BIOLOGIA UBA XXI PRIMER PARCIAL PARTE 1
Unidad 1 – La célula como unidad de los seres vivos Seres vivos Todos los seres vivos se caracterizan por tener: - Organización morfológica y funcional especfica: Todos Todos los seres vivos est!n formados por al menos una célula" y cada una de ellas posee el poder de captar nuevas moléculas y crecer" teniendo vida y desarrollo independiente# $%&emplo los 'uevos" y (ue donde 'ay una célula" 'u)o otra antes de donde esta salió* Teora celular: Todos Todos los seres vivos est!n constituidos por una o m!s unidades llamadas células" y cada célula es capaz de mantenerse viva independientemente del resto# Las células solo pueden provenir de otras células# - +utrición y meta)olismo: Todos Todos los seres vivos necesitan aporte constante de materia y energa para mantener el con&unto de reacciones (umicas y transformaciones energéticas para vivir# La suma de esas reacciones y transformaciones 'acen al meta)olismo" el cual varia de acuerdo a la comple&idad y el tama,o del organismo" su '!)itat su ciclo vital" etc# - omeostasis: %(uili)rio y regulación permanente de distintas varia)les (ue caracterizan a un organismo o célula# $e&emplo regulación de agua" sales" o.igeno* - /recimiento: 0roceso regulado propio de cada especie y organismo" aumento de masa celular y de nmero de células# %sto esta genéticamente determinado" por eso algunos crecen permanentemente y otros 'asta cierto punto# - 2eproducción: Todo Todo ser vivo nace de otro seme&ante a el" se.ual o ase.ualmente se trata de una división del 34+" una transferencia de información 'ereditaria# - 5rrita)ilidad: /aptar y responder a estmulos provenientes del medio o del propio organismo# - 6ovimiento: 6ovimiento producto de la actividad del organismo" traslación en animales y rotación de 'o&as en algunos !r)oles por e&emplo# - 3daptación: 0osi)ilidad de cam)iar la estructura" el funcionamiento o comportamiento para me&orar las posi)ilidades de su)sistencia# - 3utomantenimiento autopoyesis: capacidad de los sistemas de producirse a s mismos" o sea" de generar los propios componentes (ue a su vez vuelven a
producir los componentes (ue los produ&eron# %ntonces" un sistema autopoyético es un sistema (ue en vez de ser programado desde fuera" se 'ace a s mismo# 0or e&emplo: el 34+ tiene información para la sntesis de protenas pero" a su vez" 'ay protenas (ue intervienen en la sntesis de 34+# $de a' el término autopoyesis: auto 7 propio" poiesis 7 creación* +iveles de organización $en mac'ete 1* 2einos $/uadro en otro 8ord* %ncontramos: - 0roductores: son los autótrofos y los (ue dan comienzo a toda cadena trófica por ser los responsa)les de captar la energa lumnica y materia inorg!nica $agua" dió.ido de car)ono" etc#* y transformarlos en materia org!nica con energa (umica# - /onsumidores: son 'eterótrofos# Los de primer orden son los (ue se alimentan de los productores9 los de segundo orden son los (ue se alimentan de los consumidores de primer orden9 los de tercer orden son los (ue se alimentan de los de segundo orden9 etc# - 4escomponedores: son 'ongos y )acterias responsa)les de degradar los restos org!nicos de los otros seres vivos y transformarlos en moléculas inorg!nicas (ue ser!n reutilizadas por los productores# Su rol tiene (ue ver con el reciclado de la materia# Organización general de la célula ormas de estudiar las células: 6icroscopa: ay dos tipos )!sicos de microscopios: microscopios ópticos y microscopios electrónicos# 4entro de estos ltimos encontramos los microscopios electrónicos de transmisión o 6%T y microscopios de )arrido o 6%;# Se distinguen por su lmite de resolución" los electrónicos ven muc'o mas# <=ué podemos o)servar con cada uno de estos microscopios> - 6icroscopio óptico: las células o)servadas pueden estar vivas o muertas# Se puede o)servar la presencia o ausencia de ncleo" la forma celular" las mitocondrias y cloroplastos $sin detalle*# - 6%T: las células o)servadas de)en estar muertas después de 'a)er sido tratadas con iones de metales pesados# 0ermite la o)servación de detalles a escala macromolecular# - 6%;: para o)servar células muertas" después de 'a)er sido tratadas con iones de metales pesados# 0ermite o)tener im!genes tridimensionales# 3l con&unto de técnicas de preparación de las muestras previas a su o)servación" se lo denomina técnica 'istológica# - raccionamiento celular: %sta técnica permite aislar los distintos componentes celulares para" de este modo" poder estudiarlos separadamente# Se )asa principalmente en (ue los componentes celulares tienen distintas densidades" lo (ue posi)ilita separarlos por medio de la centrifugación $decanta lo m!s denso y lo menos denso (ueda en solución*#
- /ultivos celulares o cultivos de te&idos: /onsisten en la e.tracción de las células de interés" de su medio natural" para luego colocarlas en recipientes especiales y adecuados# Se de)e tener especial cuidado en mantener la nutrición" la o.igenación y la temperatura" y asegurar el cierre 'ermético del recipiente para evitar contaminaciones# /aractersticas (ue 'acen considerar a las células vivas: - Unidad de composición: La célula est! formada por agua y por las mismas clases de moléculas org!nicas $!cidos nucleicos" protenas" glcidos" lpidos* - Unidad de estructura: no pueden dividirse en partes" se morira# - Unidades de función: de)en cumplir todas las funciones vitales esenciales de la materia viva $respirar" alimentarse" reproducirse" etc* - Son sistemas comple&os" sus estructuras y organelas desempe,an funciones especficas" 'acen posi)le una organización general armónica" coordenada y eficiente# - Se reproducen" a través de una división celular $mitosis" implica la duplicación de todas las estructuras celulares y sus cromosomas" formados por 34+* - 6eta)olizan" se construye materia y se almacena energa" o se degrada materia y li)era energa# 0or e&emplo: las células fotosintetizadoras captan energa lumnica y la transforman en energa (umica" almacen!ndola al formar moléculas de glucosa# %stas moléculas energéticas ser!n el com)usti)le para el resto de las células 'eterótrofas $animales" protozoos" 'ongos" etc#* - 6antienen un e(uili)rio interno $'omeostasis* es la autoregulacion" controlan situaciones" e&emplo: 'idratación" variaciones nutricionales" etc* - 5rrita)ilidad" responden a estimulos - %volucionan" tuvieron adaptaciones (ue les permiten so)revivir en el medio y tiempo# /élulas procariontes Son poco comple&as internamente" sin ncleo" su material genético esta distri)uido por el citoplasma en un espacio llamado nucleoide" y carecen de mem)rana o envoltura nuclear# $son importantes" pueden ser descomponedores de restos org!nicos o pueden fi&ar el nitrógeno atmosférico" y pueden ser )acterias* /élulas )acterianas: Su tama,o esta determinado genéticamente y puede estar influido por el am)iente# 3l ser pe(ue,as crecen y se multiplican muy r!pido# Tienen alta capacidad adaptativa a diferentes am)ientes" %structuras presentes en una célula procarionte: - /!psula: formada por un material mucoso# 0ermite a las )acterias ad'erirse entre s o a sustratos# - lagelos: Su función se relaciona con los desplazamientos de estas células# - 0ared celular: rgida o fle.i)le" porosa# ;rinda protección# - 6em)rana plasm!tica: )icapa de fosfolpidos con protenas asociadas# 3usencia de colesterol# 0resenta pliegues 'acia el interior (ue aumentan su superficie con diversas funciones $respiración celular" fotosntesis" etc#*# Uno de ellos es el mesosoma $punto de unión de la mem)rana con el 34+*# - 34+: una sola molécula circular" no asociada a 'istonas# %st! disperso en el citoplasma#
- 2i)osomas ?@S aislados o agrupados en polirri)osomas#
/élulas eucariotas Tienen un sistema de mem)ranas internas $endomem)ranas* (ue separan las funciones en diferentes compartimentos" tiene un ncleo $estructura de do)le mem)rana (ue contiene el 34+* y el resto del contenido se llama citoplasma# Osea (ue la célula tiene 34+ y citoplasma# %n el citoplasma se llevan a ca)o las reacciones meta)ólicas y se encuentran compartimentos celulares rodeados por mem)ranas llamados organelas# %s muc'o mas grande (ue la procarionte" se resiste mas a los cam)ios en el am)iente" re(uiere mas energa y tiene división del tra)a&o# %stan delimitadas por una mem)rana plasm!tica" y en el interior est!n divididas en un sistema de compartimientos rodeada por una mem)rana de la misma naturaleza (ue la plasm!tica# %stos compartimientos tienen diferente estructura y diferente función# %l ncleo est! limitado por una envoltura de do)le mem)rana con poros y contiene el material genético de la célula# /ompartimentos delimitados por do)le mem)rana: son los (ue se encargan de las reacciones de transformación y almacenamiento de energa til para la célula# Son las mitocondrias: son organelas $compartimentos rodeados por una mem)rana* (ue se encuentran li)res en el citoplasma" intervienen en la o.idación de moléculas organicas y en la consecuente producción de energa en la celula# %n ella es posi)le 'allar 34+ desnudo y ri)osomas propios de la mitocondria# A los cloroplastos: son organelas (ue tienen solo las células eucariotas autótrofas $(ue se pueden alimentar a si mismas* en ellos se realiza la fotosntesis" osea (ue est!n en las células animales" estas células tam)ién tienen pl!stidos: contienen microgotas de lpidos y poseen material genético propio# Birus Los virus no son células" estas estructuras se encuentran formadas por macromoléculas (ue poseen una o mas cadenas de acido nucleico contenido en una c!pside formada por protenas" pero sin red de sistemas# %stas macromoléculas de)en valerse de alguna célula y utilizar su ma(uinaria" osea (ue son par!sitos intracelulares o)ligados" dependen de una célula 'uésped para reproducirse y para sintetizar sus protenas" y replicar su genoma" ya (ue carecen de la capacidad para incorporar materia y transformar energa# Son pe(ue,os y pueden pasar a través de los filtros dise,ados para retener a las )acterias# %l virion $partcula vrica* es un genoma de acido nucleico envuelto por una cu)ierta proteica o mem)rana" puede contener protenas (ue se asocian con el genoma y forman nucleocapsides# %l genoma puede ser 34+ o 32+# Los virus pueden tener envoltura o pueden estar desnudos" los desnudos no suelen soportar el medio" por eso solo se transmiten por va fecal-oral o por aguas residuales" los (ue tienen envoltura lo 'acen a través de sangre y otros fluidos corporales#
%tapas de su multiplicación: - 3dsorción: fase invasiva" primero de)e reconocer y ad'erirse a las células (ue permitan su reproducción" se lleva a ca)o por la interacción de las protenas virales de la envoltura del virus" con las protenas de la mem)rana celular# - Una vez (ue se ad'iere" la penetra y se desnuda" (uedando el acido nucleico viral li)re dentro de la célula" es cuando el genoma puede realizar copias de si mismo utilizando las enzimas de la célula# Todos los virus con 34+ duplican su genoma con mecanismos y 'erramientas similares a los empleados por las células pudiendo usar sus enzimas $e.cepto el 0o.virus (ue tiene una enzima propia y se replica en el citoplasma* Los virus con 32+ se duplican con tres estrategias: 1- el 32+ es infectivo por si mismo por(ue funciona como 32+m9 C- el 32+ tiene 32+ polimerasa" (ue transcri)e el 32+m del 32+ original9 D- el 32+ se transforma en 34+" el cual penetra el ncleo de la célula y se integra al genoma del 'uésped para luego ser transcripto como un gen celular mas# $2etrovirus" e&emplo 5B* 5nfecciones virales Un virus puede ingresar al organismo a través de fisuras en la piel o de mem)ranas mucoepiteliales e.istentes en los orificios corporales# Una vez adentro" se replica en células (ue e.presan receptores especficos y tienen una ma(uinaria )iosintética apropiada# La infección vrica de una célula puede conducir a tres resultados: - La infección fracasa y el virus no puede multiplicarse: infección a)ortiva - La célula es infectada y se produce la muerte de la célula con la li)eración del virus a otras células: infección ltica# - La célula se infecta pero se produce multiplicación del virus sin muerte celular: infección persistente# /uando se produ&o una progenie $reproducción* viral puede pasar: - =ue el virus se disemine en forma local infectando a células vecinas - =ue el virus se distri)uya por todo el organismo: viremia# 3gentes su)-virales Los viroides: composición y estructura Los viroides son entidades infectivas su)virosicas (ue producen enfermedades a las plantas# Tam)ién son par!sitos intracelulares o)ligatorios y presentan 32+# %st!n formados por una corta cadena de 32+" $unida en los e.tremos" formando un circulo* por lo tanto carecen de suficiente información para codificar una protena (ue les permita reproducirse# +o poseen envoltura# %ste 32+ esta localizado dentro del ncleo de la célula infectada# Los viroides se asocial al ncleo y es pro)a)le (ue tam)ién al sistema endomem)ranoso de la célula# Se propagan aprovec'ando el proceso de reproducción vegetatica de algunas plantas a partir de tu)érculos y ga&os" siendo capaces algunos de transmitirse a través de las semillas#
