¿La estructura celular completa está codificada en su ADN?

¿El ADN contiene todas las instrucciones para construir una célula?

El ADN generalmente se compara con el modelo de vida, una molécula que contiene toda la información necesaria para que una célula u organismo funcione. En un nivel básico, esta analogía funciona, porque el ADN codifica la información para producir proteínas, que realiza la mayoría de las funciones celulares. Pero el ADN es parte de un sistema complejo y por sí solo no puede construir una célula desde cero. Requiere enzimas, ribosomas y otras proteínas para que la información que codifica pueda transcribirse en ARN y luego traducirse en proteína.

Considere esto: cada célula de su cuerpo contiene el mismo ADN. La única excepción son las células germinales (espermatozoides / óvulos), que solo contienen la mitad del ADN. ¡Y sin embargo, hay tantos tipos diferentes de células! Células sanguíneas, células nerviosas, células musculares, células epiteliales, etc. Estas células difieren en forma y función, pero contienen exactamente el mismo ADN. Lo que determina la función especializada de cada célula depende no solo del ADN sino de otros componentes en el citoplasma (proteínas, ARN reguladores) que juegan un papel en la diferenciación celular.

Es cierto, la célula es fantásticamente compleja. Y es por eso que la unidad básica de la vida es la célula, no solo el ADN.

Siguiente pregunta:

¿O es que una célula maestra se pasa de padre a hijo y luego se replica?

No existe tal cosa como una “célula maestra”, pero sí tenemos células madre , que tienen el potencial de dar lugar a varios tipos de células. Supongo que esto es lo más cercano.

Cada célula contiene todo su ADN (está bien, excepto los espermatozoides y los óvulos que contienen la mitad, de modo que cuando se combinan, la descendencia no tiene el doble de ADN). Cada célula en realidad tiene unos 2 metros de ADN firmemente envueltos en su interior. Sí, el ADN contiene todas las instrucciones para construir una célula. Es absolutamente sorprendente cuando lo piensas, que cada proteína necesaria para generar células se codifica y activa al leer el ADN.

El ADN tiene secciones que pueden activarse y desactivarse cuando sea necesario. Piense en ello como un manual de usuario gigante que el cuerpo lee diferentes secciones de cuando necesita hacer cosas diferentes.

Cuando las células se replican, tienden a “dividirse” de una célula existente, pero la forma en que funciona es que todo el material genético se duplica y todas las partes nuevas de la célula (el interior, el exterior, todo) son creadas por la primera célula dentro de la estructura de la célula y luego las células se mueven hacia lados opuestos y se separan (vea algunos videos de mitosis o meiosis en YouTube para una mejor comprensión). Sin embargo, cada pequeña acción está codificada por el ADN. El ADN dio instrucciones para la proteína que indica que es hora de dividirse, codifica todas las partes de una nueva célula, incluso codificó para todas las proteínas que leen el ADN para hacer las nuevas partes.

Esencialmente, el ADN contiene todos los detalles de la vida, razón por la cual los científicos están tan interesados ​​en estudiarlo.

¡Espero que eso haya respondido tu pregunta!

No. El ADN no puede arrancar una célula. Para hacer una nueva célula, debe comenzar con una antigua y la información que no contiene ADN, más la información en su ADN.

Ejemplos de información en una célula que no está intrínsecamente presente en el ADN: el sistema de orientación que mueve las proteínas a partes particulares de la célula. Por ejemplo (altamente simplificado) imaginemos una proteína recién sintetizada que necesita ir al retículo endoplásmico (ER). La proteína se puede sintetizar a partir del ADN [1]. Ahora tiene secuencias de aminoácidos específicas que interactúan con las proteínas en la sala de emergencias, de modo que la nueva proteína se mueve a la sala de emergencias según corresponda. Esas secuencias de aminoácidos son más o menos arbitrarias, como los golpes en una tecla; solo son significativos porque las proteínas objetivo ER tienen secuencias coincidentes.

