¿La estructura de la célula completa está codificada en su ADN?

No. El ADN no puede arrancar una célula. Para crear una nueva celda, debe comenzar con una anterior 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 (muy simplificado) imaginemos una proteína recién sintetizada que debe ir al retículo endoplásmico (RE). La proteína puede sintetizarse a partir del ADN [1]. Ahora tiene secuencias específicas de aminoácidos que interactúan con las proteínas en el ER, de modo que la nueva proteína se mueve al ER como corresponde. Esas secuencias de aminoácidos son más o menos arbitrarias, como las protuberancias de una tecla; solo son significativos porque las proteínas diana ER tienen secuencias coincidentes.

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

La secuencia de direccionamiento y la secuencia diana están codificadas en el ADN. Pero el resultado depende de una célula que ya funciona. Si no comienzas con una celda funcional, no obtienes una celda funcional.

1. Vamos a ignorar las preguntas de la maquinaria ribosomal y suponer que todo el aparato podría construirse a partir del ADN

En el sentido más literal, no. Cada célula es engendrada desde una célula madre. Entonces, ninguna célula que existe hoy surgió únicamente de su ADN (salvo alguna extraña génesis de microorganismos que no conozco, incluso la vida sintetizada de Craig Venter utilizó el “cuerpo” de una bacteria).

Pero los medios para producir más de lo que la célula necesita para duplicar, expandir, etc., están todos codificados como proteína y algún otro material de instrucción en el ADN. Lo más fascinante es que algo así como los lípidos que componen una membrana celular no están codificados en el ADN. En cambio, las proteínas / enzimas necesarias para convertir la biomasa adquirida en alimentos en esos lípidos están presentes.

Hasta el momento no hemos descubierto planos explícitos que digan “¡ER se ve así!”, Pero las proteínas están codificadas para ir a las ubicaciones correctas a través de “códigos de barras” que designan su transporte. Al colocar a los jugadores correctos en los lugares correctos, es posible una gran cantidad de biología. También podemos causar algunos defectos graves en, digamos, la función mitocondrial al engañar a la célula para que coloque una proteína particular en la membrana equivocada del orgánulo.

Solo hemos arañado la superficie de cómo funcionan el transporte de proteínas y la organización espacial. Aún hay mucho que entender!

No. Algunas estructuras celulares, especialmente centriolos y cuerpos basales, están modeladas a partir de las estructuras existentes. Estos cuerpos pueden tener una “destreza” 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 de una estructura aberrante.

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

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/

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

El ADN generalmente se compara con el plano de la vida, una molécula que contiene toda la información necesaria para que funcione una célula u organismo. 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 en 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 también de otros componentes del citoplasma (proteínas, ARN reguladores) que desempeñan un papel en la diferenciación celular.

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

Siguiente pregunta:

¿O es que una célula maestra pasa de padres a hijos y luego se replica?

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

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

Cuando las células se replican tienden a “separarse” de una celda existente, pero la forma en que funciona es que todo el material genético se duplica y todas las partes nuevas de la célula (adentro, afuera, todo) son creadas por la primera célula dentro de la estructura de la célula y luego las células se mueven a lados opuestos y se separan (echa un vistazo a 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 todas las proteínas que leen el ADN para hacer las partes nuevas.

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

¡Espero que eso haya respondido tu pregunta!

El ADN codifica todo el ARN y las proteínas dentro de una célula. El ADN en sí mismo 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 forma 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. En última instancia, el ADN codifica todas las partes de una célula, pero debe existir una célula intacta y viable para que el ADN funcione.

Sí, seguro que sí. Como resultado, el genoma de cualquier forma de vida es enorme. El ADN se envuelve agradable y apretado alrededor de las proteínas llamadas histonas para que toda esa información pueda caber dentro de cada núcleo de cada célula. Si puedes imaginarte tomar una goma elástica y enrollarla hasta que se anude dos o tres veces, eso es básicamente lo que es el ADN envuelto alrededor de una histona. Es tan compacto que nuestros cuerpos tienen una enzima especial que debe superar a la ADN polimerasa y la Helicasa durante la replicación solo para desenrollar los filamentos de ADN. Tenga en cuenta que desenrollar el ADN es básicamente el trabajo de la helicasa; el hecho de que necesita ayuda porque el ADN está tan apretado es muy alucinante

El hecho de que cada célula contenga todo el genoma significa que nuestro cuerpo tiene que encontrar la forma de usar solo el código que necesita, porque las células nerviosas y las células musculares tienen una forma y función 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 que nuestro ADN codifique fenotipos). Nuestro ADN es básicamente una escalera, con dos lados y peldaños paralelos (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 se puede unir a él, por lo tanto, se desactivan porciones de ADN que no necesitamos en un tipo de célula 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 dado