Bi ol cel y molec

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BIOLOGÍA CELULAR Y MOLECULAR

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Bi ol cel y molec

  1. 1. { BIOLOGÍA CELULAR Y MOLECULAR Dr. JAIME CHAMOCHUMBI, M.A
  2. 2. Los organismos tienen un único PLAN MAESTRO de organización y su análisis constituye el CAMPO Y OBJETO DE ESTUDIO de la Biología CelularMolecular: el átomo, la molécula y la estructura como punto de partida para explicar las distintas funciones celulares.
  3. 3. SIGLO: XIII ANTEOJOS EN AMÉRICA XVI MICROSC. COMPUESTO XVII HOOKE: “celdillas” (1665) LEEUWENHOECK, 1673 XIX SCHLEIDEN, 1838 (BOTÁNICO) XIX SCHWANN, 1839 (ZOOÓLOGO) LA CÉLULA ES LA UNIDAD ESTRUCTURAL DE LA VIDA LA CÉLULA ES LA UNIDAD FISIOLÓGICA DE LA VIDA LA CÉLULA ES LA UNIDAD REPRODUCTIVA Y GENÉTICA DE TODO SER VIVO
  4. 4. PROPIEDADES DE LAS CÉLULAS: • Muestran complejidad y organización elevadas • Poseen un programa genético y recursos para aplicarlos • Tienen capacidad para reproducirse a sí mismas • Procesan (captan y consumen) energía • Efectuan variadas reacciones químicas • Responden a estímulos • Se autorregulan
  5. 5. De un huevo fertilizado, en sus primeros períodos de segmentación, se pueden obtener células totipotentes; Cuando la segmentación avanza y ya se diferencian las blastómeras, del Maciso Celular Interno se pueden obtener células pluripotentes. De éstas es fácil obtener material para un cultivo celular primario
  6. 6. Fragmentación celular Conjunto de métodos y técnicas para obtener fracciones puras o enriquecidas de un determinado componente celular: orgánulos (mitocondrias, peroxisomas, etc.) una fracción de membrana (membrana plasmática, carioteca), complejos multiproteicos (citoesqueleto de actina, microtúbulos, poros nucleares, etc.), para estudios bioquímicos y fisiológicos fuera de las células
  7. 7. SOLUCIÓN SUSPENSORA: Solución amortiguadora o tampón, SSF, Solución azucarada isotónica, para mantener la integridad de organelos y enzimas durante el fraccionamiento HOMOGENIZACIÓN. Rompe enlaces y libera contenido celular sin dañar el medio en suspensión
  8. 8. CENTRIFUGACIÓN DIFERENCIAL La centrifugación diferencial se basa en la existencia de diferentes partículas en la suspensión que difieren en su densidad de la del medio. Si se centrifuga en condiciones suaves sedimentarán las partículas mayores y/o más densas. Cuando el sobrenadante de la primera centrifugación es centrifugado con mayor velocidad y tiempo sedimentan de nuevo las partículas más densas presentes y así sucesivamente
  9. 9. Muchos factores inducen a la muerte celular en medios de cultivo: la disminución de nutrientes, la acumulación de toxinas; las variaciones de pH, alta o baja disolución de oxígeno; cambios en la temperatura, fuerzas hidrodinámicas, etc.
  10. 10. QUÍMICA DE LA MATERIA VIVA La química de los organismos vivientes es muy compleja. Los seres vivos se rigen por las leyes de la química y la física. La química de los seres vivos, es la bioquímica. Las fuerzas que permiten la interacción de los átomos en las moléculas se conocen como enlace químico: la fuerza de unión que existe entre dos átomos, cualquiera que sea su naturaleza, debido a la transferencia total o parcial de electrones para adquirir ambos su octeto electrónico
  11. 11. Enlace covalente es aquel en que 2 átomos comparten dos electrones. Es muy fuerte y se rompe con dificultad. Existen varias clases de enlaces covalentes: Enlace simple (H2), doble (CO2), triple (N3), covalente coordinado (NH4 +). Enlace Iónico.- Donde la diferencia de electronegatividades es muy grande y el átomo más electropositivo cede los electrones al más electronegativo. *Se rompe con facilidad obteniéndose los iones que lo forman, generalmente basta disolver la sustancia.
  12. 12. EL AGUA Su estructura molecular es un dipolo: su constante dieléctrica es muy alta, más que cualquier otro líquido, lo que le confiere gran poder disolvente aún en cantidades muy pequeñas, lo que hace que no sea nunca químicamente pura, lleva siempre diversas sustancias, como gases, sales o grasas, disueltas. Esta molécula es débilmente ionizable, y su pH aproximado es 6.
