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TEMA1
LA BIOLOGÍA
La Biología es !a ciencia de la vida. Es una ciencia porque se basa en la
observación de la naturaleza y la experimentación para explicar los fenómenos
relacionados con la vida. En su sentido más amplio significa el estudio de todos los
seres vivos considerando su forma, estructura, fisiología, ciclo reproductivo, forma
de vida, y su relación con el medio ambiente. Es importante tener en cuenta que
la biología abarca diversos campos de estudio que, muchas veces, son
considerados como disciplinas o subdisciplinas.
La biología según el tipo de organi mo que estudia se divide en: zoología, botánica
y microbiología.
1. Zoología: Estudia a los animales, se subdivide en:
a) Invertebrados
• Protozoología: Estudia a los animales unicelulares.
• Entomología: Estudia a los artrópodos (insectos, arácnidos,
crustáceos, miriápodos).
b) Vertebrados
• Herpetología: Estudia a los anfibios y reptiles.
• Ictiología: Estudia a los peces.
• Ornitología: Estudia a las aves.
• Mastozoología: Estudia a los mamíferos.
• Antropología: Estudia las características.
2. Botánica: Estudia a las plant<JS, se subdivide en:
a) Botánica Criptogámica: Estudia las plantas sin semillas, se subdivide
en:
• Ficología: Estudia las algas.
• Briología: Estudia a los musgos, hepáticas y antocerotas.
• Pteridología: Estudia a los helechos y cola de caballo.
b) Botánica Fanerogámica: Estudia las plantas con semillas, se subdivide
en:
• Gimnospermas: Estudia las plantas con semillas desnudas, por
ejemplo las Coníferas.
• Angiospermas: Estudia a las plantas con semillas cubiertas, por
ejemplo las Rosáceas.
3. Microbiología: Estudia a los microorganismos, se subdivide en:
• Bacteriología: Estudia a las bacterias.
• Micología: Estudia a los hongos.
• Virología: Estudia a los virus.
Materia viva: es una forma especial de materia que posee todas las propiedades
de la materia en general (físicas y químicas), y también posee propiedades
particulares llamadas propiedades biológicas.
Aunque no intentemos limitar la vida a una definición simple, si podemos identificar
al mundo viviente y separarlo del inanimado, es fácil reconocer que un roble, una
mariposa y un cordero están vivos, en tanto que las rocas no lo están, pese a su
diversidad, los organismos que habitan el planeta comparten un conjunto de
características que los diferencian de los inanimados. Por tal motivo la vida puede
definirse como todas las características que poseen los seres vivos, como un tipo
preciso de organización; capacidad de crecer y desarrollarse; metabolismo
autorregulado; capacidad de realizar movimiento, reaccionar a estímulos,
reproducción y adaptación al cambio ambiental.
Características de los Seres Vivos: Son las siguientes:
1. Complejidad y organización: En los seres vivos, encontramos una jerarquía
de niveles que incluyen en orden de complejidad ascendente macromoléculas,
células, organismos poblaciones y especies. Cada nivel se organiza sobre el
inmediatamente inferior y tiene su propia estructura interna. Esta organización
estructural permite que los seres vivos realicen funciones vitales como las de
nutrición, crecimiento y reproducción.
2. Reproducción: Es el proceso de producción de nuevos organismos de la
misma especie; pudiendo ser asexual (sin formación de gametos) o sexual
(con formación de gametos).
3. Adaptación: Es el proceso de cambio para favorecer la supervivencia. La
capacidad de una población de evolucionar (cambiar con el tiempo) y
adaptarse a su ambiente le permite sobrevivir en un mundo cambiante; las
adaptaciones son los rasgos que mejoran la capacidad de un organismo de
sobrevivir en un ambiente dado.
1
4. Irritabilidad: Es la capacidad de reaccionar a estímulos, que son cambios
físicos o químicos en su ambiente interno ó externo.
5. Crecimiento: Los organismos tienen la capacidad de aumentar su volumen,
debido al aumento de la masa celular como resultado de un incremento en el
tamaño y nümero de las célul;1s. En el crecimiento el organismo sintetiza
sustancias que son tomadas dc!l medio ambiente.
6. Movimiento: Sin qur! impliqtH: necesariamente la locomoción. En los
animales ol movirnic:nlo n ; muy variado, contracción del cuerpo, reptan,
nadan, corrnn, vttr!l;ut. nwwntr!ntos ameboides, por cilios o flagelos. Las
plantas tarnllic'!n sr! JIIIH VI'II (;1 tllvc l de sus órganos), aunque con más lentitud
que la mr1yor p;1rlo do lo ; ;mimales. Por ejemplo, las plantas orientan sus
hojas hacia ni sol y r:rt•r:wt lt: c:t<l la luz.
7. Nutrición: Procoso IJII r•l qtu: los organismos asimilan los alimentos y los
líquidos nocos;nios p;u;t d ilHJcionomiento, el crecimiento y el mantenimiento
de sus funciones vitalw;
8. Metabolismo: Convw ar'111 química de los nutrientes en el interior de las
células; incluyo ol c.tl:tiHllt ;tno, que es la transformación de grandes
moléculas en otms mi1s .ottr:lfl;ts. con liberación de energía y el anabolismo
que es la síntesis do qr, ullll: . lnol<:culas a partir de otras más sencillas con el
uso de parte de osa cHIOf!Jiól
9. Desarrollo: Dcswl><: lw; t:unl1iw; característicos que sufre un organismo
desde su formación (qwwr; 1tru:ntn desde la fecundación del huevo) hasta su
forma adulta final. f JI flllir:ILJ:, form;¡s multicelulares las distintas etapas del
ciclo vital son diforon!ns, f;¡ 11; Jnsf<HIIl<Jción que se produce de un estado a otro
se denomina melarnorlosis (;ulfiiJios t! insectos).
10. Respiración: Es ni inlorr:;unllio d1: gases que implica para los animales,
captación de oxioeno (0.·) y Lt lilit:r;¡ción de dióxido de carbono (C02).
11. Homeostasis: C;¡p;tcltbd qtH! lir:tH:n los seres vivos de regular su medio
interno.
12. Ácidos nucleicos: AUN (:tudo rl1:soxirribonucleico) y ARN (ácido ribonucleico),
macrornolóculas sinlnll/:td< s pw todos los organismos y de las que depende
toda la producción biolóqic; 1.
13. Proteínas: Macromof<':cu;¡s dt: v;ui1:d;¡d casi infinita que realizan muchas
funciones: componenlos nslruclw;¡lr!s (colágeno en el tejido conectivo).
hormonas, molócui;Js liq<Hbs ; 1 o... enzimas que catalizan (facilitan)
reacciones químicas (por ejemplo la p1sina, una enzima que digiere las
proteínas).
14. Excreción: Es la eliminación de los des;hos metabólicos, como amoniaco,
úrea, C02 o cualquier sustancia presonlo n exceso, necesaria para mantener
el estado de homeostasis.
15. Secreción: Consiste en la capacidad ara elaborar y expulsar diversas
sustancias útiles al organismo vivo.
Niveles de organización de los seres vivos
La organización biológica refleja el trayecto e la evolución sin importar que se
estudie a un individuo o el mundo de los sero vivos, puede idcntificorse un patrón
de complejidad creciente. Los organismos resentan los siguientes niveles de
organización.
1. Nivel químico: Es el nivel abiótico mé'lsJásico de orr¡;mi.7élci6n, comprende
los subniveles:
a) Atómico: Es la unidad mínima d1 un elemenlo químico que posee
características de dicho elemento, qe puede participar en una reacción
química por ejemplo un átomo de Hilógeno.
b) Molecular: Es la unión química de tomos, de tal stu rtc qt1e dos átomos
de hidrógeno se combinan con uno e oxígeno y forrnil una molécula de
H20. Los átomos que componen un molécula puede sur idénticos (por
ejemplo H2) o diferentes (por ejemplcH20) dando molécui<JS homogéneas
y heterogéneas.
e) Macromolecular: Es la combinacin de muchos átomos o moléculas
formando macromoléculas orgánica:como las proteínas (aminoácidos) y
los ácidos nucleicos (nucleótidos).
2. Complejos supramoleculares: Surgen omo producto do la interacción de
las diversas macromoléculas; son compl¡os supramolecularos los ribosomas,
las membranas biológicas, el nucleolr y los cromosomas que cumplen
diversas funciones en las células.
Los virus son complejos supramolecwres y subcelulares que constituyen
una estructura proteica con ácido nucleic (ARN ó ADN).
2
o Los huevos se desarrollan en el útero con unión placentaria
(excepto en los monotremas).
o Extremidades adaptadas para caminar, correr, trepar, nadar,
excavar o volar.
o Respiración pulmonar.
o Son endotermos.
o Corazón con cuatro camaras.
o Son vivíparos.
TEMA 2
ORGANIZACIÓN MOLECULAR DE LA CÉLULA
Los seres vivos están constituidos por una gran cantidad de átomos y compuestos
seleccionados por un largo proceso evolutivo. Por tal razón, para entender las
estructura y función de los organismos vivos, necesitamos un conocimiento básico
de la estructura y función de estos átomos y compuestos, cómo interaccionan
entre sí para producir movimiento, crecimiento, comunicación entre neuronas,
formación de ATP, etc.
BIOELEMENTOS
Son los elementos químicos naturales presentes en los seres vivos. Caracterizados por
ser estables (bajo peso molecular) están ampliamente distribuidos en la naturaleza. De
los elementos que existen (90 naturales y 19 obtenidos en el laboratorio).
aproximadamente 27 de ellos se encuentran en la diversidad de seres vivos.
Clasificación. Atendiendo a su abundancia, pueden ser:
B. Primarios (macroelementos). Se les considera así por ser fundamentales
para construir moléculas orgánicas (glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos
nucleicos) e inorgánicas (agua, sales, gases, etc.). Son seis: C, H, O, N, P y S
y constituyen el 98.5 % del peso de la materia viva.
B. Secundarios (microelementos).Presentes en menor proporción representan
el 1% del peso de la materia viva, son: Ca, Na, K, Cl, Fe, 1, Mg.
B. Traza (oligoelementos). Presentes en cantidades pequeñas, representan el
0.5 % del peso total. Su presencia es indispensable para los seres vivos.
Actúan por ejemplo como cofactores enzimáticos. Son: Mn, Cu, Zn, Co, F, Mo,
Se, etc.
BIOMOLÉCULAS (Principios inmediatos)
Son todas las moléculas orgánicas e inorgánicas que resultan de la combinación
de los Bioelementos entre sí. Pueden ser:
a) Inorgánicos: Sin enlace C-C, tenemos: El agua, sales minerales, gas()s,
algunos ácidos y bases.
b) Orgánicos: Con enlaces C-C, tenemos: Los glúcidos, lípidos, proteínas.
ácidos nucleicos y vitaminas
El AGUA (H20)
Es la biomolécula más importante de la tierra y los seres vivos. Ocupa las 3/4
partes de la tierra. Está formado por un átomo de Oxígeno y dos de Hidrógeno,
unidos por enlace covalente. El agua pura es eléctricamente neutra.
Las moléculas de agua son polares, donde el extremo de cada molécula posee
carga positiva y el otro tiene carga negativa. Cada molécula de agua puede formar
enlaces de hidrógeno con un máximo de cuatro moléculas adyacentes.
Propiedades físicas del agua: son las siguientes
a) Elevada Constante Dieléctrica: El agua tiene una alta CCUJ5lCidad para
desestabilizar las moléculas polares, este mecanismo capacita al agua como
un gran disolvente.
b) Tensión Superficial: El agua tiene una elevada tensión superficial, porque las
moléculas de agua superficiales están cohesionadas con las moléculas de
agua inferiores, formando una red molecular compacta que soporta las
presiones externas.
e) Capilaridad: Capacidad del agua de ascender por un tubo fino llamado
capilar esto se debe a la suma de las fuerzas de adhesión, cohesión y tensión.
d) Elevado Calor Específico: Se defrne como la cantidad de energía que s<
requiere para elevar un grado centígrado (0
C) un gramo de cualquier
sustancia.
e) Densidad: Al enfriar el agua líquida aumenta la densidad, la cual alcanza un
máximo de 1g/cc a 4°C, al seguir enfriando la densidad empieza a descender.
El contenido de agua de un organismo depende de la edad y actividad metabólica
(a mayor edad, menos agua y, a mayor metabolismo, más agua).
Es el principal solvente polar en el protoplasma, ya que debido a sus moléculas
polares es capaz de disolver muchos tipos de sustancias, en particular
compuestos polares y iónicos.
En los tejidos humanos el porcentaje de este varía, por ejemplo 20% en huesos,
85% en las células cerebrales. Aproximadamente alrededor del 70% del peso
corporal de una persona corresponde al agua; 95% en las medusas y algunas
plantas, y 5% en las semillas.
La distribución corporal de agua en el ser humano es la siguiente:
a) Intracelular (2/3) Dentro de la célula y se encuentra como:
• Agua libre (95%): Usada como solvente y como dispersante del coloide
protoplasmático.
• Agua ligada (5%) Es la que está unida laxamente a las proteínas.
b) Extracelular (1/3) distribuida en:
• Intersticio: En la sustancia intercelular: liquido cefalorraquídeo, líquido
sinovial, etc.
• Plasma: Dentro de los vasos sanguíneos y linfáticos.
Entre los factores que afectan al agua corporal se encuentran:
• Células grasas: Contienen poca agua. por lo cual a medida que aumenta la
grasa corporal desciende la cantidad de agua.
• Edad: Por regla general el agua corporal disminuye a medida que aumenta la
edad.
• Sexo: Las mujeres tienen una cantidad proporcional mayor de grasa corporal,
por lo tanto disminuye la cantidad de agua.
Funciones:
Disolvente de las sustancias debido a su polaridad.
Transportadora de sustancias.
Estructural, mantiene el volumen y forma de las células.
Termorregulador, ayuda a conservar estable la temperatura (debido a su
elevado calor específico).
Lubricante de membranas y articulaciones.
Indispensable para toda actividad metabólica. todo proceso fisiológico se
produce exclusivamente en medio acuoso.
SALES MINERALES
Biomoléculas inorgánicos compuestas por un metal y un radical no metálico y que
se encuentran en pequeña proporción en el protoplasma de los seres vivos, se
pueden encontrar de tres formas:
a) Disueltas: Son las que se ionizan en medio acuoso, siendo los más importantes:
• Cationes: Iones que desarrollan una carga positiva en solución, tenemos
al Na• K• ca•• Mg•• Fe•• zn++. El principal catión extracelular es el sodio
(Na•). Existe un sistema de bomba en la membrana de las células del
organismo que bombea el Na+ hacia fuera y el K+ hacia adentro.
• Aniones: Iones que desarrollan una carga negativa en solución cr P04=
El principal anión intracelular es el Ion fosfato (PO =).
Aunque la concentración de sales en las células y los líquidos corporales de
plantas y animales es pequeña, las cantidades y concentración de los cationes
y aniones respectivos se mantienen constantes, cualquier cambio de
importancia obstaculiza las funciones celulares y puede originar la muerte.
b) Precipitadas: Son las que constituyen estructuras sólidas, insolubles, con
función esquelética. Ejemplo: concha de moluscos, matriz ósea, pared celular
de las diatomeas.
e) Asociadas: Son las que están combinadas con proteínas (fosfoproteínas),
con lípidos (fosfolípidos).
FUNCIONES:
- Regulan el equilibrio ácido-base de la célula.
- Regulan la presión osmótica de las células (intervienen en la distribución del
agua intracelular y extracelular)
- Regulan la presión osmótica de las células (intervienen en la distribución del
agua intracelular y extracelular)
-- Forman estructuras de protección y de sostén (esqueleto, conchas,
caparazones).
- Estabilizan dispersiones coloidales.
- Actúan como cofactores enzimáticos siendo necesarios para el desarrollo de
actividad catalítica de muchas enzimas.
- Intervienen como sustancias Buffer o tampón, por los sistemas carbonato-
bicarbonato y mono osfato-difosfato.
8
GLÚCIDOS
Llamados también carbohidratos, son compuestos formados por C, H y O, son
sintetizados por los autótrofos y son los principales en aportar energía para los
seres vivos. Los animales tienen la capacidad de sintetizar algunos carbohidratos
a partir de las proteínas y algunas sustancias sencillas, pero el mayor volumen de
carbohidratos animales se obtiene de los vegetales.
Clasificación: Los glúcidos, por el número de monómeros, se clasifican en:
1. Monosacáridos: llamados también azúcares simples, son glúcidos sencillos
constituidos por una sola cadena. Se nombran añadiendo la terminación osa
al número de carbonos. Estos carbohidratos son incapaces de hidrolizarse en
carbohidratos más simples, se cristalizan, tienen sabor dulce y son solubles
en agua. Por el número de Carbonos se subdividen en: triosas, tetrosas
pentosas, hexosas heptosas y octosas, de las cuales las más importantes
son:
a) Triosas: Son abundantes en el interior de la célula, por ejemplo los Glicéridos
como el Gliceraldehido y la Dihidroxíacetona que son metabolitos intermediarios
en la degradación de la glucosa.
b) Tetrosas: Como la Eritrulosa, y la Eritrosa, formados en el proceso d< las
reacciones oscuras de la fotosíntesis.
e) Pentosas: La Ribosa y la Desoxirribosa, que forman parte de los {leidos
nucleicos además de la Ribulosa que forma parte de la ervima
RUBISCO, que fija el C02 atmosférico durante la fotosíntesis.
d) Hexosas: La glucosa (a partir de ella se forman otros carbohidr;1tos).
fructosa (azúcar de la fruta), y la galactosa (en la leche).
2. Disacáridos: Son compuestos formados por la unión de dos monosac;'mdos
mediante enlace glucosídico (de tipo covalente) con liberación de un;¡
molécula de agua, se pueden hidrolizar. Entre los más importantes tenernos.
• Lactosa: Azúcar de la leche: Galactosa + Glucosa ,enlace f.l,(1 ,4)
• Maltosa: En semillas de cebada: Glucosa+ Glucosa, enlace a(1,4)
• Sacarosa: Azúcar de la caña o remolacha: Glucosa +-Fructuosa, enlacu
a(1,2)
• Trehalosa: Azúcar presente en la hemolinfa de los insectos: Glucosa +
Glucosa, enlace a(1,1)
3. Oligosacáridos: Son compuestos que al hidrolizarse producen ele 3 él 1O
unid;tdes de monos;1c;lridos. por ejemplo la Melicitosa que es un tris;H:{Jrido
formado por un residuo de fructosa y dos de glucosa. Se encuentra en la miol.