0riones Son protenas infecciosas# 3gentes responsa)les de encefalopatas espongiformes transmisi)les" (ue afectan al sistema nervioso central $entre ellas la conocida enfermedad de la vaca loca" por e&emplo*# 0ertenecen al nivel de organización macromolecular por estar formados por una protena# Su transmisión puede ser: espor!dica" 'ereditaria o infecciosa# Birus satélites y 32+s satélite# Los virus satélites son similares a los virus" son capaces de producir enfermedades (ue se asocian a ciertos virus pero dependen del virus comn para poder multiplicarse y enfermar a un organismo# Los 32+ satélites son pe(ue,as moléculas de 32+ lineal (ue e.isten en ciertos virus" pueden estar relacionados al 32+ del virus $empa(uetados en sus capsides* o tam)ién al 32+ de las células del organismo 'ospedante# Se reproducen solo en presencia del virus cola)orador# 3tenan las infecciones virales" puede ser una respuesta protectiva del 'ospedante# Organización molecular de la célula Una unión (umica es una fuerza de atracción electrost!tica (ue mantiene unidos a los !tomos" se unen por la energa (ue tiene cada uno" cuanto m!s energa m!s fuerte es la unión# Un enlace covalente se forma cuando dos !tomos comparten uno o mas pares de electrones" para alcanzar cada uno de ellos la configuración electrónica mas esta)le# Si comparten un par es un enlace covalente simple" si comparten dos pares es do)le y si comparten tres pares es triple# Un enlace iónico se forma como resultado de la atracción entre iones de carga opuesta# Los iones se forman por la tendencia a ganar o perder electrones para alcanzar la configuración electrónica mas esta)le# Su fuerza depende del medio" cuanto m!s polar es" m!s dé)il es la unión# Todos los organismos vivientes est!n organizados alrededor del elemento car)ono# Las moléculas organizadas a su alrededor constituyen los compuestos org!nicos# %l !tomo de car)ono forma uniones covalentes muy fuertes entre si y con !tomos de otros elementos" dando origen a diversos grupos funcionales# 0osee la capacidad de esta)lecer enlaces simples" do)les y triples con los otros !tomos de car)ono formando cadenas y anillos de diferentes tama,os" esto le da la posi)ilidad de participar en la formación de muc'os compuestos# Ordenamiento de las moléculas dentro de la célula %sta controlado por uniones dé)iles (ue se esta)lecen entre !tomos de la misma o de diferentes moléculas# Las uniones dentro de la misma molécula contri)uyen a darle la forma y la fle.i)ilidad de las (ue depende su función# Las uniones intermoleculares dé)iles participan en el reconocimiento de los componentes celulares y en la formación de organelas# La vida se origino en el agua" (ue es el componente m!s a)undante de los seres vivos y es una molécula polar# %l agua es el solvente donde se 'allan disueltas las sustancias necesarias para la e.istencia de las células# Las estructuras" propiedades y comportamiento de las )iomoleculas $glcidos" lpidos" !cidos nucleicos y protenas* est!n influenciadas por el agua# Los compuestos iónicos y las moléculas polares son solu)les en agua" el agua
tiene propiedades solventes nicas de)ido a la naturaleza polar de sus moléculas y a su capacidad para formar uniones puente de 'idrogeno# %s imposi)le insertar en el agua una molécula org!nica no polar" incapaz de esta)lecer enlaces puente 'idrogeno# La tendencia de las moléculas no polares a asociarse en presencia del agua" se llama interacciones 'idrofo)icas# Las interacciones 'idrofo)icas son importantes en las interacciones moleculares en los sistemas )iológicos $enzima-sustrato" antgeno-anticuerpo* y en la formación de estructuras su)celulares como las mem)ranas# %.isten otros grupos de sustancias (ue tienen en sus moléculas simult!neamente grupos polares y no polares" son las sustancias anfipaticas o anfifilicas $e&emplo el &a)on* Todos los seres vivos est!n formados por las mismas clases de )iomoléculas" (ue est!n constituidas por: - Elcidos: todos derivados de los monosac!ridos# Son sustancias (ue tienen en comn los grupos funcionales alde'do o cetona y alco'oles# - Lpidos: (ue constituyen una gran variedad de sustancias con la caracterstica comn de ser insolu)les en solventes polares - 0rotenas: de las (ue 'ay varios miles diferentes" todas formadas por los mismos veinte amino!cidos# - Fcidos nucleicos: responsa)les de nuestra identidad" son el resultado de la com)inación en largas cadenas de cuatro nucleótidos diferentes# 0rotenas Las protenas son las macromoléculas mas a)undantes en las células" todas las caractersticas de los seres vivos dependen de estas" son las )iomoleculas de mayor variedad estructural y funcional" sus funciones se dividen en din!micas $protenas glo)ulares* y estructurales $protenas fi)rosas* Los procesos )io(umicos re(uieren estructuras din!micas: muc'as protenas $las glo)ulares* realizan sus funciones a través de la unión con otras moléculas a las (ue reconocen especficamente# La unión (ue se esta)lece entre estas es din!mica# La protena reconoce su molécula especfica" se le une y en algunos casos interacta con ella" después la li)era# La actividad meta)ólica de la célula depende de las protenas enzim!ticas (ue catalizan reacciones (umicas" los genes llevan la información (ue determina cada una de las protenas del organismo" y a su vez estos genes re(uieren de protenas (ue cooperan con los !cidos nucleicos" como las (ue replican el 34+" o la sntesis de 32+ y de las mismas protenas# Otras protenas" las (ue permiten la entrada y salida de sustancias de los compartimentos celulares" cumplen la función de transporte# $e&emplo glucosa o amino!cidos" necesitan de transportadores* Las protenas son importantes en el control del meta)olismo celular" algunas son mensa&eros (umicos $'ormonas* y otras u)icadas en las mem)ranas reconocen a los mensa&eros" constituyen receptores especficos de 'ormonas o neurotransmisores# La defensa del organismo contra las infecciones por virus" )acterias y par!sitos" es llevada a ca)o por protenas glo)ulares $inmunoglo)ulinas*# Otra forma de protección frente a una 'erida es una coagulación de la sangre" en donde participa
la protena fi)rina# %l mantenimiento de la estructura celular re(uiere protenas fi)rosas: pueden estas asociadas a las mem)ranas o formas estructuras dentro de las células $colageno*# Tam)ién constituye cilios y flagelos (ue intervienen en los movimientos coordinados de células# A en la protección" pelos" u,as y plumas $(ueratina*# orma de las protenas: Los amino!cidos son las unidades estructurales de las protenas" osea: una protena es una secuencia de amino!cidos# Todas las protenas est!n formadas por los mismos C@ aminoacidos comunes# 3mino!cido: /OO $acido* G C+ - / - $amino* G $'idrogeno* 2 2 vara en cada amino!cido $'ay C@*" y de esto depende su propiedad# Los amino!cidos se clasifican en polares sin carga" polares con carga e 'idrofo)icos# Los amino!cidos se com)inan entre si mediante uniones peptidicas $rgida y plana* formando cadenas lineales no ramificadas %structura de las protenas: 0rimaria: se descri)e el orden" la cantidad y la clase de amino!cidos (ue la constituyen# - Secundaria: la cadena toma espont!neamente la conformación mas favora)le en el espacio" permitida por las limitaciones (ue le imponen los restos laterales de los amino!cidos y la secuencia en (ue est!n# - Terciaria: conformación tridimensional del polipeptido plegado# La cadena polipeptidica se pliega so)re si misma espont!neamente" adoptando una postura energéticamente mas favora)le" sucede por los restos laterales 'idrofo)icos" (ue evitan el contacto con el medio acuoso o con grupos polares" mientras (uedan en la superficie los restos laterales polares# %sto determina su forma" y su forma determina su función# 4ominios: porciones continuas de una cadena polipeptidica (ue adoptan una forma espacial compacta y glo)ular" con una función especfica dentro de la molécula# La mayora de las protenas son modulares" est!n formadas por dos o tres dominios" cada uno con una función# - /uaternaria: la manera en (ue interactan las su)unidades de una protena multimerica" osea formadas por mas de una cadena polipeptidica $cada cadena se llama su)unidades o monómero" pueden ser o no iguales* Las protenas pierden la actividad )iológica cuando se rompe su conformación# Las uniones de las estructuras secundarias" terciaria y cuaternaria son mas dé)iles (ue la primaria" se rompen f!cilmente" con temperaturas altas" por solventes org!nicos" desnaturalizan y pierden la conformación nativa# 0rotenas con&ugadas: contienen grupos prostéticos" no peptidicos# 4in!mica y función de las protenas 2elación entre la estructura y la función de las protenas:
%l col!geno tiene función de protección y sosten# 0ertenece a una familia de protenas fi)rosas presentes en todos los animales" son las protenas mas a)undantes en los verte)rados# %s el principal componente de la piel" 'uesos" tendones" cartlagos" vasos sanguneos y dientes# orma fi)ras insolu)les de gran resistencia mec!nica# Su estructura primaria es atpica" y la triple 'élice es una estructura secundaria e.clusiva del col!geno#" esta formada por tres cadenas polipeptdicas de mil amino!cidos (ue pueden no ser iguales# %sta triple 'élice se denomina tropocolageno" y muc'as fi)ras de tropocolageno forman la molecula de col!geno La mioglo)ina$6)* y 'emoglo)ina$)* son protenas glo)ulares con&ugadas" con funciones de transporte y o.igeno" solucionan el pro)lema de re(uerimiento de o.igeno en los organismos pluricelulares# La 'emoglo)ina $protena tetramerica* transporta o.igeno desde los pulmones 'asta los te&idos donde lo li)era" el dió.ido de car)ono desde los te&idos 'asta los pulmones (ue lo li)eran" y participa de la regulación del p de la sangre# La mioglo)ina $monomerica* (ue esta en los musculos" sirve de reserva de o.igeno intracelular y facilita la difucion del mismo 'acia las mitocondrias" esta es capaz de unirse al o.igeno" impedir (ue se reduzca y poder li)erarlo de acuerdo a las necesidades de los te&idos# Fcidos nucleicos Los nucleótidos son las unidades estructurales de los !cidos nucleicos" est!n distri)uidos en todos los tipos celulares# Una de sus funciones es ser precursor monomerico de los !cidos nucleicos" 34+ y 32+# Tam)ién son transportadores de energa meta)ólica" mediadores de procesos fisiológicos $transmisión de información del medio e.tracelular al intracelular*" agentes de transferencia de otros grupos (umicos y efectores alostericos# Los nucleótidos se componen de una )ase nitrogenada" una aldopentosa y uno" dos o tres acidos fosfóricos# Son parte de las coenzimas" sustancias cuya presencia es imprescindi)le en determinadas reacciones enzim!ticas# %stas actan como transportadores transitorios de electrones o grupos funcionales especficos# Los nucleótidos sirven como activadores y transportadores de intermediarios re(ueridos para una variedad de reacciones 34+ y 32+" las moléculas de la 'erencia Los !cidos nucleicos son las macromoléculas (ue contienen y transmiten la información 'ereditaria# Las protenas determinan la forma" funciones y movimiento de la célula y catalizan y regulan las reacciones celulares" pero son los !cidos nucleicos los (ue contienen las instrucciones para (ue la célula sintetice sus protenas" estas instrucciones est!n en un lengua&e codificado como secuencias lineales de )ases nitrogenadas# La célula traducir! estas secuencias a la secuencia de amino!cidos de las protenas (ue determinara la estructura tridimensional de estas# ay dos tipos de acidos nucleicos: 34+ y 32+" la información genética en todos los organismos pro o eucariota esta en el 34+" sin em)argo en los virus esta información puede estar en cual(uiera de los dos# 3m)os est!n formados por com)inaciones de cuatro nucleótidos diferentes" los nucleótidos (ue del 34+ poseen un grupo fosfato" la pentosa deso.irri)osa y una
