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1. INTRODUCCIÓN 1.1. Composición química del protoplasma: El protoplasma es el material viviente de las células, compuesto por iones y moléculas y organizados para constituir sistemas estructurales y funcionales. 1.2. Bioelementos: Los elementos esenciales se clasifican en: - bioelementos prim...

1. INTRODUCCIÓN 1.1. Composición química del protoplasma: El protoplasma es el material viviente de las células, compuesto por iones y moléculas y organizados para constituir sistemas estructurales y funcionales. 1.2. Bioelementos: Los elementos esenciales se clasifican en: - bioelementos primarios: C,H,O,N (más del 96% del peso del protoplasma) - bioelementos secundarios: S,P y Cl (el 3% en peso) - elementos traza / oligoelementos: Fe, Mn, I, F, Co, Cu, Si, Cr, Zn, Li, Se, Al, Mo. No existen elementos exclusivos de la materia viva; y esta utiliza únicamente una fracción de los elementos que tiene a su disposición en la naturaleza. Primarios: son los más ligeros, tienen capacidad de formar enlace covalente compartiendo electrones, los cuales son muy estables. El C, N y O pueden compartir más de un par de e- formando enlaces dobles y triples, lo cual les da mucha versatilidad para el enlace químico. 1.3. Química del carbono: De los 4, el carbono es el más importante porque en la tabla periódica está en medio entre elementos electropositivos y electronegativos. El C: - posee propiedades electronegativas débiles (combi con el H); - posee propiedades. electropositivas fuertes para combi con O y N; - posee la propiedad de combinarse consigo mismo. A causa de la conf. tetraédrica de los enlaces del carbono, los diferentes tipos de moléculas orgánicas tienen estructuras tridimensionales diferentes y a veces complejas, que hacen que los compuestos orgánicos formen cadenas en zig-zag, y los átomos de carbono puedan unirse en forma de anillo. ENLACES COVALENTES DE LOS BIOELEMENTOS PRIMARIOS El carbono tiene 4 e- de valencia, así q forma 4 enlaces covalentes q pueden ser: cuatro simples, uno doble y dos simples, dos dobles, uno simple y uno triple. Estos enlaces permiten formar cadenas más o menos largas, lineales, ramificadas y anillos. La conformación espacial es la responsable de la actividad biológica. El H tiene 1e- de valencia, el O 2e-, el S 2e-, y el N 3e-. Las combinaciones del C con otros elementos permiten la aparición de una gran variedad de grupos funcionales: Secundarios: azufre (cisteína y metionina), fósforo (nucleótidos), magnesio (molécula de clorofila, actúa como catalizador), calcio (estructuras esqueléticas), sodio (extracelular, para la conducción nerviosa y la contracción muscular), potasio (interior celular también para la conducción nerviosa y la contracción muscular), y cloro (balance de agua en la sangre). Oligoelementos: hierro, manganeso. yodo, cobalto, silicio, cromo, zinc, litio, y molibdeno. En conclusión, la materia viva utiliza únicamente una fracción de los elementos que tiene a su disposición en la naturaleza. 2. AGUA Y SALES MINERALES 2.1. Agua: Sustancia más abundante en la biosfera y en los seres vivos, posee extraordinarias propiedades físicas y químicas q dan su importancia biológica. Estructura del agua: formada por dos átomos de H y uno de O, unidos por enlace covalente. Molécula neutra (posee protones = electrones). Polar porque alrededor del oxígeno se concentra una densidad de carga -, mientras q los núcleos de hidrógeno quedan desprovistos de sus e- y se manifiestan positivos. Por ello se comportan como dipolos y se colocan unas frente a otras por atracción de cargas. Esta carga de atracción forma un enlace conocido como puente de hidrógeno. Estos puentes de hidrógeno no son exclusivos del agua, también están en la guanina, adenina, timina por ej. Estos, determinan muchas propiedades del agua, mantienen las moléculas fuertemente unidas formando estructura compacta q la hace un líquido casi irrompible Propiedades del agua: DENSIDAD: el agua tiene una densidad máxima a los 4ºC y se expande conforme disminuye la t, esto es pq: cuando la temperatura baja de los 4º las moléculas deben separarse ligeramente pq los puentes de H se vuelven más rígidos y ordenados; el agua es más densa que el hielo pq en la liquida los puentes de h hacen que la distancia entre moléculas sea menor. En el p. de congelación, alrededor de una molec. de agua hay otras 4 en cada vértice del tetraedro. Por tanto, el agua sólida ocupa más volumen que en estado líquido, el hielo es menos denso y flota en ella. Las consecuencias biológicas de su densidad son q contribuye a la formación de suelo (el hielo separa las grietas en las rocas y las rompe, al igual q las bebidas en el congelador), y q la expansión del agua sucede antes del congelamiento, por esto se congela de arriba a bajo y permite q los organismos del fondo vivan. En lagos y ríos, el agua se enfría en la superficie, se vuelve más densa y desciende, pero a medida q se congela, se vuelve menos densa q el resto de agua de alrededor y sube a la superficie. COHESIÓN: responsable de características como: 1. La tensión superficial: en el agua es muy elevada debido a la atracción mutua entre sus moléculas. 2. Calor específico: (cantidad de energía necesaria para elevar la temperatura en un grado ºC) es muy elevado debido a la presencia de puentes de hidrógeno, q favorece que los océanos, lagos, plantas y animales con mucha agua puedan mantener su temp. constante. 3. Calor de vaporización: tiene un nivel elevado, para convertir un g de agua líquida en un g de vapor se necesitan más de 500 cal. Como el agua absorbe calor al  cambiar de líquido a gas, el cuerpo disipa el exceso de calor mediante sudor y las hojas se mantienen frescas al sol. La elevada conductividad calorífica del agua hace la distribución uniforme del calor por el cuerpo y aporta estabilidad térmica a los organismos. ACCIÓN DISOLVENTE: el agua es disolvente universal gracias a la polaridad de sus moléculas, se pueden formar disoluciones iónicas y disoluciones moleculares: - En las iónicas los iones de las sales son atraídos por los dipolos de agua, quedando recubiertos de moléculas de agua en forma de iones hidratados. - Se debe a su capacidad para formar puentes de hidrógeno con otras sustancias que pueden presentar grupos polares o con carga iónica (alcoholes, algunos azúcares, aminoácidos, etc. lo que da lugar a las disoluciones moleculares. Solubilidad del agua: son poco solubles en agua las sustancias q tienen mucho hidrógeno y poco oxígeno, como los lípidos. Una molécula hidrófoba está formada por enlaces covalentes apolares. Las sustancias anfipáticas son aquellas que tienen una parte hidrófila y otra hidrofóbica. la capacidad disolvente del agua es responsable de 2 funciones: que sea el medio donde ocurren las reacc. del metabolismo, y q sea el sistema de transporte de sustancias, aporte de nutrientes y eliminación de desechos. Los sistemas tampón son un par ácido-base conjugada q actuan como donador y aceptor de protones, el tampón carbónico/bicarbonato es común en los líquidos intercelulares: mantiene el pH en valores neutros gracias al equilibrio entre el ión bicarbonato y el ácido carbónico. Funciones del agua: medio donde ocurren las reacciones metabólicas, amortiguador térmico, transporte de sustancias, lubricante, favorece la circulación y la turgencia, da flexibilidad y elasticidad a los tejidos, y puede intervenir como reactivo aportando hidrogeniones o hidroxilos al medio. 