Las alfa y beta-dextrinas con 6 y 7 unidades de glucosa respectivamente, son
importantes en la industria farmacéutica.
4. Polisacáridos: Están formados por la unión de muchos monosacáridos (de
11 a miles) con pérdida de una molécula de agua por cada enlace y
desempeñan funciones de reserva, estructural y energética. Se hidrolizan.
Entre los más importantes tenemos:
a) De reserva:
.
• Almidón: Propio de los vegetales integrado por dos polímeros:
amilosa, molécula lineal formado por unidades de glucosa unido por
enlaces a(1,4) y la amilopectina molécula ramificada por unidades
de glucosa unidos por enlaces a(1,4) y las ramificaciones cada 25
unidades aproximadamente. Se unen mediante enlaces a (1,6).
• Glucógeno: Propio de los animales. Abundantes en hígado y
músculo similar a la amilopectina, con la diferencia que las
ramificaciones se dan cada 12 unidades de glucosa
aproximadamente.
b) Estructural:
• Celulosa: Forma la pared celular de la célula vegetal está constituida
por unidades de glucosa unidos por enlaces ¡3(1,4).
• Quitina: Exoesqueleto de artrópodos, formado por unidades de N-
Acetilglucosamina unidos por enlaces ¡3(1,4).
Función de los Glúcidos:
• Energética: Aportan energía a los seres vivos.
Estructural: Son elementos estructurales de los ácidos nucleicos, p;1n cl
celular de bacterias, células vegetales y del exoesqueleto de artrópodos.
LiPIDOS
Son compuestos de consistencia grasosa o aceitosa, insolubles en agua y soluhl< ;
on ;olv< ntes orgánicos como el éter, cloroformo v benceno. Est;in forrn; 1e h,
IJ/IstcHJwnte por célrbono e hidrógeno y generalmente oxígeno en bajo p<HU IILIJ<)
/d<)m;'ts punden contnner fósforo, nitróqeno y ;vufro.
.. n
Clasificación
Se clasifican en dos grupos, atendiendo a que poseen en su composición ácidos
grasos (saponificables) o no lo poseen (insaponificables).
1) Saponificables (Complejos): Forman jabones al reaccionar con soluciones
alcalinas. Son de los siguientes tipos
A. Hololípidos: Formados por:Ácido graso + alcohol :aquítenemos a:
a) Glicéridos
o Se les conoce también como acilglicéridos o grasas neutras
o Existen tres tipos de glicéridos: monoglicéridos, diglicéridos y los
triglicéridos.
o Formados por 1 alcohol (glicerol) y de 1 a 3 ácidos grasos
unidos mediante enlaces éster.
o Son las más abundantes en los seres vivos.
o Se almacenan en el adipocito
o Como ejemplos tenemos al aceite de ballena, aceite de maní,
aceite de oliva, etc.
b) Céridos:
o Son conocidos también como ceras.
o Están formados por 1 ácido graso saturado + un alcohol de
cadena larga (elevado peso molecular).
o Son sólidos a temperatura ambiente.
o Son insolubles en agua, blandos en caliente y duros o de
consistencia firme en trio
o Sirven de cubierta protectora de la piel, pelos y plumas de los
animales; hojas y frutos do las plantas superiores y el
exoesqueleto de los insectos. Como ejemplo tenemos el
palmitato de miricilo (cera de abejas). la lanolina (cera de lana),
la cutina y la suberina en las células vegetales.
B. Heterolípidos: Formados por: Ácido graso + alcohol + otros compuestos.
Además de C, H y O pueden presentar también N, P, S o un glúcido. Aquí
se encuentran:
a) Fosfolípidos: Son las principales moléculas constitutivas de la bicapa
lipídica de la membrana celular. Se caracterizan por presentar un ácido
ortofosfórico en su zona polar unido a otra molécula nitrogenada, por
ejemplo la colina, etanolamina, inositol, serina, etc. Estos lípidos son muy
importantes por formar parte de las membranas celulares y pueden ser
clasificados como glicerofosfolípidos corno las lecitinas, cardiolipinas y
esfingofosfolípidos corno las esfingomielinas y las ceramidas.
b) Glucolípidos: Formados por un acido graso y un alcohol aminado
llamado esfingosina. Como ejemplo tenemos a los cerebrósidos
(presentes en la membrana de las neuronas), los gangliósidos (que
participan en el reconocimiento celular) y los sulfátidos que también
forman parte de las membranas biológicas.
2. lnsaponificables (simples): Noformanjabones. Sondelossiguientes tipos:
a) Esteroides: Son lípidos no hidrolizables que se derivan del esterano, aquí se
encuentran fundamentalmente el colesterol, el cual forma parte estructural de las
membranas a las que confiere rigidez. Es la molécula base que sirve para la
síntesis de casi todos los esteroides corno la vitamina O, las sales biliares y las
hormonas suprarrenales (glucocorticoides como cortisol, mineralocorticoides
corno la aldosterona y las hormonas sexuales como la progesterona y
testosterona.
b) lsoprenoides: Formados de unidades de isopreno (hidrocarburo de 5
átomos de carbono), cuando dos unidades de isopreno se unen forman
un terpeno. Son moléculas que cumplen funciones muy variadas entre
los que se pueden citar:
• Esencias vegetales: como el mentol, geranio!, limoneno; alcanfor,
eucalipto!, vainilla, etc.
• Vitaminas: Vitaminas A, E y K.
• Pigmentos vegetales: como la clorofila y xantofilas.
e) Prostaglandinas: Son lípidos derivados del ácido prostanoico y del
araquidónico. Poseen una gran variedad de actividades fisiológicas como
intervenir en la respuesta inflamatoria (vasodilatación), provocan la
contracción de la musculatura lisa, intervienen en la regulación de la
temperatura corporal.
Función:
Reserva: Fuente de reserva energética de los seres vivos.
Estructural: Forman parte de las membranas (bicapa de fosfolípidos),
recubren órganos.
Protección: Protegen mecánicamente, como el tejido adiposo de pies y
manos.
Reguladora: Controla las reacciones químicas que se producen en los seres
vivos, cumplen esta función las vitaminas lipídicas y hormonas esteroideas.
11
Emulsificante: Emulsifica las grasas debido a los ácidos biliares y los
proteolípidos.
PROTEÍNAS
Son biomoléculas organtcas cuaternarias de elevado peso molecular que
contienen C, H, O y N, sin embargo contienen adicionalmente azufre. Están
constituidos por unidades II<Jméldos aminoácidos que pueden ser de 20 tipos
diferentes.
Aminoácidos: Son ácidos orqánicos que contiene un grupo amino y otro
enlace peptídico, los enlaces puente hicJn,u· , . · ' "
puentes disulfuro. puentes salinos y ICJs 1nl1:r '" · ...',¡·,
• Estructura cuaternaria: ln1orma de la t111iC.:
varias cadenas polipétidicas con estructura l1 . , · • : ¡·
proteico. Cada una de esta::; cadenas polq ,, plrd1c ··
protómero, por ejemplo dos cadenas :J<Jir¡'":'t,.:rr
hexoquinasa, 4 cadenas la hernuu!obina, y liii '"' :. '" c.' : ..
del virus de la poliomielitis (60 urtidacles proü:1c:t ::
Propiedades de las pruteínas
·¡p cJer VVaals,
débiles do
1 un complejo
el nombre de
1slituyen la
< ilcJ ia cápside
carboxilo, unidos a una cadena 1<-Jteral R
H
1
(amino) H7N -- C -- COOH (carboxilo)
1
R
Péptido: Es la unión de más de 2 aminoácidos que se unen por enlace pcptidico.
Enlace peptídico: Se forma por la reacción entre el grupo ácido de un aminoi1cido
y el grupo amino de otro aminoácido, con la liberación de una molécula de anu;¡_
Los péptidos según el número de unidades de aminoácidos por molécula se les wnocen
como dipéptidos, tripéptidos, etc., hasta polipéptidos. Ejemplo: la camosina (dipóptido),
Insulina (Polipéptido de 51 aminoácidos)
Niveles de estructuración de las proteínas: Presenta 4 niveles:
• Estructura primaria: Se refiere a la secuencia de aminoácidos en la cadena
polipeptídica. EICmico enlacn presente es el peptidico (amida).
• Estructura secundaria: Es la disposición espacial de los aminoácidos que
componen una proteína. Posee dos enlaces el peptidico y el puente de
hidrógeno. Esta estructura puede adquirir tres configuraciones: a-hélice, JI·
plegada y y o al azar.
• Estructura terciaria: Es la disposición de la estructura secundaria de un
polipéptido al plegarse sobre si misma originando una conformación globular.
Esta conformación globular facilita la solubilidad en agua y así realizar
funciones de transporte, enzimática, hormonales, etc. Posee además del
1. Alta especificidad: Debido a que·cada individuo tir:rll: p;<dl:lnas específicas
propias que se ponen de manifiesto en los proceso:; tJ, · 1 1 r :i 1azo de órganos
transplantados.
2. Solubilidad: Cuando adoptan una conformación glob11L". , •.lo hace posible la
hidratación ele los tejidos de los seres vivos.
3. Desnaturalización: Que consiste en la ruptura de la cstn u lw;¡ t<:rciaria lél que
es producida por cambios de temperatura, pH extremos. :;{llvt:nl¡:s orq;]nicos,
detergentes, urea a altas concentraciones, etc.
Clasificación de las proteínas: Las proteínas se clasific:u1 t!IJ dos wupos:
A. Holoproteínas: Formadas solamente por aminoácido:;, p11r :dun ser:
a) Proteínas fibrosas Son insolubles en agua, al;uq:HI:Js y en formas de
hilo y tienden a juntarse para dar fibras, sirven mrno material estructural
de los tejidos animales. Aquí se encuentran:
• Queratina: En formaciones epidórmtc;¡s· pelos, uñas, cuernos y
plumas.
• Colágeno: En tejidos conjuntivos .
• Elastinas: En tendones y vasos SdlliJliiiiUO::: .
• Fibroinas: En hilos de seda (arar1as, i11sectos).
• Fibrina: En los coágulos sanguíneos .
b) Proteínas globulares: Son solubles nn ilf)ua y se encuentran dobladas
formando unidades compactas que n menudo llenen una forma esférica,
están relacionadas con el mantcnrrniento y regulación del proceso de la
vida, corno por ejemplo: la ovcldlllum na (huevo), hmdeina (cebada),
lactoalbúrnina (leche), lnsulinél, prolactlna, hormona del crecimiento,
interferones, histonas, albúminas, hernoJiobi!H y lo::; ;w.t;cu<:r¡;os.
1?
B. Heteroproteinas: Formadas por amino<'lcidos y por un grupo no proteínico
llamado grupo prostético, como por ejemplo:
• Glucoproteínas: anticuerpos, interferón, mucinil.
• Fosfoproteínas: caseína, vitelina.
• Hemoproteínas: hemoglobina, mioglobin<l, citocromos.
• Metaloproteínas: plastoquinona, plastoci;111irn
Funciones:
Biocatalizadora: Las enzimas son proldlldS, aceleran reacciones
bioquímicas.
Hormonal: Insulina, glucagón, hormona del U<)Cimiento, calcitonina, entre
otras.
Estructural: Glucoproteínas que forman par!<) d<) L 1s membranas, las histonas
que forman parte de los cromosomas, la qLH)r;Jtina que forma parte de la
epidermis.
Defensiva: lnmunoglobulinas, trombina, fil>rinú<)<)IIO.
Transporte: Hemoglobina, hemocianina, C<)IIJiopL ¡:;rninél, citocromos, etc.
Reserva: Ovoalbumina clara de huevo, laclo;llln·unill;l dü la leche, gliadina del
grano de trigo.
Reguladora: Regulan la expresión de ciertos q<)l1):; y otras regulan la división
celular (como las ciclinas).
Motora o contráctil: Como la actina y miosin; qtl!) mnstituyen las miofibrillas
de la contracción muscular y la dineina relilcion;Hb UHI el movimiento de cilios
y flagelos.
Homeostática: Algunas mantienen el oquilil>r io o:;rnotico y actúan con otros
sistemas amortiguadores para mantener const;HIIt: Id pH del medio interno.
ENZIMAS
Son catali;adorcs muy potentes y eficaces, quirnicdlll<'rllt: :;on proteínas. Como
Especificidad de Acción: Cada reacción esta catalizada por una enzima
específica. La acción enzimática se caracteriza por la formación de un complejo
que representa el estado de transición. El sustrato se une a la enzima a través de
numerosas interacciones délJ;Ies (puentes de hidrogeno, etc.) en un lugar
específico, el centro activo que es una pequeña porción de la enzima,
conformada por una serie de aminoácidos que interaccionan con el sustrato.
Algunas enzimas acllJan con la ayuda de estructuras no proteicas que por su
naturaleza son:
Cofactores enzirnáticos: Son sustancias de naturaleza química diferente a las
proteínas que son requeridas por algunas enzimas para que estas tengan
actividad. Un cofactor puede ser una molécula .orgánica o inorgánica. Algunas
enzimas requieren de ambos cofactores. La enzima sin cofactor se denomina
apoenzima y unida al cofactor se denomina holoenzima.
Son cofactores enzimáticos:
• Coenzima: Son moléculas orgánicas de diversa estructura, esenciales para la
actividad de una enzima. Ej. NAO, FAD, FMN.
• Iones iorgánicos: Corno el Mg++, Mn++. Cu++, Fe++. Zn ++.
Nomenclatura de las enzimas
En general los nombres de las enzimas se forman al añadir el sufijo "asa" al
nombre de la sustancia en que actúan (sustrato) por ejemplo la sacarosa se
desdobla en glucosa y fructuosa en presencia de la enzima sacarasa.
Unas pocas enzimas conservan sus nombres tradicionales sin la terminación asa
algunas de ellas tienen el sufijo "zima", la lisozima por ejemplo presente en las
lagrimas y la saliva que degrada la pared celular de las bacterias, otros ejemplos
de enzimas con nombre tradicionales son la pepsina y tripsina que rompen enlaces
peptídicos internos en las proteínas.
catalizadores las enzimas actúan en poqLwn; t:< llllt L 1d y se recuperan
indefinidamente!, no llevan a cabo rcacciorws qtll: :;t:;m energéticamente
desfavorables, no modifican el sentido de los <'qtJIIIIHio:; químicos, sino que
Por su actividad química las enzimas se clasifican en:
Transferasas. Hidrolasas, L.iasas, lsomerasas y Ligasas.
'
Oxidoreductasas,
aceleran su consecución. La sustancia sobre lil ud ,lt:lll;) l<1 enzima se llama
sustrato.
Catalizador: Es un<l sustancia que acelcril w1;1 n:;H:t: on qtJIIIIICil hasta hacerla
instantánea o casi instant; ne3.
Características de la acción enzimatica: 1 ;¡ rni1s soiHt•:;;¡lit:nl<) <)S su elevada
especificidad.
Efecto del pH: Tanto la enzima como el sustrato pueden afectarse por las
variaciones del pH, por ejemplo la pepsina tiene un pH optimo cercano a 2 y la
fosfatasa alcalina un pH cercano a 12.
Efecto de la temperatura: Influye en la actividad, el punto óptimo representa el
máximo de actividad. A temperaturas bajas las enzimas se hallan rígidas y a
temperaturas altas (más de 40°C) se desnaturalizan.
BALOTA 3
CELULA INTERFASICA
LA CÉLULA
Es la unidad estructural y funcional básica de los sm1!s v1vo ;, '.1p.1: <1<·
relacionarse, nutrirse y reproducirse.
Organización estructural de la Célula
• La membrana celular: que rodea /protege al citoplasma.
• Citoplasma: de naturaleza coloidal donde se encuentran l<1s sust:HlC:1:1 ;
disueltas.
• Núcleo: donde se encuentra el material genético.
La Célula Procariota
Estz1 cólulél se cmacteriza por el hecho de que el material h ereditario (ADN) no
prt)sent<J un<J envoltura nuclear. El núcleo no presenta membrana nuclear.
Estructura general de una célula procariota:
1. Membrana citoplasmatica: Es la barrera esencial de permeabilidad qu()
sep<Jra el interior del exterior de la célula.
2. Pared celular: Estructura rígida (a base de peptidoglícano o mureína). situad<J
por fuera de la membrana plasmática que confiere la forma a la célula y l<l
protege del externo que lo rodea.
3. Ribosomas: Son pequeñas partículas compuestas de ácido ribonuclcico
(ARN) y proteínas, una sola célula procariotica puede tener hastél 10000
ribosomas. Los ribosomas en los procariotas son 70S, su función es 1<1
síntesis proteica.
4. Nucleoide o Genóforo: En los procariotas la función del núcleo l<1 w:ili;;¡ un:1
única molécula de ADN que se encuentra en forma más o menos lilm! l!ll d
citoplasma llamada nucleoide, el ADN de las procariotas por homoloqi:1 cun
las eucariotas se le denomina cromosoma.
.....
Procariota Eucariota
•
. Carecen de envoltura nuclear
Normalmente un solo cromosoma
. a base eJe ADN sin proteínas
Unicclulat·cs o coloniales
. solélrncnte
Son tJ;Iclr!ri;Js y :ilq;¡s vurrl<! ;vul :s
. Múltiples cromosornils no Circulares 0
IJ;c¡se rie ADN y proteínas
•
. Orqanclos mayores presentes
Unicelulares y rnulticelulares
ilon jos. animCJlo::; y planta::;
•, 1 l.aq•do!. MIIJ.Iid!. d1) l;ls lJactenas, son capaces de desplazarse a través de
II.Jifd"'· q1H: l)stilll formados por una unica proteína tubular enrollada, la
ILI<jdllld
ti. Inclusiones: Son acúmulos de materiales de reserva como carbono,
111trow no, azufre o fósforo. Estos acumulas se forman cuando estos
compuestos se encuentran en exceso en el medio ambiente, con el f1n de
Diferencias entre las células procariota y la eucariota.
. Envoltura nuclear presente
poder ser utilizados en situaciones de carencia.
