¡Descarga Historia y características de la biología celular y la reproducción celular y más Diapositivas en PDF de Biología solo en Docsity!
- Inmunización posterior a la mordedura.
HISTORIA DE LA BIOLOGÍA
El término "Biología" fue usado en principio por Antonie de Monet Caballero de Lamarck en su obra "Filosofía Zoológica" y por Treviranus en su obra "Fisiología de la naturaleza viviente" en el año 1802.
ARISTOTELES (384 - 322 A.C). Sostuvo la
teoría de la Generación Espontánea para explicar el origen de la vida.
TEOFASTRO (372 - 287 A.C). Padre de la
Botánica.
HIPOCRATES (460 - 370 A.C.). Padre de la
Medicina, asoció la ética con la profesión.
PLINIO y DIOSCORIDES (23 - 79 D.C.).
Primeros dibujos Botánicos.
GALENO (130 - 200 D.C.). Famoso
fisiólogo de la antigüedad. Primero en usar el método experimental.
AVICENA (980 - 1037 D.C.). Médico y
enciclopedista árabe.
VESALIO (1514 - 1564). Padre de la
Histología.
FABRICIUS (1537 - 1619). Descubre las
válvulas de las venas.
M. SERVET (1509 - 1553). Descubre la
circulación pulmonar o menor.
W. HARVEY (1578 - 1657). Descubre la
circulación aórtica o mayor.
JANSEN. (1580). Inventó el microscopio
compuesto.
DE GRAFF (1641 - 1673). Descubre los
folículos del ovario de mamíferos.
MALPIGHI,( 1 661). Descubre los capilares
sanguíneos y los alvéolos pulmonares.
R. HOOKE, (1665). Descubre las células.
F. REDDI, (1672). Padre de la
Parasitología.
A. LEEWENHOECK , (1674). Padre de la
Protozoología. Observó por primera vez, organismos unicelulares.
HAMM , (1667). Descubre los
espermatozoides.
C. LINNEO , (1735). Padre de la Taxonomía
o Sistemática. Crea la nomenclatura binomial.
L. SPALLANZANI , (1776). Realiza la
primera inseminación artificial en sapos.
FONTANA , (1781). Descubre el nucleolo.
LAMARCK, (1809). Primera Teoría de la
Evolución basada en el "Uso y desuso de los órganos".
R. BROWN, (1831). Descubre el núcleo
celular.
SCHEIDLEN y SCHWAN , (1838).
Propusieron la Teoría Celular.
PURKINJE. Aplicó el término
"protoplasma".
L. PASTEUR, (1859). Creador de la
Microbiología y de la Bacteriología.
C. DARWIN (1809 - 1882). Defiende la
teoría de la Evolución, basada en la Selección Natural, en su obra "El origen de las especies".
G. MENDEL, (1865). Padre de la Genética.
MIESCHER, (1871). Descubre los ácidos
nucleicos.
STRASBURGER , (1875). Descubre la
mitosis.
KÜHNE, (1876). Aplicó el término Enzima.
R. KOCH, (1882). Descubre los agentes
patógenos de tuberculosis, cólera y ántrax.
WALDEYER. Descubre los cromosomas.
GOLGI. Descubre el dictiosoma (o complejo
de Golgi).
H. DE VRIES, (1901). Teoría de las
mutaciones.
JOHANNSEN. Acuña el término "Gen".
STARLING. Emplea el término "Hormona".
BOVERI y MORGAN , (1918). Estudios en
genética.
FUNK, (1911). Aplica el término
"vitamina".
LANSTEINER, (1930). Descubre los
grupos sanguíneos. Padre de la Genética Inmunológica.
BIOLOGÍA
KNOLL y RUSKA , (1931). Construyen el
microscópico electrónico.
DE DUVE, (1949). Aísla los lisosomas.
PALADE, (1952). Descubre los ribosomas.
WATSON y CRICK, (1953). Modelo
helicoidal del ADN.
SINGER y NICHOLSON, (1972). "Modelo
mosaico fluido" de la membrana celular.
BIOLOGÍA Y MEDICINA.
Aristóteles: Padre de la Zoología (también
se le considera: Padre de la Biología).
Lamarck: Propuso el término “Biología”.
R. Bacon: El fraile de la ciencia
experimental. Fue el primero en afirmar que el razonamiento nada prueba, todo depende de la experiencia.
Hipócrates: Padre de la Medicina. “Ética”.
Galeno: Príncipe de los médicos.
ELEMENTOS Y MOLÉCULAS
Henry Cavendish: En 1781 el químico
británico sintetizó agua detonando una mezcla de hidrógeno y aire.
Laurent de Lavoisier: Francés, el agua no
era un elemento sino un compuesto de oxígeno e hidrógeno.
Gay-Lussac y von Humboldt:
Demostraron la estructura del agua.
Fisher: Descubrió a los carbohidratos.
Berzelius: Descubrió a las proteínas.
Miescher: Descubrió a los ácidos nucleicos.
Ochoa y Kornberg: Sintetizan ácidos
nucleicos in vitro.
Watson y Crick: Modelo en doble hélice del
ADN.
Kuhne: Descubrió a las enzimas.
Funk: Descubrió a las vitaminas.
Starling: Descubrió a las hormonas.
MICROBIOLOGÍA
Janssen: Inventa el Microscopio
Compuesto.
Knoll y Ruska: Inventan el Microscopio
electrónico.
Malpighi: Observa los capilares
sanguíneos. Fundador de la Histología (Anatomía microscópica).
Pasteur: Padre de la Microbiología.
Vesalio: Padre de la Histología. (Anatomía
microscópica o Microanatomía).
Henle: Padre de la Histología moderna.
CITOLOGÍA
Robert Hooke: “Padre de la Citología”.
Descubre la célula (Seudocélula) al observar en la estructura del corcho y a esas cavidades a manera de celdilla le llamó Célula (Erradamente). Se le recuerda porque introdujo el término célula.