2.2. Sales minerales: En función de su solubilidad en agua hay 2 tipos: 1. Sales insolubles en agua: forman estructuras sólidas con función sostén o protectora como el esqueleto, los caparazones, los otolitos. etc. 2. Sales solubles en agua: tienen funciones catalíticas (cofactores enzimáticos), funciones osmóticas (distr. de agua entre int. y ext.), y función tamponadora. 3. COMPUESTOS ORGÁNICOS 3.1. Carbohidratos: Constituyentes estructurales principales, participan en reacc. metabólicas, transmiten información, son fuente de energía. Están formados por C, H y O (CH2O). Los atomos de C están unidos a radicales hidroxilo (-OH) y radicales hidrógeno (-H), en todos los glúcidos hay grupo carbonilo (C=C), si este está al final de la cadena es aldosa, si está en otro sitio es cetosa. MONOSACÁRIDOS: glúcidos más sencillos posibles, sólidos, blancos, dulces y solubles. Los más frecuentes son: glucosa (aldohexosa), fructosa (cetohexosa), ribosa (aldopentosa), y desoxirribosa. Las estructuras en cadena abierta se llaman “proyección de Fischer” (grupo funcional arriba y grupos hidroxilos en derech. e izq.  Isómeros: omisma forma molecular y diferente estructura, hay 3 tipos: estructurales (difieren en la posicion de sus átomos), geometricos (difieren en el orden de los grupos -cis,trans), y ópticos (difieren en la posicion espacial alrededor del C -L,D) Fórmulas cíclicas: el grupo carbonilo (-C=O) reacciona con el grupo hidroxilo (-C-O-H) del C4 en aldopentosas y del C5 en hexosas, así se forma un hemiacetal (alcohol-aldehído) o un hemicetal (alcohol-cetona), es decir, círculos. Cuando se cicla, aparece un nuevo átomo de C asimétrico llamado carbono anomérico, existen 2 formas anoméricas: alfa (el OH anomérico queda abajo) o beta (queda arriba). En conclusión, los azúcares simples se diferencian por: la localización del grupo carbonilo, en nº de átomos de C, y la disposición espacial de estos. DISACÁRIDOS: formados por la unión de dos monosacáridos por un enlace O-glucosídico, q se hace entre 2 grupos hidroxilos (OH). Los azúcares reductores son los q tienen un g.carbonilo intacto y puede reacc. como reductores con otras moléculas. POLISACÁRIDOS: formados por unión de monosacáridos mediante O-glucosídico, se diferencian en el tipo de mono q tienen y en la estruct. espacial, tienen mucho peso molecular y no tienen poder reductor, funciones de reserva energética o estructural. Función energética: Almidón, helicoidal, amilosa + amilopectina, reserva en los vegetales. Glucógeno, ramificado, propio de animales. Función estructural: Celulosa, pared celular de la cel.vegetal, muchos puentes de H. Quitina, pared celular de hongos y exoesqueleto de artrópodos. FUNCIONES DE LOS HIDRATOS DE CARBONO: - Energética: reserva= almidón en vegetales y glucógeno en animales. - Estructural: paredes celulares (celulosa, pectina, hemicelulosa), exoesqueletos (quitina) o paredes bacterianas (peptidoglicano). - Identidad celular: pueden formar glucolípidos o glicoproteínas q sirven de señal de reconocimiento para anticuerpos, bacterias, etc. - Detoxificación: el ácido glucurónico hace los tóxicos más sol. en agua y se eliminan. 3.2. Lípidos: Formados sobre todo por C e H, insolubles en agua. Funciones: componentes de las membranas, almacenamiento y transporte, superficie celular, reguladores (hormonas y vitaminas). LÍPIDOS SIMPLES: solo C, H y O a) Ácidos grasos: cadena no ram. de C con extremo carboxilo (-COOH), poseen zona hidrófila (g.carboxilo) y una hidrófoba, por eso son anfipáticos. b) Acilglicéridos: mono-, di- o tri- acilgliceridos, los últimos son insolubles )gotas de grasa) c) Ceras: ácidos grasos ligados a alcoholes de cadena larga, sólidos e insolubles en agua, sirven como cubierta impermeable sobre hojas… y plumas… LÍPIDOS COMPLEJOS: Fosfolípidos (liposomas, micelas, bicapas), tienen N, S, P; el fosfato se une mediante enlace fosfodiéster a otras moléculas, son anfipáticos, la zona polar es un grupo fosfato + un alcohol, y la zona apolar son los ácidos grasos. Son las prin. moléculas q forman la capa lipídica de la membrana, hay 2 tipos: fosfoglicéridos y esfingolípidos. Esfingolípidos→ tres componentes: una molécula de ácido graso, una molécula de esfingosina, un grupo de cabeza polar; la esfingosina se une con enlace amida; tienen funciones de reconocimiento e intervienen en la transmisión de impulsos nerviosos. LÍPIDOS DERIVADOS: a) Esteroides: derivan del colesterol, sólidos, poco solubles, abundantes en animales no en plantas; son dos grupos: esteroles (colesterol y vitamina D) y hormonas esteroideas (horm. sexuales) b) Terpenos: estructuras lineales o cíclicas, relac. con estímulos lumínicos o químicos; tienen función de aroma en plantas, componentes de la clorofila, comp. fotosintéticos (carotenos y xantofilas), coenzimas y vitaminas, y cicatrizantes. c) Prostaglandinas: intervienen en la resp. inflamatoria, en la coagulación sanguínea, en la presión arterial, aumento de temperatura corporal, control de jugos gástricos… Saponificación: reacciona el ácido graso con álcalis y se crea jabón, el cual es anfipático. FUNCIONES DE LOS LÍPIDOS: energética, estructural (al ser anfipáticos pueden formar bicapas), protectora (aislante de humedad, aislante térmico, y reguladora (atravesar o no la membrana, y las vitaminas). 3.3. Proteínas: Macromoléculas orgánicas con mucho peso molecular, constituida básicamente por C, H, O, y N; menormente S y P. Se polimerizan con facilidad y hacen muchos procesos vitales activos. Forman monómeros, AMINOÁCIDOS (sólidos, incoloros, cristalizables, de elevado p.fusión, solubles y antófilos) = grupo amino (-NH2) y carboxilo o ácido (-COOH) se unen a un carbono (-C-): Isomería de aminoácidos: es debida a la asimetría del carbono, ya q se está unido a 4 radicales diferentes, esto clasifica los aminoácidos en: - Dextrógiros (+) si desvían la luz polarizada a la der. - Levógiros (-) si lo hacen a la izq. Los aminoácidos esenciales los ingerimos por la dieta y los no esenciales los sintetiza el organismo. Los esenciales son: treonina, metionina, lisina, valina, triptófano, leucina, isoleucina y fenilalanina. Dependiendo del pH, un aminoácido puede ser +,- o neutro (punto isoeléctrico). Ser anfótero= q si el pH es ácido se queda el N+ y si es basico -, si es neutro (ácido y base a la vez) adoptan estado dipolar iónico = ZWITTERION, que puede actuar como A o como B. Resisten cambios de acidez y alcalinidad y por eso son amortiguadores biológicos importantes. Los aminoácidos se clasifican en 4 según las propiedades de las cadenas laterales: 1. A. Apolares: cadenas hidrofóbicas q están en el interior de la molécula. 2. Polares: pueden formar puentes de H con el agua, están en el exterior de la molécula 3. Básicos (catiónicos): poseen grupos básicos cargados +, muy hidrofílicos. 