7. Cápsula: O capa viscosa que rodea a la pared celular, protege a las bacterias
de drogas y la fagocitosis de microorganismos o glóbulos blancos.
. Organelos mayores ausentes
. Constituyen los cuerpos de protistas,
8. Mesosornas: Son estructuras membranosas que se observan en 1<1 m;1yor
parte de las bacteria, constituidas por invaginZJciones de I;J ITH)IliiJI < 11. 1
citoplasrnática. Interviene en la duplicélción y clistriiJuci(m d1)l AfJN 1'11 L1
división celular y adern;'¡s conti1me enzim< s wspiratori;1s .oiJrt) 1; :; q1w :,¡:
desarrolla la mayoría de los proc1 sos nwt;¡!JIJIIcos
9. Plásmidos: Son p1)<¡UI:no!; fr<Hjllii)IJto:, cr1ui1;11•::; d1: /1 lN :xii.IU<JIIIIJ',<IIIIIIIl
separados del cr()ln():; ¡IJJ,, IIJ:, pl;1:;¡¡¡¡do:, IHI p111L111 q•:IH::, <:',<'111 J,tl<:', p.11.1
las células; pero llcv;111 tillo:; qt11: son tlillt::. 1:11 <id•:llllllloi<l.i·· '<JIIIIJ<.Jillll".
ambientales, corno los que colilll:ll:lll<::.l:.t<·JH:I,J ,, .JJJIJIJJIIII<.Il'. '''·H'J.ill<.< :.
10. Fimbrias: Son parecidos ;1 lo:; fi;H¡i:lo:;, ,JIJJJ<¡IJI: JII<J:, uJJi<J', <¡11•· ,..,,J: .. ·,1111 <1<:
naturaleza protéic;, y :;on mucl10 m;'¡:; rltllri<:I<J',<J:, N11 i<Hio:, lo:, <li<J.JIII'.rllll:.
poseen fimbrias, no SI) conou: con c<:rt<:;,¡ :.u lliii<.JiJII. i"'i" fi.JI<''-" '1111:
favorece en algunos CJr(J<IIlismos :;u lljdcloll :1 l;1:. :.ulwlil<.l<::, uJIIIIJ 1<1:. t :pdo:.
animales, en el caso de unas !J;¡ctmi<Js p;lto•¡•:rl; :; <J L1 I<JIIIIoli.lllll d : lwii<.JJI.J:;
o la fijación a las superficies liquidas.
11. Pili (p¡:¡los): Son estructuras sirnii<Jrc:s a I<Js firnlm;1;; p :r11 fllll l11 q<:J <:J<il :,oJJ
más largos y solamente existe uno o unos pocos plit ;oiJI<! l;1 :;tqH:JII<:t<'
Funcionan corno receptores específicos para deterrnin:Hl;1s p; lrltcul; 1:. Vlrlt:.l'; y
tambit:r. contribuyen a la fijación de algunas bacterias patóJ;t:n;¡:; ;1 lo:, !!:pilo:.
humanos, a demás participa en el proceso de conjugación 1:11 procilr!IJI; :; 1 ; .
fimbrias y los pili no participan en el movimiento.
12. Clorosomas: Son sacos membranosos aplastados que no t:sl:.ln en
continuidad con la membrana citoplasmática, son los responsables du li!
fotosíntesis en bacterias autótrofas y en aigas cianoficcas.
La Célula Eucariota
La célula eucariota se caracteriza por presentar su material genético rodeado por
una envoltura nuclear (membrana).
MEMBRANA CELLILJ'R O Pl.ASMALEMA
1 :.t.1 ,.,Jiilpti<:',i.J <i•· tJJJ.IIII< .q1.1 llpi<ll<:< qu1: conllt!IH: (lll<l vmicr.J;¡¡j de moléculas de
llll11'IIJ, 1 f '1 < ",¡'Ji!. 1 f. 1', .',11 J 1111 'll<::; <:; 11; 11:1< :JI.', ll:;¡ ;.
f :, fHli<J'.,J
1 ·• <:I.J:,Ic:J
1 '¡¡:;1!<: fli!IIIH:<illili<i;llf :,<:fi!CIIV<L
1 :; IIIIJY ¡j¡:fq;Jd<J, Sll <!:;pr:sor CS de ;JpiOXIIllélUdr.JC:IllC '( ¡ f''
Org<Hlización molecular de la membrana: Ld mom1Jr m:1 celul:•r est;¡ constituidél
fHJI:
Proteínas (60%): Globulares, que por su función pueden ser: rcceptorCJs. de
reconocimiento y transportadoras.
Lipidos (35%): Los rn;.is abundantes son los fosfolipidos, también se
encuentran glucolipidos y esteroicles (colesterol en célula::; animales y
cruosterol en células •1egetales).
Carbohidratos (5%): Unidos a proteínas tormando glucopro1einas.
La forma como están distribuidos los componentes rnolecuiar ls de las membranas
tiene como base el modelo del rnos;.¡ico fluido propuesto por SINGER Y
NICHOLSON (1972), que so caracteriza por ' tlr un modelo asimétncu y que goza
de una fluidez de membrana.
Permeabilidad celular: Es el proceso mediante el cual lo célulél intercambta
ciertas sustancias con el medio extracclular, a través de la membrana celular.
Dicho intercamlJio se conoce tr3nsporte pasivo o activo.
1f llflf lfftlffi• ,fu l!l lttttttlfti¡HI•I 1 etlt1LII
1 .,"11"1' ' 1""11' 1 1·1 1 "1"""1'1 ',¡11.1 1.1 ·1111"1
1 '1 11111lo· ··111.111',1•"111' ti•· ·.tl'.i.IIH.I.I:..111rll1:rror o (:xtcrior de las células:
·,, 1'11• .11. 1.1 ol1· 1.1 11·1 1'1" 11111 1!1· :.1:11;111::; quimicas l11ol.1
.11 "II',I'IV.II 1.1 I'!,{JIII:IUJ;I y f0rr11;1 de laS CÓIUiiJS
Ltilll >rt.t u:ltrl.u 1 :.tructur;¡ s1 crctada por el aparato de Golgi y es de naturaleza
1""'1 'l'·ilr11.,111" qiiH:IJ:>IIilc:;L En cólulas vegetales se denomina pared celular,
IIIII'JJiro ·. q1w 1:11 lo:; ;111irnalcs se conoce corno glucocaliz.
P; red celular: Envoltura compuesta principalmente por celulosa. Representa
ur1;1 l:sp1 cie de exoesqueleto que protege y le da sostén mecánico a la célula.
1 :; d carácter que las diferencia de las células animales. Por lo tanto 13s
1:1dul¡¡s vegetales presentan por la parte externa de la membrana plasm3tica
1111;) pared muy gruesa a base de celulosa aunque pueden entrar a formar
p; rte otras sustancias como: hemicelulosa, pectatos , lignina, cutina, sutJerin;l,
:;ales minerales, algo de proteínas, etc. La pared celular es semirriqicJ;¡ y
permite el paso de sustancias.
Clases de pared celular
l. Pared celular primaria: Es la primera pared celular, presentu en tod;¡:;
las célul·¿¡s jóvenes. En muchas células es 13 única p;1red qw: :;t:
desarrolla, está hecha a base de microfibrillas entrc:cru;;!lbs
(desordenadas) a base de celulosa, debido a disposición faciiJt<l
d crecimiento de la célula.
2. Pared celular secundaria: Solo esta presente en alqur.ns cólulas
vegetales que han dejado de crecer (por ejemplo los vasos o tráqueas),
se forma en la superficie interna de la pared primaria, de ordinario es
mucho más gruesa que la pa,·ed primaria, además de celulosa puede
contener sustancias como: Lignina (tráqueas, traqueidas y esclereidas),
cutina (paredes en contacto con el aire), y sales minerales (carbonatos y
sílice) en algunas células epidérmicas.
La pared celular secundaria comprende tres subcapas; capa externa (S1),
capa central (S2) y la capa interna (S3) mencionadas de afuera hacia
1dentro. A diferencia de la pared celular primaria, las microfibrillas de celulosa
se disponen en una forma ordenada. La S2 es la más gruesa. La S3 suele ser
delgada e incluso puede faltar.
La lamina media: Se forma durante la citocinesis, está constituida por
pectatos y proteínas, es el cemento que sujeta las cólulas individuales unas
con otras para constituir tejidos.
QFunción:
• Es responsable de la forma de las células y por tanto de las plantas.
• Controla el crecimiento celular.
• Proporciona resistencia mecánica.
• Es una barrera física que se opone a la penetración de los
microorganismos patógenos.
Glucocaliz: Envoltura compuesta de glucoprotainas y polisacáridos que
cubren la membrana celular de células animales y protozoarios.
QFunción:
r econociminnto moleculélr (enzimas y antígenos, fundamentales para la
;¡soci;lcit'lll cclul;¡r de un; tejido).
f 1:qul;¡ l;1 ;!lJsorcJón celular (d1<'1lisis y filtración )
Cre;rr llll mJcro;un!Jientn p;1r;1 la cólula.
Citoplasma: Fs 1:1 protopl:1srn;¡ comprl:ndldo l!lllro lil membrana celular y la
nwm!Jr;¡n;¡ nucl! i!r, es J;¡ rcr¡ión fund<uncnt;¡J ele: la cólula donde; sn llevan a cabo
J;¡s princip;lll:s rt accJuJws bioquímicas ele los seres vivos, tiene aspecto hialino y
tr;mslucido
Presenta la siguiente organización:
a. Matriz citoplasmática.
b. Sistema de endomembranas.
c. Organelos.
a) Matriz citoplasmática: (Citosol o Hialoplasma ). Es el coloide celular
constituido por un solvente, agua y un soluto con sales minerales proteínas,
carbohidratos y lipidos. Las proteínas son el componente más abundante de
la matriz y constituyen el citoesqueleto, el citoesqueleto o sostén interno de la
célula, está constituido de :
• Microfilamcntos: Esta compuesto por la proteína actina, se encuentra en
todas las células eucarióticas. Normalmente en asociación con una
segunda proteína, la miosina. Participan directamente en los movimientos
celulares. Son los constituyentes dinámicos más importantes del
esqueleto que permiten a las células moverse y cambiar.
• Filamentos intermedios: Tienen un diámetro intermedio entre los
microfilamentos y los microtúbulos. En diferentes tipos de células, los
filamentos intermedios están compuestos por diferentes proteínas:
vimentina, desmina, queratina, periferina, gliofilamentos y
neurofilamentos. Su función es arquitectónica.
• Microtubulos: Están hechos de subunidades de la proteína tubulina y se
han encontrado en todos los tipos de células eucariontes. Forman un
g damiaje que mantiene en posición a los organelos y estabiliza la forma
de las células. Además forman parte esencial de la estructura de los cilios
y flagelos.
b) Sistema de Endomembranas: Está constituido por el Retículo
endoplasmático y el Aparato de Golgi.
1. Retículo endoplasmático: Complejo membranoso conformado por canales
ramificados, que se comunican entre sí y con la membrana celular. Se
pueden distinguir dos tipos de retículo:
• Retículo endoplasmático rugoso (R.E.R.): Presenta riboforinas en su
membrana que permiten la adhesión de ribosomas; por lo que presentan
un aspecto granulado. En el se realiza la síntesis proteica. Las proteínas
sintetizadas por los ribosomas, pasan al lúmen del retículo y aquí
maduran hasta ser exportados a su destino definitivo. Abunda en células
que sintetizan proteínas de secreción (células del páncreas, glándula
tiroides, hepática, sebácea, etc.).
Función:
1. Sintetizan proteínas de "exportación" (secreción celular) como
hormonas y enzimas.
2. Origina organelos: Aparato de Golgi, R.E.L.peroximas.
3. Permite la reaparición de la membrana nuclear, en la división celular.
)l. 'V<.." l O.fC"C"€ <¡<.f:.fl + ;...6tt 1'1J'A
• Retículo endoplasmático liso (R.E.L.): Carece de ribosomas, está en
conexión con el R.E.R.
Función:
1. Biosíntesis de lípidos (fosfolípidos y colesterol).
2. Oetoxificación celular (fármacos, plaguicidas herbicidas).
3. Formación del aparato de Golgi.
4. Lleva a cabo la Glucogénesis y glucogenólisis .
5. Biosíntesis de esteroides (corteza suprarrenal y sistema reproductor)
2. Aparato de Golgi: Consiste en el conjunto de estructuras de membrana
que forma parte del elaborado sistema de membranas interno de las
células. Se encuentra más desarrollado cuanto mayor es la actividad
celular. La unidad básica del organelo es el sáculo, que consiste en una
vesícula o cisterna aplanada.Cuando una seHe de sáculos se apilan
forman un dictiosoma . Además pueden observarse toda una serie de
vesículas mas o menos esféricas a ambos lados y entre los sáculos . El
conjunto de todos los dictiosomas y vesículas constituye el aparato de
Golgi.
El dictiosoma se encuentra en íntima relación con el retículo
endoplásmico, lo que permite diferenciar dos caras; la cara cis, más
próxima al retículo, y la cara •trans, más alejada. En la cara cis se
encuentran las vesículas de transición, mientras que en la cara trans, se
localizan las vesículas de secreción.
Función:
1) Formación de la pared celular en la división celular.
2) Formación del acrosoma en los espermatozoides.
3) Glicosilación (empaquetamiento de proteínas).
4) Reciclaje de membranas en células secretoras.
5) Renovación de la membrana plasmática.
6) Secreción celular (proteoglicanos y glucoproteinas).
7) Síntesis de enzimas lisosomicas.
e) Organelos:
• Ribosomas: Son estructuras esféricas y elípticas formados por ARN y
proteínas que se originan en el nudeolo. Se distribuyen libremente por el
citosol, se encuentran unidas en racimos formando polisomas gracias a
un helicoide de ARNm o se encuentran unidas como polisomas al RER. ,
El ARN ribosómico se sintetiza en el nucleolo, las proteínas ribosómicas
se sintetizan en el citosol, son transportadas al núcleo y ahí asociadas
con el ARNr, el cual se organiza en subunidades ribosómicas. Ribosomas
en células eucariontes 80S (60S y 40S) y ribosomas en células
procariontes,70S (50S y 30S).
Función:
Síntesis de proteínas.
Mitocondrias: Son organelos esféricos o alargados, constituidos
principalmente por proteínas y en segundo lugar por lipidos, existe
también una pequena cantidad de ADN y ARN. Presentes en células
animales y vegetales (excepto en bacterias cianoficeas y hematíes), son
de forma variable. Tienen movimientos activos y pasivos, cambian de
forma y volumen. Su número depende de las necesidades energéticas de
las células (2500 en hepatocitos y 1000 en fibras musculares). Están
formados por dos membranas: La membrana externa lisa y la membrana
interna que emite prolongaciones hacia el interior de la mitocondria,
llamadas crestas mitocondriales donde se realiza la cadena respiratoria.
E:stas crestas aumentan el área superficial de la membrana "transductora
eleenergía".
[1 interior de la mitocondria presenta una cavidad central llamada matriz
rn:tocondrial ocupado por un liquido rico en proteínas y enzimas del ciclo
de Krebs, ribosomas y ADN circular. En las crestas mitocondriales
encontramos a los Oxisomas, particular F1 o partículas elementales o
ATPsomas por presentar actividad ATPbásica relacionada con los
procesos de oxidación foforilativa.
Función:
• Síntesis de ATP
AutodupUcación, debido a su propio ADN.
• Cloroplastos: Plastidios que contienen clorofila, carotenoides y
:<antofilas: la cubierta externa de los cloroplastos consta de una envoltura
de 2 mernbranas.la membrana externa que es mas permeable y la
membrana interna la cual se organiza en sáculos membranosos
13planados que reciben el nombre de Tilacoides, los cuales se disponen
en pilas muy ordenadas llamadas Grana. Al espacio en el interior de los
tilacoides y dentro de la envoltura externa se denomina estroma. En el
interior de los tilaciodes encontramos a los pigmentos fotosintéticos como
clorofila, carotenos, plastoquinona, plastocianina que se agrupan en 2
fotosistemas (PSI Y PSI!).
Funcióne->:,_.-,.
·x-o.,
• -voAbsorber y trasformar la energía lumínica en energía química
para obtener su alimento; proceso denominado fotosíntesis.
Autoduplicación debido a que tiene ADN.
Núcleo: Es la estructura fundamental de la célula, que se encarga de controlar y
dirigir todas las actividades de la célula, y que se caracteriza por tener el material
genetico de las células eucariontes. Algunas células carecen de núcleo (hematíe
maduro, células del cristalino), otras tienen más de un núcleo (protozoos, fibra
muscular estriada).
Partes:
• Envoltura nuclear (carioteca): Es una doble unidad de membrana que
envuelve el contenido del núcleo, la membrana externa lleva adherido
ribosomas. La membrana interna es lisa y en su superficie interna lleva
adherida la proteína lamina (fracciona la membrana nuclear en la profase). La
carioteca está atravesada por un gran número de poros, que permiten el paso
de sustancias.
Jugo nuclear (cariolinfa, carioplasma o nucleoplasma): Es el medio interno
del núcleo que se encuentra en solución coloidal (Gel) compuesto por:
mayormente cromatina, histonas, protaminas, aminoácidos, enzimas,
nucleótidos, sales minerales.
Función:
- Es el medio donde se realiza la síntesis de ácidos nucleicos.
• Nucleolo: Es un corpúsculo esférico constituido por fibras y gránulos de ARN,
también contiene enzimas, histonas, ADN, zinc y calcio.
Función:
- Síntesis de ARN a partir de ADN asociado al núcleo.
- Síntesis de las subunidades ribosómicas.
Cromatina: Es una sustancia de gran importancia que se tiñe profundamente
con colorantes. La cromatina está formada por ADN e histonas y se le aprecia
en la interfase celular.
Funciones del núcleo: Son varias, todas relacionadas con la conservación de la
vida celular.
• Síntesis de proteínas (pequeñas cantidades), de ADN (autosíntesis) e induce
a la formación de ARNm para iniciar la síntesis de proteínas en el citoplasma.
• Hereditaria, almacena y transmite los caracteres hereditarios mediante ADN.
• Reguladora de todas las funciones celulares.
®
CICLO CELULAR
Es el periodo de vida de una célula desde su formación hasta su división en
células hijas. El tiempo de duración y los requerimientos dependen de cada tipo
celular. Algunas células como las nerviosas, las del músculo esquelético y los
glóbulos rojos, normalmente no se dividen una vez que maduran.
