El documento describe los principales componentes y procesos de las células. Explica que las células están delimitadas por membranas que controlan el transporte de sustancias, y contienen organelos como el núcleo, mitocondrias y cloroplastos donde ocurren procesos como la respiración celular y la fotosíntesis. También describe los mecanismos de obtención de energía a través de estas vías metabólicas como la glucólisis, el ciclo de Krebs y la cadena transportadora de electrones en las mitocond

1. UNIDAD III LA CELULA UNIDAD ESTRUCTURAL Y FUNCIONAL DE LOS SERES VIVOS

2. LA CELULA

3. 1.1 ANTECEDENTES HISTÓRICOS DE LA BIOLOGÍA CELULAR Robert Hooke Anton Van Leewenhoek Schleiden, Schwann, Virchow Dujardin

4. 1. 2 MEMBRANA CELULAR Es la frontera entre la cèlula y el m.a. Le da protecciòn y forma a la cèlula Es selectivamente permeable

5. 1.2.1 Estructura y función de la membrana plasmática. Modelo de mosaico fluido Segùn el modelo de mosaico fluido de Singer-Nicholson està constituida por una doble capa de lìpidos, proteìnas inmersas y cadenas de carbohidratos .

8. 1.2.2 Tipos de transporte a través de la membrana Pueden ser pasivos y activos Los pasivos se realizan sin gasto de energìa por parte de la cèlula y pasan molèculas de tamaño pequeño como gases y agua. Los activos si requieren que la cèlula gaste energìa, pasan molèculas grandes

10. Mecanismos de transporte pasivo Pueden ocurrir en cualquier medio fìsico Difusiòn: Movimiento de molèculas o iones de un medio de mayor concentraciòn a otro de menor concentraciòn para alcanzar un equilibrio dinàmico. Generalmente por este mecanismo pasan gases como Oxìgeno y Biòxido de Carbono

11. Difusiòn facilitada Ciertas molèculas pasan a travès de la membrana plasmàtica por medio de proteìnas transportadoras integradas en la membrana. Glucosa, iones, a.a.

12. ÒSMOSIS Es el movimiento de las molèculas de agua de su medio de mayor concentraciòn a otro de menor concentraciòn a travès de una membrana semipermeable hasta alcanzar el estado de equilibrio.

14. Medio hipotònico : contiene menor cantidad de molèculas de soluto ----- Turgencia Medio hipertònico : mayor cantidad de solutos ----- Plasmòlisis Medio isotònico : Contiene la misma proporciòn de agua y solutos que la cèlula ----- eritrocitos

15. Mecanismos de transporte activos Transporte Activo : La cèlula introduce o saca sustancias de un medio de menor concentraciòn a otro de mayor concentraciòn, gastando energìa quìmica de la cèlula (ATP). Ejemplo: la bomba de intercambio iònico de sodio-potasio en cèlulas nerviosas y eritrocitos

17. Endocitosis y exocitosis Endocitosis : Es la incorporaciòn de material al interior de la cèlula a travès de compartimientos que se forman en la membrana plasmàtica. Pueden ser fagocitosis : la cèlula engloba material sòlido que incorpora a su citoplasma (amiba que fagocita m.o. de menor tamaño: Pinocitosis : endocitosis de partìculas pequeñas o material en soluciòn (lìquidos)

19. EXOCITOSIS Es el acarreo de sustancias de la cèlula al medio externo por medio de bolsas membranosas especìficas

21. 1.3 Estructura y función de citoplasma y organitos CITOPLASMA

22. NÚCLEO Y NUCLEOLO

23. RETÍCULOS ENDOPLASMICOS

30. 1.4 DIFERENCIAS ENTRE CÉLULAS VEGETALES Y ANIMALES

33. 1.5 CÉLULAS PROCARIONTES Y EUCARIONTES

34. 1.6 METABOLISMO CELULAR 1.6.1 Es la suma de las funciones celulares. Conjunto de las reacciones que se llevan a cabo en el organismo