Creu y Malpighi: Encontró cavidades en
varias plantas, “vesículas” o “utrículo”.
Mirbel: Dijo que el descubrimiento de
Malpighi eran “Células Vegetales”.
Lamarck: Basándose en los
descubrimientos anteriores dijo que todos los seres vivos tenían células.
Virchow: “Omnis cellula e cellula”, toda
célula proviene de otra preexistente. “Padre de la Patología Moderna”.
Schleiden y Schwan: Enuncian la teoría
celular (El primero en vegetales y el segundo en animales).
Singer y Nicholson: Modelo mosaico fluido
de la membrana celular.
Overton: Modelo simple (Delgada capa de
lípidos).
Danielli y Davson: Modelo del
emparedado (Dos capas de lípidos entre dos capas de proteínas).
Roberton: Unidad de membrana
“Trilaminar” (Dos capas externas de proteínas y una capa al medio de lípidos).
Strasburger: Nombró al “Citoplasma” y
“Nucleoplasma”. Describió la “Mitosis”
Corti: Descubre la Ciclosis Citoplasmática.
Ductrochet y Dujardín: Teoría Globular.
Contenido celular “Sarcodio”.
Purkinje y Von Mohl: Sustituye el término
“Sarcodio” por el “Protoplasma” para designar así a la materia viva.
Hertwing: Emite la “Teoría
Protoplasmática”.
Boveri y Van Benden: Descubren el
Centriolo.
De Duve: Descubre el “Lisosoma” y el
“Peróxisoma”.
Benda: Nombró a las “Mitocondrias”.
Kolliker: Descubrió las “Mitocondrias”.
Altman: “ Mitocondrias” es igual a
“Bioblastos” (Respiración celular).
Palade. Descubrió a los Ribosomas.
Verati: Descubre el “Retículo sarcoplasmá-
tico”.
Golgi: Describió el “Complejo De Golgi”.
Brown: Descubre el Núcleo Celular.
Fontana: Descubre el “Nucleolo”.
REPRODUCCIÓN CELULAR.
Fleming: Acuñó el término “Mitosis” y
descubrió la “Cromatina”.
Strasburger: Describió la “Mitosis”.
Weismann: Describió la “Meiosis”.
NUTRICIÓN CELULAR
Krebs: Describió el ciclo del ácido cítrico
(Respiración).
Calvin y Benson: Describieron el ciclo del
C3 (Fotosíntesis). Se llama también así a la fase oscura.
3. CIENCIAS QUE SE RELACIONAN CON LA
BIOLOGIA:
La Biología por ser una ciencia muy amplia, se relaciona con muchas disciplinas. Necesita del auxilio de otras ciencias como: Matemáticas, Química, Física, Geografía, Geología.
DIFERENCIA ENTRE MATERIA VIVA Y LA MATERIA INERTE: El ser vivo:
Presenta una estructura material compleja. Una estructura química definida y ácidos nucleicos. Presenta ciclo de vida (vital). Cumplen funciones vitales; crecimiento, nutrición (Metabolismo). Responden a estímulos: irritabilidad.
NIVELES DE ORGANIZACIÓN DEL SER
VIVIENTE
- Nivel molecular: Único nivel abiótico.
- Nivel Celular: Primer nivel biótico.
- Nivel Tisular: Tejidos.
- Nivel Orgánico: Órganos.
- Nivel Sistema Orgánico: Sistemas y aparatos.
- Nivel Organismo: Individuo.
- Nivel Población: Una especie.
- Nivel Comunidad: Varias especies que comparte un medio. Marina o terrestre.
- Nivel Ecosistema: Bióticos más abióticos.
- Nivel Biósfera: El universo.
BIOELEMENTOS - AGUA - SALES MINERALES
PROTOPLASMA: De las voces griegas "Proto"=primero; "Plasma" = formación. Es la materia viva que forma a los seres vivos. Es un sistema complejo de iones, moléculas y partículas que constituyen la materia viviente. Su composición química comprende:
a. Bioelementos : Primarios, secundarios y oligoelementos. b. Biomoléculas inorgánicas: Agua y sales minerales. c. Biomoléculas orgánicas : Carbohidratos, lípidos, proteínas, ácidos nucleicos y biocatalizadores.
BIOELEMENTOS O ELEMENTOS BIOGENESICOS Elementos químicos que forman parte de los seres vivos. De todos los elementos que se hallan en la corteza terrestre, más o menos unos 25 son
componentes de los seres vivos. De acuerdo a su abundancia se agrupan en tres categorías:
I) Bioelementos primarios o principales: C, H, O, N, P Son los elementos mayoritarios de la materia viva, constituyen el 95 a 99% de la masa total. Al C, H, O, N se le llaman organogenéticos.
Bioelemento Símbolo Porcentaje Carbono C 18% Hidrógeno H 10% Oxígeno O 65% Nitrógeno N 3% Fósforo P 1,1%
II. Bioelementos secundarios : Ca, S, Mg, Na, K, Cl En menor cantidad en los seres vivos (en una proporción del 4,5%), son imprescindibles para las funciones vitales. Se requieren en la dieta en cantidades mayores de 100 mg/día.
Bioelemento Símbolo Porcentaje Calcio Ca 1,93% Azufre S 0,25% Magnesio Mg 0,05% Sodio Na 0,15% Potasio K 0,35% Cloro Cl 0,15%
III. Oligoelementos: También llamados Microelementos o Trazas. Elementos químicos que están presentes en los organismos en forma vestigial, pero que son indispensables para el desarrollo armónico del organismo.
Bioelemento Símbolo Hierro Fe Manganeso Mn Cobre Cu Zinc Zn Flúor F Yodo I Silicio Si Cromo Cr Cobalto Co Selenio Se Molibdeno Mo Litio Li
Algunos elementos se les encuentran unidos a moléculas orgánicas, y se les llama Conjugados. Ejemplo: Mg en clorofila, Fe en hemoglobina, Cu en Citocromos, Hemocianina.