Fases del ciclo celular:
1. Interfase: En esta fase la célula aumenta de tamaño, duplica sus estructuras
y acumula reservas necesarias para la división. Comprende 3 periodos:
• Periodo G1: Llamado primera fase de crecimiento, se inicia con una
célula hija que proviene de la división de la célula madre. La célula
aumenta de tamaño, se sintetiza nuevo material citoplasmático, sobre
todo proteínas y ARN.
• Periodo S o de síntesis: Al principio de la fase se sintetizan las histonas
(que son las proteínas asociadas ADN); después, se replica la cromatina
(el ADN con sus proteínas asociadas), el núcleo contiene el doble de
proteínas nucleares y ADN que al principio.
• Periodo G2: Llamado segunda fase de crecimiento. en el cual se si ¡ue
sintetizando ARN y proteínas, la célula se prepara para la división. La
finalización del periodo G2 es marcado por el comienzo de la mitosis.
2. División: la célula origina células hijas. Comprende dos etapas:
• Cariocinesis: Es un proceso complejo en el que participa el núcleo,
asegura que cada nuevo núcleo reciba el mismo número y los mismos
tipos de cromosomas característicos del núcleo original.
• Citocinesis: Suele comenzar antes de que se complete la mitosis, es la
división del citoplasma celular para formar dos células.
La mitosis: La mitosis es un verdadero proceso de multiplicación celular que
participa en el desarrollo, el crecimiento y la regeneración del organismo.
Comprende una serie de eventos sucesivos que se desarrollan de manera
continua y que para facilitar su estudio han sido separadas en dos etapas: la
cariocinesis y la citocinesis.
a) Cariocinesis: Es la división del núcleo. Este proceso se da en 4 fases:
1. Profase: Los cromosomas se vuelven visibles al microscopio, Cada
cromosoma está constituido por 2 cromátidas que se mantienen unidas
por un estrangulamiento que es el centrómero, desaparece el nucleolo y
la membrana nuclear se desintegra y empieza a formarse el huso
mitótico. Al final de la profase ha desaparecido la membrana nuclear y el
nucleolo.
2.411 Metafase: Los cromosomas duplicados constituidos por un par de
cromátides hermanas, se alinean en el plano ecuatorial constituyendo la
placa ecuatorial de la célula, el huso mitótico se completa.
Anafase: En ella el centrómero se divide y cada cromosoma se separa en
sus 2 cromátidas. Los centrómeros emigran a lo largo de las fibras del
huso en direcciones opuest;;¡s, arrastrando cada una en su
desplazamiento a una cromatida. Cada cromatida se considera ahora un
cromosoma.
El anafase constituye la fase crucial de la mitosis, por que en ella se
realiza la distribución de las 2 copias de la información genética original.
©Telofase: Los 2 grupos de cromátidas comienzan a condensarse, se
reconstruye la envoltura nuclear, alrededor de cada conjunto
cromosómico, lo cual definirá los nuevos núcleos hijos. A continuación
tiene lugar la citocinesis.
b} Citocinesis: La citocinesis, es la división del citoplasma, para generar dos
células hijas por lo general, comienza durante la telofase. La citocinesis
comienza por un surco que la rodea en la región ecuatorial. El surco formado
por un anillo de microfilamentos se profundiza en forma gradual y termina por
separar el citoplasma en 2 células hijas, cada una con un núcleo completo.
En las células vegetales la citocinesis ocurre a través de la formación de una
placa celular, una división en la zona de la placa ecuatorial del huso que
crece lateralmente a la pared celular. La placa celular se genera a partir de
vesículas que se originan en el aparato de golgi. Cada célula hija produce
una membrana plasmática y una pared celular de celulosa fuera de la
membrana plasmática en su lado de la placa celular.
Al final de la mitosis tenemos una célula diploide (2n) que ha originado 2
células diploides (2n).
La meiosis: La meiosis es la división celular por la cual se obtiene células hiJas
con la mitad de los juegos cromosómicos que tenia la célula madre; pero que
cuentan con informélción completa pam todos los rasgos estructurales y
funcionales del org:mismo al que pertenecen. La meiosis se produce siempre que
hay un proceso . de reproducción sexual y ocurre mediante dos mitosis
consecutivas denominadas meiosis 1 y meiosis 11 y presenta tres procesos
esenciales:
Apareamiento de cromosomas homólogos (Zigonema: Profase 1)
Reco!T1binación de genes o Crossing Over (Paquinema: Profase 1)
Separación de cromosomas homólogos (Anafase 1)
1. Meiosis 1: Es reduccional y el resultado es la formación de dos células hijas
cada una con "n" cromosomas. Comprende las siguientes fases:
a) Profase 1:
• Leptoteno: Los cromosomas se hacen visibles, se componen de pares
de cromátidas.
• Cigoteno: Los cromosomas homólogos se aparean en un proceso
llamado sinapsis. La sinapsis de los cromosomas ocurre por la
formación de una estructura compleja denominada complejo
sinaptonémico. ú fll'f'Cc, n'' ::m Íc
• Paquiteno: Es la primera etapa de la profase que tiende a ser
prolongada. En tanto el leptoteno y cigoteno, por lo general duran
unas paGas horas, el paquiteno con frecuencia se extiende por un
periodo de dias o semanas e incluso años. Este proceso entre otros,
permite un intercambio de genes entre las cromatides homólogas, de
tal forma qúe las células hijas resultantes son distintas genéticamente
entre ellas y distintas también de la célula precursora de la que
provienen. En esta etapa se lleva a cabo la recombinación genética o
Crossing over.
• Dipoteno: Los cromosomas homólogos se separan; pero mantienen
puntos de unión especificas denominados quiasmas. Los quiasmas
por lo general se localiz<1n en los sitios del cromosoma donde ocurre
el intercambio genético ..ie"''<- Vi'h'-'""1"" U"()Q
• Diacinecis: El número de quiasmas se reduce, los cromosomas se
preparan para fijarse a las fibras del huso meiótico. La diacinecis
termina con la desaparición de los nucleolos, la rotura de la envoltura
nuclear y el desplazamiento de las tetradas hacia la placa de la
metafase.
b) Metafase 1: Los pares de cromosomas homólogos se alinean en el plano
ecuatorial de la célula, formando la placa ecuatorial.
e) Anafase 1: Los cromosomas homólogos se separan y migran hacia los
polos opuestos.
d) Telofase 1: Los cromosomas homólogos llegan a los polos opuestos. Los
cromosomas pueden persistir condensados por algún tiempo.
2. Meiosis 11: Llamada también división ecuacional, cuyo resultado final es la
formación de 4 células hijas cada una de las cuales tienen "n" cromosomas.
a) Profase 11: Es simple, los cromosomas simplemente se vuelven a
condensar y se alinean en la placa de la metafase.
b) Metafase 11: Los cromosomas se disponen en el plano ecuatorial.
e) Anafase 11: Las cromatides hermanas se· desplazan hac1a los polos
opuestos de la célula.
d) Telofase 11: Los cromosomas una vez más quedan encerrados por una
envoltura nuclear.
Consecuencias de la meiosis.
• Es el proceso mediante el cual se obtienen células especializadas para
intervenir en la reproducción sexual.
• Reduce a la mitad el número de cromosomas y así al unirse las dos células
sexuales, vuelve a restablecerse el número cromosómico de la especie.·
Se produce una recombinación de la información genética.
• La meiosis origina una gran variación de gametos debido al
entrecruzamiento de segmentos de los cromosomas homólogos.
Metabolismo celular: Es la conversión química de los nutrientes en el interior de
las células, tiene dos componentes complementarios:
• Catabolismo, que es el desdoblamiento o degradación de moléculas en
componentes más pequef1os. Comprende a la respiración celular (aeróbica y
anaeróbica) y la fermentación.
e ,.,.,...,p - s
Anabolismo, que es la síntesis de moléculas complejas a partir de
componentes más sencillos. Comprende a la fotosíntesis y quimiosintesis.
s ----6TC"'
Las células realizan muchas reacciones anabólicas para producir sustancias útiles
que ayudan a mantener la vida de la célula o del organismo del que forman parte,
:a :a
TEMA 15
GENÉTICA
1 1., t.lfna de la biología que se ocup<l dnl estudio de los mecanismos de la
'" ,, '" 1;1, las leyes por las que se rigen y las variaciones que ocurren en la
,, "' ,,,,,sión de los caracteres hereditarios.
e "'1ceptos básicos:
Gen: Porción de ADN que, de acuerdo;¡ la secuencia de bases nitrogenadas,
contiene la información precisa para 1< síntesis molecular de una proteína
c specífica, la cual es a su vez respons:1ble directa de un carácter. Por tanto
un carácter (color de ojos, forma de la nélriz, tono de voz, etc.) es el resultado
de la expresión de un gen o un conjunto de genes. Normalmente los genes se
representan con letra mayúscula par:1 el gen dominante (A) y con letra
minúscula para el gen recesivo (a).
/ Alelo: Es cada una de las alternativas que; puede tener un gen de un carácter.
Por ejemplo el gen que regula el color de la semilla del guisante, presenta dos
alelas, uno que determina el color vede y el otro que determina el color
amarillo. Se considera alelo dominante cuando se expresa o manifiesta y
alelo recesivo cuando no se expresa, quedando solapado por la expresión
del alelo dominante y sólo se expresa en estado homocigote.
3. Genotipo: Conjunto de todos los genes quo posee un individuo. El genotipo
no es observable; pero se puede deducir a partir del fenotipo las
características genéticas del ser vivo.
8. Heterocigote: Individuo que para un gen dado lic)nc) <)11 c:Hid uotJHJ .OIIJ.I
homóloqo un aIdo distinto, por ejom¡¡lo A<l.
9. Dominancia: Fs cuando el gen de uno de los pro Jeniton ·; e)tlln: 1 .c; 11.1 l. 1
expresión dd rJen del otro progenitor. Es el alelo cuyo fenotipo ;e• ni:Jtlllle .1.1
en estad(¡ hdc rocigote.
10. Recesividad: Es el gen oculto que no se manifiesta quedando solnp:ulo 1"''
la expresión del ;¡lelo dominante y sólo se expresa en estado recesivo
Leyes de la herencia de Mendel
Gregario Mende)l (Wn - 1884), de orjgen Austríaco, hizo cruces con guisan le··;
(Pisum sativwn) y producto de su análisis cuantitativo sentó las bases de 1:'
genética clásic:1.
Leyes de Mendel
1. Primera ley de Mendel: También llamada ley de la uniformidad de los
híbridos du l:1 primera generación (F1), y dice que cuando se cruzan dos
variedades de) individuos de raza pura ambos {homocigotos) para tm
determinéldo c;¡r{lcter, todos los híbridos de la primera generación son iguales.
Experimento: Mendel llegó a esta conclusión trabajando C.QCJ una varied;1d
pura de guis< nles que producían semillas amarillas y con una variedad que
producía se)rnill:ls verdes. Al hacer un cruzamiento entre estas plantas,
obtenía siempru plantas con semillas amarillas.
Carácter: Color de semilla: Amarilla (A)
Verde (a)
4. Genoma: Es el conjunto de los genes propios de una especie, ejemplo: el Progenitores: Amarillo x Verde
genoma del perro (Canis familiaris), del gato (Fe/is catus), etc. Gametos: AA X aa (homocigotes)
5. Fenotipo: Son las características observables de un organismo producidas
por la interacción del genotipo con el ambiente. El fenotipo es lo que se ve, lo
que se mide, se analiza físicamente.
6. Locus: Es el lugar que ocupa cada gen a lo largo de un cromosoma (el plural
es loci).
7. Homocigote: Individuo que para un gen dado tiene en cada cromosoma
homólogo el mismo tipo de alelo, por ejemplo AA, aa.
IAI 1
A Aa Aa
Primera generación F1: 100% semillas amarillas
Interpretación del experimento: El polen de la planta progenitora élporl;¡ :1 1.1
descendencia un alelo para el color de la semilla, y el óvulo de la otra pi;11 ""
progenitora aporta el otro alelo para el color de la semilla; de los dos ;dedo•.
A a
A AA Aa
-a Aa
-
aa
----
-
1
solamente se manifiesta aquél que es dominantn (A), minntras que el rccesivo
(a) permanece oculto.
2. Segunda ley de Mendel: Llamada también ley ch l;r sc p;mrción o disyunción
de los alelos.
Experimento: Mendel tomó plantas procedonfl) ; dt l;r ; sc rnill;ts dc l;r prillH r;r
generación (F1) del experimento anterior y l;r ; polir11;t"> c r1lrc si. 1 Jt l c11ru)
obtuvo semillas amarillas y verdes en la propon:ro11 dc :1 ;rrn;rrill;l > y 1 Vt rdt).
Así pues, aunque el alelo que determina la color;rcr1111 vmdt) dt l.r . . ·rnrll;rs
parecía haber desaparecido en la primera qt llt ' ;rcic"lll lrlr; rl, vut dvt ;r
manifestarse en esta segunda generación.
Gametos Aa X Aa (heterouqott :)
..
.
Experimento: Mendel cruzó plantas de guisantes de semilla amarilla y lisa
con plantas de semilla verde y rugosa (homocigóticas ambas para los dos
caracteres).
Las semillas obtenidas en este cruzamiento eran todas amarillas y lisas,
cumpliéndose así la primera ley para cada uno de los caracteres
considerados, y revelándonos también que los alelos dominantes para esos
caracteres son los que determinan el color amarillo y la forma lisa.
Las plantas obtenidas y que constituyen la F1 son dihíbridos (AaBb). Estas
plantas de la F1 se cruzan entre sí, teniendo en cuenta los gametos que
formarán cada una de las plantas.
Se puede apreciar que los alelos de los distintos genes se transmiten con
independencia unos de otros, ya que en la segunda generación filial F2
aparecen guisantes amarillos rugosos y otros son verdes y lisos,
combinaciones que no se habían dado ni en la generación parental (P) ni en
la filial primera (F1).
Así mismo, los resultados obtenidos para cada uno de los caracteres
considerados por separado, responden a la segunda ley.
Segunda generación F2: 75% semillas amarillas ;.>!,'Y,, .omrll;rs verdes er carácter: Color semilla (amarillo- verde).
Interpretación del experimento: Los dos alelos dislr11los p;rr;r ni color de la
semilla, presentes en los individuos de la primera gonor;rclúll lrli;rl, no se han
mezclado ni han desaparecido, simplemente ocurriH quo so m;r11ilnstaba sólo
uno de los dos. Cuando el individuo de fenotipo amanllo y qt 11olrpo Aa, forme
los gametos, se separan los alelos, de tal formn quo 1111 e; Hb qameto sólo
habrá uno de los alelos y así puede explicarse los rosuiL rdw; ol>lcmidos.
En la primera generación (F1) todas las semillas son ;rrn;rrill;rs, <!n la segunda
generación (F2) la proporción es de 3:1 (3 amarillas y 1 v< rd< ). es decir, 75%
amarillas y 25% verdes.
2do carácter: Cubierta semilla (lisa-rugosa); los resultados desu cruce
genético son: ·
Progenitores: AALL X aall
AL X al
Gameto
¡; ¡!::-El polen de la planta progenitora aporta a la dnscond< rH:i;r un alelo para el
color de la semilla, y el óvulo de la otra planta pro ¡nnilor;r ;rporta el otro alelo
para el color de la semilla; de los dos alelas, sol<rnwnh s<! mnnifiesta aquél
que es dominante (A), mientras que el recesivo (a) pnrrn;rrl<!co oculto.
3. Tercera ley de Mendel: Conocida también corno lny de la herencia
independiente de caracteres. Hace referencia al caso do que se contemplen
dos caracteres distintos. Cada uno de ellos se transmite siguiendo las leyes
anteriores con independencia de la presencia del otro carácter.
Primera generación F1:
Fenotipo: 100% semillas amarillo - lisas. Genotipo Aall
Para la segunda cruza se combinan los gametos entre sí.
Progenitores Aall X Aall
Gametos: 2. Telómero: Son los extremos de los cromosomas, se encargan de darle
estabilidad al cromosoma.
AL Al aL al
AL AALL AALI AaLL Aall
l. Constricción secundaria: Son estrechamientos cromosómicos constantes L•:
posición y tamaño; en el se encuentra el organizador nucleonar, llamado así porque en
Al AALI AAII Aall Aall esa zona cromosómica se reorganiza el nucleolo durante la telofase.
aL AaLL Aall aaLL aall
Satélite: Son cuerpos redondeados unidos al resto del cromosoma por un delgado
al Aall Aall aall aall filamento y sólo se encuentran en algunos cromosomas.
4.
Segunda generación F2: Fenotípicamente tenemos:
9 amarillos-lisos
3 amarillos - rugosos
3 verdes - lisos
1 verde - rugoso
Siendo la proporción: 9:3:3:1
Interpretación del experimento: Los resultados de los experimentos d1 l;1
tercera ley refuerzan el concepto de que los genes son independientos ontr1
sí, que no se mezclan ni desaparecen generación tras generación. P;1rn o ;l;t
interpretación fue providencial la elección de los caracteres, puos o:;to:;
resultados no se cumplen siempre, sino solamente en el caso de quo lo:; dos
caracteres a estudiar estén regulados por genes que se encuontr<111 1m
distintos cromosomas.
Cromosomas: Son estructuras de tipo filamentoso constituidas por protoin. 1:; y
ADN (material portador de la información genética).
El número de cromosomas es un carácter específico y distintivo de cada ur¡;¡ d1:
las especies, es lo que se conoce como número cromosómico. En la (::;IH:cll:
humana cada célula posee 46 cromosomas.
Estructura de un cromosoma:
1. Centrómero: Es la constricción primaria del cromosoma. Las estructur;Is rn;"ts
importantes de esta zona son los cinetocoros, cuerpos compLH:slos por
tubulina. Sirven como zonas de fijación del cromosoma a las fihr;1s d1:l huso
acromático y permiten la segregación del mismo durante la divisiÓn colular y
mantienen asociadas las dos cromátidas.
5. Cromátide: Es una de las subunidades longitudinales llamadas cromátides hermanas,
que se separan de la otra en la anafase de la mitósis y la amfase 11 de la meiosis, y
que están unidas por el centrómero, cada cromátide tiene una doble hélice de ADN,
un cromosoma tiene dos cromátides pÓr lo tanto un cromosoma tiene la
misma información por duplicado y es longitudinalmente doble.