de las siguientes )ases nitrogenadas: adenina" guanina" citosina o timina# Los (ue forman parte del 32+ tienen un grupo fosfato" la pentosa ri)osa y una de las siguientes )ases nitrogenadas: adenina" guanina" citosina o uracilo# 3m)os poseen un es(ueleto covalente constante formado por pentosas unidas con fosfatos" la parte varia)le es la secuencia de )ases nitrogenadas de los nucleótidos# %l modelo de 8atson y /ricH sostiene (ue el 34+ esta formado por dos cadenas de nucleótidos complementarias y antiparalelas enrolladas en una do)le 'élice" la importancia de este modelo es (ue permite 'acer dos predicciones fundamentales: 1* sugiere la forma en (ue el 34+ puede replicarse" proceso indispensa)le para (ue la información genética pase de una generación a la siguiente# C* 'ace pensar (ue la secuencia de )ases nitrogenadas es la responsa)le de la secuencia de amino!cidos de la protena" significando (ue la información para sintetizar protenas esta almacenada en el 34+ en forma codificada y (ue de alguna manera seria traducida al lengua&e diferente de secuencias de amino!cidos en las protenas# Surgia asi el concepto de código genético# La replicación de 34+ es semiconservativa# %l mecanismo consiste en (ue las dos cadenas (ue forman la do)le 'élice se separan y cada 'e)ra sirve como molde para la sntesis de la cadena complementaria# La cadena sintetizada se unir! con la cadena molde formando puentes de 'idrogeno $$Uniones puente 'idrogeno – dé)iles" y dsp est!n otras uniones (ue son covalentes* %l código genético esta constituido por tripletes de nucleótidos /ada clase de protena esta constituida por una secuencia de amino!cidos especficos y esta secuencia se corresponde con una secuencia determinada de nucleótidos del 34+" osea (ue la celula mane&a dos idiomas distintos: uno con cuatro signos $las cuatro )ases nitrogenadas* para almacenar la información" y otro con C@ signos $los amino!cidos* para llevar a ca)o lo (ue dic'a información indica# Osea (ue: la información contenida en el 34+ se e.presa a través de las protenas# Surge el pro)lema de cómo la célula descifra la información almacenada en el 34+ para construir las protenas" para esto es necesario la e.istencia de un código genético (ue relacione la secuencia de nucleótidos con la secuencia de amino!cidos# %mpieza con una molécula de 32+ mensa&ero $(ue se sintetiza del 34+* complementaria a la secuencia de 34+ (ue contiene la información re(uerida" su secuencia de )ases nitrogenadas es leda en grupos de tres nucleótidos llamados tripletes o codones" cada triplete e(uivale a un amino!cido" de forma tal (ue la secuencia de nucleótidos del 34+ lleva un mensa&e univoco para la sntesis de cada protena# /uando ocurre un cam)io en la secuencia de nucleótidos del 34+ se produce una mutación" la cual puede determinar un cam)io en la secuencia de amino!cidos de las protenas codificadas con importantes consecuencias en su actividad )iológica# Las moléculas de 34+ de distintas especies tienen diferente longitud# La do)le 'élice es una molécula fle.i)le (ue puede encontrarse en forma lineal o circular" esto le permite adaptarse a las dimensiones de la célula o la capside viral#
%l 34+ de las )acterias y algunos virus son moléculas circulares cerradas $para replicarlas est!n las topoisemorasas" enzimas (ue cortan desenrollan y vuelven a unir las cadenas* La función del 32+ en la celula es la de traducir la información genética contenida en el 34+ a la secuencia de amino!cidos de las protenas" pero e.isten virus $el de la gripe* (ue solo poseen 32+ y en este caso tiene la misma función (ue el 34+" almacenar información genética# Las células contienen tres tipos de 32+: ri)osomal $32+r*" mensa&ero $32+m* y de transferencia $32+t*# Los tres son sintetizados a partir de la información del 34+ mediante un proceso llamado transcripción# 32+t: $tiene forma de cruz* cumple con la función de molécula adaptadora en la sntesis de protenas" en sus e.tremos tienen dos grupos de )ases nitrogenadas no apareadas" uno de estos forma el anticodon" cuyas tres )ases se aparearan con las de un triplete complementario de la molécula de 32+m# 0or otro lado en uno de sus lados tiene la secuencia //3 (ue se unir! covalentemente a un amino!cido especifico" de esta forma permite (ue los amino!cidos se alineen de acuerdo con la secuencia de nucleótidos del 32+m y la protena codificada de dic'a información# 32+r: forma parte de los ri)osomas" todos los acontecimientos de la sntesis proteica se producen en los ri)osomas" (ue son comple&os supramoleculares formados por protenas y 32+r# 4esempe,a un papel central en las actividades catalticas del ri)osoma# 32+m: poseen secuencias de 34+ de las (ue 'an sido transcriptos" estas tienen información para la secuencia de amino!cidos de las protenas# %n las células eucariontes tam)ién e.iste 32+ nuclear pe(ue,o $sn32+* (ue interviene en la maduración del 32+m# Elcidos $'idratos de car)ono* Son estructuralmente sencillos pero tam)ién los mas importantes" de 'ec'o los tres compuestos org!nicos mas a)undantes de la )iosfera $celulosa: conforma las paredes celulares de la mayor parte de los vegetales" (uitina: es el componente fundamental del e.oes(ueleto de los artrópodos y almidón: reserva energética intracelular de vegetales* pertenecen a este grupo de )iomoleculas# %stas )iomoleculas aportan una parte considera)le de la energa necesaria para cu)rir las necesidades meta)olicas" tanto de procariotas como de eucariotas# $en especial la glucosa* y tam)ién est!n los monosac!ridos (ue tienen un papel importante en la interaccion entre las células" del mismo individuo y de otras especies $como las infecciones* 6onosac!ridos: son las unidades (ue forman los glcidos" son poli'idro.ialde'idos o poli'idro.icetonas# /aracteristicas: Son polares $solu)les en agua*# Se disuelven en agua por(ue se forman puentes 'idrogeno entre los O y el agua# Son de gusto dulce" no son 'idroliza)les# Los azucares de I y J / pueden e.istir en forma cclica $'emiacetalica* o lineal# Se clasifican segn el numero de car)onos: D/: Triosas" K/: Tetrosas" I/: 0entosas" J/: e.osas# Sus funciones: Las triosas y las tetrosas son intermediarios meta)olicos# Las
pentosas forman parte de los nucleótidos y las 'e.osas son com)usti)les celulares# 4isac!ridos: %st!n formados por dos monosac!ridos con perdida de la molecula de agua# $Unión glicosidica* Son polares $solu)les en agua*# 4e gusto dulce" se 'idrolizan dando unidades de monosac!ridos# ay dos formas de uniones glucosidicas: a y )# /asi todos los disac!ridos tienen poder reductor# La sacarosa no tiene poder reductor# Se clasifican en: - 6altosa $C glucosas unidas por enlace a*: tiene poder reductor en la ce)ada cerveza se encuentra li)re pero generalmente se o)tiene por 'idrólisis enzim!tica del almidon" el 'om)re posee una enzima especifica $maltasa* (ue 'idroliza este disac!rido# - 5somaltosa: tiene poder reductor" no se encuentra li)re en la naturaleza" se o)tiene por 'idrólisis enzim!tica de glucógeno# %l 'om)re posee una enzima especifica $glucosidasa* (ue 'idroliza" especficamente este disac!rido# - /elo)iosa $C glucosas unidas por enlace )*: tiene poder reductor" no se encuentra li)re" se o)tiene por 'idrólisis enzim!tica de la celulosa# Los rumiantes $no el 'om)re* poseen enzimas especificas $de origen micro)iano* (ue atacan las uniones )# - Sacarosa $glucosa fructosa*: no tiene poder reductor" se encuentra en la ca,a y remolac'a# %s el azcar comn de la cocina# %l 'om)re posee una enzima $sacarosa* especifica (ue 'idroliza la unión glucosidica a# - Lactosa $galactosa glucosa*: tiene poder reductor" se encuentra en la lec'e# Los mamferos poseen una enzima $lactasa* especifica (ue rompe la unión galactosidica )# unciones: diversas" e&: la sacarosa es la forma de transporte de glcidos en los vegetales y la lactosa es el azcar de la lec'e de los mamferos# Oligosacaridos: resultan de la unión de m!s de dos monosac!ridos $'asta C@* los de mayor interés )iológico son los relacionados con protenas $glucoprotenas* compuestos (ue resultan de una ela)orada e.presión genética# La fracción glucidica de estas glucoproteinas y glucolipidos se asocia a funciones de reconocimiento y se,alización $entre células o células y )iomoleculas* por esta razón son a)undantes en la superficie de las mem)ranas )iológicas $glucolipidos* y en las moléculas del sistema inmunitario $inmunoglo)ulinas*# %stas funciones consisten en diferenciar lo propio de lo a&eno $to.inas" )acterias" células* y en los organismos pluricelulares sirven como gua en los procesos de migración celular y en la distri)ución de )iomoleculas entre los distintos te&idos# Tam)ién cumplen funciones de protección# 0olisac!ridos: La forma predominante de los glcidos en la naturaleza es como polisac!ridos# %stos son polmeros de alto peso molecular (ue por 'idrólisis enzim!tica o acida dan unidades de monosac!ridos# %st!n formados por cientos de unidades de monosac!ridos" unidos tam)ién por uniones glucosdicas $estas impiden la formación de enodioles" los (ue dan poder reductor" osea (ue estos no tienen poder reductor* son polares $'idrofilicos* pero insolu)les en agua de)ido a
su gran tama,o# Se 'idratan y forman soluciones coloidales# +o tienen sa)or dulce# %stas macromoléculas poliméricas pueden estar formadas por un solo tipo de monómero o por dos tipos (ue se disponen en forma alternada# Se clasifican en - omopolisac!ridos: 0ueden cumplir funciones de almacenamiento intracelular# 4an por 'idrólisis un solo tipo de monosac!ridos" como el almidón $la forma )a&o la cual las células vegetales almacenan glucosa formando gr!nulos*9 glucógeno $es el e(uivalente al almidón en el reino animal*9 celulosa $(ue por 'idrólisis da glucosa" es el polisac!rido mas a)undante de la naturaleza y es insolu)le" forma la pared celular*9 insulina $(ue da fructosa*9 (uitina $se encuentra en el e.oes(ueleto de moluscos y artrópodos donde puede servir de matriz para el depósito de sales minerales* - eteropolisac!ridos: 4an por 'idrólisis distintos tipos de monosac!ridos" como es el caso de los Elucosaminoglucanos $cadenas de azcares derivados* y 0éptido glucano# - 0eptidoglucanos: %st!n presentes en las paredes )acterianas" la sntesis de estos puede ser in'i)ida por anti)ióticos $penicilina*# Lpidos Se llama lpidos a una serie 'eterogenea de compuestos (ue tienen en comn una propiedad fsica: son poco solu)les" algunos insolu)les directamente en agua" pero si son solu)les en solventes no polares# Saponifica)les: contienen siempre en su estructura por lo menos un !cido graso# /on respecto a su comportamiento en el medio acuoso" se definen dos zonas: la ca)eza polar afin con el agua y la cola no polar (ue es 'idrofo)ica# $a este tipo de )iomoleculas con una parte polar y otra no" se las llama anfipaticas*# %stan: - Los !cidos grasos" cuantos m!s !tomos de car)ono poseen en la cadena" m!s insolu)les son en agua y adem!s" a temperatura am)iente $CIM /* son sólidos# 0or el contrario" cuanto m!s corta es la cadena" son l(uidos a temperatura am)iente y m!s solu)les# pueden ser saturados $sólidos a temperatura am)iente* o insaturados $l(uidos a temperatura am)iente*# Los !cidos grasos pueden unirse a alco'oles mediante uniones (umicas denominadas Nuniones tipo ester# %l alco'ol (ue generalmente se Nesterifica con !cidos grasos se llama glicerol y posee tres car)onos# %n cada car)ono se puede unir un !cido graso" es decir (ue un glicerol puede unirse a tres !cidos grasos# La molécula (ue se forma se denomina triglicérido# - Elicéridos$o grasas neutras*: unión entre glicerol y 1" C ó D !cidos grasos $monoglicéridos" diglicéridos" triglicéridos*# son los lpidos )iológicos mas a)undantes y cumplen un rol fundamental como reservorios energéticos citoplasm!ticos# %sto se de)e a su insolu)ilidad y a su alto valor calórico# Saponificación: si se trata de un glicérido con un !lcali se rompe el enlace éster" reconstituyéndose el glicerol" mientras (ue el acido graso toma el catión en lugar del 'idrogeno" constituyéndose asi el &a)ón# - osfoacilgliceridos $fosfolpidos*: unión entre glicerol C !cidos grasos fosfato9 la presencia de acido fosfórico le da un car!cter anfip!tico# /umplen funciones primordialmente estructurales" llegando a conformar )uena parte de los lpidos de