BIOMOLÉCULAS
Sustancias inorgánicas y orgánicas que constituyen las células y tejidos de los seres vivos. Se pueden obtener por medios físicos (filtración, disolución, precipitación). Pueden ser:
a. Biomoléculas inorgánicas: Agua y sales minerales. b. Biomoléculas orgánicas: Carbohidratos, Lípidos, Proteínas, Acido nucleicos, Biocatalizadores (Enzimas, Vitaminas, Hormonas). c. Biomoléculas inorgánicas d. Agua: Compuesto más abundante del protoplasma. En los seres vivos varía del 5
- 95% del peso, de acuerdo a la actividad metabólica y edad. Grano de cebada : 5 - 16% Esmalte dentario y huesos : 20% Músculos : 75% Células cerebrales : 85% Medusas y ciertas algas : 95% Embrión humano : 90 - 95% Hombre adulto : 70 - 75%
A. FUNCIONES BIOLÓGICAS DEL AGUA:
Principal disolvente biológico. Medio de transporte de sustancias intra y extracelulares. Lubrica órganos y membranas. Medio de reacciones bioquímicas y participa activamente en ellas. Regula los cambios bruscos de temperatura.
B. CLASIFICACIÓN BIOLÓGICA DEL AGUA:
El agua se distribuye en el organismo de la siguiente manera:
- Agua intracelular : Dentro de las células, el más abundante, 2/3 (60 - 67% ) del agua corporal. Agua libre: (95%) Es usada como medio dispersante del protoplasma, solvente de solutos y medio de reacciones bioquímicas. Se convierte en hielo a bajas temperaturas. Agua ligada: (5%) Aquellas que rodea a los coloides de las proteínas (por uniones hidrógeno y otras fuerzas), comprende al agua inmovilizada en las estructuras fibrosas de las macromoléculas. No se convierte en hielo a bajas temperaturas. Agua metabólica: Se forma en las reacciones metabólicas (ej. Síntesis de biomoléculas). Se convierte en hielo a bajas temperaturas. Algunos organismos
(camello, camaleón) transforman el alimento en agua metabólica.
- Agua extracelular: Fuera de las células, 1/3 (30 - 33%) del agua corporal. Puede ser: a. Agua Intersticial : En el intersticio, fuera de los vasos (líquido sinovial, cefalorraquídeo, etc.), hay unos 11 - 12 litros. b. Agua Vascular : Dentro de los vasos, hay unos 2 - 3 litros. c. Pérdida de agua: El agua se elimina a través de la piel (transpiración), pulmones (respiración), aparato gastrointestinal (defecación) y riñones (orina).
Algunos organismos en condiciones desfavora-bles pierden agua para transformarse en formas resistentes como Protozoarios (forman quistes), Bacterias (forman esporas).
SALES MINERALES: Compuesto inorgánicos que se encuentran en los líquidos intra o extracelulares, en bajas concentraciones pero constantes, su elevación o déficit produce trastornos. Pueden ser:
a. Sales disueltas : se encuentran disueltas en el protoplasma formando iones.
- Cationes : iones positivos. Ej. Na+ (extracelular), K+^ (intracelular), Ca+2.
- Aniones : iones negativos. Ej. Cl-^ (extracelular), PO-3^ (intracelular), HCO 3 - , SO 4 -2.
b. Sales precipitadas: se encuentran formando estructuras sólidas dentro y fuera de la célula.
- Ca(PO 3 ), fosfato cálcico, en huesos.
- Ca(CO 3 ), carbonato cálcico, en dentina del diente y caparazón de moluscos y crustáceos.
- Si 2 O 3 , en espículas de ciertas esponjas. Las concentraciones de sales minerales en los organismos varía de acuerdo a su hábitat, por ej. organismos marinos, 3,4%; vertebrados de agua dulce, 1,3%; invertebrados terrestres y de agua dulce, 0,7%; vegetales, 2,5%.
Funciones de las sales minerales:
- Forma parte de estructuras de protección (exoesqueltos, huesos, paredes celulares).
- Mantiene el equilibrio ácido base (pH, potencial de hidrógeno) del organismo.
- Regula la presión osmótica de la célula, controlando el intercambio de sustancias intra y extracelulares (regula el volumen celular).
- Mantiene el potencial eléctrico (distribución de iones cargados), necesarios para las
SEMANA 0 2
Poseen en su cadena carbonada solamente enlaces simples. En grasas sólidas (mantequilla, cera, cebos).
N° C N. COMUN N. IUPAC
4 Butírico Butanoico 6 Caproico Hexanoico 8 Caprílico Octanoico 10 Cáprico Decanoico 12 Laúrico Dodecanoico 14 Mirístico Tetradecanoico 16 Palmítico Hexadecanoico 18 Esteárico Octadecanoico 20 Aráquico Icosanoico
El ácido Palmítico y Esteárico son los más importantes.
b. Ácidos grasos insaturados : Poseen dobles enlaces en su cadena carbonada. En grasa líquidas (aceites).
N° C N° Enlac. Dobl. NOMBRE 18 1 Oleico 18 2 Linoleico 18 3 Linolénico 20 4 Araquidónico A los ácidos Linoleico, Linolénico y Araquidónico se les llama esenciales.
B. ALCOHOL: Glicerol : Glicerina o propanotriol. En triglicéridos. Alcoholes superiores : como Alcohol Cetílico (16C). Forma ceras.
II. FUNCIONES:
- Reserva: Fuente de energética más importante. Un gramo de lípido produce 9,3 kilocalorías.
- Estructural: En membranas celulares, tejido adiposo, es aislante térmico y eléctrico.
- Biocatalizadora : Regula reacciones químicas (vitaminas lipídicas, hormonas esteroideas y las prostaglandinas).
- Transporte : de lípidos en sangre.