Tipos de cromosomas: Los cromosomas son de las siguientes formas:
1. Según la posición relativa del centrómero:
a) Metacéntricos, si el centrómero se encuentra en la parte media y los
brazos son iguales.
'
b) Submetacéntricos, cuando el centrómero está desplazado hacia uno de
los extremos del cromosoma. Los brazos son ligeramente desigw2Jes.
e) Acrocéntricos, Si el centrómero se posrcrona cerca de uno de los
extremos del cromosoma, dando lugar a que uno de los brazos sea
mucho más corto que el otro.
d) Telocéntrico, Cuando el centrómero se encuentra en posición terminal
del cromosoma, la cual nos presenta un cromosoma bastoniforme de
modo que este aparenta tener un solo brazo.
2. Según la información que contienen son:
a) Autosómicos: 22 pares.
b) Sexuales: 1 par.
Anormalidades cromosómicas:
A. En cromosomas sexuales: Entre los principales tenemos:

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Resumen biologiag

  • 1. TEMA1 LA BIOLOGÍA La Biología es !a ciencia de la vida. Es una ciencia porque se basa en la observación de la naturaleza y la experimentación para explicar los fenómenos relacionados con la vida. En su sentido más amplio significa el estudio de todos los seres vivos considerando su forma, estructura, fisiología, ciclo reproductivo, forma de vida, y su relación con el medio ambiente. Es importante tener en cuenta que la biología abarca diversos campos de estudio que, muchas veces, son considerados como disciplinas o subdisciplinas. La biología según el tipo de organi mo que estudia se divide en: zoología, botánica y microbiología. 1. Zoología: Estudia a los animales, se subdivide en: a) Invertebrados • Protozoología: Estudia a los animales unicelulares. • Entomología: Estudia a los artrópodos (insectos, arácnidos, crustáceos, miriápodos). b) Vertebrados • Herpetología: Estudia a los anfibios y reptiles. • Ictiología: Estudia a los peces. • Ornitología: Estudia a las aves. • Mastozoología: Estudia a los mamíferos. • Antropología: Estudia las características. 2. Botánica: Estudia a las plant<JS, se subdivide en: a) Botánica Criptogámica: Estudia las plantas sin semillas, se subdivide en: • Ficología: Estudia las algas. • Briología: Estudia a los musgos, hepáticas y antocerotas. • Pteridología: Estudia a los helechos y cola de caballo. b) Botánica Fanerogámica: Estudia las plantas con semillas, se subdivide en: • Gimnospermas: Estudia las plantas con semillas desnudas, por ejemplo las Coníferas. • Angiospermas: Estudia a las plantas con semillas cubiertas, por ejemplo las Rosáceas. 3. Microbiología: Estudia a los microorganismos, se subdivide en: • Bacteriología: Estudia a las bacterias. • Micología: Estudia a los hongos. • Virología: Estudia a los virus. Materia viva: es una forma especial de materia que posee todas las propiedades de la materia en general (físicas y químicas), y también posee propiedades particulares llamadas propiedades biológicas. Aunque no intentemos limitar la vida a una definición simple, si podemos identificar al mundo viviente y separarlo del inanimado, es fácil reconocer que un roble, una mariposa y un cordero están vivos, en tanto que las rocas no lo están, pese a su diversidad, los organismos que habitan el planeta comparten un conjunto de características que los diferencian de los inanimados. Por tal motivo la vida puede definirse como todas las características que poseen los seres vivos, como un tipo preciso de organización; capacidad de crecer y desarrollarse; metabolismo autorregulado; capacidad de realizar movimiento, reaccionar a estímulos, reproducción y adaptación al cambio ambiental. Características de los Seres Vivos: Son las siguientes: 1. Complejidad y organización: En los seres vivos, encontramos una jerarquía de niveles que incluyen en orden de complejidad ascendente macromoléculas, células, organismos poblaciones y especies. Cada nivel se organiza sobre el inmediatamente inferior y tiene su propia estructura interna. Esta organización estructural permite que los seres vivos realicen funciones vitales como las de nutrición, crecimiento y reproducción. 2. Reproducción: Es el proceso de producción de nuevos organismos de la misma especie; pudiendo ser asexual (sin formación de gametos) o sexual (con formación de gametos). 3. Adaptación: Es el proceso de cambio para favorecer la supervivencia. La capacidad de una población de evolucionar (cambiar con el tiempo) y adaptarse a su ambiente le permite sobrevivir en un mundo cambiante; las adaptaciones son los rasgos que mejoran la capacidad de un organismo de sobrevivir en un ambiente dado. 1
  • 2. 4. Irritabilidad: Es la capacidad de reaccionar a estímulos, que son cambios físicos o químicos en su ambiente interno ó externo. 5. Crecimiento: Los organismos tienen la capacidad de aumentar su volumen, debido al aumento de la masa celular como resultado de un incremento en el tamaño y nümero de las célul;1s. En el crecimiento el organismo sintetiza sustancias que son tomadas dc!l medio ambiente. 6. Movimiento: Sin qur! impliqtH: necesariamente la locomoción. En los animales ol movirnic:nlo n ; muy variado, contracción del cuerpo, reptan, nadan, corrnn, vttr!l;ut. nwwntr!ntos ameboides, por cilios o flagelos. Las plantas tarnllic'!n sr! JIIIH VI'II (;1 tllvc l de sus órganos), aunque con más lentitud que la mr1yor p;1rlo do lo ; ;mimales. Por ejemplo, las plantas orientan sus hojas hacia ni sol y r:rt•r:wt lt: c:t<l la luz. 7. Nutrición: Procoso IJII r•l qtu: los organismos asimilan los alimentos y los líquidos nocos;nios p;u;t d ilHJcionomiento, el crecimiento y el mantenimiento de sus funciones vitalw; 8. Metabolismo: Convw ar'111 química de los nutrientes en el interior de las células; incluyo ol c.tl:tiHllt ;tno, que es la transformación de grandes moléculas en otms mi1s .ottr:lfl;ts. con liberación de energía y el anabolismo que es la síntesis do qr, ullll: . lnol<:culas a partir de otras más sencillas con el uso de parte de osa cHIOf!Jiól 9. Desarrollo: Dcswl><: lw; t:unl1iw; característicos que sufre un organismo desde su formación (qwwr; 1tru:ntn desde la fecundación del huevo) hasta su forma adulta final. f JI flllir:ILJ:, form;¡s multicelulares las distintas etapas del ciclo vital son diforon!ns, f;¡ 11; Jnsf<HIIl<Jción que se produce de un estado a otro se denomina melarnorlosis (;ulfiiJios t! insectos). 10. Respiración: Es ni inlorr:;unllio d1: gases que implica para los animales, captación de oxioeno (0.·) y Lt lilit:r;¡ción de dióxido de carbono (C02). 11. Homeostasis: C;¡p;tcltbd qtH! lir:tH:n los seres vivos de regular su medio interno. 12. Ácidos nucleicos: AUN (:tudo rl1:soxirribonucleico) y ARN (ácido ribonucleico), macrornolóculas sinlnll/:td< s pw todos los organismos y de las que depende toda la producción biolóqic; 1. 13. Proteínas: Macromof<':cu;¡s dt: v;ui1:d;¡d casi infinita que realizan muchas funciones: componenlos nslruclw;¡lr!s (colágeno en el tejido conectivo). hormonas, molócui;Js liq<Hbs ; 1 o... enzimas que catalizan (facilitan) reacciones químicas (por ejemplo la p1sina, una enzima que digiere las proteínas). 14. Excreción: Es la eliminación de los des;hos metabólicos, como amoniaco, úrea, C02 o cualquier sustancia presonlo n exceso, necesaria para mantener el estado de homeostasis. 15. Secreción: Consiste en la capacidad ara elaborar y expulsar diversas sustancias útiles al organismo vivo. Niveles de organización de los seres vivos La organización biológica refleja el trayecto e la evolución sin importar que se estudie a un individuo o el mundo de los sero vivos, puede idcntificorse un patrón de complejidad creciente. Los organismos resentan los siguientes niveles de organización. 1. Nivel químico: Es el nivel abiótico mé'lsJásico de orr¡;mi.7élci6n, comprende los subniveles: a) Atómico: Es la unidad mínima d1 un elemenlo químico que posee características de dicho elemento, qe puede participar en una reacción química por ejemplo un átomo de Hilógeno. b) Molecular: Es la unión química de tomos, de tal stu rtc qt1e dos átomos de hidrógeno se combinan con uno e oxígeno y forrnil una molécula de H20. Los átomos que componen un molécula puede sur idénticos (por ejemplo H2) o diferentes (por ejemplcH20) dando molécui<JS homogéneas y heterogéneas. e) Macromolecular: Es la combinacin de muchos átomos o moléculas formando macromoléculas orgánica:como las proteínas (aminoácidos) y los ácidos nucleicos (nucleótidos). 2. Complejos supramoleculares: Surgen omo producto do la interacción de las diversas macromoléculas; son compl¡os supramolecularos los ribosomas, las membranas biológicas, el nucleolr y los cromosomas que cumplen diversas funciones en las células. Los virus son complejos supramolecwres y subcelulares que constituyen una estructura proteica con ácido nucleic (ARN ó ADN). 2
  • 3. o Los huevos se desarrollan en el útero con unión placentaria (excepto en los monotremas). o Extremidades adaptadas para caminar, correr, trepar, nadar, excavar o volar. o Respiración pulmonar. o Son endotermos. o Corazón con cuatro camaras. o Son vivíparos. TEMA 2 ORGANIZACIÓN MOLECULAR DE LA CÉLULA Los seres vivos están constituidos por una gran cantidad de átomos y compuestos seleccionados por un largo proceso evolutivo. Por tal razón, para entender las estructura y función de los organismos vivos, necesitamos un conocimiento básico de la estructura y función de estos átomos y compuestos, cómo interaccionan entre sí para producir movimiento, crecimiento, comunicación entre neuronas, formación de ATP, etc. BIOELEMENTOS Son los elementos químicos naturales presentes en los seres vivos. Caracterizados por ser estables (bajo peso molecular) están ampliamente distribuidos en la naturaleza. De los elementos que existen (90 naturales y 19 obtenidos en el laboratorio). aproximadamente 27 de ellos se encuentran en la diversidad de seres vivos. Clasificación. Atendiendo a su abundancia, pueden ser: B. Primarios (macroelementos). Se les considera así por ser fundamentales para construir moléculas orgánicas (glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos) e inorgánicas (agua, sales, gases, etc.). Son seis: C, H, O, N, P y S y constituyen el 98.5 % del peso de la materia viva. B. Secundarios (microelementos).Presentes en menor proporción representan el 1% del peso de la materia viva, son: Ca, Na, K, Cl, Fe, 1, Mg. B. Traza (oligoelementos). Presentes en cantidades pequeñas, representan el 0.5 % del peso total. Su presencia es indispensable para los seres vivos. Actúan por ejemplo como cofactores enzimáticos. Son: Mn, Cu, Zn, Co, F, Mo, Se, etc. BIOMOLÉCULAS (Principios inmediatos) Son todas las moléculas orgánicas e inorgánicas que resultan de la combinación de los Bioelementos entre sí. Pueden ser: a) Inorgánicos: Sin enlace C-C, tenemos: El agua, sales minerales, gas()s, algunos ácidos y bases. b) Orgánicos: Con enlaces C-C, tenemos: Los glúcidos, lípidos, proteínas. ácidos nucleicos y vitaminas El AGUA (H20) Es la biomolécula más importante de la tierra y los seres vivos. Ocupa las 3/4 partes de la tierra. Está formado por un átomo de Oxígeno y dos de Hidrógeno, unidos por enlace covalente. El agua pura es eléctricamente neutra. Las moléculas de agua son polares, donde el extremo de cada molécula posee carga positiva y el otro tiene carga negativa. Cada molécula de agua puede formar enlaces de hidrógeno con un máximo de cuatro moléculas adyacentes. Propiedades físicas del agua: son las siguientes a) Elevada Constante Dieléctrica: El agua tiene una alta CCUJ5lCidad para desestabilizar las moléculas polares, este mecanismo capacita al agua como un gran disolvente. b) Tensión Superficial: El agua tiene una elevada tensión superficial, porque las moléculas de agua superficiales están cohesionadas con las moléculas de agua inferiores, formando una red molecular compacta que soporta las presiones externas. e) Capilaridad: Capacidad del agua de ascender por un tubo fino llamado capilar esto se debe a la suma de las fuerzas de adhesión, cohesión y tensión. d) Elevado Calor Específico: Se defrne como la cantidad de energía que s< requiere para elevar un grado centígrado (0 C) un gramo de cualquier sustancia. e) Densidad: Al enfriar el agua líquida aumenta la densidad, la cual alcanza un máximo de 1g/cc a 4°C, al seguir enfriando la densidad empieza a descender. El contenido de agua de un organismo depende de la edad y actividad metabólica (a mayor edad, menos agua y, a mayor metabolismo, más agua).
  • 4. Es el principal solvente polar en el protoplasma, ya que debido a sus moléculas polares es capaz de disolver muchos tipos de sustancias, en particular compuestos polares y iónicos. En los tejidos humanos el porcentaje de este varía, por ejemplo 20% en huesos, 85% en las células cerebrales. Aproximadamente alrededor del 70% del peso corporal de una persona corresponde al agua; 95% en las medusas y algunas plantas, y 5% en las semillas. La distribución corporal de agua en el ser humano es la siguiente: a) Intracelular (2/3) Dentro de la célula y se encuentra como: • Agua libre (95%): Usada como solvente y como dispersante del coloide protoplasmático. • Agua ligada (5%) Es la que está unida laxamente a las proteínas. b) Extracelular (1/3) distribuida en: • Intersticio: En la sustancia intercelular: liquido cefalorraquídeo, líquido sinovial, etc. • Plasma: Dentro de los vasos sanguíneos y linfáticos. Entre los factores que afectan al agua corporal se encuentran: • Células grasas: Contienen poca agua. por lo cual a medida que aumenta la grasa corporal desciende la cantidad de agua. • Edad: Por regla general el agua corporal disminuye a medida que aumenta la edad. • Sexo: Las mujeres tienen una cantidad proporcional mayor de grasa corporal, por lo tanto disminuye la cantidad de agua. Funciones: Disolvente de las sustancias debido a su polaridad. Transportadora de sustancias. Estructural, mantiene el volumen y forma de las células. Termorregulador, ayuda a conservar estable la temperatura (debido a su elevado calor específico). Lubricante de membranas y articulaciones. Indispensable para toda actividad metabólica. todo proceso fisiológico se produce exclusivamente en medio acuoso. SALES MINERALES Biomoléculas inorgánicos compuestas por un metal y un radical no metálico y que se encuentran en pequeña proporción en el protoplasma de los seres vivos, se pueden encontrar de tres formas: a) Disueltas: Son las que se ionizan en medio acuoso, siendo los más importantes: • Cationes: Iones que desarrollan una carga positiva en solución, tenemos al Na• K• ca•• Mg•• Fe•• zn++. El principal catión extracelular es el sodio (Na•). Existe un sistema de bomba en la membrana de las células del organismo que bombea el Na+ hacia fuera y el K+ hacia adentro. • Aniones: Iones que desarrollan una carga negativa en solución cr P04= El principal anión intracelular es el Ion fosfato (PO =). Aunque la concentración de sales en las células y los líquidos corporales de plantas y animales es pequeña, las cantidades y concentración de los cationes y aniones respectivos se mantienen constantes, cualquier cambio de importancia obstaculiza las funciones celulares y puede originar la muerte. b) Precipitadas: Son las que constituyen estructuras sólidas, insolubles, con función esquelética. Ejemplo: concha de moluscos, matriz ósea, pared celular de las diatomeas. e) Asociadas: Son las que están combinadas con proteínas (fosfoproteínas), con lípidos (fosfolípidos). FUNCIONES: - Regulan el equilibrio ácido-base de la célula. - Regulan la presión osmótica de las células (intervienen en la distribución del agua intracelular y extracelular) - Regulan la presión osmótica de las células (intervienen en la distribución del agua intracelular y extracelular) -- Forman estructuras de protección y de sostén (esqueleto, conchas, caparazones). - Estabilizan dispersiones coloidales. - Actúan como cofactores enzimáticos siendo necesarios para el desarrollo de actividad catalítica de muchas enzimas. - Intervienen como sustancias Buffer o tampón, por los sistemas carbonato- bicarbonato y mono osfato-difosfato. 8
  • 5. GLÚCIDOS Llamados también carbohidratos, son compuestos formados por C, H y O, son sintetizados por los autótrofos y son los principales en aportar energía para los seres vivos. Los animales tienen la capacidad de sintetizar algunos carbohidratos a partir de las proteínas y algunas sustancias sencillas, pero el mayor volumen de carbohidratos animales se obtiene de los vegetales. Clasificación: Los glúcidos, por el número de monómeros, se clasifican en: 1. Monosacáridos: llamados también azúcares simples, son glúcidos sencillos constituidos por una sola cadena. Se nombran añadiendo la terminación osa al número de carbonos. Estos carbohidratos son incapaces de hidrolizarse en carbohidratos más simples, se cristalizan, tienen sabor dulce y son solubles en agua. Por el número de Carbonos se subdividen en: triosas, tetrosas pentosas, hexosas heptosas y octosas, de las cuales las más importantes son: a) Triosas: Son abundantes en el interior de la célula, por ejemplo los Glicéridos como el Gliceraldehido y la Dihidroxíacetona que son metabolitos intermediarios en la degradación de la glucosa. b) Tetrosas: Como la Eritrulosa, y la Eritrosa, formados en el proceso d< las reacciones oscuras de la fotosíntesis. e) Pentosas: La Ribosa y la Desoxirribosa, que forman parte de los {leidos nucleicos además de la Ribulosa que forma parte de la ervima RUBISCO, que fija el C02 atmosférico durante la fotosíntesis. d) Hexosas: La glucosa (a partir de ella se forman otros carbohidr;1tos). fructosa (azúcar de la fruta), y la galactosa (en la leche). 2. Disacáridos: Son compuestos formados por la unión de dos monosac;'mdos mediante enlace glucosídico (de tipo covalente) con liberación de un;¡ molécula de agua, se pueden hidrolizar. Entre los más importantes tenernos. • Lactosa: Azúcar de la leche: Galactosa + Glucosa ,enlace f.l,(1 ,4) • Maltosa: En semillas de cebada: Glucosa+ Glucosa, enlace a(1,4) • Sacarosa: Azúcar de la caña o remolacha: Glucosa +-Fructuosa, enlacu a(1,2) • Trehalosa: Azúcar presente en la hemolinfa de los insectos: Glucosa + Glucosa, enlace a(1,1) 3. Oligosacáridos: Son compuestos que al hidrolizarse producen ele 3 él 1O unid;tdes de monos;1c;lridos. por ejemplo la Melicitosa que es un tris;H:{Jrido formado por un residuo de fructosa y dos de glucosa. Se encuentra en la miol. Las alfa y beta-dextrinas con 6 y 7 unidades de glucosa respectivamente, son importantes en la industria farmacéutica. 4. Polisacáridos: Están formados por la unión de muchos monosacáridos (de 11 a miles) con pérdida de una molécula de agua por cada enlace y desempeñan funciones de reserva, estructural y energética. Se hidrolizan. Entre los más importantes tenemos: a) De reserva: . • Almidón: Propio de los vegetales integrado por dos polímeros: amilosa, molécula lineal formado por unidades de glucosa unido por enlaces a(1,4) y la amilopectina molécula ramificada por unidades de glucosa unidos por enlaces a(1,4) y las ramificaciones cada 25 unidades aproximadamente. Se unen mediante enlaces a (1,6). • Glucógeno: Propio de los animales. Abundantes en hígado y músculo similar a la amilopectina, con la diferencia que las ramificaciones se dan cada 12 unidades de glucosa aproximadamente. b) Estructural: • Celulosa: Forma la pared celular de la célula vegetal está constituida por unidades de glucosa unidos por enlaces ¡3(1,4). • Quitina: Exoesqueleto de artrópodos, formado por unidades de N- Acetilglucosamina unidos por enlaces ¡3(1,4). Función de los Glúcidos: • Energética: Aportan energía a los seres vivos. Estructural: Son elementos estructurales de los ácidos nucleicos, p;1n cl celular de bacterias, células vegetales y del exoesqueleto de artrópodos. LiPIDOS Son compuestos de consistencia grasosa o aceitosa, insolubles en agua y soluhl< ; on ;olv< ntes orgánicos como el éter, cloroformo v benceno. Est;in forrn; 1e h, IJ/IstcHJwnte por célrbono e hidrógeno y generalmente oxígeno en bajo p<HU IILIJ<) /d<)m;'ts punden contnner fósforo, nitróqeno y ;vufro.