mem)rana# %n el agua forman )icapas# - %sfingolpidos: unión entre esfingol !cido graso9 son anfip!ticos9 su función: constituyentes de las mem)ranas )iológicas# - Elucolipidos: compuestos de alto peso molecular" a)undantes en el te&ido nervioso y se caracterizan por poseer una parte 'idrofo)ica y un oligosacarido 'idrofilico# Si la porción glucosidica es solo una molecula de galactosa es un glucolipido cere)rosido" y si le agregamos un resto oligosacarido es un tpico gangliosido# Los lpidos y las mem)ranas )iológicas: las mem)ranas )iológicas separan dos soluciones acuosas: lo (ue (ueda afuera de la celula $e.tracelular* y lo (ue (ueda dentro $intracelular*# 3m)as soluciones tienen distinta composición (u mica# %n eucariotas el medio intracelular esta separado en distintos compartimientos" limitados tam)ién por mem)ranas )iológicas# Los lpidos constituyen la mitad de los componentes moleculares de las mem)ranas )iológicas" conformando la matriz lipida de la misma# 6icelas: agrupaciones moleculares en las (ue las colas 'idrofo)icas se orientan 'acia adentro" y las polares 'acia la fase acuosa# 5nsaponifica)les: %stos lpidos no presentan uniones ester" por(ue derivan de la polimerización de un 'idrocar)uro de I car)onos" el isopreno# Se clasifican en: - Terpenos: formados por dos o mas unidades de isopreno" pueden ser moléculas lineales" cclicas o am)as# Son importantes ya (ue de ellos deriva la coenzima = $(ue interviene en el transporte de electrones de la cadena respiratoria* y las vitaminas liposolu)les 3" %" P# Los derivados del isopreno tam)ién se 'allan difundidos entre los vegetales verdes" dado (ue las 'o&as de las plantas poseen pigmentos cuya estructura (umica puede considerarse derivada del isopreno $clorofila" carotenos y l!te.*# 0or su car!cter 'idrofo)ico se los encuentra asociados a la matriz lipidica de las mem)ranas )iológicas# - %steroides: son derivados cclicos del isopreno" todos los esteroides naturales tienen en comn un ncleo 'idrocar)onado formado por K anillos de car)onos e 'idrógenos# e&emplos: 'ormonas esteroideas" esteroles" !cidos )iliares" vitaminas# - %steroles: se originan a partir del escualeno" el mas a)undante en los te&idos animales es el colesterol" a partir de este se sintetizan sales )iliares" la forma 'ormonalmente activa de la vitamina 4" corticoides" andrógenos y estrógenos# 5ntroducción al meta)olismo %nerga: es la causa capaz de producir tra)a&o# 0uede ser potencial $cuando un o)&eto almacena energa por su posición: un auto parado" una célula en reposo*" cinética $cuando e.iste movimiento: un auto en movimiento" el espermatozoide en movimiento*" calórica $desprendimiento del calor durante el tra)a&o muscular*" eléctrica $pasa&e de iones a través de la mem)rana*" (umica $la e.istente entre las uniones de !tomos y moléculas*" etc# Termodin!mica: es la ciencia (ue se encarga de estudiar los cam)ios energéticos (ue se producen en el universo# 6ediante sus tres leyes solo se ocupa de los aspectos macroscópicos de un sistema: temperatura" presión" volumen" tra)a&o" calor" desorden" etc# Le interesa la variación (ue se produce en el sistema antes y
luego del cam)io" sus leyes son: - Ley de conservación de la energa: esta)lece (ue la energa no puede ser creada o destruida" puede cam)iar de forma o transferirse de un lugar a otro# /uando un sistema cam)ia de un estado a otro $gaseoso" li(uido o solido* la cantidad total de energa transformada es la misma independientemente del cam)io# $e&: si se (uema glucosa mediante una llama 'asta convertirla en dió.ido de car)ono y agua" li)erara la misma cantidad de energa la celula para formar glucosa*# /uando un sistema cam)ia de un estado a otro puede perder o ganar energa )a&o la forma de calor y tra)a&o" a costa del entorno" osea" el tra)a&o puede efectuarse contra otra fuerza" e&emplo: al levantar algo lo 'ago contra la fuerza de gravedad* Los sistemas materiales est!n constituidos por atomos y moléculas en continuo movimiento" las (ue pueden estar en estado gaseoso" li(uido yQo solido" segn en (ue estado se encuentren" el movimiento ser! mayor o menor" osea" tendr!n distinta energa cinética $lo (ue nosotros podemos sentir como calor*# La materia no contiene calor" sino (ue tiene energa de distintas formas" pudiéndose transferir de un sistema a otro en forma de calor# $de un cuerpo a otro" del mas caliente al mas frio*# Solo una parte de la energa producida es til" o capaz de realizar tra)a&o" esta cantidad de energa til se la llama energa li)re# La parte intil de la energa es la (ue contri)uye a aumentar el desorden (ue se conoce como entropa# - Segunda ley: relación entre la energa li)re y la entropa# Siempre (ue se produce una transformación de energa capaz de generar tra)a&o" parte de la misma se pierde en forma irrecupera)le aumentando el desorden# /omo el universo tiende en forma constante a aumentar este desorden en )usca de estados mas esta)les" los cam)ios de energa en los sistemas tender!n a producirse de forma tal (ue cada vez (uede menos energa til para realizar el tra)a&o# %ntonces la ley dice: todo cam)io energético se produce de estados de mayor energa a menor energa# La consecuencia de esto es (ue durante los cam)ios energéticos la tendencia espontanea ser! la (ue permita la realización de un tra)a&o aumentando la entropa $el desorden del universo* $los procesos (umicos y fsicos tienen a aumentar la entropa" en todo proceso aumenta el desorden del universo* 0roceso e.ergónico: es un proceso en el cual el contenido energético" al inicio" es mayor (ue en el estado final9 por lo tanto" en dic'o proceso se 'a li)erado energa al medio# 0roceso endergónico: es un proceso en el cual el contenido energético inicial es menor (ue en el estado final9 por lo tanto" en dic'o proceso se 'a entregado energa al sistema # %ntropa: es una forma de cuantificar el desorden de un sistema# 3 mayor entropa" mayor desorden# ;ioenergética Los seres vivos tienen un elevado grado de orden molecular" pero viven en un entorno (ue se encuentra desordenado# /rean y mantienen su complicado orden molecuar en un entorno caótico por(ue
los seres vivos no escapan a las leyes de la termodin!mica# Segn la primera ley" la energa total del sistema $las células* y de su entorno permanece constante" esto significa (ue nuestro sistema no puede consumir ni crear energa" sino (ue puede transformarla de un tipo a otro# %s decir" los seres vivos a)sor)en del entorno energa (ue les es til $energa li)re* la cual sera capaz de realizar tra)a&o en la celula $e&: transportar moléculas" contraer musculos* y devuelven la misma cantidad de energa en energa calórica# La segunda ley e.plica (ue la energa intil (ue devuelve la célula al entorno" aumenta la entropa del entorno" manteniendo su orden esencial# Osea" mantiene su orden a e.pensas de aumentar el desorden de su entorno# La célula es una ma(uina (umica isotérmica $todas sus partes tienen la misma temperatura* (ue e.trae energa li)re del medio" y (ue constituye un sistema a)ierto en estado estacionario# La energa (ue la célula toma de su entorno la recupera en forma de energa (umica" la cual se transforma en la ma(uinaria celular para realizar un tra)a&o (umico como ocurre en la sntesis de los componentes celulares" un tra)a&o mec!nico como ocurre en la contracción muscular" etc# La energa li)re (ue va a utilizar la celula para sus tra)a&os" la recuperan en forma de energa (umica $es la contenida en los enlaces (ue realizan los atomos para constituir moléculas" y es la (ue los mantiene unidos entre si" al romperse un enlace (umico" la forma de energa (ue se li)era es la energa (umica* +o todas las células o)tienen del entorno el mismo tipo de energa" 'ay dos grupos: - Las células fotosintéticas: utilizan la luz solar" energa lumnica a)sor)ida por un pigmento llamado clorofila y es transformada por la ma(uinaria celular en energa (umica" la cual es utilizada en distintos tra)a&os dentro de la celula# Son células autótrofas" fa)rican su propio alimento a partir de la energa a)sor)ida# - Las células 'eterotróficas: no sintetizan sus alimentos" aprovec'an del entorno la energa (umica contenida en diferentes moléculas $glucosa* 3m)os grupos recuperan la energa en forma de energa (umica y la centralizan en un compuesto (umico llamado 3T0" (ue es un transportador de energa (umica# PARTE 2
6eta)olismo celular %s el con&unto de reacciones )io(umicas (ue ocurren en el interior de la celula $ocurren de manera ordenada" eficaz y especifica gracias a estar catalizadas por enzimas*# Las funciones especificas del meta)olismo celular son: o)tención de energa (umica a partir de moléculas organicas com)usti)les o de la luz solar" en am)os casos provenientes del entorno $o.ogenos*9 convertir los principios nutritivos o.ogenos en precursores para las macromoléculas de la celula9 ensam)lar estos precursores para formar protenas" acidos nucleicos" lpidos y otros componentes de la celula9 y formar y degradas las )iomoleculas necesarias para el cumplimiento de las funciones especializadas de la celula# Las reacciones energéticas se clasifican en: - %ndergonicas: al ocurrir consumen energa
- 3.ergonicas: al ocurrir li)eran energa# %l 3T0 aporta la energa en las células para (ue ocurran las reacciones endergonicas" y se transforma en 340 %l 340 toma la energa li)re producida en una reacción e.ergonica y forma 3T0 %l 3T0 es un intermediario comn" ya (ue esta molecula )rinda la energa contenida en su enlace fosfato rico en energa para las reacciones endergonicas" y es regenerado a partir de la energa li)erada de las reacciones e.ergonicas" la (ue se utiliza para fosforilar el 340# 4e esta manera el 3T0 realiza el acoplamiento energético de estos dos tipos de reacciones (ue ocurren en el meta)olismo celular# %l 3T0 conecta todas las reacciones del meta)olismo celular a modo de intermediario energético %l meta)olismo celular se divide en dos fases: - /ata)olismo: $degradan moléculas comple&as* constituye la fase de degradación en las cuales las moléculas nutritivas comple&as y grandes $glcidos" lpidos" protenas* (ue o)tiene la celula del entorno o tiene almacenadas son degradadas a moléculas mas sencillas $acido l!ctico" urea*# %l o)&etivo de esto es usar la energa de estas grandes moléculas para distintos tra)a&os celulares# %stas reacciones cata)ólicas van siempre acompa,adas de li)eración de energa" la cual es guardada por la celula en forma de 3T0# - 3na)olismo: $sintetizan moléculas comple&as* constituye la fase co nstructiva o )iosintetica del meta)olismo" en la cual se produce la )iosntesis de todos los componentes moleculares de la celula a partir de precursores sencillos# 3l partir de moléculas sencillas para construir moléculas comple&as" se de)en formar nuevos enlaces (umicos para los cuales se necesita energa" el 3T0 es el encargado de aportar esta energa en todos los rincones )iosinteticos de la celula# 3m)os ocurren en la celula al mismo tiempo" y el ne.o entre ellos lo realiza el interemdiario energético 3T0" (ue se encarga de transferir la energa o)tenida en las reacciones cata)ólicas a las ana)ólicas# Las reacciones cata)ólicas son e.ergonicas $es decir" li)eran energa* mientras (ue las reacciones ana)ólicas son endergonicas $re(uieren energa* Las reacciones ana)ólicas-endergónicas siempre se acoplan con la ruptura de 3T0 y las reacciones cata)ólicas-e.ergónicas se acoplan con la sntesis de 3T0# %nzimas Las enzimas actan como catalizadores )iológicos (ue aumentan la velocidad con (ue ocurren ciertas reacciones (umicas e intervienen en la interconversion de distintos tipos de energa# Son proteinas Todas las reacciones (umicas re(uieren para iniciarse una energa minima" esto es Renergia de activacion esta" esta relacionada con la temperatura" cuando aumenta se acelera la velocidad de las reacciones (umicas# 0ero como los seres vivos tienen un limite en la temperatura para poder vivir" es necesario disminuir los valores de energa de activación" esta es la función de las enzimas $tam)ién 'ay unos 32+ (ue sirven" llamados ri)ozimas* %s decir: los catalizadores $enzimas* logran acelerar las reacciones (umicas al disminuir la energa de activación# Las moléculas so)re las (ue actan las enzimas se llaman sustratos y las (ue resultan de esta acción se llaman productos