4. Ácidos (aniónicos): cadenas terminan en grupos carboxilos, cargados -, muy hidrofílicos, están en la superficie de la proteína. PÉPTIDOS Y ENLACE PEPTÍDICO: son cadenas lineales de aminoácidos enlazados por enlace peptídico, el cual es covalente y se establece entre el g.carboxilo de uno y el amino de otro, desprendiendo una molécula de agua. Es un enlace doble, por tanto rígido e inmovil. a) Oligopéptidos: si en nº de aminoácidos es 10. ESTRUCTURA PROTEICA: su estructura tridimensional es determinante, tiene niveles que dan lugar a 4 tipos de estruct. 1. Estructura Primaria: indica q aminoácidos componen la cadena y su orden, define la especialidad de cada proteína. Por ejemplo: insulina 2. Estructura secundaria: disposición de la frecuencia de aminoácidos en el espacio: a-hélice: espiral, muy uniforme, cada vuelta tiene 3,6 aminoácidos; se mantiene con puentes de H, basica en proteínas fibrosas (lana, cabello, piel y uñas), fibras elásticas, por ej. el colágeno o la queratina elastina. ß-plegada: forma aplanada y extendida; consta de varias cadenas peptídicas q se mantienen por enlaces de H en zig-zag, flexible pero no elástica, por ej. la queratina de la seda. 3. Estructura terciaria: determinada por cuatro factores q se deben a interacc. entre los grupos R (puentes de H, atracción iónica, interacciones hidrófobas y enlaces disulfuro. 4. Estructura cuaternaria: compuesta de dos o más cadenas de polipéptidos. (ej. la hemoglobina dispuesta en 4 cadenas). La estruct. de las proteínas determina su actividad biológica, una sola puede tener más de una región estructural =DOMINIOS; se definen como unidad compactas semiindependientes q tienen una geometría casi esférica; una prote puede tener más de un dominio. Estos, pueden presentarse claramente separados formando zonas lobulares o interaccionar con otros dominios. A veces una función es realizada por un dominio individual, otras, requiere más de uno.. Desnaturalización de las proteínas: si cambian las cond. ambientales la estructura se pierde = desnaturalización, se puede conseguir por aumento de T, cambios de pH o por disolventes orgánicos (etanol); cuando se desnaturaliza se hace insoluble, a veces puede darse la renaturalización. PROTEASOMA: complejo proteico grande presente en eucariotas y algunas bacterias, se encarga de la degradación de proteínas no necesarias o dañadas (proteólisis). CLASIFICACIÓN DE PROTEÍNAS: - Según su E4: proteínas fibrosas (ordenadas paralelamente), proteínas globulares (plegadas estrechamente), o situadas entre fib. y glob. (largas y cilíndricas). - Según su composición: simples u HOLOPROTEÍNAS (solo formadas por aminoácidos, fibrosas y globulares), y conjugadas o HETEROPROTEÍNAS (fracción proteica + grupo no proteico, globulares) FUNCIONES DE LAS PROTEÍNAS: LAS ENZIMAS: proteínas especializadas q funcionan como catalizadores de las reacciones (excepción de ribozimas q no son protes), son específicas sobre una sola molécula, alteran las velocidades de reacción. Propiedades: pequeñas cantidades, no interfieren en la termodinámica de la reac. COENZIMAS (complejo orgánico o metaloorgánico) Y COFACTORES (uno o varios iones inorgánicos: Fe, Mg, Mn o Zn). 3.4. Ácidos nucleicos: Un nucleótido está compuesto por: un azúcar pentosa (ribosa o desoxirribosa), un grupo fosfato, y una base nitrogenada. Base+azúcar =nucleósido / base+azúcar+fosfato =nucleótido. NUCLEÓTIDOS RELACIONADOS: además, pueden desempeñar otras funciones cuando están libres en la célula (metabolismo, energía, coenzimas). ATP: adenina + ribosa + tres fosfatos; también está el GTP, el NAD (aceptor primario de electrones e hidrógeno en las oxidaciones de la célula) y el FAD (lo mismo). Coenzima A: papel en oxidación del ácido pirúvico, cuando se une a un acetilo = acetil-CoA. POLINUCLEÓTIDOS: unión de nucleótidos mediante un enlace fosfodiéster en sentido 5’→3’. ADN→escalera de caracol, formado por 2 cadenas de polidesoxirribonucleótidos, funciones del ADN: almacén de info genética, autoduplicación y herencia, expresión del mensaje genético. TEMA 2-ORGANIZACIÓN ESTRUCTURAL Y FUNCIONAL DE LAS CÉLULAS EUCARIOTAS 1- INTRODUCCIÓN, CÉLULA EUCARIOTA Y ORGANIZACIÓN. TEORÍA CELULAR Es la mínima porción de materia viva que puede vivir aislada y puede reproducirse indefinidamente. -Diferencias entre células animales y vegetales (importante): COMPONENTE CEL ANIMAL VEGETAL Pared celular No Sí, principalmente de celulosa Cloroplastos No Sí, con clorofila y realizan la fotosíntesis Vacuola Sí, pequeñas y Sí, grande y posición abundantes central Lisosomas Sí No, función en vacuola Centriolos Sí No Plasmodesmos No, hay uniones Sí, comunicación celular celulares 2- PARED CELULAR Y MEMBRANA PLASMÁTICA. 2.1-PARED CELULAR. -Estructura general: (P.C es dinámica) 1º y 2º importantes 1. Pared Primaria; en todas las células vegetales; se forma justo después de la división celular, antes de que la célula complete su crecimiento. Se adapta al crecimiento celular. -Composición química: Rígida y flexible, consta de 2 fases (Fase cristalina y matriz amorfa) Microfibrillas de celulosa (Inestables e insolubles), Proteínas (estructurales, enzimáticas, que intervienen en el reconocimiento, etc.) Hemicelulosas (polisacáridos muy heterogéneos, ramificados y flexibles) Pectinas (Funciones: determinan porosidad de la pared, carga superficial, adhesión entre células, actúa en el reconocimiento.  2. Pared Secundaria; (cuando existe) es la capa contigua a la membrana plasmática. Se forma en algunas células cuando ya no hay crecimiento celular; proporciona rigidez. (Se relaciona con la especialización). -Múltiples capas -Microfibrillas de forma ordenada -De celulosa y lignina -A veces no es uniforme Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. 3. Lamina media; une las paredes 1º de dos células que están al lado. Pared 1º crece y 2º NO -Composición Pared Secundaria VS Primaria Fase Microfibrilar: mayor contenido en celulosa, microfibrillas más gruesas y ordenadas. Matriz amorfa: -Hemicelulosas -Proteínas -Polímeros aromáticos complejos -Otros -Síntesis de componentes de la pared celular: Membrana Plasmática: Celulosa y Calosa. Aparato de Golgi: Pectinas y Hemicelulosas. Retículo Endoplasmático Rugoso: Proteínas Estructurales y Enzimas. -Adición de materiales a la Pared 2º: -Incrustación: intercalación de partículas ya existentes con algunos minerales (lignina). -Adcrustación: las sustancias adicionales se añaden por acumulación de material sobre la pared celular. -Funciones de la pared celular (importante): Da recinto protector a la célula Controla el crecimiento celular y la orientación de este Barrera física y química Limita los procesos de transporte Abre tu Cuenta NoCuenta con el código WUOLAH10 y llévate 10 € al hacer tu primer pago  2.2-ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN MP. MODELO DE MOSAICO FLUIDO. -Rodea a la célula, define su extensión y mantiene las diferencias entre la célula y su entorno. -Todas las membranas tienen una estructura básica común (capa de moléculas lipídicas y proteicas unidas por interacciones no covalentes). Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. -Membrana plasmática: Glúcidos, Lípidos y Proteínas. -Bicapa lipídica: -Estructura básica de la membrana -Moléculas lipídicas 50% de la masa -Barrera impermeable -Moléculas lipídicas son anfipáticas Fosfolípidos Son moléculas anfipáticas. Colesterol Proteínas de Membrana -Realizan la mayoría de las funciones especificas -Cantidad y tipo son muy variables: Vainas de Mielina (25%), Membranas de mitocondrias y cloroplastos (75%), Membrana Plasmática (50%). -Tipos según la interacción con la bicapa lipídica: Integrales (cruzan la bicapa lipídica 1 o varias veces, reconocimiento celular). Periféricas (fuera de la bicapa lipídica, se relaciona con enlaces covalentes, estructurales). Ancladas (fuera de la bicapa, se unen a esta por unión covalente a un grupo lipídico). Glúcidos en la membrana -Unidos a lípidos: Glucolípidos (Clucoesfingolípidos) -Unidos a proteínas: Glucoproteínas (Proteoglicanos) -Glucocálix: (Capa externa de glúcidos) -Funciones: Protección química y mecánica Mantenimiento de la carga eléctrica negativa Reconocimiento y adhesión celular Retiene agua (es hidrofílica Abre tu Cuenta NoCuenta con el código WUOLAH10 y llévate 10 € al hacer tu primer pago -Propiedades de la membrana: A. A) Autoensamblaje y autosellado: La forma de la molécula lipídica determina cómo se organizan. Las bicapas tienden a cerrarse sobre si mismas debido a las colas de ácidos grasos expuestas que se atraen. B. Fluidez: 1º-Depende de la Tº (+ Tº = + fluidez). Movimientos lipídicos en función de la temperatura Estado fluido y rígido Transición fase (se debilita la atracción entre moléculas) 2º-Depende de la composición de la membrana. Insaturaciones de los ácidos grasos (+ insaturación = + fluidez y – empaquetamiento) Longitud de los ácidos grasos (+ longitud = - fluidez y + facilidad de interacción) Colesterol: amortigua, aumenta la estabilidad mecánica, favorece la flexibilidad, disminuye la permeabilidad Hace la bicapa lipídica más rígida y de ese modo disminuye la permeabilidad a la bicapa de moléculas solubles pequeñas). C. Asimetría La composición lipídica de las dos mitades de la bicapa es diferente. -Funciones de la membrana: 1. Barrera fluida y resistente, delimita compartimentos. 2. Lugar de intercambios (permeabilidad selectiva). 3. Estructura eléctrica (positiva en cara externa y negativa en interna), presencia de bomba Na-K. 4. Lugar de transmisión de información. 5. Elemento secretor. -Transporte a través de membrana: Permeabilidad selectiva: -Genera grandes diferencias en la composición iónica con respecto al líquido extracelular. Permite almacenar energía potencial en forma de3 gradiente electroquímico. Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  -Tipos de transporte: -Según la Energía requerida: 1. Pasivo (A favor de gradiente, espontáneo) -Difusión Moléculas van de mayor a menor concentración hasta conseguir el equilibrio entre las concentraciones. Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. -Difusión facilitada Tiene proteínas transmembrana que facilitan el proceso; pueden ser: transportadoras (especificidad por sus solutos) y canal (no muy selectivas, son: regulada por ligando, regulada por voltaje y por cambios en la concentración intracelular de iones). -Ósmosis El agua va desde donde hay menos concentración de soluto hacia donde hay una mayor concentración. El agua crea una presión osmótica. Puede ser: Isotónica (igual), Hipotónica (entra agua), Hipertónica (sale agua). 2. Activo (En contra de gradiente, coste energético) Para ello necesita proteínas transportadoras y consumo de energía. -1º Se hidroliza ATP de forma directa para transportar el compuesto. Responsable de generar potencial de membrana. -2º La hidrolisis del ATP y el transporte no están directamente acoplados. Transporta 2 compuestos, uno a favor (se crea un gradiente con una bomba electrogénica e hidrolisis de ATP) y otro en contra de gradiente. -Según el Nº y dirección de sustancias transportadas: 1. Uniporte 1 molécula. 2. Cotransporte varias moléculas -Simporte (1 dirección) -Antiporte (cada una distinta dirección) -Matriz extracelular de células animales: Esta formada por proteínas formadoras de fibras (Estructurales y Adhesivas) y por Gel hidratado. Abre tu Cuenta NoCuenta con el código WUOLAH10 y llévate 10 € al hacer tu primer pago  3- NÚCLEO 3.1-ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL NÚCLEO -Núcleo Interfásico Compartimento limitado por doble membrana (en células eucariotas contiene el genoma junto la maquinaria de duplicación de ADN y transcripción y procesamiento de ARN). Tiene los siguientes componentes: Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. Envoltura Nuclear y Nucleoplasma (matriz nuclear). -Características del núcleo Forma: muy variable, depende del tipo de célula y en le momento celular que se encuentra. Tamaño: ocupa 10% del volumen celular. Nº: suele haber un núcleo por célula. Posición: depende del tipo de célula. 3.2-ENVOLTURA NUCLEAR Separa al nucleoplasma del citoplasma y regula el movimiento de macromoléculas; establece la forma nuclear y contribuye a la organización interna del núcleo (da lugares de anclaje para la cromatina). Formada por doble membrana con espacio perinuclear entre ambas. -Membrana externa; se continua con el R.E y tiene ribosomas adheridos -Membrana interna; tiene proteínas transmembrana 1. LÁMINA NUCLEAR: Entramado proteico unido a la cara interior de la membrana nuclear interna. Separa la cromatina de la envoltura nuclear y tiene naturaleza fibrilar; compuesta por un citoesqueleto formado por 3 proteínas. Da forma y estabilidad a la envoltura nuclear. Implicada en: -Organización de envoltura nuclear e interacción con la cromatina. -Disolución y formación de envoltura nuclear durante la mitosis. 2. COMPLEJO DEL PORO: las dos membranas se fusionan formando los poros nucleares. Pueden formarse y desaparecer, dependiendo del estado funcional de la célula. Regulan los intercambios de moléculas entre núcleo y citosol. El intercambio es bidireccional Abre tu Cuenta NoCuenta con el código WUOLAH10 y llévate 10 € al hacer tu primer pago  Tienen una estructura compleja y esta formado por nucleoporinas, hay diferentes tipos: columna, anular, luminal, anillo. En la cara nuclear, las fibrillas nucleares proteicas forman estructuras circulares (cesta). En la cara citoplásmica están las fibrillas citoplasmáticas. -Transporte Las proteínas grandes necesitan receptores específicos que las transforma de forma activa a través de los complejos, para esto necesitan una señal de localización nuclear. 3.3-NUCLEOLO Región del núcleo donde se sintetiza el ARN ribosómico para formar subunidades ribosómicas posteriormente transportadas al citosol donde se constituyen como ribosomas funcionales. Solo puede ser observado durante la interfase y telofase desaparece durante la mitosis. No existe membrana que delimite el nucleolo. Las células eucariotas contienen 4 tipos de ARNr diferentes. Está compuesto por ADN, ARNr y proteínas; generalmente solo hay 1 y tiene dos zonas estructurales diferentes, una de aspecto fibrilar y otra de aspecto granular. 3 regiones: -Centro fibrilar (CF) aquí están los genes para el ARNr -Componente fibrilar denso (CFD) rodea al centro fibrilar (donde se produce la transcripción activa de los genes del ARNr). -Componente granular (CG) se ensamblan subunidades ribosómicas. 