III. PROPIEDADES:
a. Insolubles en agua, solubles en solvente orgánicos no polares (éter, cloroformo, benceno). b. Menor densidad que el agua. c. Su punto de fusión aumenta con el número de átomos de carbono. d. Por hidrólisis dan ácidos grasos y glicerol. e. Por saponificación: forman sales alcalinas (jabones) y glicerol. f. Por hidrogenación (endurecimiento), los aceites se transforman en cebos (grasas sólidas).
g. Por oxidación sufren el fenómeno de rancidez. h. Se descomponen a altas temperaturas formando compuestos cíclicos tóxicos (ejemplo: Acroleína).
IV. CLASIFICACIÓN: Se clasifican en Lípidos Simples, Compuestos y Seudolípidos. A. LÍPIDOS SIMPLES : Formados por ácidos grasos y alcohol.
- ACILGLICÉRIDOS : Ácidos grasos + glicerol. Llamados grasas neutras (10% del peso en mamíferos). o Triglicéridos: glicerol + 3 ácidos grasos.
- CERAS : Ácidos grasos + alcoholes de cadena larga. o Ceras vegetales : cutina y suberina en hojas, frutos. o Ceras animales : cera de abeja, espermacetti (en encéfalo del cachalote y grasa de cetáceos), cera del oído, lanolina en lana y plumas.
B. LÍPIDOS COMPUESTOS: Ácidos grasos
- alcohol y otro compuesto químico.
- FOSFOLÍPIDOS : o fosfátidos. Incluyen ácido fosfórico y una molécula orgánica. Constituyentes de membranas celulares.
- ESFINGOLÍPIDOS : Contienen una molécula de esfingosina (amino- alcohol) que reemplaza al glicerol.
o Esfingosina + ácido graso = ceramida. o Esfingomielina : en vaina mielínica. o Cerebrósidos (glucoesfingolípido): En tejido nervioso, superficie de glóbulos rojos. o Gangliósidos (glucoesfingolípido): En tejido nervioso, membranas celulares.
- LIPOPROTEÍNAS : Contienen una fracción proteica o apoproteína. En plasma sanguíneo cumplen función de transporte.
C. SEUDOLÍPIDOS : Lipoides o lípidos derivados.
- TERPENOS : o Aceites esenciales de plantas o Pigmento o Carotenoides: absorben la luz. o Carotenos: caroteno (precursor de Vitamina A, en zanahorias). o Carotenoles o Xantonfilas: color amarillo. Luteol (huevo, mantequilla, flores amarillas), zeaxantol (maíz amarillo), fucoxantol (algas pardas).
o Vitamina A (retinol), E (tocoferol) y K (fitomenadiona).
- ESTEROIDES : o Colesterol (solo en tejido animales) y derivados, ácidos biliares. o Hormonas esteroides: andrógenos, estrógenos, progesterona, adrenales corticales. o Ecdisona (en insectos), giberelinas (en plantas). o Ergosterol en levaduras, mohos, cornezuelo del centeno, es precursor de Vitamina D (calciferol).
- PROSTAGLANDINAS: Derivados del ácido araquidónico. Descubiertos por Von Euler en líquido seminal. Funcionan como hormonas locales, regulan la secreción gástrica, presión sanguínea, aparición de la fiebre en infecciones, procesos inflamatorios, contracción muscular, parto y aborto. Los Tromboxanos regulan la coagulación sanguínea y cierre de las heridas.
PROTEÍNAS PRÓTIDOS (Mulder - Berzelius) Berzelius 1938. "Proteios": Primero. Llamados prótidos. Sustancias formadas por Carbono, Hidrógeno, Oxígeno y Nitrógeno. Son polímeros de aminoácidos. Constituyen el 50% del peso de la célula. En todos los fluidos corporales excepto orina y bilis.
I. AMINOÁCIDOS: Poseen un grupo amino (-NH 2 ) y un grupo carboxílico (-COOH) unidos a un carbono.
A) COMPOSICIÓN:
- R: Radical, cadena carbonada.
- COOH: Grupo carboxílico.
- NH 2 : Grupo amino.
- C: Carbono alfa. H | H 2 N ------ C ------ COOH | R Existen aproximadamente 300 aminoácidos, solo 20 constituyen proteínas y se les llama aminoácidos naturales. Los aminoácidos naturales son de la forma L-a - aminoácidos. El aminoácido más simple es la Glicina o Glicocola (R= H), luego le sigue la Alanina (R= CH 3 ). Los aminoácidos naturales (20) se dividen en esenciales (10) y no esenciales (10).
ESENCIALES NO ESENCIALES
No son sintetizados por el hombre,
Son sintetizados por el hombre a partir
necesita ingerirlos en la dieta.
del nitrógeno ingerido. Arginina* Fenilalanina Histidina* Isoleucina Leucina Lisina Metionina Treonina Triptófano Valina
Ac. Aspártico Ac. Glutámico Alanina Asparogina Cisteína Glicina Glutamina Prolina Serina Tirosina
II. PEPTIDOS:
Es la unión de dos o más aminoácidos por enlace peptídico. Dipéptido : dos aminoácidos Tripéptido : tres aminoácidos Oligopéptido : <10 aminoácidos Polipéptido : >10 aminoácidos Proteína : 20 o 80 a más aminoácidos
III. ENLACE PEPTIDICO: PROPIEDADES :
- Son de alto peso molecular. La proteína más pequeña es la insulina ( 700 UMA, 51 aminoácidos), la más grande es la cápside del virus del mosaico del tabaco (6 millones de UMA).
- La difusión de proteínas es lenta. No hay diálisis (paso) de proteínas a través de las membranas biológicas.
- Son de naturaleza altamente específica, ej. Enzimas, Anticuerpos.
- La proteína pierde la organización de su estructura secundaria, terciaria o cuaternaria por: calor, pH extremos, etc. perdiendo su actividad biológica (Desnaturalización).