/aractersticas: - son especficas" participan de una determinada reacción (umica" so)re un sustrato en particular# - son eficientes en pe(ue,as cantidades - se recuperan luego de la acción" puede actuar so)re numerosos sustratos# - +o alteran el e(uili)rio de las reacciones (ue catalizan" solo permiten (ue se alcance el e(uili)rio en un tiempo menor# Se clasifican en: - %nzimas simples: la parte proteica posee actividad cataltica - %ncimas con&ugadas: adem!s de la parte proteica necesitan otra no proteica $cofactor: 5on inorg!nico o coenzima* para tener capacidad cataltica# La parte proteica se llama apoenzima y es inactiva# 3m)as partes &untas" osea la forma activa" se llama oloenzima# 2econocimiento del sustrato: La parte de la enzima (ue interacta con el sustrato se llama sitio activo" a' est!n los amino!cidos (ue participan del proceso cataltico" generando o rompiendo enlaces# ay dos modelos: - Llave-cerradura: esta)lece una total complementariedad entre el sitio activo de la enzima y el sustrato so)re el cual acta - 3&uste incluido: la complementariedad entre estos se alcanza luego de su interacción# ay un reconocimiento din!mico (ue involucra una modificación en el sitio activo ay varios factores (ue pueden afectar o modificar la velocidad de reacciones catalizadas por enzimas: - /oncentración de sustrato: 3 mayor concentración de sustrato" mayor velocidad" 'asta llegar a la velocidad m!.ima o saturación enzim!tica $todas las enzimas est!n ocupadas catalizando la reacción*# - Temperatura: 3 mayor temperatura" mayor velocidad" 'asta alcanzar la temperatura óptima# 3 temperaturas mayores a la óptima" la velocidad disminuye de)ido a una posi)le desnaturalización# 3 )a&as temperaturas la enzima se encuentra inactiva - p: La relación entre actividad de una enzima y el p depende muc'o de (ué enzima se trate# 3 p e.tremos" las protenas pueden desnaturalizarse y su actividad disminuye# ay enzimas (ue no se ve afectada su actividad con el p# Otras tendr!n un p óptimo !cido o )!sico# - 0resencia de in'i)idores: Son moléculas (ue cuando se unen a las enzimas disminuyen su actividad $anti)ióticos" venenos" medicamentos*# Los 'ay reversi)les e irreversi)les# 4entro de los reversi)les" encontramos los in'i)idores competitivos $el in'i)idor se une al sitio activo" disminuyendo la afinidad de la enzima por su sustrato" pero no modifica la velocidad m!.ima* y no competitivos $el in'i)idor se une en un sitio diferente al sitio activo" de&ando (ue el sustrato se una a la enzima" pero modificando nota)lemente la velocidad m!.ima*# La in'i)ición irreversi)le es provocada por sustancias (ue producen un cam)io
permanente en la enzima" 'aciendo (ue pierda su actividad $el anti)iótico in'i)e irreversi)lemente el ensam)la&e de la pared de la célula )acteriana*# /uando ocurre uno de estos" los dem!s permanecen constantes# 2egulación de la actividad enzim!tica: la eficacia de la vida se de)e a los mecanismos de regulación de las enzimas" controlan gran cantidad de vas meta)olicas (ue ocurren simult!neamente en la celula# 0uede darse a tres niveles )!sicos de regulación de las enzimas: regulación de la sntesis de enzimas $inducción-represión*: indica un cam)io en la cantidad de enzimas" la sntesis algunas son inducidas por sus propios sustratos y reprimida por sus productos a nivel genético" actuando en el proceso de transcripción# 4ando por resultado (ue las enzimas se sinteticen nicamente cuando sean necesarias regulación de la degradación de enzimas: la presencia o ausencia de sustratos y cofactores puede alterar la conformación de las enzimas 'aciéndolas mas o menos suscepti)les a su degradación# regulación de la actividad cataltica $activación-in'i)ición*: consiste en modificar la actividad de las enzimas preformadas" sin variar la cantidad de enzima ya sintetizada por la celula# %sto constituye a un a'orro de energa para el meta)olismo celular# actores (ue contri)uyen en el proceso: sistemas multienzimaticos $las transformaciones (ue sufre un compuesto se produce en etapas" en cada etapa acta una enzima diferente" en cada paso el producto de la enzima anterior" ser! el sustrato de la siguiente" esta secuencia de llama vas meta)ólicas" estando las enzimas alineadas para facilitar la transferencia de productos" formando sistemas multenzimaticos# %stos sistemas tienen capacidad de autorregulación de su velocidad*9 efectos alostericos $enzimas alsotericas o reguladoras: a )a&as concentraciones de sustrato la velocidad es )a&a" cuando aumenta tam)ién lo 'ace la velocidad*9 modificación covalente $puede ser reversi)le: algunas enzimas son reguladas por adición o sustracción de grupos unidos covalentemente –e&emplo: una enzima (ue une o elimina fosfatos a otra9 o irreversi)le: algunas enzimas se sintetizan en forma de precursores inactivo y son activadas a un tiempo y en un lugar apropiado*9 compartimentalizacion $ordenamiento de las enzimas*9 isoenzimas $distintas variedades de una misma enzima* Los distintos tipos de regulación pueden coe.istir en una misma enzima" lo (ue se llama multimodulacion# 3plicaciones de las enzimas Las enzimas son una 'erramienta molecular con diversas aplicaciones en las (ue se e.plota su especificidad y efectos catalticos" entre ellas: - Usos cientficos: utilizadas para el an!lisis secuencial del 32+ y 34+" y en la sntesis de materiales )iológicos y no )iológicos para la investigación - Usos industriales: la usan para la sntesis de productos en gran escala y )a&o costo# - Usos médicos: estudian la posi)ilidad de usarla para el tratamiento de enfermedades ocasionadas por defecto de una enzima mediante la aplicación de
la misma# Si la usan para la disolución de co!gulos sanguneos
otosntesis %n presencia de la luz" las plantas retienen el dió.ido de car)ono del aire y lo incorporan a su cuerpo en forma de materia organica" y adem!s producen o.igeno# 0arte de la masa de los vegetales proviene del agua (ue a)sor)en del suelo La fotosntesis es el proceso mas importante para la vida en la tierra" principalmente por dos razones fundamentales: - Utiliza la energa del sol para sintetizar el alimento (ue permite mantener el funcionamiento" crecer y reproducirse" a todos los seres vivos del planeta - 4urante la fotosntesis se produce o.igeno# La o)tención de alimento: llamamos alimento a todo compuesto organico (ue puede ser degradado por un ser vivo para o)tener la energa (ue necesita y (ue sirve como materia prima para sintetizar los componentes de todas sus células y los li(uidos corporales# Todos los seres vivos (ue se alimentan de otros organismos o de sus desec'os se llaman 'eterótrofos $animales" 'om)res" 'ongos" )acterias" etc*# A a los organismos (ue pueden crecer y reproducirse sin tomar alimento del medio" osea (ue producen su propio alimento a partir de sustancias inorg!nicas $nutrientes* (ue toman del medio" $especialmente agua y dió.ido de car)ono* se los llama autótrofos $plantas" algas" )acterias*# La sntesis de alimento a partir del dió.ido de car)ono y el agua es un proceso ana)ólico" como todo proceso ana)ólico la sntesis de alimento es tam)ién endergonica" es decir" (ue solo puede ocurrir cuando 'ay energa disponi)le# 4e donde sacan esta energa> Todas las plantas y algas son capaces de sintetizar su alimento usando la energa del sol" y por eso reci)en el nom)re de fotoautotrofos# La sntesis de compuestos org!nicos a partir de compuestos inorg!nicos" utilizando la energa de la luz" se llama fotosntesis# %n las )acterias fotosintéticas y las algas la fotosntesis ocurre en todas las células del cuerpo" en las plantas y vegetales solo en las células de las 'o&as y los tallos &óvenes# Se caracterizan por tener color verde" por la presencia del pigmento clorofila" (ue es el encargado de captar la energa de la luz y transferirla al proceso de la sntesis del alimento# $pueden tener tonos ro&o amarillo marrón tm)* La luz y la sntesis de alimento La luz es a)sor)ida por la clorofila" esta se encuentra en el interior de las células" formando parte de mem)ranas )iológicas# %n las células procariotas se encuentra en la nica mem)rana (ue poseen" la plasm!tica# %n las células eucariotas se encuentra en el interior de organelas llamadas cloroplastos# Los fotosistemas: Son comple&os macromoleculares em)e)idos en las mem)ranas de los tilacoides# %n los fotosistemas se distinguen dos zonas# %n el centro se encuentra el centro de reacción $dos macromoléculas de clorofila unidas a un comple&o de proteinas* donde comienza una serie de comple&os eventos fisico(umicos (ue culminan con la sntesis de los compuestos organicos# 2odeando al centro de acción se encuentra un comple&o antena formado por
clorofila y otros pigmentos fotosintéticos" estos son los (ue captan la energa luminosa y la mandan al centro# ay dos tipos de fotosistemas: 5 $posee moléculas de clorofila (ue captan ondas de ?@@ nanometros de longitud" este es el responsa)le de la fotosntesis de las )acterias verdes* y 55 $tiene en su centro de reacción moléculas de clorofila (ue a)sor)en ondas de J@ nanometros" estos son los responsa)les de la fotosntesis en las )acterias purpuras* Los cloroplastos se aseme&an a )acterias fotosintéticas" por(ue en el interior de los cloroplastos 'ay una molecula de 34+ circular y no asociada a proteinas" seme&ante al cromosoma (ue se encuentra en las )acterias# Tam)ién se multiplican am)os por fision )inaria# La fotosntesis es un proceso de o.ido-reduccion: durante el proceso de fotosntesis los atomos de car)ono se unen formando cadenas car)onadas y se reducen" es decir (ue ganan atomos de 'idrogeno# La reducción del car)ono esta acoplada con un proceso de o.idación $por(ue para (ue una sustancia se reduzca de)e 'a)er otra (ue pierda protones y electrones" es decir (ue se o.ide*# La sustancia (ue se o.ida en la fotosntesis es el 'Co# se reduce el car)ono para formar glucosa y se o.ida el o.igeno para formar agua solo ocurre gracias a la energa lumnica# %tapas de la fotosntesis: - %tapa foto(umica o luminosa: 4epende de la luz y se desarrolla en las granas de los cloroplastos y en las laminillas de las ciano)acterias# %n esta etapa la energa de la luz es aprovec'ada para formar 3T0 y para reducir el +340" formando el +340C# /uando la luz incide so)re los cloroplastos las moléculas de pigmento se e.citan" al e.citarse las del centro de reacción del fotosistema 5 desprenden un electrón (ue es transferido a la ferredo.ina" esta esta en la mem)rana del tilacoide y transfiere el electrón al +340" La cual se encuentra en el estroma" y al reci)ir dos electrones el +340 se reduce transform!ndose en +340C# $Los electrones desprendidos del fotosistema 5 tienen como aceptor final al +340 (ue se reduce a +340 # %l fotosistema 5 (ueda con déficit de electrones# Los electrones desprendidos del fotosistema 55 se transfieren por una cadena de transporte de electrones (ue va del fotosistema 55 al 5# Se cu)re as el déficit de electrones del fotosistema 5# %ste recorrido de los electrones entre am)os fotosistemas permite la sntesis de 3T0 $modelo (uimioosmótico*# %l déficit de electrones en el fotosistema 55 es compensado con electrones (ue provienen de la fotólisis del CO# 0or este mecanismo el CO se o.ida y forma OC li)erado a la atmósfera# 6odelo (uimiosmotico: 0ropone (ue a medida (ue los electrones fluyen de un compuesto potencial de o.ido-reduccion negativo a otro mas positivo" la energa li)erada se usa para )om)ear protones" ese )om)eo se 'ace a través de una mem)rana )iológica esencialmente impermea)le a los protones" creando una suerte de energa potencial# Los protones acumulados en un lado de la mem)rana solo pueden fluir por canales de protones# La energa potencial acumulada en ese gradiente se utilizar! para la sntesis de 3T0#