3.4- CROMATINA Y CROMOSOMAS -Tipos de cromatina: 1. Eucromatina transcripcionalmente activa y poco condensada. -Activa: suele ser funcional -Inactiva: no suele ser funcional, aparece más condensada (puede adquirir funcionalidad) 2. Heterocromatina NUNCA es funcional, siempre está muy condensada. -Cromatina: -Niveles de empaquetamiento: relación directa entre el grado de enrollamiento del material hereditario y la actividad transcripcional del ADN. El empaquetamiento de los cromosomas permite la individualización de las cromátidas hermanas para su separación durante la división celular y la Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. protección de hebras de ADN Una célula cambia la proporción y distribución de sus cromatinas en función de las necesidades y posibilidades funcionales de cada momento. Los cromosomas mitóticos son inactivos transcripcionalmente la condensación de cromatina impide el acceso de la ARN polimerasa al ADN. 1- Hebra simple de ADN 2- Collar de perlas; reduce 10 veces la longitud de la cadena de ADN. Se compone de 5 tipos diferentes de proteínas histonas y la cadena de ADN. 3- Solenoide; acortamiento de aprox 40 veces la longitud de la cadena de ADN como consecuencia de la asociación de histonas. 4- Fibra de cromatina -Estructura del Cromosoma: Centrómero (centrosoma): zona por la que le cromosoma interacciona con el huso mitótico (responsable de los movimientos cromosómicos). Estructuras centroméricas que interaccionan con el huso se denominan cinetocoros. Telómero: extremos de los brazos cromosómicos, su estructura protege al cromosoma de su degradación por los extremos y permite la replicación de estos por las telomerasas (zonas de ADN no codificante). Tienen extremos 3’ monocatenarios. 3.5-TRANSMISIÓN Y EXPRESIÓN DE LA INFORMACIÓN GENÉTICA -Funciones del material genético: Almacén de material genético, Autoduplicación y herencia (replicación), Expresión del mensaje genético (transcripción). 1. REPLICACIÓN: Se duplica el ADN, a partir de una molécula se obtienen 2 idénticas. Esto ocurre en la fase S del ciclo celular. Después de la división celular, cada célula hija posee la misma información genética. Se da en el núcleo de eucariotas y citoplasma de procariotas. Abre tu Cuenta NoCuenta con el código WUOLAH10 y llévate 10 € al hacer tu primer pago  -Modelo Semiconservativo las nuevas moléculas de ADN contienen una hebra parental y otra nueva. Las ADN polimerasas sintetizan la nueva cadena de ADN emparejando los desoxirribonucleótidos trifosfatos con los complementarios del ADN molde. También detectan el error y lo corrigen para que no haya mutación. Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. -Sintetizan el ADN en dirección 5’ 3’ -Pueden añadir un nuevo nucleótido solo a una hebra que ya existe. Ambas cadenas de la doble hélice parental actúan de molde para las nuevas. 1º paso: Separación de las cadenas molde (se separan puentes de hidrógeno) gracias a la helicasa. 2º paso: Topoisomerasas y proteínas SSBs evitan que las cadenas se vuelvan a unir. Esto crea la Horquilla de Replicación: -En Procariotas se inician en un único origen de replicación. -En Eucariotas se inician en múltiples lugares a lo largo de la molécula de ADN (aumentando la velocidad de replicación). -DATOS: Cuando ya están separadas, las cadenas resultantes empiezan en un extremo 3’ y la otra en el 5’ La cadena que empieza en el extremo 3’ es recorrida por un ADN-polimerasa que la usa como molde para la síntesis continua en dirección 5’-3’ de nuevas cadenas llamada hebra conductora. La que empieza en el extremo 5’ se llama hebra retrasada. Que se sintetiza de manera discontinua por los Fragmentos de Okazaki (se unen gracias a ADN ligasas). La ADN-polimerasa NO puede iniciar una nueva cadena, solo prolongarla. Se necesita que actúe primero la ARN primasa, que coloca los 1º nucleótidos de la nueva cadena, formando un segmento conocido como primer (ARN cebador). Ahora la polimerasa puede colocar los nucleótidos en sentidos 5’ 3’ y más tarde la ARNasa H elimina ARN cebador para ser reemplazado por ADN. -Complejo enzimático: ADN polimerasas I y III se encargan de la replicación y corrección de errores y la polimerasa II corrige daños de agentes físicos. (Acortamiento telomeros=envejec) Abre tu Cuenta NoCuenta con el código WUOLAH10 y llévate 10 € al hacer tu primer pago TRANSCRIPCIÓN: Proceso de síntesis de ARN a partir de ADN, es la 1º etapa de la expresión génica. Las secuencias de ADN son copiadas a ADN por la enzima ARN polimerasa que mantiene la información de la secuencia de ADN. Esto ocurre en el núcleo y se divide en las siguientes etapas: -Iniciación: La ARN-polimerasa reconoce y se une a una zona de ADN previa a la que se quiere transcribir, esto se llama Promotor y regula la expresión del gen. Estos tienen secuencias de nucleótidos definidas; actúan en sentido 5’ de la hebra molde. Se separan las 2 cadenas y se comienza a copiar el ADN a transcribir (no hace falta cebador). Los ribonucleótidos se añaden en sentido 5’-3’. -Elongación: Se añaden ribonucleótidos para formar el ARN. La ARN-polimerasa avanza a lo largo de la cadena molde de ADN en sentido 3’-5’, el sentido de la síntesis de ARN es 5’-3’. La enzima selecciona las bases complementarias y lo une mediante un enlace éster al siguiente nucleótido (se desprende de pirofosfato). Tras la unión de los 1º 30 nucleótidos se añade un extremo “Cap”, que durante la traducción será una señal de reconocimiento del inicio de lectura. -Terminación: Las polimerasas reconocen en el ADN unas señales de terminación que indican el final de la transcripción, esto implica el cierre de la burbuja (en el ADN) y la separación de la ARN- polimerasa (del ARN transcrito). Se añade al extremo final 3’ una secuencia de adenina-cola-poli-A que interviene en la maduración y transporte del ARN fuera del núcleo (en eucariotas) y que sirve para que el ARN no sea destruido por las nucleasas celulares. (En eucariotas hay 3 ARN-polimerasas). -Maduración: Se eliminan intrones (solo en eucariotas) y se unen exones mediante splicing. A partir de un solo gen se pueden obtener diferentes proteínas (dependiendo de como se eliminen los intrones)..  4- RIBOSOMAS 4.1-ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN Orgánulos no membranosos constituidos por proteínas, ARNr y agua. Los ribosomas tienen 2 subunidades (mayor y menor) que están separadas y se Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. unen para leer ARNm. -Célula Eucariota: ribosomas 80S, son idénticos y pueden cambiar de libres a unidos y a membrana. Se encuentran: En la cara externa del RER, en la membrana externa nuclear y libres e el citosol. -Célula Procariota: ribosomas 70S. Se encuentran: En la matriz de las mitocondrias y en el estroma de los cloroplastos. (No hay diferencias entre los ribosomas del citosol y los adosamos a la membrana del RE). 