- Solubilidad variable de acuerdo al tipo de proteína: solubles al agua (albúminas, histonas) o insolubles al agua (globulinas, escleroproteínas), solubles en alcohol (prolaminas), etc.
IV. CLASIFICACIÓN: De acuerdo a su composición las proteínas se clasifican en Proteínas Simples y Proteínas Conjugadas. A. PROTEÍNAS SIMPLES : Compuestas solo por aminoácidos.
a. ALBÚMINAS : Globulares. o Ovoalbúmina, en clara de huevo, Seroalbúmina, en suero sanguíneo.
La Arginina y la Histidina son sintetizadas en el adulto.
IV. FUNCIONES :
Intervienen en la división celular y transmisión de caracteres hereditarios (ADN). Síntesis de proteínas (ARN).
V. TIPOS DE ÁCIDOS NUCLEICOS : Son de dos tipo ADN (ácido desoxirribonucleico) y ARN (ácido ribonucleico).
1. ADN: En el Núcleo forma los Cromosomas, también en Citoplasma (Mitocondrias y Cloroplastos). Estructura : tridimensional, Modelo de la Doble Hélice. - Modelo de Watson y Crick. - Formado por Adenina, Guanina, Citosina y Timina, desoxirribosa y ácido fosfórico. - Dos cadenas (Bicatenario), complemen-tarias, enrolladas en hélice. - Las cadenas se unen por la bases nitrogenadas, mediante puentes de hidrógeno: A = T y G C. - Diámetro: 2nm. Con giros de 3,4 nm (cada 10 pares de bases).
Funciones :
- Lleva la información genética.
- Dirige las actividades de la célula.
- Controla la división celular.
El azúcar y el grupo fosfato son las columnas de la cadena de ácido nucleico. Las Bases Nitrogenadas determinan los caracteres hereditarios.
TIPOS DE ADN:
VIRUS PROCARIOTAS EUCARIOTAS
Cadena
única
Cadena
doble
Cadena doble
Circular Enrollado Enrollado
Desnudo Desnudo Unido a Proteínas
(Histonas)
formando
Nucleosomas.
REPLICACIÓN DEL ADN:
Ocurre en la Interfase. Comprende 3 fases:
o INICIACIÓN : El ADN se desenrolla y comienza a separarse. o ELONGACIÓN: Las cadenas se alargan y se separan, cada cadena sirve como molde para sintetizar otra cadena complementaria. Una se sintetiza continuamente y la otra en segmentos (discontinua). o TERMINACIÓN : Separación de las dos moléculas hijas.
Cada molécula hija tiene la mitad de la molécula madre (SEMICONSERVADOR).
- ARN: Formado por Adenina, Guanina, Citosina y Uracilo, Ribosa y Ácido Fosfórico Existen tres tipos de ARN celular:
ARNm ARNt ARNr Nombre Mensajero, matricial Transferencia, soluble Ribosómico Cantidad 5-10% 10-15% 80-90% Caract. Se forma en el núcleo Estructura lineal. De vida breve. Posee los codones.
Estructura en forma de hoja de trébol. Lleva el anticodón. Es específico para cada aminoácido.
Forma los ribosomas unido a proteínas. Junto ARNm forman polisomas en la síntesis de proteínas. Función Lleva la información genética del núcleo al citoplasma en los codones.
Transfiere los aminoácidos en la síntesis de proteínas.
Dirige la síntesis de proteínas junto con el ARNm.
A la formación de ARNm se le conoce como TRANSCRIPCIÓN, y a la síntesis de proteínas como TRADUCCIÓN.
ESTRUCTURAS SUBCELULARES: LOS VIRUS
I. DEFINICIÓN:
Son sistemas acelulares (no son células), descubiertas por Ivanowsky (1892) al estudiar la enfermedad conocida como el mosaico de tabaco. Los virus son capaces de infectar a la mayoría de los invertebrados, vegetales y bacterias.
II. CARACTERÍSTICAS GENERALES : Agente infeccioso más pequeño, 20 - 25nm (Parvovirus) hasta 300-400nm. (Poxvirus). Parásitos intracelulares obligados, no tienen actividad metabólica fuera de la célula (estructuras inertes). Visibles solo por microscopía electrónica. No presentan organelos, pero si algunas enzimas. La partícula básica de un virus recibe el nombre de virión, que constituye la partícula infecciosa.
III. ESTRUCTURA :
1. Cápside : Envoltura de naturaleza proteica que rodea al genoma viral. Su función, es la protección contra la inactivación de agentes químicos y físicos. Participa en la adhesión o fijación del virus a la célula huésped y proporciona la simetría estructural al virus: Icosaédrica o Helicoidal. La cápside está formada por unidades morfológicas llamadas Capsómeros (grupo de polipéptidos) y estos a su vez por unidades estructurales llamados **Protómeros.
- Genoma:** Puede ser ADN o ARN, nunca los dos simultáneamente, este ácido puede ser de tira única o tira doble. La mayor parte de los virus de origen vegetal son ARN de tira
única, en cambio los virus de origen animal son mayormente ADN de tira doble.
3. Envoltura o Cubierta: Es una envoltura externa que cubre a la nucleocápside, está constituida por 2 capas lipídicas y por una de Glucoproteínas. Los virus que presentan envoltura se les denomina virus cubiertos y los que no las presentan, desnudos.
Virión.- Partícula viral completa infectante, que en algunos casos (adenovirus, papovirus, picoravirus) puede ser idéntica a la nucleocápside. En viriones más complejos (herpesvirus, ortomixovirus) incluye a la nucleocápside más una envoltura circundante.