35. 1.6.2 RUTAS METABÓLICAS: CATABOLISMO Y ANABOLISMO CATABOLISMO: Comprende funciones de descomposición. ANABOLISMO: Síntesis de materia viva y estructuras celulares, el cual requiere de materia y energía. Permite el crecimiento y reproducción celular

36. 1.6.3 EL ATP Y SU PAPEL EN EL METABOLISMO GENERAL

37. El trifosfato de adenosina (ATP) o adenosín trifosfato es una molécula que consta de una purina ( adenina ), un azúcar (ribosa), y tres grupos fosfato. Gran cantidad de energía para las funciones biológicas se almacena en los enlaces de alta energía que unen los grupos fosfato y se liberan cuando uno o dos de los fosfatos se separan de las moléculas de ATP. El compuesto resultante de la pérdida de un fosfato se llama difosfato de adenosina, adenosín difosfato o ADP; si se pierden dos se llama monofosfato de adenosina, adenosín monofosfato o AMP, respectivamente.

38. 1.6.4 REACCIONES ENDERGÓNICAS Y EXERGÓNICAS Las reacciones exergónicas son las que liberan energía al medio y endergónicas (con consumo de energía), que en su conjunto constituyen el metabolismo celular: Las reacciones endergónicas se manifiestan durante los procesos anabólicos; de manera que, requieren que se le añada energía a los reactivos (sustratos o combustibles metabólicos), i.e., se le suma energía (contiene más energía libre que los reactivos). Por otro lado, durante las reacciones exergónicas se libera energía como resultado de los procesos químicos (e.g., el catabolismo de macromoléculas).

39. 1.6.5 MECANISMO DE ACCIÓN DE ENZIMAS EN EL METABOLISMO CELULAR Y LOS FACTORES QUE AFECTAN LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA Enzima, sustancias orgánicas especializadas compuestas por polímeros de aminoácidos, que actúan como catalizadores en el metabolismo de los seres vivos. Con su acción, regulan la velocidad de muchas reacciones químicas implicadas en este proceso. El nombre de enzima, que fue propuesto en 1867 por el fisiólogo alemán Wilhelm Kühne (1837-1900), deriva de la frase griega en zyme, que significa 'en fermento'. En la actualidad los tipos de enzimas identificados son más de 700.

40. enzimas se clasifican en varias categorías: hidrolíticas, oxidantes y reductoras, dependiendo del tipo de reacción que controlen. Las enzimas hidrolíticas aceleran las reacciones en las que una sustancia se rompe en componentes más simples por reacción con moléculas de agua. Las enzimas oxidativas, conocidas como oxidasas, aceleran las reacciones de oxidación, y las reductoras las reacciones de reducción en las que se libera oxígeno. Otras enzimas catalizan otros tipos de reacciones. Las enzimas se denominan añadiendo asa al nombre del sustrato con el cual reaccionan. La enzima que controla la descomposición de la urea recibe el nombre de ureasa; aquellas que controlan la hidrólisis de proteínas se denominan proteasas. Algunas enzimas como las proteasas tripsina y pepsina, conservan los nombres utilizados antes de que se adoptara esta nomenclatura.

41. las enzimas son catalizadores típicos: son capaces de acelerar la velocidad de reacción Las enzimas son muy eficaces. Cantidades pequeñas de una enzima pueden realizar a bajas temperaturas lo que podría requerir reactivos violentos y altas temperaturas con métodos químicos ordinarios, sin ser consumidas en el proceso Cada enzima es específica de forma selectiva para la sustancia sobre la que causa la reacción Muchas enzimas precisan para su función la presencia de un ion o una molécula que recibe el nombre de cofactor.

