Este documento describe las principales biomoléculas como hidratos de carbono, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. También describe la estructura y función de las membranas celulares, compuestas principalmente de fosfolípidos y proteínas. Finalmente, explica los procesos de respiración celular que ocurren en las mitocondrias para liberar energía a partir de los alimentos mediante la glucólisis y la respiración aerobia.

1. Biomoléculas
Hidratos de
carbono
Formados por H, C y O; monosacáridos
(glucosa), polisacáridos (glucógeno ó almidón en plantas).
Energía!
Lípidos
Formados por C,H y O. Diversas formas y funciones:
protección, membranas (fosfolípidos), aislamiento térmico
(grasas), reserva de energía.
Proteínas
Formadas por 20 tipos distintos de aminoácidos (esenciales
y no esenciales). Diversas funciones:
transporte, receptores, estructural (algunas proteínas de
membrana), catalizando procesos (enzimas).
Ácidos nucléicos
Formado por nucleótidos (adenina, guanina, citosina,
timina). Se empaqueta en cromosomas. Información
genética!!!. Ubicación celular: núcleo.

2. La célula es la mínima unidad funcional y estructural de los seres vivos.
Procariotas
Eucariotas Membranas Núcleo y organelas
internas. definidas.

3. Membrana Plasmática
Es una bicapa lipídica que rodea a la célula, define su tamaño y
mantiene las diferencias entre el interior celular y el medio externo.
Mientras que las membranas internas mantienen las diferencias entre
el contenido de las organelas y el citosol (citoplasma) pudiendo así
ejercer su función.
BARRERA SEMIPERMEABLE Y
SELECTIVA.

4. Las moléculas de lípidos son insolubles en agua, pero se disuelven en
disolventes orgánicos.
Constituyen casi el 50% de la masa de las membranas plasmáticas, siendo
el resto casi todo proteínas.
El tipo de lípido que conforma las membranas se
denomina FOSFOLÍPIDOS.
Ác. Grasos
Cabeza polar de distinta
longitud (14-
24 átomos
de C).
dos colas hidrocarbonadas
hidrofóbicas.

5. La forma y la naturaleza anfipática de los fosfolípidos, hace que estas
moléculas formen espontáneamente en solución acuosa:
*Mieclas esféricas
*Láminas bimoleculares o bicapas lipídicas.
Los fosfolípidos tienen libertad para moverse
rápidamente en el plano de su propia capa, haciendo
de su estructura un "cristal líquido", que no es ni
sólido, ni líquido. Esto le da a la membrana una
integridad estructural, pero al mismo tiempo le
proporciona gran flexibilidad, permitiendo a la
célula cambiar su forma, expandirse o contraerse.
Esta capacidad es esencial durante la división
celular.

6. La fluidez de las membranas es biológicamente importante ya que muchos
procesos como el transporte de sustancias o la actividad de enzimas
dependen de ello; esta característica depende de la temperatura y de la
composición de la misma.
•la temperatura, la fluidez aumenta al aumentar la temperatura.
•la naturaleza de los lípidos, la presencia de lípidos insaturados y de
cadena corta favorecen el aumento de fluidez; la presencia de
colesterol endurece las membranas, reduciendo su fluidez y
permeabilidad.

7. En gral. Las membranas de las bacterias están compuestas por un solo
tipo de fosfolípido y no contienen colesterol, pero tienen una pared
celular que las protege.
Fosfatidilcolina
Células eucariotas Esfingomielina
predominan 4 tipos de
fosfolípidos. Fosfatidilserina
Fosfatidiletanolamina
Las membranas plasmáticas no solo
están compuestas de lípidos sino que
también las conforman proteínas e
hidratos de carbono.

8. Proteínas
Son los componentes de la membrana que desempeñan las funciones
específicas (transporte, comunicación, etc). Al igual que en el caso de
los lípidos , las proteínas pueden girar alrededor de su eje y muchas de
ellas pueden desplazarse lateralmente (difusión lateral) por la
membrana. Las proteínas de membrana se clasifican en:
•Proteínas integrales: Están unidas a los lípidos íntimamente, suelen
atravesar la bicapa lipídica una o varias veces, por esta razón se les
llama proteínas de transmembrana.
•Proteínas periféricas: Se localizan a un lado u otro de la bicapa lipídica
y están unidas débilmente a las cabezas polares de los lípidos de la
membrana u a otras proteínas integrales por enlaces de hidrógeno.
Canal
Proteína transmembrana
Prot. periférica

9. Glúcidos
•Se sitúan en la superficie externa de las células eucariotas por lo que
contribuyen a la asimetría de la membrana. Estos glúcidos son oligosacáridos
unidos a los lípidos (glucolípidos), o a las proteínas (glucoproteínas). Ésta
cubierta de hidratos de carbono hace a la célula distinata al resto.
Constituyen la cubierta celular o glucocálix, a la que se atribuyen funciones
fundamentales:
*Protege la superficie de las células de posibles lesiones.
*Confiere viscosidad a las superficies celulares, permitiendo el
deslizamiento de células en movimiento, como , por ej., las sanguíneas.
*Interviene en los fenómenos de reconocimiento celular, particularmente
importantes durante el desarrollo embrionario.
*Participa en los procesos de adhesión entre óvulo y espermatozoide.

10. Colesterol
En las células eucariotas existe una gran cantidad de colesterol
intercalado entre los fosfolípidos. Se orientan con sus grupos OH hacia las
cabezas polares de los mismos; sus anillos esteroides (planos y
rígidos), interactúan y en parte inmovilizan al primer fragmento de las
colas hidrofóbicas. De esta manera el colesterol hace que las partes más
cercanas a las cabezas polares estén más rígidas, disminuyendo la
permeabilidad de la bicapa a pequeñas moléculas solubles.
También el colesterol impide que las cadenas hidrocarbonadas se junten y
se cristalicen.