4.2-TRADUCCIÓN -Síntesis de proteínas Los ribosomas libres llevarán a cabo la síntesis de las proteínas solubles del citosol. (Si una proteína no tiene secuencia de señal, se sintetiza por los ribosomas libres en el citosol). Los ribosomas ligados al RER se encargan de la síntesis de proteínas de membranas y glicosiladas. -Del ADN a la proteína Traducción de nucleótidos del ARN-m con una concreta combinación de aa que da lugar a proteínas concretas (expresión de genes). -Elementos necesarios para la Traducción: ARN transferente (ARNt) Ribosomas ARN mensajero (ARNm) Los aa libres en el citosol Código genético Abre tu Cuenta NoCuenta con el código WUOLAH10 y llévate 10 € al hacer tu primer pago  -Código genético: Es degenerado y universal; este permite traducir el ARN en aa. Este se constituye por codones (64 tripletes de nucleótidos, de ellos 3 determina el final de la traducción) que codifican para un determinado aa. El significado de cada codón es único. Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. Los que codifican al mismo aa se llaman codones sinónimos. El codón AUG indica inicio. -Fases: 1. Activación de los aa (En el citosol) cada aa se une a su ARNt y se forma aminoacil-ARNt. Se lleva a cabo por una enzima (aminoacil-ARNt-sintasa). En este proceso se gasta energía. 2. Iniciación de la cadena peptídica El ARNm se une a la subunidad pequeña del ribosoma y se va a traducir en el sentido 5’-3’. En esta etapa se une un Met-ARNt al centro P, en ese momento se acopla el ribosoma completo, una vez aportan el aminoácido, los ARNt se reciclan uniéndose a otros aminoácidos para próximas traducciones. 3. Elongación de la cadena peptídica El ARNm irá pasando a lo largo de la subunidad menor, en la mayor se enganchan los ARNt y se repiten los cuatro pasos siguientes: 1- una nueva molécula de aminoacil-ARNt se une a un sitio A vacío del ribosoma y se elimina del sitio E una molécula de ARNt ya utilizada. 2- Se forma un enlace peptídico entre el aminoácido colocado en el sitio P y el recién colocado en el sitio A. 3- la 8 subunidad mayor se desplaza respecto a la subunidad menor la longitud de un codón. 4- por último, la subunidad menor se desplaza llevando el ARNm a una distancia equivalente a tres nucleótidos a través del ribosoma, esto “reinicia” el ribosoma con una posición A completa y vacía, preparada para comenzar de nuevo el ciclo. 4. Terminación de la cadena peptídica La síntesis se detiene cuando aparece en el sitio A un codón de terminación. El sitio A acepta a una proteína llamada factor de liberación, este provoca la adición de una molécula de agua en vez de un aminoácido, esta reacción libera el polipéptido y se separan las dos subunidades del ribosoma y el ARNm. Abre tu Cuenta NoCuenta con el código WUOLAH10 y llévate 10 € al hacer tu primer pago 4.3-POLIRRIBOSOMAS (POLISOMAS) Conjunto de ribosomas asociados a una molécula de ARNm que realizan la traducción simultánea de una misma proteína. El Ribosoma se aleja del sitio de iniciación y puede unirse a otro ARNm para una nueva síntesis. Los ARNm son traducidos por unos ribosomas separados por unos 100-200 nucleótidos. Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. Los polirribosomas pueden estar en 3 estados: Libres, unidos al citoesqueleto y unidos a la membrana. 5- SISTEMA ENDOMEMBRANOSO La célula eucariota está compuesta por una serie de membranas internas paralelas que rodean el núcleo y se extienden a varias partes del citoplasma. Son: -Membrana plasmática -Vesículas -Envoltura nuclear -Vacuolas -Retículo Endoplasmático -Lisosomas -Aparato de Golgi 5.1-RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO Está formado por un sistema de membranas con forma de sacos aplanados (cisternas), vesículas y túbulos interconectados entre sí compartiendo el mismo espacio interno. Las membranas se continúan con las de la envoltura nuclear (pueden extenderse cerca de la membrana plasmática). El lumen ocupa más de un 10% celular y se compone por agua, sales minerales, lípidos y proteínas. -La disposición espacial en las células animales depende de sus interacciones con los microtúbulos y en las células vegetales de los filamentos de actina. -Funciones principales del RE: -Síntesis de proteínas transmembrana -Glucosilación -Síntesis de lípidos -Almacén de Ca2+ -Participación en procesos de detoxificación de la célula  -Tipos de retículo endoplasmático: Las membranas del retículo tienen 2 caras; la cara luminal (en contacto con el lumen) y la cara hialoplasmática (puede tener adheridos cromosomas o no) dependiendo de esto aparecen 2 tipos de RE. -Retículo endoplasmático rugoso: Membranas formado túbulos alargados y (a veces) cisternas aplanadas y apiladas. Numerosos ribosomas asociados. Se continúa con la envoltura nuclear externa Sus funciones son: a) Síntesis y almacenamiento de proteínas: se llaman proteínas residentes que pueden ser incorporadas a la membrana del retículo y solubles, la síntesis comienza en el RER y acaba en el Aparato de Golgi. b) N-Glucosilación de proteínas en el RER: en el RER se transfiere a las proteínas sintetizadas un tipo único de oligosacárido compuesto por 14 azúcares. El dolicol es un lípido que transporta los glúcidos que se van a unir a las proteínas en la luz del RER, va tomando azúcares y residuos glucídicos hasta completar 14. -Retículo endoplasmático liso: Membranas forman túbulos muy curvados e irregulares interconectados que presentan una continuidad con las cisternas del REL. Sin ribosomas asociados. Está formado por proteínas, lípidos y proteínas enzimáticas. Abunda en células implicadas en el metabolismo de grasas, detoxificación y almacén de calcio. Abre tu Cuenta NoCuenta con el código WUOLAH10 y llévate 10 € al hacer tu primer pago  Sus funciones son: a) Síntesis de lípidos: en sus membranas se producen la mayoría de los lípidos requeridos para la elaboración de nuevas membranas, como los fosfolípidos, esfingolípidos y triglicéridos, el colesterol o las lipoproteínas. Los ácidos grasos se sintetizan en el citosol y son insertados después en las membranas del REL. Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. b) Detoxificación de sustancias del medio externo: tiene enzimas capaces de eliminar la toxicidad de sustancias perjudiciales siendo eliminadas por la orina o a través de la bilis, esto es por procesos de oxidación que hacen los citocromos. c) Regulación del calcio presente en el citoplasma: las cisternas están especializadas en el secuestro y almacenaje de Ca y participan así en la contracción muscular. El Ca es liberado frente al impulso nervioso y una vez en el citosol participa en la contracción muscular, este Ca puede salir de forma masiva, cuando retorna al REL por la acción de la ATPasa de produce la miorrelajación. d) Desfosforilación de la glucosa: degradación del glucógeno en hepatocitos. El glucógeno se degrada a glucosa 6-p en el citoplasma, pero el REL elimina el grupo fosfato y genera glucosa que aporta energía. -Las membranas del retículo tienen un mayor contenido en proteínas que la membrana plasmática y debido a los ácidos grasos son más delgadas. 