Mosquito Aedes aegypti
ESQUEMA DEL VIRUS DEL DENGUE
BATERIÓFAGO
SEMANA 0 3
AGENTE TRANSMISOR DEL
VIRUS DEL DENGUE
2. Por su tamaño :
- Macroscópicas: Aquellas que se aprecian a simple vista. Ejemplo: Las fibras musculares, yema del huevo, fibras vegetales, etc. - Microscópicas: Aquellas que se observan con ayuda del microscopio, siendo la unidad de medida la micra (10-3^ mm.). Ejemplo: Eritrocitos (7.5 u); leucocitos (12). La célula más pequeña es el micoplasma (PPLO).
3.- Por su estructura y complejidad :
- Procariota: Células simples sin membrana nuclear, ni organelos citoplasmáticos, excepto ribosomas.
- Eucariota: Células complejas con núcleo.
DIFERENCIAS ENTRE PROCARIOTAS Y EUCARIOTAS
CARACTERÍST. PROCARIOTAS EUCARIOTAS
Tamaño 1 a 10 um. 10 a 100 um. ADN Desnudo Asociado a proteínas(Histonas) Carioteca Ausente Presente Respiración Mesosomas Mitocondrias
Pared celular
Cianobacterias: celulosa, hemicelulosa y pectina. Bacterias: Peptidoglucano
Plantas: Celulosa, hemicelulosa y pectina. Hongos: Quitina Membrana celular Presente Presente
Organelos Ausentes, excepto ribosomas(70S)
Presentes Ribosomas (80S) Representantes Reino monera (bacterias y cianobacterias).
Reino protista, fungí, vegetal y animal. División Asexual: fisión binaria Mitosis y meiosis Cromosomas Único Múltiples
CÉLULA PROCARIOTA
I.- Bacterias .- Son el grupo más estudiado y más conocido del grupo de los procariotas.
Clasificación
1. Según su forma: a) Cocos .-Forma esférica, tienden a formar grupos Según sea el plano de división celular, así tenemos: - Diplococo: Cocos unidos en pareja. Ejm: Neisseria gonorrhoeae. - Estafilococos.- Cocos dispuestos en racimos o masas irregulares. Ejm: Staphylococcus aureus. - Estreptococos.- Cocos dispuestos en cadena. Ejm: Streptococcus pyogenes. - Micrococos.- Aquellos después de la división celular se disgregan y que no forma grupos. Ejm: Micrococcus roseus.
b) Bacilos: También llamados bastones. Ejm: Bacillus subtilis. Existen formas intermedias entre cocos y bacilos, son bacilos con extremos redondeados. Ejm: Escherichia coli.
Observación de tres diferentes células
- Glóbulos rojos, 2. Glóbulos blancos, y 3. Esporozoito del Protozoo Plasmodium vivax invadiendo una célula roja.
c) Espirilos .- Son bacilos largos en forma de espiral. Ejemplo: Helycobacter pilory. Otros tienen varias espiras y se les llama ESPIROQUETAS. Ejm: Treponema pallidium.
d) Pleomórficos: Sin forma. Ejemplo: Bacilo de Koch, Bacilo de Hamsen, Micoplasmas.
2. Según su movilidad: Las bacterias presentan movilidad por flagelos, los que varían en número y posición, así tenemos: - Bacterias Àtricas: Aquellas que no presentan flagelos. Ejm: Bordetella pertusis - Bacterias Monótricas: Presentan un solo flagelo. Ejm: Pseudomonas aureginosa. - Bacterias Lofótricas: Presentan más de un flagelo en un extremo. Ejm: Pseudomona sp. - Bacterias Anfítricas: Presentan un mechón de flagelos a ambos lados. - Bacterias Perítricas: Flagelos alrededor de toda la célula. Ejm: Proteus vulgaris. 3. Según su nutrición. a) Autótrofas: Fabrican su propio alimento. Pueden ser : FOTOSINTÉTICAS (Bacterias purpúreas), o QUIMIOSINTÉTICAS (Thiobacillus).
b) Heterótrofas: Se alimentan de otros organismos. Pueden ser: Saprofitas (viven a expensas de compuestos orgánicos del medio); Parásitas (viven a expensas de un hospedero).
4.- Según su respiración : a) Aerobias: Las que necesitan oxígeno. Ejm: Mycobacterium tuberculoseae. b) Anaerobias: Desarrollan en ausencia de oxígeno, y utilizan nitratos y sulfatos, para metabolizar sus nutrientes. Ejm Clostridium tetani c) Capnófilas: Que requieren un 5-10% de CO 2. Ejm: Neisseria sp. d) Microarófilas: Que requieren solo el 1% de oxígeno para desarrollar. Ejm Lactobacillus sp. e) Anaerobios Facultativos: Que se pueden desarrollar en presencia o ausencia de oxígeno. Ejm: Escherichia coli.
5) Según su temperatura .- a) Psicrófilas: Se desarrolla a 2-10ºC. Ejm: Pseudomonas sp. b) Mesófilas: Se desarrollan a 37ºC.Ejm: Bacterias patógenas. c) Termófilas: Se desarrollan a 50-55ºC. Ejm: Streptococcus temophilus.
e) Termodúricas: Llamadas también termorresistentes, son bacterias mesófilas que soportan temperaturas de 50-60ºC. Ejm: Clostridium sp.
