICIAL: La selecció és un procés q a nivell artificial afavoreix uns individus respecte altres a nivell reproductor. La selecció consisteix en q uns individus tenen més descendents q altres.
La selecció natural es deguda a la diferent aptitud de l'individu (capacitat reproductora). La capacitat de deixar descendents actúa a diferents moments del cicle vital: Selecció + aparellament + producció Viabilitat Sexual + descendents + zigots Zigot adult aparellament Gamets Zigot + viabilitat Competència pel l'òvul + descendents + òvuls + competència S'ha de saber a quin nivell afecta la selecció natural.
SELECCIÓ A NIVELL DE VIABILITATÎ individus q arriben a adults. L'aptitud biològica d'un genotip és el conjunt de variables per arribar a seleccionar.
A una població senzilla de 2 locus a 2 al·lels: Segons la llei de HARDY-WEINBERG AA Aa aa f(A) = p p+q=1 f(a) = q f(Aa) = 2pq ÆWAa f(AA) = p2 Æ WAA f(aa) = q2 Æ Waa APTITUDÆ eficàcia biològica, valor selectiu: contribució proporcional de descendents a la següent generació L'aptitud mitja de la població és: p2WAA +2pqWAa+ q2Waa =w Aptitud del gen A= WA = pWAA+qWAa (genotip en freq. p + genotip en freq q) És un concepte abstracte, la seva viabilitat.
Freqüència gènica a la següent generació: f2(A) = p' p' + q' = 1 f2(a) = q' f2(Aa) = 2p'q' f2(AA) = p'2 f2(aa) = q'2 La freqüència del gen A és f(AA) + 1/2f(Aa) perquè l'al·lel Aa té la meitat A i la meitat a.
p' = p2WAA + 1/2 (2pq)WAa = p(pWAA+qWAa) si es suma no dóna 1, pq doni es q' = q2Waa + 1/2 (2pq)Waa = q(qWaa+pWAa) divideixen per w p'= [p2WAA + 1/2 (2pq)WAa]/ [p2WAA +2pqWAa+ q2Waa] = p(pWAA+qWAa)/w = pWA/w q'=[q2Waa + 1/2 (2pq)Waa] /[p2WAA +2pqWAa+ q2Waa] = q(qWaa+pWAa)/w =qWa/w Aquestes càlculs demostren la freqüència del gen a la generació següent respecte a l'anterior.
Si es selecciona un dels caràcters respecte l'altre (es selecciona el dominanat respecte l'altre): 1 Freq.
Al·lèlica D'A No arriba mai al valor d'1, sempre hi ha alguna mutació q provoca q hi hagi errors al mostreig. Segons aquesta gràfica, hi ha una selecció de p sobre q. El gen s'ha fixat a la població: p=1; q = 0.
WAA>WAa>Waa Les relacions entre aquestes aptituds determinen el canvi; la selecció dels gens. Amb 200 generacions es pot arribar a fixar un gen.
Com + gran sigui WAA, + aviat es fixa.
Si es fa al revés: q=1; p=0 WAA<WAa<Waa Calcular Δp = variació de la freqüència gènica en una generació. Dóna idea dels canvis en la població.
Δp = p' - p = p(WA/w) - p = p[(WA/w) - 1] = p(WA - w)/w Si w =p2WAA + 2pqWAa+q2Waa =p2WAA+(pq+pq)Waa+q2Waa=p2WAA+pqWAa + q2Waa+pqWAa=p(pWAA+qWAa) + q(qWaa+pWAa)= pWA+qWa Substituim w a Δp: Δp=p(WA - w)/w w=pWA + qWa Δp = p(Wa - w )w = p[(WA - (pWA + qWa)] /w = p(WA - pWA - qWa)/w = =(pWA-p2WA-pqWa)/w =(pWA(1-p)-pqWa)/w=(pWAq-pqWa)/w =(pqWA-pqWa)/w= =pq(WA-Wa)w - Quan Δp = 0 no hi ha selecció, no varia. Perque sigui 0: p ó q = 0 no hi ha selecció o tot p o tot q.
(WA - Wa) = 0: aleshoresÆ WA = Wa, els dos gens contribueixen igual a la viabilitat. No hi ha selecció natural.
Δp 1 p La freq. amb la q s'acosta a 0 ó a 1 és molt diferent, no és una paràbola perfecte.
Hi ha un altre paràmetre: COEFICIENT DE SELECCIÓ: S Els valors poden ser relatius entre ells.
WAA = 1 - S Si sobreviuen AAA, moren S.
No a totes les freqüències gèniques l'Δp és igual. Segueix la forma de la figua; a mida que ens acostem a la fixació (al valor d'1), cada vegada costa + augmentar l'Δp.
Es pot predir el q passarà. Per valors extrems l'eficiència de la selecció (Δp) és baixa, per valors mitjos Δp és alta. els programes de selecció sòn a vegades deficients als extrems.