- %tapa )io(umica u oscura: Transcurre en el estroma de los cloroplastos y en el citoplasma# +o depende directamente de la luz pero para (ue ocurra son necesarios el 3T0 y el +340C" formados durante la etapa anterior# 3c! las moléculas de car)ono (ue se encuentran en los cloroplastos son reducidas y ensam)ladas con los electrones aportados por el +340C y la energa aportada por el 3T0" formando as moléculas de 'idrato de car)ono# %sta sntesis de 'idratos de car)ono ocurre por una serie de reacciones (umicas encadenadas en un ciclo llamado ciclo calvin-)enson# %l car)ono se encuentra en el aire y llega al interior de los cloroplastos por un proceso de difusión simple# Una vez en el estroma el car)ono se une con ri)ulosa 1-I difosfato" por la acción de la ru)isco# 4e esto surge el acido D-fosfoglicerico" el cual es fosforilado con el 3T0 y reducido por los electrones del +340 transform!ndose en giceralde'ido-D-fosfato# Las moléculas de giceralde'ido-Dfosfato (ue no son utilizadas se convierten en 'idratos de car)ono" o si (uedan en el estroma forman glucosa (ue luego ser!n polimerizadas en forma de almidon# $el almidon es la forma de guardar glucosa" para usarla cuando falta luz o caen las 'o&as y no 'ay fotosntesis*# %n otros casos son e.portadas al citoplasma donde pueden utilizarse para o)tener energa en el proceso de respitacion celular# $2esumen de esto en la pagina C-C* La fotosntesis es un proceso regulado: La fotosntesis depende de condiciones am)ientales y est! su&eto a distintos tipos de regulación interna# %ntre estos la intensidad de la luz" la temperatura y la concentración de dió.ido de car)ono# 2espiración: cuando se (ueman maderas y (ueda la ceniza se o)serva (ue )a&a su volumen" todo eso se transformo en dió.ido de car)ono y agua# %sto" la degradación de un compuesto organico produciendo dió.ido de car)ono y agua li)erando energa se llama com)ustión# Una caracterstica de la com)ustión es (ue solo ocurre en la presencia de o.igeno# %l alimento y la energa en los seres vivos: en los organismos" la energa (ue posi)ilita la vida viene de la com)ustión de las moléculas de alimento# %ste proceso se llama respiración celular y ocurre en el interior de todas las células $en las eucariontes" en el interior de las mitocondrias*# Tam)ién re(uiere de la presencia del o.igeno" y produce dió.ido de car)ono y agua# %sta com)ustión de alimento es cata)ólico y e.ergonico# $TO43S L3S B%/%S =U% 0US% /32;O+O %+ 2%3L5434 5;3 45OV54O 4% /32;O+O* Las mitocondrias: la com)ustión de alimento ocurre en etapas" en las células eucariontes ocurre en las mitocondrias $organelas citoplasm!ticas rodeadas por mem)ranas* se aseme&an a las )acterias# La respiración celular: es un proceso de o.ido reducción# La respiración celular es el proceso por el cual las moléculas" especialmente glucosa" son degradadas a dió.ido de car)ono y agua en presencia de o.igeno# 4urante el proceso de respiración celular los car)onos de los 'idratos de car)ono se o.idan en presencia del o.igeno para originar moléculas de dió.ido de car)ono" al mismo tiempo (ue
los car)onos de la glucosa se o.idan" las moléculas de o.igeno se reducen transform!ndose en agua# La o.idación de la molecula de glucosa y la reducción del o.igeno ocurre en forma secuencial y en distintas partes de la celula# Todo el proceso se divide en tres etapas: glucolisis $ocurre en el citoplasma y Ds la ruptura del azcar" un proceso cata)ólico en el cual una molecula de glucosa es o.idada 'asta la o)tención de dos moléculas de D atomos de car)ono" parte de la energa li)erada es en forma de calor mientras otra parte sirve para sintetizar 3T0 a partir de 340 y 0i*9 ciclo Hre)s $ocurre en la matriz mitocondrial" el acido piruvico formado en la etapa anterior entra a la mitocondria y sufren un proceso (ue lo transforma en una molecula de acetilo activada (ue desprende dió.ido de car)ono y se reduce una molecula de +34# Los acetilos se unen al ciclo de Hre)s" en el cual ocurren una serie de reacciones (umicas (ue da como final se regenera el compuesto inicial – el acido o.alecetico-# %l cuclo de Hre)s es el camino a través del cal se o.idan los monosac!ridos" los amino!cidos y los acidos grasos para o)tener energa* y la cadena respiratoria $ocurre en la mem)rana mitocondrial interna* acoplada a esta ultima ocurre la sntesis de 3T0# 3 través de la respiración celular las células convierten parte de la energa de las moléculas del alimento en 3T0# 6odelo (uimiosmotico: propone (ue la energa li)erada durante el pasa&e de electrones a través de la cadena de aceptores es utilizada para )om)ear protones 'acia uno de los lados de la mem)rana impermea)le a ellos# ;alance energético de la respiración celular: del 1@@W de la energa de las moléculas de alimento" el K@ (ueda atrapado en las moléculas de 3T0 y en el gardiente de protones# %l resto de la energa es calórica" aun(ue esta no es til para generar tra)a&o en la celula" contri)uye a aumentar la temperatura en el interior de la célula y en sus alrededores" lo (ue facilita la actividad enzim!tica# %l ciclo de Hre)s como nudo del meta)olismo celular: este ciclo sirve como ruta de sntesis de los monosac!ridos" los amino!cidos y los acidos grasos# 3 partir de los intermediarios de la glucolisis y el ciclo de Hre)s se pueden sintetizar muc'os compuestos celulares# 0ara (ue estas sntesis puedan ocurrir" la celula de)e tener las enzimas necesarias" pero esto no siempre ocurre" y al no poderlos sintetizar se de)en incorporar o)ligatoriamente en la dieta# La o)tención de energa en ausencia del o.igeno: fermentación $procesos de reo.idacion del +34 a través de la reducción del piruvico* 'ay diferentes tipos: fermentación l!ctica" su final es el acido l!ctico" este tipode fermentación ocurre en )acterias y algunas células animales cuando la disponi)ilidad de o.igeno es escasa# ermentación alco'olica" su producto es el alco'ol etlico y ocurre en 'ongos# Las mem)ranas )iológicas Todas las células tienen una mem)rana plasm!tica y un protoplasma# A todas las células eucariotas poseen organelas con mem)ranas y un nucleo rodeado por una envoltura nuclear# La celula depende del medio (ue la rodea" por(ue necesita o)tener energa y materia para nutrirse" crecer" reproducirse y tam)ién li)era al medio los desec'os de su meta)olismo (ue suelen ser to.icos para ella# %ste intercam)io se realiza a
través de su superficie" osea de su mem)rana plasm!tica# La mem)rana plasm!tica tiene permea)ilidad selectiva" es decir (ue tiene la propiedad de regular el intercam)io de materiales entre la celula y el medio (ue la rodea# Osea (ue la mem)rana no es pasiva y su función no se limita a separar el protoplasma del medio# %s una estructura comple&a responsa)le del control de funciones vitales para la celula yQo el organismo# %s la responsa)le del mantenimiento de la diferente composición (umica entre los li(uidos intra y e.tracelular# La mem)rana plasm!tica es delgada y dé)il" carece de resistencia mec!nica y muc'as est!n reforzadas por otras cu)iertas mas gruesas y resistentes# La mem)rana es como la piel de la celula" puede ser receptora de estmulos modific!ndose y modificando algo en la celula# A no puede evitar la desecación" por eso la célula desnuda no puede vivir fuera de un medio acuoso# Toda celula vive en un medio acuoso" separada de el por su mem)rana plasm!tica# /omposición (umica: las funciones mas generales de la mem)rana plasm!tica est!n en intima relación con su etructura y composición (umica" sus componentes son moléculas organicas )iologicas: - 0roteinas: participan en la organización estructural" en la permea)ilidad $como transportadores o canales*" como receptores $reconociendo a determinadas sustancias* como transmisores $traductores* de se,ales de informaciones a través de enzimas o poniendo una cierta eti(ueta en la superficie de cada tipo celular# - Lpidos: 'ay fosfolipidos" glicolipidos y colesterol# /onstituyen la lamina continua (ue envuelve a la celula y la limita" determinando un limite fsico para los movimientos de las moléculas 'idrosolu)les# - Elcidos: se encuentran siempre en com)inación con proteinas y lpidos" se unen por enlaces covalentes y est!n dispuestos 'acia el espacio e.tracelular# Ultraestructura de la mem)rana plasm!tica: organización estructural de la mem)rana plasm!tica: Las moléculas (ue componen la mem)rana est!n distri)uidas en un plano formando una superficie" pero a su vez est!n en una relación espacial entre ellas# Todas las células tienen una capa triple formada por dos )andas e.ternas oscuras" densas a los electrones" (ue limitan un espacio claro central# Los lpidos de la mem)rana est!n organizados en una do)le lamina: la )icapa lipidica# La mayora de los lpidos (ue componen la mem)rana son fosfolipidos# %stos fosfolipidos son anfipaticos" por(ue tienen en una punta un grupo 'idrofilico y en la otra 'idrofo)ico# 0or este motivo al colocargos en una solución acuosa forman una do)le capa molecuar donde sus colas 'idrofo)icas se enfrentan# La )icapa lipidica no es estatica" las moléculas (ue la componen son capaces de moverse" osea (ue los lpidos forman una capa fluida# 0or lo tanto" las mem)ranas )iológicas son estructuras dinamicas y reguadas (ue participan en el funcionamiento de la celula y tam)ién lo regulan" los lpidos son diferentes en am)as capas de la mem)rana" lo (ue resulta en asimetra# 0roteinas de la mem)rana" modelo de mem)rana- modelo en mosaico fluido: en este modelo se postula una )icapa lipida continua" (ue esta interrumpida en algunos sitios por proteinas (ue la atraviesan total o parcialmente# %stas son proteinas intrnsecas o integrales de la mem)rana" estas poseen regiones 'idrofo)icas (ue les permiten introducirse entre las colas no polares de los lpidos