11. Respiración celular
Mitocondrias
Conversión energética
Cloroplastos
Convertir la energía de la luz o de los alimentos
en energía utilizable para procesos internos.
Mientras que la FOTOSÍNTESIS provee los carbohidratos necesarios
para las plantas (y los organismos de las cadenas alimenticias
siguientes), la GLUCÓLISIS y la RESPIRACIÓN CELULAR son los
procesos por los cuales la energía contenida en los carbohidratos es
liberada de manera controlada.
Durante la respiración la energía que se libera es incorporada en la
molécula de ATP, que puede ser inmediatamente reutilizado en el
mantenimiento y desarrollo del organismo. Desde el punto de vista
químico, la respiración se expresa como la oxidación de la gucosa:
C6H12O6 + 6 O2 +6 H20 --> 6 CO2 + 12 H2O

12. Mitocondria
Sin las mitocondrias las células dependerían de
la glucólisis anaeróbica para formar ATP. Pero
este proceso solo es capaz de liberar una
pequeña cantidad de la energía disponible en la
glucosa. En las mitocondrias el metabolismo de
los azúcares está integrado: el piruvato
(glucóilisis) es importado dentro de la
mitocondria y oxidado por el O2 a CO2 y H2O.
La energía liberada es almacenada de una
manera tan eficiente que por cada glucosa
oxidada se producen aprox. 30 ATP.
Cada mitocondria esta limitada por dos membranas muy especializadas.
Definen dos compartimientos: Matriz y el espacio intermembranoso.

13. La membrana externa contiene una alta cantidad de una proteína llamada
porina, que forma grandes canales acuosos a través de la bicapa. Tamiz
permeable!.
Mientras que la membrana interna es impermeable. Forma numerosas
crestas, que aumentan su superficie total. Contiene tres tipos de
proteínas:
a) Realizan reacciones de oxidación en la cadena respiratoria.
b) Complejo ATP sintasa.
c) Proteínas de transporte.

14. *GLUCÓLISIS: ocurre en el citosol, donde cada molécula de glucosa, con sus
6 átomos de carbono, se oxida parcialmente dando lugar a dos moléculas de
piruvato (de 3 átomos de carbono). Se invierten dos ATP pero se generan
cuatro.
*RESPIRACIÓN CELULAR: cuando el ambiente es aerobio (contiene O2) el
piruvato se oxida totalmente a dióxido de Carbono (CO2), liberando la energía
almacenada en los enlaces piruvato y atrapándola en el ATP. Se subdivide en
etapas:
Ciclo de los ác. tricarboxílicos (o del ác. Cítrico ó ciclo de Krebs): ocurre en la
matriz de la mitocondria.
Cadena respiratoria: se lleva a cabo en las membranas mitocondriales.
*FERMENTACIÓN: cuando el O2 está ausente (ambiente anaerobio), el
piruvato no produce CO2, sino que se forman otras moléculas como el ác.
láctico o el etanol. Siendo el balance neto de ATP mucho menor!.

16. Glucólisis
La mitocondria utiliza como combustibles mayoritarios el piruvato y los ác.
grasos producidos en el citoplasma a través de la glucólisis. Estas
moléculas son transportadas selectivamente hacia el matriz mitocondrial.
Las células animales almacenan los hidratos de carbono en forma de glucógeno y
los ácidos grasos en forma de grasas.
La oxidación de las grasas libera mucha más energía (más de 6 veces) que la del
glucógeno.
Una persona adulta almacena una cantidad de glucógeno suficiente para un solo
día de actividad normal, pero almacena una cantidad de grasa suficiente para un
mes de actividad normal.
Tejido adiposo.
Cuando es necesario
energía la célula comienza
con los procesos de
degradación de estas
moléculas.

17. También es hidrolizado el glucógeno en moléculas más pequeñas (glucosa
1-fosfato) sustrato de la glucólisis.
Los ácidos grasos a través de procesos de oxido-reducción también se
rompen en moléculas pequeñas aprovechables.
Las reacciones de glucólisis
convierten a las moléculas de
glucosa (6 átomos de carbono) en
dos moléculas de piruvato, de
tres átomos de carbono, las
cuales aún contienen la mayor
parte de la energía que se puede
obtener de la oxidación de los
azúcares.

18. Ciclo de Krebs
Ocurre en la matriz mitocondrial.
Resultado: CO2 y electrones ricos en
energía, que pasan vía NADH y FADH2
a la cadena respiratoria.
El CO2 se elimina como producto de
deshecho, mientras que los electrones
de alta energía se desplazan por la
cadena respiratoria y finalmente se
combinan con O2 y forman H2O.

20. Cadena de transporte de electrones
Fosforilación oxidativa
Ocurre en la membrana
interna de la mitocondria.
Cuando los electrones de alta energía de los hidrógenos del NADH y del
FADH2 son transferidos a lo largo de la cadena respiratoria de la
membrana mitocondrial interna, la energía que se libera cada vez que pasan
de una molécula transportadora a otra, es utilizada para bombear protones
(H+) a través de la membrana interna desde la matriz al espacio
intermembrana. Esto genera un gradiente electroquímico de protones a
través de la membrana mitocondrial interna, y el flujo de H+ a favor de
gradiente es utilizado, mediante una enzima ligada a la membrana: ATP
sintasa.

21. Esta enzima
impulsa la
conversión del
ADP+Pi en ATP