  • 6. .. n Clasificación Se clasifican en dos grupos, atendiendo a que poseen en su composición ácidos grasos (saponificables) o no lo poseen (insaponificables). 1) Saponificables (Complejos): Forman jabones al reaccionar con soluciones alcalinas. Son de los siguientes tipos A. Hololípidos: Formados por:Ácido graso + alcohol :aquítenemos a: a) Glicéridos o Se les conoce también como acilglicéridos o grasas neutras o Existen tres tipos de glicéridos: monoglicéridos, diglicéridos y los triglicéridos. o Formados por 1 alcohol (glicerol) y de 1 a 3 ácidos grasos unidos mediante enlaces éster. o Son las más abundantes en los seres vivos. o Se almacenan en el adipocito o Como ejemplos tenemos al aceite de ballena, aceite de maní, aceite de oliva, etc. b) Céridos: o Son conocidos también como ceras. o Están formados por 1 ácido graso saturado + un alcohol de cadena larga (elevado peso molecular). o Son sólidos a temperatura ambiente. o Son insolubles en agua, blandos en caliente y duros o de consistencia firme en trio o Sirven de cubierta protectora de la piel, pelos y plumas de los animales; hojas y frutos do las plantas superiores y el exoesqueleto de los insectos. Como ejemplo tenemos el palmitato de miricilo (cera de abejas). la lanolina (cera de lana), la cutina y la suberina en las células vegetales. B. Heterolípidos: Formados por: Ácido graso + alcohol + otros compuestos. Además de C, H y O pueden presentar también N, P, S o un glúcido. Aquí se encuentran: a) Fosfolípidos: Son las principales moléculas constitutivas de la bicapa lipídica de la membrana celular. Se caracterizan por presentar un ácido ortofosfórico en su zona polar unido a otra molécula nitrogenada, por ejemplo la colina, etanolamina, inositol, serina, etc. Estos lípidos son muy importantes por formar parte de las membranas celulares y pueden ser clasificados como glicerofosfolípidos corno las lecitinas, cardiolipinas y esfingofosfolípidos corno las esfingomielinas y las ceramidas. b) Glucolípidos: Formados por un acido graso y un alcohol aminado llamado esfingosina. Como ejemplo tenemos a los cerebrósidos (presentes en la membrana de las neuronas), los gangliósidos (que participan en el reconocimiento celular) y los sulfátidos que también forman parte de las membranas biológicas. 2. lnsaponificables (simples): Noformanjabones. Sondelossiguientes tipos: a) Esteroides: Son lípidos no hidrolizables que se derivan del esterano, aquí se encuentran fundamentalmente el colesterol, el cual forma parte estructural de las membranas a las que confiere rigidez. Es la molécula base que sirve para la síntesis de casi todos los esteroides corno la vitamina O, las sales biliares y las hormonas suprarrenales (glucocorticoides como cortisol, mineralocorticoides corno la aldosterona y las hormonas sexuales como la progesterona y testosterona. b) lsoprenoides: Formados de unidades de isopreno (hidrocarburo de 5 átomos de carbono), cuando dos unidades de isopreno se unen forman un terpeno. Son moléculas que cumplen funciones muy variadas entre los que se pueden citar: • Esencias vegetales: como el mentol, geranio!, limoneno; alcanfor, eucalipto!, vainilla, etc. • Vitaminas: Vitaminas A, E y K. • Pigmentos vegetales: como la clorofila y xantofilas. e) Prostaglandinas: Son lípidos derivados del ácido prostanoico y del araquidónico. Poseen una gran variedad de actividades fisiológicas como intervenir en la respuesta inflamatoria (vasodilatación), provocan la contracción de la musculatura lisa, intervienen en la regulación de la temperatura corporal. Función: Reserva: Fuente de reserva energética de los seres vivos. Estructural: Forman parte de las membranas (bicapa de fosfolípidos), recubren órganos. Protección: Protegen mecánicamente, como el tejido adiposo de pies y manos. Reguladora: Controla las reacciones químicas que se producen en los seres vivos, cumplen esta función las vitaminas lipídicas y hormonas esteroideas.
  • 7. 11 Emulsificante: Emulsifica las grasas debido a los ácidos biliares y los proteolípidos. PROTEÍNAS Son biomoléculas organtcas cuaternarias de elevado peso molecular que contienen C, H, O y N, sin embargo contienen adicionalmente azufre. Están constituidos por unidades II<Jméldos aminoácidos que pueden ser de 20 tipos diferentes. Aminoácidos: Son ácidos orqánicos que contiene un grupo amino y otro enlace peptídico, los enlaces puente hicJn,u· , . · ' " puentes disulfuro. puentes salinos y ICJs 1nl1:r '" · ...',¡·, • Estructura cuaternaria: ln1orma de la t111iC.: varias cadenas polipétidicas con estructura l1 . , · • : ¡· proteico. Cada una de esta::; cadenas polq ,, plrd1c ·· protómero, por ejemplo dos cadenas :J<Jir¡'":'t,.:rr hexoquinasa, 4 cadenas la hernuu!obina, y liii '"' :. '" c.' : .. del virus de la poliomielitis (60 urtidacles proü:1c:t :: Propiedades de las pruteínas ·¡p cJer VVaals, débiles do 1 un complejo el nombre de 1slituyen la < ilcJ ia cápside carboxilo, unidos a una cadena 1<-Jteral R H 1 (amino) H7N -- C -- COOH (carboxilo) 1 R Péptido: Es la unión de más de 2 aminoácidos que se unen por enlace pcptidico. Enlace peptídico: Se forma por la reacción entre el grupo ácido de un aminoi1cido y el grupo amino de otro aminoácido, con la liberación de una molécula de anu;¡_ Los péptidos según el número de unidades de aminoácidos por molécula se les wnocen como dipéptidos, tripéptidos, etc., hasta polipéptidos. Ejemplo: la camosina (dipóptido), Insulina (Polipéptido de 51 aminoácidos) Niveles de estructuración de las proteínas: Presenta 4 niveles: • Estructura primaria: Se refiere a la secuencia de aminoácidos en la cadena polipeptídica. EICmico enlacn presente es el peptidico (amida). • Estructura secundaria: Es la disposición espacial de los aminoácidos que componen una proteína. Posee dos enlaces el peptidico y el puente de hidrógeno. Esta estructura puede adquirir tres configuraciones: a-hélice, JI· plegada y y o al azar. • Estructura terciaria: Es la disposición de la estructura secundaria de un polipéptido al plegarse sobre si misma originando una conformación globular. Esta conformación globular facilita la solubilidad en agua y así realizar funciones de transporte, enzimática, hormonales, etc. Posee además del 1. Alta especificidad: Debido a que·cada individuo tir:rll: p;<dl:lnas específicas propias que se ponen de manifiesto en los proceso:; tJ, · 1 1 r :i 1azo de órganos transplantados. 2. Solubilidad: Cuando adoptan una conformación glob11L". , •.lo hace posible la hidratación ele los tejidos de los seres vivos. 3. Desnaturalización: Que consiste en la ruptura de la cstn u lw;¡ t<:rciaria lél que es producida por cambios de temperatura, pH extremos. :;{llvt:nl¡:s orq;]nicos, detergentes, urea a altas concentraciones, etc. Clasificación de las proteínas: Las proteínas se clasific:u1 t!IJ dos wupos: A. Holoproteínas: Formadas solamente por aminoácido:;, p11r :dun ser: a) Proteínas fibrosas Son insolubles en agua, al;uq:HI:Js y en formas de hilo y tienden a juntarse para dar fibras, sirven mrno material estructural de los tejidos animales. Aquí se encuentran: • Queratina: En formaciones epidórmtc;¡s· pelos, uñas, cuernos y plumas. • Colágeno: En tejidos conjuntivos . • Elastinas: En tendones y vasos SdlliJliiiiUO::: . • Fibroinas: En hilos de seda (arar1as, i11sectos). • Fibrina: En los coágulos sanguíneos . b) Proteínas globulares: Son solubles nn ilf)ua y se encuentran dobladas formando unidades compactas que n menudo llenen una forma esférica, están relacionadas con el mantcnrrniento y regulación del proceso de la vida, corno por ejemplo: la ovcldlllum na (huevo), hmdeina (cebada), lactoalbúrnina (leche), lnsulinél, prolactlna, hormona del crecimiento, interferones, histonas, albúminas, hernoJiobi!H y lo::; ;w.t;cu<:r¡;os.
  • 8. 1? B. Heteroproteinas: Formadas por amino<'lcidos y por un grupo no proteínico llamado grupo prostético, como por ejemplo: • Glucoproteínas: anticuerpos, interferón, mucinil. • Fosfoproteínas: caseína, vitelina. • Hemoproteínas: hemoglobina, mioglobin<l, citocromos. • Metaloproteínas: plastoquinona, plastoci;111irn Funciones: Biocatalizadora: Las enzimas son proldlldS, aceleran reacciones bioquímicas. Hormonal: Insulina, glucagón, hormona del U<)Cimiento, calcitonina, entre otras. Estructural: Glucoproteínas que forman par!<) d<) L 1s membranas, las histonas que forman parte de los cromosomas, la qLH)r;Jtina que forma parte de la epidermis. Defensiva: lnmunoglobulinas, trombina, fil>rinú<)<)IIO. Transporte: Hemoglobina, hemocianina, C<)IIJiopL ¡:;rninél, citocromos, etc. Reserva: Ovoalbumina clara de huevo, laclo;llln·unill;l dü la leche, gliadina del grano de trigo. Reguladora: Regulan la expresión de ciertos q<)l1):; y otras regulan la división celular (como las ciclinas). Motora o contráctil: Como la actina y miosin; qtl!) mnstituyen las miofibrillas de la contracción muscular y la dineina relilcion;Hb UHI el movimiento de cilios y flagelos. Homeostática: Algunas mantienen el oquilil>r io o:;rnotico y actúan con otros sistemas amortiguadores para mantener const;HIIt: Id pH del medio interno. ENZIMAS Son catali;adorcs muy potentes y eficaces, quirnicdlll<'rllt: :;on proteínas. Como Especificidad de Acción: Cada reacción esta catalizada por una enzima específica. La acción enzimática se caracteriza por la formación de un complejo que representa el estado de transición. El sustrato se une a la enzima a través de numerosas interacciones délJ;Ies (puentes de hidrogeno, etc.) en un lugar específico, el centro activo que es una pequeña porción de la enzima, conformada por una serie de aminoácidos que interaccionan con el sustrato. Algunas enzimas acllJan con la ayuda de estructuras no proteicas que por su naturaleza son: Cofactores enzirnáticos: Son sustancias de naturaleza química diferente a las proteínas que son requeridas por algunas enzimas para que estas tengan actividad. Un cofactor puede ser una molécula .orgánica o inorgánica. Algunas enzimas requieren de ambos cofactores. La enzima sin cofactor se denomina apoenzima y unida al cofactor se denomina holoenzima. Son cofactores enzimáticos: • Coenzima: Son moléculas orgánicas de diversa estructura, esenciales para la actividad de una enzima. Ej. NAO, FAD, FMN. • Iones iorgánicos: Corno el Mg++, Mn++. Cu++, Fe++. Zn ++. Nomenclatura de las enzimas En general los nombres de las enzimas se forman al añadir el sufijo "asa" al nombre de la sustancia en que actúan (sustrato) por ejemplo la sacarosa se desdobla en glucosa y fructuosa en presencia de la enzima sacarasa. Unas pocas enzimas conservan sus nombres tradicionales sin la terminación asa algunas de ellas tienen el sufijo "zima", la lisozima por ejemplo presente en las lagrimas y la saliva que degrada la pared celular de las bacterias, otros ejemplos de enzimas con nombre tradicionales son la pepsina y tripsina que rompen enlaces peptídicos internos en las proteínas. catalizadores las enzimas actúan en poqLwn; t:< llllt L 1d y se recuperan indefinidamente!, no llevan a cabo rcacciorws qtll: :;t:;m energéticamente desfavorables, no modifican el sentido de los <'qtJIIIIHio:; químicos, sino que Por su actividad química las enzimas se clasifican en: Transferasas. Hidrolasas, L.iasas, lsomerasas y Ligasas. ' Oxidoreductasas, aceleran su consecución. La sustancia sobre lil ud ,lt:lll;) l<1 enzima se llama sustrato. Catalizador: Es un<l sustancia que acelcril w1;1 n:;H:t: on qtJIIIIICil hasta hacerla instantánea o casi instant; ne3. Características de la acción enzimatica: 1 ;¡ rni1s soiHt•:;;¡lit:nl<) <)S su elevada especificidad. Efecto del pH: Tanto la enzima como el sustrato pueden afectarse por las variaciones del pH, por ejemplo la pepsina tiene un pH optimo cercano a 2 y la fosfatasa alcalina un pH cercano a 12. Efecto de la temperatura: Influye en la actividad, el punto óptimo representa el máximo de actividad. A temperaturas bajas las enzimas se hallan rígidas y a temperaturas altas (más de 40°C) se desnaturalizan.
  • 9. BALOTA 3 CELULA INTERFASICA LA CÉLULA Es la unidad estructural y funcional básica de los sm1!s v1vo ;, '.1p.1: <1<· relacionarse, nutrirse y reproducirse. Organización estructural de la Célula • La membrana celular: que rodea /protege al citoplasma. • Citoplasma: de naturaleza coloidal donde se encuentran l<1s sust:HlC:1:1 ; disueltas. • Núcleo: donde se encuentra el material genético. La Célula Procariota Estz1 cólulél se cmacteriza por el hecho de que el material h ereditario (ADN) no prt)sent<J un<J envoltura nuclear. El núcleo no presenta membrana nuclear. Estructura general de una célula procariota: 1. Membrana citoplasmatica: Es la barrera esencial de permeabilidad qu() sep<Jra el interior del exterior de la célula. 2. Pared celular: Estructura rígida (a base de peptidoglícano o mureína). situad<J por fuera de la membrana plasmática que confiere la forma a la célula y l<l protege del externo que lo rodea. 3. Ribosomas: Son pequeñas partículas compuestas de ácido ribonuclcico (ARN) y proteínas, una sola célula procariotica puede tener hastél 10000 ribosomas. Los ribosomas en los procariotas son 70S, su función es 1<1 síntesis proteica. 4. Nucleoide o Genóforo: En los procariotas la función del núcleo l<1 w:ili;;¡ un:1 única molécula de ADN que se encuentra en forma más o menos lilm! l!ll d citoplasma llamada nucleoide, el ADN de las procariotas por homoloqi:1 cun las eucariotas se le denomina cromosoma.
  • 10. .....