Hasta aquí todo bien. Pero, ¿cómo llegaron las ER a las proteínas objetivo (que vinculan la nueva proteína con la ER)? Bueno, a su vez tienen la secuencia de orientación correcta. Entonces, cuando se sintetizaron, interactuaron con … las proteínas objetivo de ER que ya estaban allí. Que llegó allí porque interactuaron con proteínas objetivo que ya estaban allí. Y así sucesivamente, volvamos a la primera celda que inventó este sistema.

La secuencia objetivo y la secuencia objetivo están codificadas en el ADN. Pero el resultado depende de una célula que ya funciona. Si no comienza con una celda funcional, no obtiene una celda funcional de ella.

1. Ignoremos las preguntas sobre la maquinaria ribosómica y supongamos que todo el aparato podría construirse a partir del ADN.

No. Algunas estructuras celulares, en particular los centriolos y los cuerpos basales, están moldeados a partir de las estructuras existentes. Estos cuerpos pueden tener una “mano” o polaridad, y esta polaridad se hereda directamente de la plantilla sin la intervención del ADN.

También se piensa que los priones son una forma de herencia estructural, aunque sea una estructura aberrante.

Aquí se puede encontrar una excelente revisión de la herencia estructural y la cuestión de la “memoria celular”:

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/ …

Sí, seguro que sí. Como resultado, el genoma de cualquier forma de vida es enorme. El ADN está envuelto de forma agradable y estrecha alrededor de proteínas llamadas histonas, por lo que toda esa información puede caber dentro de cada núcleo de cada célula. Si te imaginas tomar una banda elástica y enrollarla hasta que se anude dos o tres veces, eso es esencialmente lo que es el ADN envuelto alrededor de una histona. Es tan compacto que nuestros cuerpos tienen una enzima especial que tiene que adelantarse a la ADN polimerasa y la helicasa durante la replicación solo para desenrollar las cadenas de ADN. Tenga en cuenta que desenrollar el ADN es prácticamente el trabajo de la helicasa; el hecho de que necesite ayuda porque el ADN está tan herido es bastante alucinante

El hecho de que cada célula contenga todo el genoma significa que nuestros cuerpos tienen que encontrar formas de usar solo el código que necesitan, porque las células nerviosas y las células musculares tienen formas y funciones muy diferentes. Esto está en el corazón del estudio de la epigenética: ¿cómo pueden nuestros cuerpos cambiar qué partes de nuestro ADN se expresan sin cambiar el ADN? Una forma en que nuestros cuerpos pueden hacer esto es mediante la metilación del ADN. Nuestros cuerpos pueden metilar ciertas secciones de nuestro ADN para evitar que se transcriba al ARN (que luego convierte nuestro código genético en proteínas, de ahí cómo nuestro ADN codifica los fenotipos). Nuestro ADN es básicamente una escalera, con dos lados paralelos y peldaños (bases de nitrógeno) entre los peldaños. Las proteínas llamadas factores de transcripción se unen a los lados de esta escalera y se deslizan hacia abajo, registrando la información contenida en los peldaños en forma de una molécula de ARN. Si se agregan grupos metilo a los lados de la escalera de ADN, entonces el factor de trascripción no puede unirse a él, lo que desactiva efectivamente porciones de ADN que no necesitamos en un tipo de célula en particular.

En resumen, cada célula contiene el ADN para codificar todas nuestras funciones, pero solo una parte del genoma se expresa en un tipo de célula determinado.

El ADN codifica todos los ARN y proteínas dentro de una célula. El ADN por sí solo sería incapaz de generar espontáneamente una nueva célula. La célula original debe dividirse para pasar la plantilla general a las células hijas, y luego el ADN permite la producción de ARN y proteínas. Las mitocondrias tienen su propio ADN, se someten a fisión por sí mismas y se reproducen de manera independiente (aunque el núcleo puede ayudar a regular la tasa de división) del núcleo. El ADN solo puede ser duplicado por las enzimas que codifica. El ADN finalmente codifica todas las partes de una célula, pero debe haber una célula intacta y viable para que el ADN funcione.