Estructura Bacteriana :
1. Pared celular .- No celulósica. Constituido por peptidoglucano y ácido murámico. Mantiene la forma de la bacteria frente a las variaciones de presión osmótica. 2. Membrana celular .- Semipermeable, en la cara interna presenta unos pliegues llamados MESOSOMAS que incrementan la superficie de la membrana, sirve para sujetar al cromosoma bacteriano(ADN), y poseen gran cantidad de enzimas, para la respiración, fotosíntesis y la asimilación de nitrógeno en bacterias nitrificantes. 3. Nucleoide, Cromosoma bacteriano: Enclavado en el citoplasma manteniéndose unido a través del mesosoma. El ADN bacteriano es una doble hélice filiforme y circular nunca se une a proteínas básicas. Además de los cromosomas, existen unas moléculas de ADN pequeñas llamadas PLASMIDOS que también tienen información genética, información sexual y resistencia a antibióticos. 4. Genóforo: Cromosoma con ADN sin histonas 5. Flagelos: Órganos de locomoción constituido por proteínas. 6. Fimbrias: Filamentos rígidos de naturaleza proteica, no asociados a la locomoción, más delgados que los flagelos. Algunos participan en la adherencia de las bacterias a las células hospederas, y otras intervienen en la formación de canales de transferencia de ADN (plásmidos) en forma unidireccional en un proceso denominado conjugación. 7. Citoplasma: No presenta organelos a excepción de los ribosomas, también presenta gránulos de almacenamiento, que son de tres tipos: De glucógeno: Reserva de carbohidratos. Poli B- hidroxibutírico: Reserva de lípidos. Gránulos de Volutina: Son polifosfatos que reciben el nombre de Gránulos de Babes – Ernst. 8. Cápsula: Capa mucilaginosa por fuera de la pared celular de naturaleza polisacárid o a excepción de Bacillus anthracis que es de naturaleza polipeptídica. La cápsula constituye antígenos y factores de virulencia, su función es antifagocítica.
CÉLULAS EUCARIOTAS
Constituida por tres partes fundamentales: Membrana celular, citoplasma y núcleo.
Esquema de una célula típica de las plantas verdes, con su pared rígida de celulosa, cloroplastos para una fotosíntesis y una gran vacuola, otros orgánulos que también poseen las células animales.
I. MEMBRANA CELULAR: Llamada también
Membrana Plasmática, Plasmalema o Plasmatolema. Es una delgada lámina de naturaleza lipoproteína.
1. COMPOSICIÓN QUÍMICA .- a) Lípidos :
- Fosfolípidos: cefalinas, lecitinas y esfingomielinas.
- Glucolípidos: cerebrósidos.
- Colesterol.
b) Proteínas:
- Proteínas Intrínsecas o integrales: Representa el 70% del total, son insolubles. - Proteínas Extrínsecas o periféricas: Representa el 30%, son solubles.
c) Carbohidratos.
2.- Modelos Molecular de las Membranas:
a) Modelo Simple (Overton). Sostuvo que la
membrana plasmática está compuesta por una delgada capa de lípidos.
b) Modelo de Emparedado (Danielli y
Davson). La membrana plasmática contiene una bicapa de lípidos con proteínas adheridas a ambas interfases.; es decir 2 capas de lípidos al centro y 2 capas de proteínas protegiendo a los lípidos.
c) Modelo de Unidad de Membrana
(Robertson) La membrana presenta una estructura trilaminar, con 2 capas externas de proteínas y una de lípidos en el medio.
d) Modelo del Mosaico Fluido (Singer y
Nicholson). La membrana está formada por una doble capa de heterolípidos, a las que se adosan moléculas proteicas intercaladas.
3. Funciones:
- Permeabilidad selectiva.
- Mantiene estable la presión osmótica.
- Sirve como límite de separación entre el líquido intracelular y extracelular.
- Actúan como receptores hormonales, inmunológicos y sinápticos. 4. Permeabilidad selectiva: Transporte de Membrana. 1. Transporte Pasivo: Se realiza sin gasto de energía, se da a favor de la gradiente de concentración. - Difusión: Proceso mediante el cual se expande un gas o un soluto en una solución. - Osmosis: Es la difusión de las moléculas del solvente a través de una membrana semipermeable. - Diálisis: Paso de partículas de soluto a través de una membrana semipermeable. 2. Transporte Activo .- Se realiza con gasto de energía, en contra de la gradiente de concentración.
- Endocitosis: Proceso por el cual la célula engloba sustancias a su interior.
- Fagocitosis.- Incorporación de partículas sólidas.
- Pinocitosis.- Incorporación de sustancias líquidas.
- Exocitosis: Llamada también emecitosis o vomito celular. Proceso por el cual la célula elimina sus productos de desecho.
- Bomba Sodio Potasio: Transporte de 3 iones de sodio (3 Na+) al exterior de la célula en contra de la gradiente de concentración, y al mismo tiempo bombea 2 iones de potasio ( K+) desde el exterior al interior en contra de la gradiente de concentración. Esto se observa en la conducción del impulso nervioso.
II. CITOPLASMA: Región entre la membrana celular y el núcleo. Se presenta como una sustancia translúcida de naturaleza coloidal formada por el hialoplasma y los organelos citoplasmáticos.
1.- Hialoplasma .- Medio acuoso de naturaleza coloidal, sus componentes fundamentales son:
a) Fase dispersante: Agua. b) Fase dispersa: Sustancia orgánicas, inorgánicas, activas, energéticas y ergásticas. El hialoplasma al microscopio electrónico presenta microtúbulos y microfilamentos.
- Microtúbulos: Forma los cilios, flagelos y centríolos, a base de la proteína tubulina.
- Microfilamentos: Formado por actina y miosina, troponina y tropomiosina. Participan en ciclosis y movimiento ameboideo.
Propiedades del Hialoplasma :
- Movimiento Browniano: Movimientos de micelas coloidales en zig zag, por acción de la energía cinética de sus moléculas. - Efecto Tyndall: Es la desviación que sufre un rayo luminoso o haz de luz al incidir con micelas de un sistema coloidal. - Tixotropía: Capacidad del citoplasma de cambiar de estado, de plasmagel a plasmasol. 2. Organelos citoplasmáticos
ORGANELOS MEMBRANOSOS:
a) Retículo endoplasmático: Es una red de sacos aplanados, tubos y canales membranosos conectados entre sí. Se divide en: Liso: Carece de ribosomas, sintetiza fosfolípidos, triglicéridos, hormonas esteroides, participa en la detoxificación de la célula.
Rugoso: Presenta ribosomas adheridos a su superficie externa, sintetiza proteínas, las cuales son transportadas al exterior.
b) Complejo de Golgi .-Es un sistemas de báculos discoidales asociados con túbulos y vesículas secretoras que forman las unidades llamadas “Dictiosomas”.