  • 11. Procariota Eucariota • . Carecen de envoltura nuclear Normalmente un solo cromosoma . a base eJe ADN sin proteínas Unicclulat·cs o coloniales . solélrncnte Son tJ;Iclr!ri;Js y :ilq;¡s vurrl<! ;vul :s . Múltiples cromosornils no Circulares 0 IJ;c¡se rie ADN y proteínas • . Orqanclos mayores presentes Unicelulares y rnulticelulares ilon jos. animCJlo::; y planta::; •, 1 l.aq•do!. MIIJ.Iid!. d1) l;ls lJactenas, son capaces de desplazarse a través de II.Jifd"'· q1H: l)stilll formados por una unica proteína tubular enrollada, la ILI<jdllld ti. Inclusiones: Son acúmulos de materiales de reserva como carbono, 111trow no, azufre o fósforo. Estos acumulas se forman cuando estos compuestos se encuentran en exceso en el medio ambiente, con el f1n de Diferencias entre las células procariota y la eucariota. . Envoltura nuclear presente poder ser utilizados en situaciones de carencia. 7. Cápsula: O capa viscosa que rodea a la pared celular, protege a las bacterias de drogas y la fagocitosis de microorganismos o glóbulos blancos. . Organelos mayores ausentes . Constituyen los cuerpos de protistas, 8. Mesosornas: Son estructuras membranosas que se observan en 1<1 m;1yor parte de las bacteria, constituidas por invaginZJciones de I;J ITH)IliiJI < 11. 1 citoplasrnática. Interviene en la duplicélción y clistriiJuci(m d1)l AfJN 1'11 L1 división celular y adern;'¡s conti1me enzim< s wspiratori;1s .oiJrt) 1; :; q1w :,¡: desarrolla la mayoría de los proc1 sos nwt;¡!JIJIIcos 9. Plásmidos: Son p1)<¡UI:no!; fr<Hjllii)IJto:, cr1ui1;11•::; d1: /1 lN :xii.IU<JIIIIJ',<IIIIIIIl separados del cr()ln():; ¡IJJ,, IIJ:, pl;1:;¡¡¡¡do:, IHI p111L111 q•:IH::, <:',<'111 J,tl<:', p.11.1 las células; pero llcv;111 tillo:; qt11: son tlillt::. 1:11 <id•:llllllloi<l.i·· '<JIIIIJ<.Jillll". ambientales, corno los que colilll:ll:lll<::.l:.t<·JH:I,J ,, .JJJIJIJJIIII<.Il'. '''·H'J.ill<.< :. 10. Fimbrias: Son parecidos ;1 lo:; fi;H¡i:lo:;, ,JIJJJ<¡IJI: JII<J:, uJJi<J', <¡11•· ,..,,J: .. ·,1111 <1<: naturaleza protéic;, y :;on mucl10 m;'¡:; rltllri<:I<J',<J:, N11 i<Hio:, lo:, <li<J.JIII'.rllll:. poseen fimbrias, no SI) conou: con c<:rt<:;,¡ :.u lliii<.JiJII. i"'i" fi.JI<''-" '1111: favorece en algunos CJr(J<IIlismos :;u lljdcloll :1 l;1:. :.ulwlil<.l<::, uJIIIIJ 1<1:. t :pdo:. animales, en el caso de unas !J;¡ctmi<Js p;lto•¡•:rl; :; <J L1 I<JIIIIoli.lllll d : lwii<.JJI.J:; o la fijación a las superficies liquidas. 11. Pili (p¡:¡los): Son estructuras sirnii<Jrc:s a I<Js firnlm;1;; p :r11 fllll l11 q<:J <:J<il :,oJJ más largos y solamente existe uno o unos pocos plit ;oiJI<! l;1 :;tqH:JII<:t<' Funcionan corno receptores específicos para deterrnin:Hl;1s p; lrltcul; 1:. Vlrlt:.l'; y tambit:r. contribuyen a la fijación de algunas bacterias patóJ;t:n;¡:; ;1 lo:, !!:pilo:. humanos, a demás participa en el proceso de conjugación 1:11 procilr!IJI; :; 1 ; . fimbrias y los pili no participan en el movimiento. 12. Clorosomas: Son sacos membranosos aplastados que no t:sl:.ln en continuidad con la membrana citoplasmática, son los responsables du li! fotosíntesis en bacterias autótrofas y en aigas cianoficcas. La Célula Eucariota La célula eucariota se caracteriza por presentar su material genético rodeado por una envoltura nuclear (membrana). MEMBRANA CELLILJ'R O Pl.ASMALEMA 1 :.t.1 ,.,Jiilpti<:',i.J <i•· tJJJ.IIII< .q1.1 llpi<ll<:< qu1: conllt!IH: (lll<l vmicr.J;¡¡j de moléculas de llll11'IIJ, 1 f '1 < ",¡'Ji!. 1 f. 1', .',11 J 1111 'll<::; <:; 11; 11:1< :JI.', ll:;¡ ;. f :, fHli<J'.,J 1 ·• <:I.J:,Ic:J 1 '¡¡:;1!<: fli!IIIH:<illili<i;llf :,<:fi!CIIV<L 1 :; IIIIJY ¡j¡:fq;Jd<J, Sll <!:;pr:sor CS de ;JpiOXIIllélUdr.JC:IllC '( ¡ f'' Org<Hlización molecular de la membrana: Ld mom1Jr m:1 celul:•r est;¡ constituidél fHJI: Proteínas (60%): Globulares, que por su función pueden ser: rcceptorCJs. de reconocimiento y transportadoras. Lipidos (35%): Los rn;.is abundantes son los fosfolipidos, también se encuentran glucolipidos y esteroicles (colesterol en célula::; animales y cruosterol en células •1egetales). Carbohidratos (5%): Unidos a proteínas tormando glucopro1einas. La forma como están distribuidos los componentes rnolecuiar ls de las membranas tiene como base el modelo del rnos;.¡ico fluido propuesto por SINGER Y NICHOLSON (1972), que so caracteriza por ' tlr un modelo asimétncu y que goza de una fluidez de membrana. Permeabilidad celular: Es el proceso mediante el cual lo célulél intercambta ciertas sustancias con el medio extracclular, a través de la membrana celular. Dicho intercamlJio se conoce tr3nsporte pasivo o activo.
  • 12. 1f llflf lfftlffi• ,fu l!l lttttttlfti¡HI•I 1 etlt1LII 1 .,"11"1' ' 1""11' 1 1·1 1 "1"""1'1 ',¡11.1 1.1 ·1111"1 1 '1 11111lo· ··111.111',1•"111' ti•· ·.tl'.i.IIH.I.I:..111rll1:rror o (:xtcrior de las células: ·,, 1'11• .11. 1.1 ol1· 1.1 11·1 1'1" 11111 1!1· :.1:11;111::; quimicas l11ol.1 .11 "II',I'IV.II 1.1 I'!,{JIII:IUJ;I y f0rr11;1 de laS CÓIUiiJS Ltilll >rt.t u:ltrl.u 1 :.tructur;¡ s1 crctada por el aparato de Golgi y es de naturaleza 1""'1 'l'·ilr11.,111" qiiH:IJ:>IIilc:;L En cólulas vegetales se denomina pared celular, IIIII'JJiro ·. q1w 1:11 lo:; ;111irnalcs se conoce corno glucocaliz. P; red celular: Envoltura compuesta principalmente por celulosa. Representa ur1;1 l:sp1 cie de exoesqueleto que protege y le da sostén mecánico a la célula. 1 :; d carácter que las diferencia de las células animales. Por lo tanto 13s 1:1dul¡¡s vegetales presentan por la parte externa de la membrana plasm3tica 1111;) pared muy gruesa a base de celulosa aunque pueden entrar a formar p; rte otras sustancias como: hemicelulosa, pectatos , lignina, cutina, sutJerin;l, :;ales minerales, algo de proteínas, etc. La pared celular es semirriqicJ;¡ y permite el paso de sustancias. Clases de pared celular l. Pared celular primaria: Es la primera pared celular, presentu en tod;¡:; las célul·¿¡s jóvenes. En muchas células es 13 única p;1red qw: :;t: desarrolla, está hecha a base de microfibrillas entrc:cru;;!lbs (desordenadas) a base de celulosa, debido a disposición faciiJt<l d crecimiento de la célula. 2. Pared celular secundaria: Solo esta presente en alqur.ns cólulas vegetales que han dejado de crecer (por ejemplo los vasos o tráqueas), se forma en la superficie interna de la pared primaria, de ordinario es mucho más gruesa que la pa,·ed primaria, además de celulosa puede contener sustancias como: Lignina (tráqueas, traqueidas y esclereidas), cutina (paredes en contacto con el aire), y sales minerales (carbonatos y sílice) en algunas células epidérmicas. La pared celular secundaria comprende tres subcapas; capa externa (S1), capa central (S2) y la capa interna (S3) mencionadas de afuera hacia 1dentro. A diferencia de la pared celular primaria, las microfibrillas de celulosa se disponen en una forma ordenada. La S2 es la más gruesa. La S3 suele ser delgada e incluso puede faltar. La lamina media: Se forma durante la citocinesis, está constituida por pectatos y proteínas, es el cemento que sujeta las cólulas individuales unas con otras para constituir tejidos. QFunción: • Es responsable de la forma de las células y por tanto de las plantas. • Controla el crecimiento celular. • Proporciona resistencia mecánica. • Es una barrera física que se opone a la penetración de los microorganismos patógenos. Glucocaliz: Envoltura compuesta de glucoprotainas y polisacáridos que cubren la membrana celular de células animales y protozoarios. QFunción: r econociminnto moleculélr (enzimas y antígenos, fundamentales para la ;¡soci;lcit'lll cclul;¡r de un; tejido). f 1:qul;¡ l;1 ;!lJsorcJón celular (d1<'1lisis y filtración ) Cre;rr llll mJcro;un!Jientn p;1r;1 la cólula. Citoplasma: Fs 1:1 protopl:1srn;¡ comprl:ndldo l!lllro lil membrana celular y la nwm!Jr;¡n;¡ nucl! i!r, es J;¡ rcr¡ión fund<uncnt;¡J ele: la cólula donde; sn llevan a cabo J;¡s princip;lll:s rt accJuJws bioquímicas ele los seres vivos, tiene aspecto hialino y tr;mslucido Presenta la siguiente organización: a. Matriz citoplasmática. b. Sistema de endomembranas. c. Organelos. a) Matriz citoplasmática: (Citosol o Hialoplasma ). Es el coloide celular constituido por un solvente, agua y un soluto con sales minerales proteínas, carbohidratos y lipidos. Las proteínas son el componente más abundante de la matriz y constituyen el citoesqueleto, el citoesqueleto o sostén interno de la célula, está constituido de : • Microfilamcntos: Esta compuesto por la proteína actina, se encuentra en todas las células eucarióticas. Normalmente en asociación con una segunda proteína, la miosina. Participan directamente en los movimientos celulares. Son los constituyentes dinámicos más importantes del esqueleto que permiten a las células moverse y cambiar.
  • 13. • Filamentos intermedios: Tienen un diámetro intermedio entre los microfilamentos y los microtúbulos. En diferentes tipos de células, los filamentos intermedios están compuestos por diferentes proteínas: vimentina, desmina, queratina, periferina, gliofilamentos y neurofilamentos. Su función es arquitectónica. • Microtubulos: Están hechos de subunidades de la proteína tubulina y se han encontrado en todos los tipos de células eucariontes. Forman un g damiaje que mantiene en posición a los organelos y estabiliza la forma de las células. Además forman parte esencial de la estructura de los cilios y flagelos. b) Sistema de Endomembranas: Está constituido por el Retículo endoplasmático y el Aparato de Golgi. 1. Retículo endoplasmático: Complejo membranoso conformado por canales ramificados, que se comunican entre sí y con la membrana celular. Se pueden distinguir dos tipos de retículo: • Retículo endoplasmático rugoso (R.E.R.): Presenta riboforinas en su membrana que permiten la adhesión de ribosomas; por lo que presentan un aspecto granulado. En el se realiza la síntesis proteica. Las proteínas sintetizadas por los ribosomas, pasan al lúmen del retículo y aquí maduran hasta ser exportados a su destino definitivo. Abunda en células que sintetizan proteínas de secreción (células del páncreas, glándula tiroides, hepática, sebácea, etc.). Función: 1. Sintetizan proteínas de "exportación" (secreción celular) como hormonas y enzimas. 2. Origina organelos: Aparato de Golgi, R.E.L.peroximas. 3. Permite la reaparición de la membrana nuclear, en la división celular. )l. 'V<.." l O.fC"C"€ <¡<.f:.fl + ;...6tt 1'1J'A • Retículo endoplasmático liso (R.E.L.): Carece de ribosomas, está en conexión con el R.E.R. Función: 1. Biosíntesis de lípidos (fosfolípidos y colesterol). 2. Oetoxificación celular (fármacos, plaguicidas herbicidas). 3. Formación del aparato de Golgi. 4. Lleva a cabo la Glucogénesis y glucogenólisis . 5. Biosíntesis de esteroides (corteza suprarrenal y sistema reproductor) 2. Aparato de Golgi: Consiste en el conjunto de estructuras de membrana que forma parte del elaborado sistema de membranas interno de las células. Se encuentra más desarrollado cuanto mayor es la actividad celular. La unidad básica del organelo es el sáculo, que consiste en una vesícula o cisterna aplanada.Cuando una seHe de sáculos se apilan forman un dictiosoma . Además pueden observarse toda una serie de vesículas mas o menos esféricas a ambos lados y entre los sáculos . El conjunto de todos los dictiosomas y vesículas constituye el aparato de Golgi. El dictiosoma se encuentra en íntima relación con el retículo endoplásmico, lo que permite diferenciar dos caras; la cara cis, más próxima al retículo, y la cara •trans, más alejada. En la cara cis se encuentran las vesículas de transición, mientras que en la cara trans, se localizan las vesículas de secreción. Función: 1) Formación de la pared celular en la división celular. 2) Formación del acrosoma en los espermatozoides. 3) Glicosilación (empaquetamiento de proteínas). 4) Reciclaje de membranas en células secretoras. 5) Renovación de la membrana plasmática. 6) Secreción celular (proteoglicanos y glucoproteinas). 7) Síntesis de enzimas lisosomicas. e) Organelos: • Ribosomas: Son estructuras esféricas y elípticas formados por ARN y proteínas que se originan en el nudeolo. Se distribuyen libremente por el citosol, se encuentran unidas en racimos formando polisomas gracias a un helicoide de ARNm o se encuentran unidas como polisomas al RER. , El ARN ribosómico se sintetiza en el nucleolo, las proteínas ribosómicas se sintetizan en el citosol, son transportadas al núcleo y ahí asociadas con el ARNr, el cual se organiza en subunidades ribosómicas. Ribosomas en células eucariontes 80S (60S y 40S) y ribosomas en células procariontes,70S (50S y 30S). Función: Síntesis de proteínas.
  • 14. Mitocondrias: Son organelos esféricos o alargados, constituidos principalmente por proteínas y en segundo lugar por lipidos, existe también una pequena cantidad de ADN y ARN. Presentes en células animales y vegetales (excepto en bacterias cianoficeas y hematíes), son de forma variable. Tienen movimientos activos y pasivos, cambian de forma y volumen. Su número depende de las necesidades energéticas de las células (2500 en hepatocitos y 1000 en fibras musculares). Están formados por dos membranas: La membrana externa lisa y la membrana interna que emite prolongaciones hacia el interior de la mitocondria, llamadas crestas mitocondriales donde se realiza la cadena respiratoria. E:stas crestas aumentan el área superficial de la membrana "transductora eleenergía". [1 interior de la mitocondria presenta una cavidad central llamada matriz rn:tocondrial ocupado por un liquido rico en proteínas y enzimas del ciclo de Krebs, ribosomas y ADN circular. En las crestas mitocondriales encontramos a los Oxisomas, particular F1 o partículas elementales o ATPsomas por presentar actividad ATPbásica relacionada con los procesos de oxidación foforilativa. Función: • Síntesis de ATP AutodupUcación, debido a su propio ADN. • Cloroplastos: Plastidios que contienen clorofila, carotenoides y :<antofilas: la cubierta externa de los cloroplastos consta de una envoltura de 2 mernbranas.la membrana externa que es mas permeable y la membrana interna la cual se organiza en sáculos membranosos 13planados que reciben el nombre de Tilacoides, los cuales se disponen en pilas muy ordenadas llamadas Grana. Al espacio en el interior de los tilacoides y dentro de la envoltura externa se denomina estroma. En el interior de los tilaciodes encontramos a los pigmentos fotosintéticos como clorofila, carotenos, plastoquinona, plastocianina que se agrupan en 2 fotosistemas (PSI Y PSI!). Funcióne->:,_.-,. ·x-o., • -voAbsorber y trasformar la energía lumínica en energía química para obtener su alimento; proceso denominado fotosíntesis. Autoduplicación debido a que tiene ADN. Núcleo: Es la estructura fundamental de la célula, que se encarga de controlar y dirigir todas las actividades de la célula, y que se caracteriza por tener el material genetico de las células eucariontes. Algunas células carecen de núcleo (hematíe maduro, células del cristalino), otras tienen más de un núcleo (protozoos, fibra muscular estriada). Partes: • Envoltura nuclear (carioteca): Es una doble unidad de membrana que envuelve el contenido del núcleo, la membrana externa lleva adherido ribosomas. La membrana interna es lisa y en su superficie interna lleva adherida la proteína lamina (fracciona la membrana nuclear en la profase). La carioteca está atravesada por un gran número de poros, que permiten el paso de sustancias. Jugo nuclear (cariolinfa, carioplasma o nucleoplasma): Es el medio interno del núcleo que se encuentra en solución coloidal (Gel) compuesto por: mayormente cromatina, histonas, protaminas, aminoácidos, enzimas, nucleótidos, sales minerales. Función: - Es el medio donde se realiza la síntesis de ácidos nucleicos. • Nucleolo: Es un corpúsculo esférico constituido por fibras y gránulos de ARN, también contiene enzimas, histonas, ADN, zinc y calcio. Función: - Síntesis de ARN a partir de ADN asociado al núcleo. - Síntesis de las subunidades ribosómicas. Cromatina: Es una sustancia de gran importancia que se tiñe profundamente con colorantes. La cromatina está formada por ADN e histonas y se le aprecia en la interfase celular. Funciones del núcleo: Son varias, todas relacionadas con la conservación de la vida celular. • Síntesis de proteínas (pequeñas cantidades), de ADN (autosíntesis) e induce a la formación de ARNm para iniciar la síntesis de proteínas en el citoplasma. • Hereditaria, almacena y transmite los caracteres hereditarios mediante ADN. • Reguladora de todas las funciones celulares.