43. 1. 7 RESPIRACIÒN De ella se obtiene la energìa que la cèlula requiere al degradar los compuestos orgànicos Puede ser aerobia o anaerobia, dependiendo del requerimiento de Oxìgeno

44. 1.7.1 RESPIRACIÒN AEROBIA Sus principales procesos son: Glucòlisis Conversiòn del Àcido pirùvico a acetil coenzima A Ciclo de Krebs Cadena transportadora de electrones Quimiòsmosis

45. PRODUCCIÒN DE ENERGÌA Organelos transformadores de energìa: cloroplastos y mitocondrias Cloroplastos : Se localizan principalmente en las cèlulas de las hojas de las plantas. Contienen clorofila, poseen doble membrana y en su interior se localiza en estroma o matriz. Grana es la pila de tilacoides donde se llevan a cabo las reacciones de fotosìntesis

48. FOTOSINTESIS Es el proceso ecològico vital Proceso por el cual las cèlulas vegetales transforman la energìa luminosa del sol en energìa quimica de los alimentos. (Primera ley de la Termodinàmica )

50. REACCIÒN GENERAL :

51. FASES DE LA FOTOSINTESIS Fase luminosa : tambièn llamada fase independiente de la luz. Durante esta fase se absorbe la energìa luminosa, se sintetiza el ATP y se disocia la molècula de agua Fase oscura : o independiente de la luz, en esta fase se sintetiza la molècula de glucosa a partir del Hidrògeno y biòxido de carbono. Tambièn se conoce como ciclo de Calvin

54. MITOCONDRIAS Se localizan en cualquier cèlula eucariota aerobia y en mayor proporciòn en cèlulas con mayor actividad como las musculares. Son cuepos ovoides o cilìndricos formados por una doble membrana, una externa lisa y otra interna replegada formando crestas. En la matriz se localizan ribosomas, enzimas y su propio ADN circular (T. endosimbiòtica) En ellas se lleva a cabo la Respiraciòn celular

57. a. Glucólisis Es el rompimiento de la glucosa (6C)en 2 moléculas de Ac. Pirúvico (3C) Ocurre en el citosol de la célula Es anaerobio Se consumen 2 de ATP y dan como producto 4 ATP

58. b. Conversión del ácido pirúvico a acetilconenzima A Las moléculas de ácido pirúvico pasan del citosol a la matriz mitocondrial Los C y O del grupo carboxilo se liberan en forma de CO2 El fragmento de 2 C que queda de cada molécula de Ac. Pirúvico, llamado grupo acetilo, se une al compuesto coenzima A para formar acetilcoenzima A

59. Ciclo de Ac. Cítrico o de Krebs Ocurre en la matriz de la mitocondria A través de una sucesión de transforma-ciones químicas, el ácido cítrico (6C) pierde 2 moléculas de grupo carboxilo, en forma de CO2 que se desprenden en la respiración

60. Cadena transportadora de electrones Los átomos de H liberados en las fases anteriores: de la molécula de glucosa durante la glucólisis, la transformación del ácido pirúvico en acetilcoenzima A y en el ciclo de Krebs, llegan transportados por las moléculas aceptadoras de H: NAD+ y FAD a la cadena transportadora de H

61. En la cadena transportadora de e- se transfieren los átomos de H de una molécula aceptora de e- a otra, los átomos de H se separan en p+ y e-. Cuando los e- son transferidos a la serie de aceptores ubicada en la superficie de la membrana interna de la mitocondria libera energía

62. Al final se encuentra el O, cada átomo de éste se combina con 2 iones de H+ para formar agua, que se desecha en la respiración

63. QUIMIÓSMOSIS La mayoría de las moléculas de ATP que se produce en la respiración se obtiene por procesos de quimiósmosis. Parte de la energía que se libera en la transferencia de e- de alta energía, a lo largo de la cadena transportadora de e- , sirve para que 3 complejos protéicos bombeen protones H+ de la matriz al espacio intermembranal de la mitocondria.

64. La elevada concentración de H+ en el exterior produce un gradiente electroquímico a través de la membrana que empuja a los H+ a regresar a la matriz, esto se realiza a través de una proteína de canal del complejo ATP sintetasa. La energía que libera el flujo de H+ se emplea para que la enzima ATP sintetasa forme ATP, a partir de ADP y fosfato.