5.2-APARATO DE GOLGI -Estructura: Sistema membranoso de varios grupos de cisternas aplanadas y apiladas llamadas dictiosomas y vesículas asociadas. Se encuentra en todas las células eucariotas (menos glóbulos rojos de mamíferos). El Nº de Aparatos de Golgi (3 a 8) y el tamaño de las cisternas es variable y depende del tipo celular y el estado fisiológico de la cel. -Recibe Proteínas y Lípidos sintetizados por el REL y RER, los modifica, los distribuye y empaqueta para mandarlos: al exterior, otros orgánulos o lisosomas. -Las proteínas sintetizadas entrar al aparato por su cara cis y pasan por la pila hasta la cara trans; en la pila las proteínas originales sufren modificaciones, empaquetamiento y son enviadas a su destino. Abre tu Cuenta NoCuenta con el código WUOLAH10 y llévate 10 € al hacer tu primer pago -Tiene tres regiones: Región Cis: forma convexa y la más cercana al RE, allí entran las moléculas del RE en vesículas de transición. Región Medial: zona de transición, formada por cisternas intermedias. Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. Región trans: forma cóncava y esta relacionada con la formación de vesículas secretoras. -Vesículas: de transición, intermediarias, de secreción. -Funciones del Aparato de Golgi: A. Procesamiento y Clasificación de proteínas (Renovación de la MP y formación de lisosomas). Glucosilación de proteínas y lípidos Maduración de proteínas B. Formación del fragmoplasto en células vegetales C. Formación del acrosoma en los espermatozoides D. Formación de lisosomas primarios E. Transporte de macromoléculas a través de la membrana plasmática (hay consumo de E pero no es transporte activo). 5.3-ENDOCITOSIS Y EXOCITOSIS ENDOCITOSIS: -Pinocitosis Sirve para renovar la membrana plasmática Según su tamaño: Macropinocitosis (grandes cantidades de fluido extracelular) Micropinocitosis Según especificidad: De fase fluida (no selectiva) Mediada por receptores (específica) -Fagocitosis Estas células ingieren microorganismos invasores (recogen células moribundas las muertas por apoptosis); para ello se necesita el reconocimiento de la partícula por receptores de membrana. La célula produce extensiones de la membrana plasmática que rodean la partícula y la encierran formando una gran vesícula (fagosoma) que una vez formado se fusiona con los lisosomas para degradar su contenido. CLATRINA: posee una estructura con 3 brazos que se ensamblan entre sí formando pentágonos. Su estructura y manera de asociarse parece que ayuda a la invaginación y cierre de la vesícula. - EXOCITOSIS: Secreción al medio extracelular: las vesículas que brotan en la cara transportan productos acabados con destino al medio extracelular, esto es por exocitosis. Hay dos rutas: secreción continua y secreción regulada (sólo se dispara ante señales muy específicas). El estímulo para la exocitosis puede ser nervioso u hormonal. 5.4-LISOSOMAS Orgánulos membranosos del citoplasma llenos de proteínas enzimáticas y están solo en células eucariotas (no en vegetales). Su función es la digestión celular. - MEMBRANA LISOSOMAL: bicapa lipídica, bomba de protones (ATPasa), receptores que permiten al lisosoma reconocer e interaccionar con otras vesículas, proteínas de transporte específicas que permiten que los productos de la degradación puedan ser transportados al citosol, y hemimembrana interna intensamente glicosilada para proteger de la acción de hidrolasas. - MATRIZ LISOSOMAL: se compone de hidrolasas ácidas, estas enzimas descomponen y degradan proteínas, polisacáridos y lípidos de diversos restos celulares, las moléculas pequeñas que se forman son devueltas al citosol para su reutilización. - MATERIALES DIGERIDOS EN LOS LISOSOMAS: las sustancias que deben digerirse llegan a los lisosomas por tres vías dependiendo de su origen; a) Vía endocítica: pasan previamente por endosomas (degradadas por endolisosomas) b) Fagocitosis: siguen una vía propia (degradadas por fagolisosomas) c) Autofagia: (degradados por autofagolisosoma) - FUNCIÓN DE LOS LISOSOMAS: Digestión intracelular: heterofagia (vía fagocitosis y exocitosis) y autofagia Digestión extracelular - CLASIFICACIÓN DE LOS LISOSOMAS: en función de su fusión con otras estructuras celulares y el origen del material hay lisosomas primarios (procedentes del Golgi) y lisosomas secundarios (fusionado con alguna vesícula). Cuerpos residuales: a veces permanece el material no degradado originando cuerpos residuales que son expulsados o pueden quedar almacenados en la célula. (tatuajes). Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. 6- PEROXISOMAS Son orgánulos ovoides delimitados por una membrana, tienen una gran cantidad de enzimas. Contienen una matriz finamente granulada en la que se encuentra una masa densa llamada nucleoide, que tiene una estructura muy regular semejante a un cristal; los peroxisomas pueden replicarse por división. -Tiene una membrana similar a la del retículo endoplasmático y una matriz con enzimas implicadas en su función, principalmente oxidasas y catalasas. -Funciones: 1. Oxidación de sustratos 2. Detoxificación H2O2 y otros compuestos nocivos 3. Metabolismo de compuestos nitrogenados: catabolismo de purinas 4. Metabolismo de lípidos 5. Ciclo del glioxilato: conversión de grasas en carbohidratos en las plantas, (también se llaman glioxisomas) 6. Fotorrespiración: metabolismo del ácido glicólico-2 fosfoglicolato. (también en plantas) 7- CITOESQUELETO. CILIOS Y FLAGELOS 7-CITOESQUELETO Es una matriz fibrosa que forma una estructura dinámica que se extiende por el citosol (desde el núcleo hasta la membrana). -Funciones: la consistencia celular, el transporte de orgánulos y locomoción. Está compuesto por microfilamentos, microtúbulos y filamentos intermedios. A. Filamentos de actina: fibras delgadas y flexibles formadas por polímeros helicoidales enroscados de dos en dos, están por todo el citoplasma, pero más concentrados cerca de la membrana en el córtex. La actina que forma  parte de los filamentos se denomina F-actina y el resto que no está polimerizado G-actina; el número y la longitud cambia por polimerización y despolimerización. Poseen un extremo + (polimerización) y otro - (despolimerización). Tienen una gran versatilidad. Funciones: contracción muscular, formación del esqueleto de las microvellosidades, clivaje celular, movimiento ameboide y reforzamiento de membrana. Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. Sin la actina la célula no podría dividirse, moverse, hacer endocitosis ni fagocitosis. B. Filamentos intermedios: ejercen una gran resistencia a las tensiones mecánicas, permiten soportar tensiones. Hay tres tipos de filamentos intermedios citoplasmáticos (queratinas, vimentinas y neurofilamentos) y uno nuclear (láminas). Función: están anclados a los complejos de unión para soportar tensiones, forman la lámina nuclear que da forma. Abundan en el citoplasma. C. Microtúbulos: tubos huecos, largos, rectilíneos y rígidos. Sus paredes están formadas por tubulinas, las cuales hay a y ß. Se alinean en orden mediante enlaces no covalentes. Clasificación: hay algunos estables y otros que son dinámicos y cambiantes. Funciones: sirven como esqueleto interno, forma parte del mecanismo que transporta materiales y orgánulos, son elementos móviles de cilios y flagelos, son componentes del mecanismo de separar los cromosomas metafásicos durante meiosis y mitosis. Los desplazamientos de orgánulos son producidos por proteínas motoras: quinesinas y dineínas. 