Funciones: Secreción de albúminas, enzimas, polisacáridos. Síntesis de mucopolisacáridos y glucoproteínas. Forma lisosomas, vacuolas, acrosoma (espermatozoide). Formación de la pared celular.
c) Mitocondrias: Organelo que presenta doble membrana, una externa lisa y otra interna con pliegues. Contiene ADN, ribosomas
h) Glioxisomas .- En células vegetales. Funciones
- Participa en el metabolismo de los lípidos (los transforma en azúcares).
ORGANELOS NO MEMBRANOSOS a) Ribosomas .- Llamados gránulos de Palade, son partículas formados por ARN. Función:
b) Centríolo .- En células animales, visible durante la división celular por mitosis o meiosis.
Funciones: Forma estructuras de algunos órganos de locomoción, como cilios y flagelos.
III.-Núcleo .-Región generalmente central, de forma variable aunque la mayoría de veces es esférica u ovoide, puede ser único o pueden ser varios (tejido hepático y muscular). El núcleo contiene el material genético que regula el metabolismo y la reproducción. Está formado por:
1. Envoltura nuclear: Llamado carioteca, separa el núcleoplasma del hialoplasma y se comunica con el retículo endoplasmático.
Regula el intercambio de sustancias entre el núcleo y el citoplasma y viceversa.
2. Nucleoplasma: Llamado jugo nuclear o cario plasma. Sus funciones son: Mantener suspendidos a los organelos nucleares (red nuclear y nucleolo) y actuar como medio donde se produce la síntesis de los ácidos nucleicos. 3. Nucleolo: Estructura de forma ovoide, es más voluminoso en ovocitos, neuronas y células secretoras. Químicamente contiene abundante ARN, lo que constituye una verdadera fábrica de ribosomas, además contiene lípidos, glúcidos y ADN. 4. Cromatina: Es un complejo de ADN y proteínas básicas (histonas). Participa en la síntesis de ARN, conserva y transmite la información genética del ADN da lugar a la formación de red cromática y luego a los cromosomas en la división celular.
FUNCIONES DEL NÚCLEO:
- Ejerce el control del metabolismo.
- Ejerce control del desarrollo y crecimiento.
- Participa en la diferenciación celular.
- Interviene en la transmisión de caracteres hereditario.
NUTRICIÓN CELULAR
La nutrición es un proceso mediante el cual la célula adquiere y usa nutrientes para obtener materia y energía, y así realizar sus funciones vitales. El proceso comprende un conjunto de cambios químicos conocidos como metabolismo
I. EL METABOLISMO .- Es el conjunto de reacciones bioquímicas que se producen en la célula; involucrando degradación o formación de moléculas, con liberación o almacén de energía.
1.1 FASES: A. Anabolismo o Asimilación.- Síntesis o elaboración de grandes moléculas a partir de moléculas simples, almacenando energía (reacción endergónica o endotérmica). Ejemplo: Fotosíntesis, glucogénesis, etc.
B. Catabolismo o Desasimilación.- Degradación de sustancias complejas a más simples, con liberación de energía (reacción exergónica o exotérmica). Ejemplo: Glucogenólisis, respiración, etc.
NUTRICIÓN
Conjunto de procesos fisiológicos que proporcionan a un organismo las sustancias necesarias para su crecimiento o mantenimiento.
1.- TIPOS: Nutrición Autotrófica Sub. tipos: Fotosíntesis y quimiosíntesis. Nutrición Heterotrófica Sub. tipos: Holozoica, saprofítica, parasitaria y holofítica.
A.- NUTRICIÓN AUTOTRÓFICA FOTOSÍNTESIS: Es un proceso anabólico: Luz 6CO 2 +12H 2 O C 6 H 12 O 6 + 6O 2 + 6 H 2 O Clorofila (Almacena energía)
Formación de nutrientes, gracias a una energía proporcionada por la luz solar. Transformación de energía luminosa en energía química. Se realiza en el parénquima clorofiliano, constituido por abundantes cloroplastos (pigmentos fijadores de luz). Propia de plantas, algas, cianobacterias sulfurosas pigmentadas y algunos protozoos (algas, Euglena viridins ).
ELEMENTOS QUE INTERVIENEN EN LA
FOTOSÍNTESIS:
Anhídrido carbónico (CO 2 ): Ingresa a través de los estomas. Agua (H 2 O).- Ingresa a través de la raíz (tejido xilemático) Luz solar.- Proviene del sol y está constituida por un haz de fotones, la luz visible que interviene en la fotosíntesis en plantas tiene un espectro de 400 a 700 nm. Fotopigmento.- Los pigmentos integrados en membranas y asociadas a proteínas, constituyen la unidad fotosintética, denominada cuantosomas , localizada en los tilacoides de los cloroplastos. El pigmento más importante es la Clorofila, mientras que los demás actúan como pigmentos auxiliares. La estructura molecular de la clorofila es: C 55 H 72 N 4 O 5 Mg , donde existe un núcleo del tipo porfirínico que contiene Mg y una cola hidrocarbonada que es un fitol (Liposolubilidad).
Tipos de Clorofila: Clorofila a: Más abundante e importante presenta grupo CH. Clorofila b: Presenta grupo CHO. Clorofila c. Bacterioclorofila.
PIGMENTOS ACCESORIOS
- CAROTENOS: Anaranjado.
- XANTOFILAS: Amarillo
- FICOBILINAS (ALGAS): que puede ser Ficoeritrina (Rojo) y Ficocianina (Azul) En los cuantosomas existe la partícula F, también conocida como ATP asa o ATP sintetasas que sintetiza ATP. Además de presentar dos fotosistemas (PSI y PSII) con pigmentos P700 y P800 respectivamente. En el fotosistema II, existe una proteína llamada proteína Z, que contiene un ión Manganeso.
CLOROPLASTO
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