y zonas 'idrofilicas (ue est!n mirando 'acia la superficie acuosa del espacio intracelular o del lado e.tracelular# %ntre las proteinas integrales est!n: proteinas estructurales (ue tienen función mecanica" transportadores (ue llevan ciertas sustancias a través de la mem)rana" con función enzim!tica" etc# Tam)ién 'ay proteinas periféricas o e.trnsecas" (ue son las (ue se encuentran unidas a las regiones e.puestas de las proteinas integrales o en relación con las ca)ezas polares de los lpidos" por fuera de la )icapa# Se encuentran dispersas" tanto del lado citoplasm!tico como del lado e.tracelular# Se mantienen unidas a las ca)ezas polares de los fosfolipidos o a las porciones polares de las proteinas integrales por enlaces dé)iles# 3lgunas de estas como la actina o espectrina se encuentran ancladas en la cara citoplasm!tica o interna de la mem)rana# %l citoes(ueleto $es(ueleto de la celula" formado por proteinas fi)rilares* esta relacionado con estas proteinas" asi se produce la interaccion del citoes(ueleto con la mem)rana plasm!tica" lo (ue contri)uye a determinar la forma de la celula y la posición de proteinas en la mem)rana# Los 'idratos de car)ono o glcidos: son en general oligosacaridos" (ue est!n asociados a las proteinas formando glicoprotenas" y asociados a los lpidos creando glicolipidos# 0articipan en el reconocimiento celular" de otras células y de otros componentes del medio e.tracelular" muc'os son receptores de mem)ranas# %n general podra decirse (ue los glcidos forman una cu)ierta (ue protege la delicada superficie de la celula e integran el glucocali. (ue la rodea# unciones de la mem)rana plasm!tica: 6ovimiento de sustancias a través de la mem)rana" para alimentarse la celula necesita aporte de materia del medio e.tracelular" a su vez" vierte sustancias a ese medio: secreciones propias" desec'os meta)olicos" en general la celula esta intercam)iando material continuamente" ya (ue el agua y muc'as otras sustancias atraviesan la mem)rana con facilidad# %sto implica un tra)a&o muy activo de la mem)rana" por(ue tiene (ue evitar perder iones o moléculas (ue necesita para mantener la esta)ilidad intracelular# La función del mantenimiento del medio interno se llama 'omeostasis y es protagonizada por la mem)rana plasm!tica# 0roceso de difusión: proceso por el cual los atomos y moléculas se mueven al azar y en forma continua" esto se de)e a la energa térmica in'erente propia de las moléculas# Eradiente de concentración: secuencia gradual de concentraciones (ue permite (ue un soluto pase $difunda* del lugar donde esta mas concentrado 'acia donde esta en menor proporción" 'asta anular la diferencia de concentraciones# La mem)rana plasm!tica separa dos medios de diferente composición y concentración (umica" las moléculas (ue se encuentran a am)os lados de)eran poder pasar li)remente si la mem)rana no se resistiera# La dificultad (ue pone la mem)rana para (ue pasen es por factores como el espesor" composición (umica y estructura de esta# Las mem)ranas son )arreras de permea)ilidad selectiva# %sta selección se )asa fundamentalmente en caractersticas (umicas de las moléculas (ue atraviesan la mem)rana: la polaridad o la presencia de una carga neta" el tama,o y el gradiente de concentración" la rapidez (ue tienen" etc# Los mecanismos de transporte a través de la mem)rana: el desplazamiento de moléculas de una región de mayor concentración a zonas de menor" se llama
difusión# Si se produce directamente a través de la mem)rana" sin resistencia" (uiere decir (ue la mem)rana es muy permea)le a esta sustancia y se llama difusión pasiva" por(ue no re(uiere de energa meta)ólica# %ste transporte se produce gracias a la energa acumulada en el gradiente de concentración# Osmosis: cuando dos compartimientos (ue contienen distintos solutos est!n separados por una )arrera semipermea)le $de&a pasar el solvente pero no los solutos*" el agua pasa de la solución menos concentrada a la mas concentrada# 4iferentes tipos de transporte: - 4ifusión simple pasiva: a favor del gradiente de concentración y sin gasto directo de energa meta)olica - 4ifucion facilitada: %s a favor del gradiente de concentración y sin gasto de energa meta)olica# Se da si el movimiento es por difusión pero re(uiere de un transportador o de un canal# Los transportadores y los canales son protenas integrales formadas por varias unidades de polipeptidos" (ue pueden actuar como transportadores o canales atravesando toda la mem)rana# Si la concentración e.tracelular de una sustancia es mayor (ue la intracelular" 'a)r! movimiento neto 'acia el interior de la celula# - Transporte activo por )om)as: las moléculas u)icadas en una zona de menor concentración se transportan 'acia una de mayor concentración" es decir" en contra de un gardiente de concentración" para ello se necesita aporte de energa proveniente del 3T0# Osea (ue tiene gasto de energa meta)olica directamente acoplado al transporte" ocurre a través de las )om)as" (ue son proteinas integrales con la do)le función de enzimas y canales# - Transporte en masa: interviene la mem)rana con toda su estructura y se realiza con gasto de energa# Los materiales (ue entran en la celula lo 'acen por endocitosis $la mem)rana envuelve partculas del e.terior y las mete al citoplasma dentro de una vesicula# Se puede dividir en: 0inocitosis –sustancias disueltas en vesculas pe(ue,as-9 agocitosis –particulas mayores en suspensión en vesculas mayores-9 %ndocitosis mediada por receptores –algunos receptores especializados en las mem)ranas reci)en las moléculas especificas (ue los estimulan" por aca entra el colesterol-*" los (ue salen es por e.ocitosis $e.clusión de materian intracelular contenido en vesculas" comienza con la llegada de se,ales desde el medio a través de la mem)rana*# /aractersticas de los mecanismos de transporte (ue usan proteinas integrales: - %specificidad: la mem)rana adem!s de restringir la entrada de las moléculas por su tama,o o solu)ilidad" les proporciona a ciertas sustancias (umicas un mecanismo de entrada especial# $difusión facilitada o transporte activo* - Saturación: en la difusión pasiva la cantidad de moléculas (ue entran a la celula en un tiempo determinado es proporcional a la cantidad de sustancia fuera de la celula# %n los de difusión facilitada o transporte activo" sucede solo 'asta alcancar la velocidad m!.ima de entrada" y en ese momento el sistema se satura# Ocurre cuando todas las proteinas transportadoras" canales o )om)as est!n ocupadas# - /ompetencia: competencia entre moléculas similares (ue entran a la celula usando el mismo sitio de transporte# Sistema de endomem)ranas %n el citoplasma de las células de un organismo eucarionte e.iste un sistema
tridimensional de tu)os" cisternas $)olsas aplanadas* y vesculas de diferentes formas" constituidas por mem)ranas con estructura y composición seme&antes a la de la mem)rana plasm!tica# 4ividen al citoplasma en dos compartimentos: la matriz citoplasm!tica $citosol* y el contenido dentro del sistema de endomem)ranas# 3m)os tienen tama,o similar y se comunican entre si igual (ue la celula con su medio e.terno# %stas tam)ién tienen permea)ilidad selectiva# %l sistema de endomem)ranas tiene funciones comunes a todas sus partes" como la compartimentalizacion del citoplasma y de los distintos sistemas enzim!ticos# 2ealiza intercam)ios con la matriz citoplasm!tica por permea)ilidad selectiva de sus mem)ranas# 0roporcionan vas de conducción intracelular para diversas sustancias y contri)uyen al sosten y mantenimiento de la estructura celular# %l sistema de endomem)ranas consiste en un con&unto de mem)ranas intracelulares $en eucariontes* (ue se encuentran relacionadas fsica y funcionalmente# 3lgunas de ellas tienen continuidad o comunicación directa %l sistema vacuolar esta integrado por: - %l retculo endoplasmatico granular $2%E*: Tiene ri)osomas adosados en la cara e.terna de sus mem)ranas" del lado de la matriz del citoplasma" los ri)osomas est!n formados por distintas moléculas de acidos ri)onucleicos y proteinas" y son parte fundamental de la sntesis de proteinas# Los (ue se unen son los (ue est!n sintetizando algunas proteinas como las de e.portación" proteinas de mem)ranas y enzimas 'idrofilicas# Las proteinas (ue se producen aca son todas las integrales de las mem)ranas" las de e.portación" las de los espacios $luz* del SB/" enzimas 'idroliticas $como las de los lisosomas* y puede dar 'idratos de car)ono a las proteinas para dar glicoprotenas# - %l retculo endoplasmatico agranular o liso $2%3 7 2%L*: est! constituido por t)ulos y vesculas" no posee ri)osomas ad'eridos a su mem)rana y tiene una disposición irregular# 3(u: se produce la degradación de glucógeno $glucogenolisis* li)er!ndose glucosa9 se sintesizan la mayora de los lpidos de las células y en sus mem)ranas se producen casi todos los lpidos de las organelas" vesculas y mem)rana plasm!tica9 3lmacenamiento y li)eración de calcio: posee )om)as de calcio" esto es particularmente importante en las células del msculo estriado9 se encuentran las enzimas para la sntesis del colesterol9 deto.ificacion" posee enzimas capaces de inactivar drogas y f!rmacos como el alco'ol y 'ormonas - %l aparato de Eolgi: %s un sistema de transición" tiene un rol de intermediario y distri)uidor de productos del 2%# %sta formado por pilas de cisternas paralelas (ue tienen una curvatura y presentan una cara cóncava o de maduracion $generalmente orientada 'acia la mem)rana plasm!tica* y otra conve.a o de formación $en general orientada 'acia los retculos*# Los productos del 2% pasan por el comple&o de Eolgi y luego los distri)uye a la mem)rana plasm!tica" a los lisosomas y forma las vesculas de e.portación de productos# %l Eolgi es el principal distri)uidor de macromoléculas en la célula# 6uc'as de estas moléculas pasan a través del Eolgi para completar as su maduración# %ste proceso incluye
fundamentalmente la glucosilación definitiva de las Elucoprotenas y Elucolpidos como as tam)ién la segregación y direccionamiento de productos 'acia sus destinos finales# 5nterviene la secreción celular" reci)e el material a secretar por su cara formadora y lo empa(ueta en su cara de maduración con una mem)rana apropiada formando una cavuola condensante (ue va perdiendo agua a medida (ue via&a 'acia la mem)rana plasm!tica donde se fuciona su mem)rana con ella para li)erar su contenido por e.ocitosis# - La envoltura nuclear: est! formada por dos mem)ranas concéntricas separadas por un espacio# La mem)rana e.terna tiene ri)osomas ad'eridos# - Lisosomas: 0e(ue,as mem)ranosas donde se produce el desdo)lamiento de moléculas organicas comple&as gracias a las enzimas 'idroliticas (ue contienen# /onstituyen una especie de aparato digestivo celular# Sus mem)ranas de&an salir 'acia el citoplasma amino!cidos" nucleótidos y azucares# Sus proteinas est!n glicosiladas# %l medio interno es acido y mantiene un p de I" para la actividad optima de las enzimas 'idroliticas# %stas enzimas se producen en e 2%E y son capaces de degradar moléculas organicas" via&an 'acia el comple&o de golgi" se centran en los lisosomas primarios $son los recién formados" pe(ue,os e inactivos y contienen enzimas 'idroliticas*" luego se pone en marc'a su función en los lisosomas secundarios $vacuolas digestivas" cuerpos residuales" vacuolas autofagicas o citolisosomas* - %ndosomas: las vesculas producto de la endocitosis $incorporan el material (ue se pone en contacto con su mem)rana plasm!tica en el espacio e.tracelular" la superficie celular se mueve rodeando el material y forma una vacuola endocitica (ue (ueda incorporada al citoplasma* se fusionan con los endosomas" (ue son con&untos de vesculas y tu)ulos# %stos se dividen en dos tipos de compartimentos: los endosomas precoses $los recién formados (ue est!n cerca de la mem)rana* y los tardios $ya via&aron un poco mas ale&!ndose de la mem)rana* son diferentes a los lisosomas por su contenido en enzimas y su menor grado de acidez# 3 veces los materiales volcados en los precoses son luego descargados en tardios" all comenrazia la digestión# Los lisosomas primarios van 'acia las vesculas endosomales fusion!ndose las mem)ranas receptivas" y se 'acen secundarios# Las moléculas simples pueden pasar al citoplasma a través de mem)ranas del lisosoma secundario o vacuola digestiva" gracias a protenas transportadoras# Si (uedan porciones sin digerir y se mantienen las vacuolas se 'acen cuerpos residuales# 0ero.isomas: son vesculas muy pe(ue,as (ue est!n formadas por una mem)rana y contienen enzimas o.idativas relacionadas con el meta)olismo del agua o.igenada o peró.ido de 'idrogeno# %sta molecula es un o.idante (ue resulta to.ico para la celula" tam)ién es un producto natural de la degradación de ciertas moléculas organicas# /ontiene enzimas (ue pueden formar peró.ido de 'idrogeno $agua o.igenada*# Tam)ién tiene la enzima catalasa" (ue destruye el