  13. 13. El agua desempeña también un papel importante en la descomposición metabólica de moléculas tan esenciales como las proteínas y los carbohidratos. Este proceso, llamado hidrólisis, se produce continuamente en las células vivas.
  14. 14. Funciones biológicas del agua 1. Soporte o medio donde ocurren las reacciones metabólicas 2. Amortiguador térmico 3. Transporte de sustancias 4. Lubricante, amortiguadora del roce entre órganos 5. Favorece la circulación y turgencia 6. Da flexibilidad y elasticidad a los tejidos 7. Puede intervenir como reactivo en reacciones del metabolismo, aportando hidrogeniones o hidroxilos al medio.
  15. 15. Macromoléculas (Biomoléculas) Cuando se unen dos monómeros en un enlace y se desprende una molécula de agua, se habla de una reacción de condensación. Si la reacción ocurre al contrario, esto es, que se rompe el enlace con la adición de una molécula de agua y se regeneran los monómeros originales se habla de reacciones de hidrólisis. Los organismos vivos combinan reacciones de hidrolisis (digestión) y condensación (síntesis) para la construcción de sus macromoléculas.
  16. 16. Los tipos principales de biomoléculas son: las proteínas, formadas por cadenas lineales de aminoácidos; los ácidos nucleicos, formados por bases nucleotídicas, los polisacáridos, formados por subunidades de azúcares (monosacáridos u osas) y los lípidos formados por glicerol, ácidos grasos o colesterol. Los aminoácidos están unidos por enlaces peptídicos, las osas de los polisacáridos por enlaces glucosídicos y los lípidos y ácidos nucleicos por enlaces éster.
  17. 17. GLÚCIDOS O CARBOHIDRATOS Los glúcidos, carbohidratos, «hidratos de carbono» o sacáridos, son moléculas orgánicas compuestas por C, H y O. Se encuentran exclusivamente en alimentos de origen vegetal (legumbres, harinas, verduras y frutas) y también en algunos tejidos animales, como LACTOSA y GLUCÓGENO (en el hígado). Sirven como fuente de energía para todas las actividades celulares vitales. Aportan entre 4 y 4,5 kcal/gramo y son considerados macro nutrientes energéticos al igual que las grasas. Son la forma biológica primaria de almacenamiento y consumo de energía.
  18. 18. Clasificación •Monosacáridos u Osas Son azúcares que no se hidrolizan, o que per hidrólisis no generan otros azúcares más simples. •Polisacáridos u Ósidos Azúcares complejos; todos ellos hidrolizables
  19. 19. Monosacáridos: •Se clasifican : oSegún su estructura química en aldosas y cetosas oSegún el número de carbonos en: triosas (3C), tetrosas (4C), pentosas (5C), hexosas (6C), etc.
  20. 20. Glucosa: Es un glúcido que se encuentra libre en la uva. Polimerizada da lugar a polisacáridos, constituyendo la celulosa y el almidón en los vegetales y el glucógeno en los animales. Es el azúcar más importante desde el punto de vista energético. D – GLUCOSA L - GLUCOSA
  21. 21. D– GLUCOSA
  22. 22. beta - glucosídicoalfa - glucosídico
  23. 23. LÍPIDOS Conjunto heterogéneo de biomoléculas cuya característica distintiva aunque no exclusiva es la insolubilidad en agua, y solubilidad en disolventes orgánicos (benceno, cloroformo, éter) Son ternarios: C, H y O. Pueden encontrarse unidos covalentemente con otras biomoléculas como en el caso de los glicolípidos (membranas biológicas). También son numerosas las asociaciones no covalentes de los lípidos con otras biomoléculas, como en el caso de las lipoproteínas y de las estructuras de membrana. 1 g de estas moléculas genera más de 9 kcal.
  24. 24. Hidrofobicidad. La baja solubilidad se debe a que su estructura química es fundamentalmente hidrocarbonada (alifática, alicíclica o aromática), con gran cantidad de enlaces C-H y C-C. La naturaleza de estos enlaces es 100% covalente y su momento dipolar es mínimo. El agua, al ser una molécula muy polar, con gran facilidad para formar puentes de hidrógeno, no es capaz de interaccionar con estas moléculas
  25. 25. Ecuación general de hidrólisis ácida de un triglicérido
  26. 26. Ecuación general de la saponificación de un triglicérido

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