Casos + dràstics de selecció en contra del genotip aa: Busquem q' perquè volem veure com desapareix la freqüència f(aa) w AA Aa 1 1 aa 0 (⌡ letal) wa = pWAa + qWaa 0 p + 0 = p q'= qWa/w = q·p/w = p·q/ (p2+2pq) = q/(p+2q) = q + (1+q) aquesta és la freqüència de q' en funció de la generació anterior. Al cap d'n generacions hi ha una forma de calcular la freq. de les n generacions.
q1 = qo/ (1+qo) q2 = q1/ (1+q1) = qo/(1+2qo) qn = qo/(1+nqo) El temps q es triga en reduir-se a la meitat: qn = qo/2 = qo/(1+nqo) Æ n=1/qo Si qo és molt gran (0,5) en reduir-se a la meitat triga: n=2 generacions.
Si la qo és molt baixa, la n és molt gran. A mida q ens acostem a la eliminació del caràcter, el nº de generacions és molt + gran, tendeix a infinit.
Tot això es pot considerar una crítica a l'EugenèsiaÆ Selecció sobre individus amb caràcters letals. Quan la freq. és molt baixa és quasi impossible eliminar un caràcter.
A més, si el caràcter és recessiu, es pot "amagar" a l'heterozigot. No es pot saber, si algú té a si el seu fenotip és A (el genotip serà Aa).
ÆFibosi quística:malaltia q segueix la freqüència: q2=1/2500 q=1/50 Per reduir a la meitat aquesta freqüència: n=50 generacions.
50 generacions representa un mileni i quart. L'eficàcia de selecció és absurda.
La selecció no és la única manera de veure el destí de les poblacions. La història tb pot determinar-ne el seu destí, diferents locis donen diferents combinacions, diferents gens, epistasi, intraccions, entrecreuaments...però és una manera de veure l'evolució poblacional. No sempre s'elimina un gen i es qeda un altre.
Pot ser WAA<WAa>Waa Æ s'ha arribat a un equilibri entre A i a. població q no augmenta ni disminueix les freqüències.
SELECCIÓ DIRECCIONAL: Es tracta de l'eliminació d'un gen dels dos de l'al·lel. El destí final del gen es decideix en les poblacions.
FenotipÆ gen + ambient (gen---heredabilitat) TIPUS Monosacàrids Òsids:hidròlisiÆ Monosacàrids o derivats.
DEFINICIÓ PROPIETATS Polihidroxialdehids i polihidroxicetones no hidrolitzables, amb 3 o 8 carbonis.
Combustibles i intermediaris metabòlics Holòsids:hidròlisi: Monoacàrids.
Heteròsids: Monosacàrids i Altres.
-Cristal·litzables -Sol·lubles en aigua o dissolvents polars -dolços -Blancs -Amb poder reductor Oligosacàrids | disacàrids 2 ISOMERIA *Carboni assimètric -formes D: OH del penúltim C a la dreta -formes L: OH del penúltim C a l’esquerra.
En formes cícliques: -formes α: OH del C anumèric abaix.
-formes β: OH del C anum. adalt CLASSIFICACIÓ/ NOMENCLATURA -Segons l’allrgada.
Trioses, tetroses,.., octoses TRIOSES: -Segons el grup funcional.
Aldoses, Cetoses.
-Formes cíclques: PENTOSES: Aldehexoses: Cetohexoses: Aldopentoses HEXOSES: EXEMPLES D-Gliceraldehid.
Intermediari metabòl·lic.
Dihidroxicetona.
Intermediari metabòl·lic.
D-Ribosa Forma part de l’ARN D-desoxiribosa Forma de l’ADN D-Glucosa Obtenció d’energia D-Fructosa Fruites|Sacarosa D-Galactosa Lactosa Prova de Molist: Detecta la presència de glúcids DEFINICIÓ PROPIETATS CLASSIFICACIÓ EXEMPLES I FUNCIONS: Unió de dos monosacàrids amb l’enllaç O-Glucosídic.
Ídem dels monosacàrids.
Però alguns no conserven el poder reductor: Si el C del grup funcional( C anumèric està implicat en l’enllaç.
Segons els monosacàrids.
Segons l’enllaçi els carbonis que hi intervenen: Sacarosa α-glucosa+β-fructosa enllaç α(1Æ2) No poder reductor.
Reserva energètica dels vegetals α β polisacàrids DETECCIÓ Lactosa β-galactosa+βglucosa β(1Æ4) poder reductor Sucre a la llet dels mamífers.
DIVISIÓ TIPUS DESCRIP.
FUNCIONS DETECCIÓ Homopolisacàrids: un únic monómer Midó: α-D-glucosa.
Dos grans tipus: Amilosa Amilopectina Glucogen α-D-Glucosa semb. a amilopectina Cel·lulosa β-D-Glucosa Reserva energètica vegetal Test de Fehling-Benedict: detecta la presència del poder reductor.
*Quitina Heteropolisacàrids: diferents monómers.
β-D-Glucosa Reserva energètica animal.
Estructural vegetal.
Alguns éssers són capaços de descompossar-lo per obtenir glucosa, altres(home) no.
Test de lugol: Presència de Estructural animal: polisacàrids.
exosquelet d’artròpodes ...