agua o.igenada# %n los pero.isomas –al igual (ue en las mitocondrias- se degradan los !cidos grasos por )eta-o.idacion# %n los vegetales 'ay pero.isomas tpicos de las 'o&as y otros tpicos de las semillas# %n los de las 'o&as se o.ida un producto de la fotosntesis" lo (ue se conoce como fotorrespiracion" los de las semillas transforman los acidos grasos de lpidos en azucares# Elio.isomas: Son e.clusivas de las células eucariontes vegetales y se relacionan con el meta)olismo de los triglicéridos# 0oseen enzimas (ue se utilizan para transformar los lpidos contenidos en las semillas en 'idratos de car)ono# /itoes(ueleto – las células y el medio /itoplasma fundamental o citosol: es un sistema coloidal con grandes macromoléculas organicas como proteinas y acidos nucleicos" con polisac!ridos comple&os y algunos lpidos# /ontiene comple&os de proteinas con acidos nucleicos" con lpidos" con oligosacaridos" gotitas de lpidos" azucares simples" amino!cidos" nucleótidos" polisac!ridos como glucógeno $células animales* o almidon $células vegetales*# /onstituye un verdadero medio interno de la celula# %n este ocurren procesos de sntesis y degradación de moléculas organicas# %n la matriz citoplasm!tica" en los espacios entre la red del citoes(ueleto" pueden o)servarse con microscopio electrónico unos granulos (ue son los ri)osomas" aparecen agrupados en con&untos llamados polirri)osomas# %st!n compuestos por 32+ y proteinas# %stos ri)osomas son parte de la ma(uinaria con (ue se sintetiza proteinas" las proteinas est!n formadas por amino!cidos ligados por uniones peptidicas" es en el ri)osoma donde se producen estas uniones y se forman las cadenas peptidicas# Tm) esta el 32+t" 32+m para la sntesis# Otras reacciones (ue ocurren en el citoplasma son: el plegamiento y ad(uisición de la estructura tridimensional de muc'as proteinas" con la participación de las proteinas c'aperonas# A la degradación de proteinas" con intervención del proteasoma# /itoes(ueleto: sistema de protenas comple&o y din!mico" (ue es responsa)le de la forma de la célula" de la posición de las organelas en el citoplasma" y de los movimientos de las organelas y de la célula en su con&unto# 3lgunas protenas cuando se polimerizan dan estructuras mayores $con aspecto de fi)rillas* estas est!n formadas por la unión de muc'as moléculas de protenas" dando lugar a estructuras alargadas" ramificadas y relacionadas entre si" esta red constituye el citoes(ueleto# Los componentes de este interactan entre si" contri)uyen a mantener la forma de la célula armando una red )a&o la mem)rana plasm!tica (ue tam)ién se une a ella# Eracias a la intima relación con la mem)rana el citoes(ueleto participa en la traducción de mensa&es (ue llegan desde el e.terior# Tam)ién se unen a las endomem)ranas" posi)ilitando los movimientos de organelas y vesculas" contri)uyendo tm) a los movimientos de la célula %sta formado por: - 6icrot)ulos: estructuras su)microscopicas formadas por proteinas" principalmente por la tu)ulina" la cual se dispone alrededor de un e&e determinando tu)os largos" 'uecos y delgados" con longitud varia)le por(ue pueden recorrer toda la celula" forman los microtu)ulos# %stos se disponen en el citoplasma a)a&o de la mem)rana" paralelos a ella" otros recorren el citoplasma en
distintas direcciones" determinando canales para el movimiento preferencial de la matriz citoplasm!tica# 3 su vez los microtu)ulos se fi&an en las mem)ranas internas o endomem)ranas a través de otras proteinas# %n las prolongaciones celulares actan como es(ueleto mientras contri)uyen al transporte de sustancias desde y 'acia el cuerpo de la celula $e&: fi)ras nerviosas formadas por las neuronas*# ay otros (ue se encuentran formando parte de estructuras permanentes" los flagelos" las cilias con sus cuerpos )asales y los centriolos# 5ntervienen en funciones: facilitan el desplazamiento de sustancias" granulos y vesculas del citoplasma y su distri)ución del material intracelular9 participan en la forma y mantenimiento celular" especialmente en las prolongaciones dando sosten a las organelas9 intervienen en la movilidad de células aisladas o li)res o células móviles de organismos pluricelulares9 intervienen en el movimiento de cilias y flagelos# Los microtu)ulos se polimerizan y ensam)lan a partir de ciertas estructuras (ue son capaces de organizarlos: los centrosomas $Los microtu)ulos se forman a partir de estos" (ue est!n constituido por dos centriolos#* y los cuerpos )asales $est!n siempre de)a&o de la mem)rana plasm!tica" aca se originan los microtu)ulos (ue constituyen las fi)rillas de las cilias o de los flagelos*# Tam)ién tienen roles importantes en la división celular - 6icrofilamentos: a este grupo pertenecen los microfilamentos del musculo y todas las variedades (ue posean actina y miosina" (ue son proteinas contr!ctiles# Los microfilamentos de actina y miosina son los responsa)les de la contractilidad de la celula muscular# %n una celula 'ay movimiento constante de sus componentes $corrientes citoplasmaticas* (ue siguen los canales definidos por los microtu)ulos" en cam)io los microfilamentos contr!ctiles est!n involucrados en los mecanismos responsa)les de dic'as corrientes# A con los movimientos de las células en general# - ilamentos intermedios: son filamentos compactos (ue se encuentran en las células animales# +o se ramifican y pueden relacionarse con los microto)ulos# %st!n formados por proteinas muy parecidas# Son no contr!ctiles" se encuentran en las células de los tegumentos" como la piel" llenan las células mas superficiales de la piel" (ue son las células muertas" constituyendo la capa mas eterna" impermea)le y protectora# 3ll la protena mas a)undante es la (ueratina# Los no contr!ctiles a)undantes en las prolongaciones de las células nerviosas $neuronas* (ue se conocen como neurofilamentos" se consideran una parte pasiva del citoes(ueleto" contri)uyen a mantener la forma y posición de la celula" algunos pueden intervenir en el transporte de sustancias y en matener fi&os ciertos componentes del citoplasma# 4iferenciaciones de mem)rana: son regiones de la mem)rana plasm!tica adaptadas a diferentes funciones" como la a)sorción $microvellosidades*" la secreción" el transporte de li(uidos" la ad'erencia mec!nica $uniones de ancla&e * entre células o la interacción entre células $uniones comunicantes*# %n los organismos pluricelulares" especialmente los verte)rados las células est!n organizadas en cuatro tipos de te&idos: epitelial" conectivo" muscular" nervioso#
$tam)ién est!n los te&idos linf!tico y sanguneo*# %n general las diferenciaciones de mem)rana aparecen en el te&ido epitelial 6icrovellosidades: son prolongaciones citoplasm!ticas rodeadas de mem)rana" conteniendo finos filamentos de actina" (ue se encuentran en algunas células y (ue permiten aumentar la superficie de la mem)rana para la a)sorción de nutrientes# Uniones intercelulares: permiten la unión de células entre s o )ien entre células y la matriz e.tracelular $material (ue rodea a las células*# ay tres tipos de uniones: - Uniones estrec'as u oclusivas: las células se unen ntimamente formando una capa continua (ue impide el pasa&e de sustancias del e.terior# los epitelios son capas de células (ue separan compartimentos actuando como una )arrera entre ellos" las uniones estrec'as pegan a las células vecinas a esta" la )arrera de permea)ilidad de un epitelio est! definida por dos caractersticas de las uniones estrec'as: impiden a la mayora de las moléculas cruzar el epitelio entre las células9 y mantienen los dominios diferentes de la mem)rana en las células epiteliales# %stas uniones a)razan a las células y funcionan como un cerco para prevenir la difusión de proteinas entre los compartimentos epical y )asolateral contri)uyendo a mantener las diferentes composiciones# - Uniones de ancla&e: permiten la unión mec!nica entre células o entre células y matriz e.tracelular# 3 estas uniones se asocian elementos del citoes(ueleto# %&emplos: desmosomas" 'emidesmosomas y uniones ad'erentes# - Uniones comunicantes: mantienen unidas las células a la vez (ue permiten una comunicación citoplasma-citoplasma entre am)as# +o sellan mem)ranas entre si ni restringen el pasa&e de material entre ellas# %&emplos: uniones gap o ne.us $en eucariontes animales" permiten el acoplamiento eléctrico y meta)olico entre las celulas* y plasmodesmos $en eucariontes vegetales" (ue 'acen lo mismo (ue las anteriores* /omunicación entre las células y su am)iente Las se,ales pueden ser fsicas como las presiones o los cam)ios de temperatura" o (umicas como las moléculas informacionales o se,ales $'ormonas" feromonas" factores de crecimiento" neurotransmisores* cual(uier molecula (ue pueda reci)ir una respuesta regulatoria en una celula# Los organismos unicelulares reci)en información del medio y de otras células# Los pluricelulares tienen una necesidad de comunicarse las células cercanas y distantes para coordinar el tra)a&o# Las células eucariontes tienen un sistema de proteinas (ue permiten responder a se,ales de otras células o del medio en general $receptores de mem)rana y citoplasm!ticos" protena Hinasas" protena fosfatasas" factores de transcripción* Tipos de se,ales (umicas: 'ay células y gl!ndulas secretoras (ue producen una molecula se,al" estas pueden ser paracrinas $actuan cerca de la celula (ue las creo o pueden ser endocrinas $actan a distancia" li)eran sus 'ormonas al torrente sanguneo*# ay sistemas circulatorios (ue pueden llevar estas se,ales" alimento y nutrientes a todos los rincones del organismo# A tam)ién 'ay un sistema en (ue las células llegan directamente al órgano o te&ido (ue de)e reci)ir la información"
son las células nerviosas" la información se transmite de dos maneras diferentes: cuando el contacto entre las mem)ranas plasm!ticas de am)as células es muy intimo el mensa&e se transmite directamente por corrientes eléctricas a)riendo canales ionicos sensi)les a volta&e# A cuando el contacto no es intimo la neurona li)era sustancias (umicas especiales $neurotransmisores* al espacio intracelular el cual se une a receptores de la mem)rana plasm!tica y transmite su información# 2eceptores de mem)rana: las 'ormonas 'idrofilicas $péptidos*" las moléculas de los neurotransmisores y los facores de crecimiento se unen a receptores de mem)rana# ay tres tipos de receptores (ue son proteinas integrales: - 5onotropicos o receptores acoplados a un canal: contienen un canal ionico en su propia estructura" (ue se a)re cuando se une a un neurotransmisor# Son proteinas formadas por varias cadenas proteicas (ue atraviesan varias veces la mem)rana# Son receptores de neurotransmisores y traductores muy rapidos de la se,al# - 2eceptores acoplados a protenas E: son a(uellos capaces de asociarse a una protena de mem)rana (ue liga ET0 $nucleótido trifosfatado* (ue traducir! la se,al por activación o in'i)ición de otra enzima de la mem)rana# Son monomericos y atraviesan ? veces la mem)rana plasm!tica# tienen la caracterstica (ue llevan unida una molécula de E40 $de all su nom)re*# 6ientras tengan el E40 unido permanecen en estado inactivo" pero cuando reemplazan el E40 por ET0 pasan a la forma activa# /uando est!n activas son capaces de activar" a su vez" a una enzima de la mem)rana - Tam)ién el receptor puede tener actividad de enzima o estar asociado a una enzima# Traduccion de la se,al reci)ida por los receptores de mem)rana: $cuadro mac'ete I 'o&a 1J* Las células y su entorno: 0ara cumplir sus funciones vitales las células de)en intercam)iar materia y energa con el medio" esto de)e darse en un conte.to amplio (ue incluye el concepto de información" es decir" las células de)en ser capaces de captar y enviar se,ales al entorno" de manera tal (ue se adapte a las fluctuaciones del medio y llegue a modificarlo# %n los vegetales cada celula esta rodeada de una fuerte pared de celulosa (ue proporciona rigides estructural al con&unto y le permite soportar la presión osmótica (ue acompa,a al meta)olismo de estas especies# %n los animales el entorno de cada celula puede ser conformado por otras células o por matriz e.tracelular $6%*: La matriz e.tracelular es la sustancia (ue ocupa los espacios (ue (uedan entre células# Su consistencia es varia)le de acuerdo a los distintos te&idos $por e&emplo" es el!stica en los cartlagos" muy dura en los 'uesos" gelatinosa en la córnea" etc#*# Tiene una función mec!nica y estructural pero" tam)ién" se relaciona con la regulación de la forma y funciones celulares $como la proliferación" migración y desarrollo*# Sus componentes son: - 0roteoglucanos: son la )ase fundamental de la matriz e.tracelular# 5nmersos en ellos se encuentran los otros componentes# Son polianiones $muy ricos en cargas negativas* por lo cual est!n muy 'idratados" ocupando grandes volmenes# orman geles muy 'idratados (ue funcionan del mismo modo (ue una espon&a em)e)ida en agua: si reci)en presión" se deforman y e.pulsan el agua# Si de&an de reci)ir presión" recuperan la forma original y se re'idratan#