  • 15. ® CICLO CELULAR Es el periodo de vida de una célula desde su formación hasta su división en células hijas. El tiempo de duración y los requerimientos dependen de cada tipo celular. Algunas células como las nerviosas, las del músculo esquelético y los glóbulos rojos, normalmente no se dividen una vez que maduran. Fases del ciclo celular: 1. Interfase: En esta fase la célula aumenta de tamaño, duplica sus estructuras y acumula reservas necesarias para la división. Comprende 3 periodos: • Periodo G1: Llamado primera fase de crecimiento, se inicia con una célula hija que proviene de la división de la célula madre. La célula aumenta de tamaño, se sintetiza nuevo material citoplasmático, sobre todo proteínas y ARN. • Periodo S o de síntesis: Al principio de la fase se sintetizan las histonas (que son las proteínas asociadas ADN); después, se replica la cromatina (el ADN con sus proteínas asociadas), el núcleo contiene el doble de proteínas nucleares y ADN que al principio. • Periodo G2: Llamado segunda fase de crecimiento. en el cual se si ¡ue sintetizando ARN y proteínas, la célula se prepara para la división. La finalización del periodo G2 es marcado por el comienzo de la mitosis. 2. División: la célula origina células hijas. Comprende dos etapas: • Cariocinesis: Es un proceso complejo en el que participa el núcleo, asegura que cada nuevo núcleo reciba el mismo número y los mismos tipos de cromosomas característicos del núcleo original. • Citocinesis: Suele comenzar antes de que se complete la mitosis, es la división del citoplasma celular para formar dos células. La mitosis: La mitosis es un verdadero proceso de multiplicación celular que participa en el desarrollo, el crecimiento y la regeneración del organismo. Comprende una serie de eventos sucesivos que se desarrollan de manera continua y que para facilitar su estudio han sido separadas en dos etapas: la cariocinesis y la citocinesis. a) Cariocinesis: Es la división del núcleo. Este proceso se da en 4 fases: 1. Profase: Los cromosomas se vuelven visibles al microscopio, Cada cromosoma está constituido por 2 cromátidas que se mantienen unidas por un estrangulamiento que es el centrómero, desaparece el nucleolo y la membrana nuclear se desintegra y empieza a formarse el huso mitótico. Al final de la profase ha desaparecido la membrana nuclear y el nucleolo. 2.411 Metafase: Los cromosomas duplicados constituidos por un par de cromátides hermanas, se alinean en el plano ecuatorial constituyendo la placa ecuatorial de la célula, el huso mitótico se completa. Anafase: En ella el centrómero se divide y cada cromosoma se separa en sus 2 cromátidas. Los centrómeros emigran a lo largo de las fibras del huso en direcciones opuest;;¡s, arrastrando cada una en su desplazamiento a una cromatida. Cada cromatida se considera ahora un cromosoma. El anafase constituye la fase crucial de la mitosis, por que en ella se realiza la distribución de las 2 copias de la información genética original. ©Telofase: Los 2 grupos de cromátidas comienzan a condensarse, se reconstruye la envoltura nuclear, alrededor de cada conjunto cromosómico, lo cual definirá los nuevos núcleos hijos. A continuación tiene lugar la citocinesis. b} Citocinesis: La citocinesis, es la división del citoplasma, para generar dos células hijas por lo general, comienza durante la telofase. La citocinesis comienza por un surco que la rodea en la región ecuatorial. El surco formado por un anillo de microfilamentos se profundiza en forma gradual y termina por separar el citoplasma en 2 células hijas, cada una con un núcleo completo. En las células vegetales la citocinesis ocurre a través de la formación de una placa celular, una división en la zona de la placa ecuatorial del huso que crece lateralmente a la pared celular. La placa celular se genera a partir de vesículas que se originan en el aparato de golgi. Cada célula hija produce una membrana plasmática y una pared celular de celulosa fuera de la membrana plasmática en su lado de la placa celular. Al final de la mitosis tenemos una célula diploide (2n) que ha originado 2 células diploides (2n). La meiosis: La meiosis es la división celular por la cual se obtiene células hiJas con la mitad de los juegos cromosómicos que tenia la célula madre; pero que cuentan con informélción completa pam todos los rasgos estructurales y funcionales del org:mismo al que pertenecen. La meiosis se produce siempre que
  • 16. hay un proceso . de reproducción sexual y ocurre mediante dos mitosis consecutivas denominadas meiosis 1 y meiosis 11 y presenta tres procesos esenciales: Apareamiento de cromosomas homólogos (Zigonema: Profase 1) Reco!T1binación de genes o Crossing Over (Paquinema: Profase 1) Separación de cromosomas homólogos (Anafase 1) 1. Meiosis 1: Es reduccional y el resultado es la formación de dos células hijas cada una con "n" cromosomas. Comprende las siguientes fases: a) Profase 1: • Leptoteno: Los cromosomas se hacen visibles, se componen de pares de cromátidas. • Cigoteno: Los cromosomas homólogos se aparean en un proceso llamado sinapsis. La sinapsis de los cromosomas ocurre por la formación de una estructura compleja denominada complejo sinaptonémico. ú fll'f'Cc, n'' ::m Íc • Paquiteno: Es la primera etapa de la profase que tiende a ser prolongada. En tanto el leptoteno y cigoteno, por lo general duran unas paGas horas, el paquiteno con frecuencia se extiende por un periodo de dias o semanas e incluso años. Este proceso entre otros, permite un intercambio de genes entre las cromatides homólogas, de tal forma qúe las células hijas resultantes son distintas genéticamente entre ellas y distintas también de la célula precursora de la que provienen. En esta etapa se lleva a cabo la recombinación genética o Crossing over. • Dipoteno: Los cromosomas homólogos se separan; pero mantienen puntos de unión especificas denominados quiasmas. Los quiasmas por lo general se localiz<1n en los sitios del cromosoma donde ocurre el intercambio genético ..ie"''<- Vi'h'-'""1"" U"()Q • Diacinecis: El número de quiasmas se reduce, los cromosomas se preparan para fijarse a las fibras del huso meiótico. La diacinecis termina con la desaparición de los nucleolos, la rotura de la envoltura nuclear y el desplazamiento de las tetradas hacia la placa de la metafase. b) Metafase 1: Los pares de cromosomas homólogos se alinean en el plano ecuatorial de la célula, formando la placa ecuatorial. e) Anafase 1: Los cromosomas homólogos se separan y migran hacia los polos opuestos. d) Telofase 1: Los cromosomas homólogos llegan a los polos opuestos. Los cromosomas pueden persistir condensados por algún tiempo. 2. Meiosis 11: Llamada también división ecuacional, cuyo resultado final es la formación de 4 células hijas cada una de las cuales tienen "n" cromosomas. a) Profase 11: Es simple, los cromosomas simplemente se vuelven a condensar y se alinean en la placa de la metafase. b) Metafase 11: Los cromosomas se disponen en el plano ecuatorial. e) Anafase 11: Las cromatides hermanas se· desplazan hac1a los polos opuestos de la célula. d) Telofase 11: Los cromosomas una vez más quedan encerrados por una envoltura nuclear. Consecuencias de la meiosis. • Es el proceso mediante el cual se obtienen células especializadas para intervenir en la reproducción sexual. • Reduce a la mitad el número de cromosomas y así al unirse las dos células sexuales, vuelve a restablecerse el número cromosómico de la especie.· Se produce una recombinación de la información genética. • La meiosis origina una gran variación de gametos debido al entrecruzamiento de segmentos de los cromosomas homólogos. Metabolismo celular: Es la conversión química de los nutrientes en el interior de las células, tiene dos componentes complementarios: • Catabolismo, que es el desdoblamiento o degradación de moléculas en componentes más pequef1os. Comprende a la respiración celular (aeróbica y anaeróbica) y la fermentación. e ,.,.,...,p - s Anabolismo, que es la síntesis de moléculas complejas a partir de componentes más sencillos. Comprende a la fotosíntesis y quimiosintesis. s ----6TC"' Las células realizan muchas reacciones anabólicas para producir sustancias útiles que ayudan a mantener la vida de la célula o del organismo del que forman parte,
  • 17. :a :a TEMA 15 GENÉTICA 1 1., t.lfna de la biología que se ocup<l dnl estudio de los mecanismos de la '" ,, '" 1;1, las leyes por las que se rigen y las variaciones que ocurren en la ,, "' ,,,,,sión de los caracteres hereditarios. e "'1ceptos básicos: Gen: Porción de ADN que, de acuerdo;¡ la secuencia de bases nitrogenadas, contiene la información precisa para 1< síntesis molecular de una proteína c specífica, la cual es a su vez respons:1ble directa de un carácter. Por tanto un carácter (color de ojos, forma de la nélriz, tono de voz, etc.) es el resultado de la expresión de un gen o un conjunto de genes. Normalmente los genes se representan con letra mayúscula par:1 el gen dominante (A) y con letra minúscula para el gen recesivo (a). / Alelo: Es cada una de las alternativas que; puede tener un gen de un carácter. Por ejemplo el gen que regula el color de la semilla del guisante, presenta dos alelas, uno que determina el color vede y el otro que determina el color amarillo. Se considera alelo dominante cuando se expresa o manifiesta y alelo recesivo cuando no se expresa, quedando solapado por la expresión del alelo dominante y sólo se expresa en estado homocigote. 3. Genotipo: Conjunto de todos los genes quo posee un individuo. El genotipo no es observable; pero se puede deducir a partir del fenotipo las características genéticas del ser vivo. 8. Heterocigote: Individuo que para un gen dado lic)nc) <)11 c:Hid uotJHJ .OIIJ.I homóloqo un aIdo distinto, por ejom¡¡lo A<l. 9. Dominancia: Fs cuando el gen de uno de los pro Jeniton ·; e)tlln: 1 .c; 11.1 l. 1 expresión dd rJen del otro progenitor. Es el alelo cuyo fenotipo ;e• ni:Jtlllle .1.1 en estad(¡ hdc rocigote. 10. Recesividad: Es el gen oculto que no se manifiesta quedando solnp:ulo 1"'' la expresión del ;¡lelo dominante y sólo se expresa en estado recesivo Leyes de la herencia de Mendel Gregario Mende)l (Wn - 1884), de orjgen Austríaco, hizo cruces con guisan le··; (Pisum sativwn) y producto de su análisis cuantitativo sentó las bases de 1:' genética clásic:1. Leyes de Mendel 1. Primera ley de Mendel: También llamada ley de la uniformidad de los híbridos du l:1 primera generación (F1), y dice que cuando se cruzan dos variedades de) individuos de raza pura ambos {homocigotos) para tm determinéldo c;¡r{lcter, todos los híbridos de la primera generación son iguales. Experimento: Mendel llegó a esta conclusión trabajando C.QCJ una varied;1d pura de guis< nles que producían semillas amarillas y con una variedad que producía se)rnill:ls verdes. Al hacer un cruzamiento entre estas plantas, obtenía siempru plantas con semillas amarillas. Carácter: Color de semilla: Amarilla (A) Verde (a) 4. Genoma: Es el conjunto de los genes propios de una especie, ejemplo: el Progenitores: Amarillo x Verde genoma del perro (Canis familiaris), del gato (Fe/is catus), etc. Gametos: AA X aa (homocigotes) 5. Fenotipo: Son las características observables de un organismo producidas por la interacción del genotipo con el ambiente. El fenotipo es lo que se ve, lo que se mide, se analiza físicamente. 6. Locus: Es el lugar que ocupa cada gen a lo largo de un cromosoma (el plural es loci). 7. Homocigote: Individuo que para un gen dado tiene en cada cromosoma homólogo el mismo tipo de alelo, por ejemplo AA, aa. IAI 1 A Aa Aa Primera generación F1: 100% semillas amarillas Interpretación del experimento: El polen de la planta progenitora élporl;¡ :1 1.1 descendencia un alelo para el color de la semilla, y el óvulo de la otra pi;11 "" progenitora aporta el otro alelo para el color de la semilla; de los dos ;dedo•.
  • 18. A a A AA Aa -a Aa - aa ---- - 1 solamente se manifiesta aquél que es dominantn (A), minntras que el rccesivo (a) permanece oculto. 2. Segunda ley de Mendel: Llamada también ley ch l;r sc p;mrción o disyunción de los alelos. Experimento: Mendel tomó plantas procedonfl) ; dt l;r ; sc rnill;ts dc l;r prillH r;r generación (F1) del experimento anterior y l;r ; polir11;t"> c r1lrc si. 1 Jt l c11ru) obtuvo semillas amarillas y verdes en la propon:ro11 dc :1 ;rrn;rrill;l > y 1 Vt rdt). Así pues, aunque el alelo que determina la color;rcr1111 vmdt) dt l.r . . ·rnrll;rs parecía haber desaparecido en la primera qt llt ' ;rcic"lll lrlr; rl, vut dvt ;r manifestarse en esta segunda generación. Gametos Aa X Aa (heterouqott :) .. . Experimento: Mendel cruzó plantas de guisantes de semilla amarilla y lisa con plantas de semilla verde y rugosa (homocigóticas ambas para los dos caracteres). Las semillas obtenidas en este cruzamiento eran todas amarillas y lisas, cumpliéndose así la primera ley para cada uno de los caracteres considerados, y revelándonos también que los alelos dominantes para esos caracteres son los que determinan el color amarillo y la forma lisa. Las plantas obtenidas y que constituyen la F1 son dihíbridos (AaBb). Estas plantas de la F1 se cruzan entre sí, teniendo en cuenta los gametos que formarán cada una de las plantas. Se puede apreciar que los alelos de los distintos genes se transmiten con independencia unos de otros, ya que en la segunda generación filial F2 aparecen guisantes amarillos rugosos y otros son verdes y lisos, combinaciones que no se habían dado ni en la generación parental (P) ni en la filial primera (F1). Así mismo, los resultados obtenidos para cada uno de los caracteres considerados por separado, responden a la segunda ley. Segunda generación F2: 75% semillas amarillas ;.>!,'Y,, .omrll;rs verdes er carácter: Color semilla (amarillo- verde). Interpretación del experimento: Los dos alelos dislr11los p;rr;r ni color de la semilla, presentes en los individuos de la primera gonor;rclúll lrli;rl, no se han mezclado ni han desaparecido, simplemente ocurriH quo so m;r11ilnstaba sólo uno de los dos. Cuando el individuo de fenotipo amanllo y qt 11olrpo Aa, forme los gametos, se separan los alelos, de tal formn quo 1111 e; Hb qameto sólo habrá uno de los alelos y así puede explicarse los rosuiL rdw; ol>lcmidos. En la primera generación (F1) todas las semillas son ;rrn;rrill;rs, <!n la segunda generación (F2) la proporción es de 3:1 (3 amarillas y 1 v< rd< ). es decir, 75% amarillas y 25% verdes. 2do carácter: Cubierta semilla (lisa-rugosa); los resultados desu cruce genético son: · Progenitores: AALL X aall AL X al Gameto ¡; ¡!::-El polen de la planta progenitora aporta a la dnscond< rH:i;r un alelo para el color de la semilla, y el óvulo de la otra planta pro ¡nnilor;r ;rporta el otro alelo para el color de la semilla; de los dos alelas, sol<rnwnh s<! mnnifiesta aquél que es dominante (A), mientras que el recesivo (a) pnrrn;rrl<!co oculto. 3. Tercera ley de Mendel: Conocida también corno lny de la herencia independiente de caracteres. Hace referencia al caso do que se contemplen dos caracteres distintos. Cada uno de ellos se transmite siguiendo las leyes anteriores con independencia de la presencia del otro carácter. Primera generación F1: Fenotipo: 100% semillas amarillo - lisas. Genotipo Aall Para la segunda cruza se combinan los gametos entre sí. Progenitores Aall X Aall
  • 19. Gametos: 2. Telómero: Son los extremos de los cromosomas, se encargan de darle estabilidad al cromosoma. AL Al aL al AL AALL AALI AaLL Aall l. Constricción secundaria: Son estrechamientos cromosómicos constantes L•: posición y tamaño; en el se encuentra el organizador nucleonar, llamado así porque en Al AALI AAII Aall Aall esa zona cromosómica se reorganiza el nucleolo durante la telofase. aL AaLL Aall aaLL aall Satélite: Son cuerpos redondeados unidos al resto del cromosoma por un delgado al Aall Aall aall aall filamento y sólo se encuentran en algunos cromosomas. 4. Segunda generación F2: Fenotípicamente tenemos: 9 amarillos-lisos 3 amarillos - rugosos 3 verdes - lisos 1 verde - rugoso Siendo la proporción: 9:3:3:1 Interpretación del experimento: Los resultados de los experimentos d1 l;1 tercera ley refuerzan el concepto de que los genes son independientos ontr1 sí, que no se mezclan ni desaparecen generación tras generación. P;1rn o ;l;t interpretación fue providencial la elección de los caracteres, puos o:;to:; resultados no se cumplen siempre, sino solamente en el caso de quo lo:; dos caracteres a estudiar estén regulados por genes que se encuontr<111 1m distintos cromosomas. Cromosomas: Son estructuras de tipo filamentoso constituidas por protoin. 1:; y ADN (material portador de la información genética). El número de cromosomas es un carácter específico y distintivo de cada ur¡;¡ d1: las especies, es lo que se conoce como número cromosómico. En la (::;IH:cll: humana cada célula posee 46 cromosomas. Estructura de un cromosoma: 1. Centrómero: Es la constricción primaria del cromosoma. Las estructur;Is rn;"ts importantes de esta zona son los cinetocoros, cuerpos compLH:slos por tubulina. Sirven como zonas de fijación del cromosoma a las fihr;1s d1:l huso acromático y permiten la segregación del mismo durante la divisiÓn colular y mantienen asociadas las dos cromátidas. 5. Cromátide: Es una de las subunidades longitudinales llamadas cromátides hermanas, que se separan de la otra en la anafase de la mitósis y la amfase 11 de la meiosis, y que están unidas por el centrómero, cada cromátide tiene una doble hélice de ADN, un cromosoma tiene dos cromátides pÓr lo tanto un cromosoma tiene la misma información por duplicado y es longitudinalmente doble. Tipos de cromosomas: Los cromosomas son de las siguientes formas: 1. Según la posición relativa del centrómero: a) Metacéntricos, si el centrómero se encuentra en la parte media y los brazos son iguales. ' b) Submetacéntricos, cuando el centrómero está desplazado hacia uno de los extremos del cromosoma. Los brazos son ligeramente desigw2Jes. e) Acrocéntricos, Si el centrómero se posrcrona cerca de uno de los extremos del cromosoma, dando lugar a que uno de los brazos sea mucho más corto que el otro. d) Telocéntrico, Cuando el centrómero se encuentra en posición terminal del cromosoma, la cual nos presenta un cromosoma bastoniforme de modo que este aparenta tener un solo brazo. 2. Según la información que contienen son: a) Autosómicos: 22 pares. b) Sexuales: 1 par. Anormalidades cromosómicas: A. En cromosomas sexuales: Entre los principales tenemos: