Este documento trata sobre biología celular y molecular. Explica que los organismos tienen una organización única a nivel molecular y que la célula es la unidad estructural, fisiológica y reproductiva fundamental de todo ser vivo. Describe las propiedades básicas de las células y los métodos para aislar componentes celulares como orgánulos. También cubre temas como la química de la materia viva, las biomoléculas principales como proteínas, lípidos y carbohidratos, y funciones del agua en

1. {
BIOLOGÍA CELULAR
Y MOLECULAR
Dr. JAIME CHAMOCHUMBI, M.A

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. 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. 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

6. 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

7. 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

8. 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

9. 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

11. 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.

12. 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

13. 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.

14. 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.

16. 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.

17. 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.

18. 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.

19. 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.

20. 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.

21. 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

22. 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.

23. 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

24. D– GLUCOSA

25. beta - glucosídicoalfa - glucosídico

28. 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.

29. 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

32. Ecuación general de hidrólisis ácida de un triglicérido

33. Ecuación general de la saponificación de un triglicérido