7.2-CILIOS Y FLAGELOS Son expansiones citoplasmáticas formadas por microtúbulos móviles localizados en la superficie libre de algunas células. Ambos contienen una estructura central de microtúbulos llamada AXONEMA, que crece a partir del corpúsculo basal que tiene la misma estructura que los centriolos. MOVIMIENTO: el cambio conformacional de la dineína permite el deslizamiento de microtúbulos, produciendo el movimiento de cilios y flagelos. Los dobletes de microtúbulos del axonema de cilios y flagelos se deslizan unos sobre otros causando la flexión de la estructura. Los cilios baten con un movimiento de atrás a delante, en cambio los flagelos realizan un movimiento ondulatorio. Los cilios desplazan los fluidos en una dirección paralela sirven para empujar al óvulo ir las trompas de Falopio, los unicelulares lo usan para moverse a sí mismos o para arremolinar el alimento que les rodea y atraerlo. Los flagelos mueven el líquido que les rodea en una dirección perpendicular a la superficie de la célula, se encargan de la locomoción de protozoos y espermatozoides, su función es desplazar la célula. 8. MITOCONDRIA Y CLOROPLASTO 8.1-MITOCONDRIA En todas las células eucariotas. Se encargan de suministrar la mayor parte de energía para la actividad celular y sintetizan ATP por fosforilación oxidativa.Están dispersas en el citoplasma (pueden quedarse fijas). Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. Son estructuras dinámicas. Mediante la división mitocondrial estas se dividen y dan lugar a las hijas; puede ser por bipartición, estrangulación o gemación. (No tiene que coincidir con el periodo de división de la célula). -Condrioma celular conjunto de todas las mitocondrias celulares. -En el embrión todo el material mitocondrial procede de las que se encuentran en el óvulo. -El origen de las mitocondrias se explica mediante la Teoría endosimbiótica: las células iniciaron su evolución sin mitocondrias ni cloroplastos, luego establecieron relación endosimbiótica con bacterias (las bacterias recibían protección y alimento mientras que ellas eran capaces de aportar ATP). -Estructura: 1. Membrana externa bicapa lipídica permeable a iones, metabolitos y muchos péptidos; el 60% de proteínas y el 40% de lípidos, semejante al RE y con una gran cantidad de porinas que forman canales. 2. Membrana Interna Se forman crestas mitocondriales que aumentan la superficie para los complejos enzimáticos y sistemas de transporte transmembrana. Contiene más proteínas, carece de poros y es altamente selectiva (parecida a las bacterias). Se distinguen 3 grupos dentro de las proteínas: las de la cadena transportadora de e- , complejo ATP-sintasa y proteínas transportadoras. Portas los 4 Complejos Proteicos dedicados al transporte de electrones. - ATP sintasa en la cara interna de las crestas, está formada por una cabeza esférica (complejo F1) y un pedúnculo. - Espacio intermembranoso contiene: sustratos metabólicos, ATP generado por la propia mitocondria, alta concentración de H+ como resultado del bombeo, y carnitina (molécula implicada en la beta- oxidación). - Matriz mitocondrial es como un gel; contiene: 50% agua, moléculas de ADN mitocondrial (que es semiautónomo porque tiene genoma propio y no está asociado a proteínas), enzimas necesarias para la replicación, transcripción y traducción del ADN mitocondrial, enzimas implicadas en Krebs y b-oxidación, iones de calcio fosfato y ribonucleoproteínas, y mitorribosomas. Abre tu Cuenta NoCuenta con el código WUOLAH10 y llévate 10 € al hacer tu primer pago -Funciones: 1. Oxidaciones respiratorias (en autótrofos y heterótrofos), da como resultado la producción de ATP. 2. Obtención de precursores para la biosíntesis 3. Respiración celular 4. Glucolisis (costa de 2 fases) 5. Descarboxilación oxidativa del piruvato; los 2 piruvatos de la glucolisis se descarboxilan y pasan a ser dos moléculas de dos C que se unen con la coenzima A para formar 2 acetil-coenzima A. En el proceso se liberan 2 CO2 y se producen 2 NADH adicionales. 6. Ciclo de Krebs; el ciclo del ácido cítrico completa la oxidación de moléculas orgánicas y genera energía. Produce: 2 CO2, 1 GTP, 3NADH2+H+ Y 1 FADH2 7. Cadena respiratoria; moléculas transportadoras de electrones de la membrana mitocondrial interna; estos pasan del NADH al FADH2 por los complejos hasta el O2 , que se reduce y forma H2O. Esto libera energía que se acumula en el espacio intermembrana en forma de H+ y hace posible la formación de ATP. 8. B-Oxidación de ácidos grasos; es un proceso catabólico; el glicerol se fosforila y luego se oxida para seguir la ruta de la glucólisis. Los ácidos grasos tienen que ser “activados” por la unión a la coenzima A (se necesita 1 ATP). Las coenzimas A son producidas son la mitad de los átomos de C del ácido graso. Ocurre en la matriz mitocondrial y los peroxisomas. 1 vuelta=1 G. Oxidación de aa -Vías metabólicas: Catabolismo (de moléculas complejas energía y moléculas sencillas) Anabolismo (al revés) -ADN MITOCONDRIAL: muy pequeño, ausencia de intrones, mucho ADN codificante, elevada tasa de mutación; puede usarse para identificar individuos; en una misma célula puede haber dos tipos de 13 poblaciones mitocondricas por mutación y por eso hay dos tipos de células: homoplasmático (todas son iguales) o heteroplasmico (mezcla de poblaciones). El genoma mitocondrial procede de la madre. Abre tu Cuenta NoCuenta con el código WUOLAH10 y llévate 10 € al hacer tu primer pago 8.2-CLOROPLASTO Provienen de los plastos, hay diferentes (leucoplastos, cromoplastos, cloroplastos, etiloplastos…). El origen es igual que el de las mitocondrias, (simbiosis). Los cloroplastos siempre provienen de la división de cloroplastos preexistentes, esta división ocurre por Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. fisión binaria. -ESTRUCTURA DELCLOROPLASTO: Formado por una doble membrana, un espacio intermembranoso, un estroma, tilacoides, y el interior lumen. En el interior se observa un sistema láminas, conjunto de membranas que se encuentran apiladas en zonas llamadas grana, formando apilamientos de discos llamadas tilacoides, el interior de estos se denomina lumen. Composición de los tilacoides: 60% proteínas y 40% lípidos. -LA FOTOSÍNTESIS: Tiene una etapa fotoquímica (en los tilacoides) llamada fase luminosa y una etapa bioquímica (en el estroma) llamada ciclo de Calvin que consta de 3 partes que son Carboxilación, Reducción y Regeneración. Ciclo C4: en plantas generalmente tropicales, bastantes malas hierbas que se desarrollan sobre todo en verano. Fijan el CO2 en un compuesto de 4 átomos de C (el oxalacetato) y después lo descarboxilan, la clave es que la enzima carboxilasa con mucha afinidad con el CO2 no incorpora O2. El ciclo C4 precede al ciclo de Calvin pero no lo sustituye, hay un espacio espacial de los procesos: la carboxilación C4 en células del mesófilo, y la descarboxilación y el ciclo de Calvin en células de la vaina de manera que la RUBISCO tiene concentrado el CO2 y no tiene acceso al O2. El rendimiento de los cultivos de plantas C4 es 2 y 3 veces mayor que las C3 ya que no hacen fotorrespiración, al igual que el gasto energético también es más alto. Plantas CAM: en plantas crasuláceas con metabolismo ácido (CAM) el tejido fotosintético es como en las C3 pero sus estomas al contrario del resto de plantas se abren de noche y se cierran de día. Hacen el ciclo C4 pero hay una separación temporal de los procesos. Absorben CO2 y lo fijan de noche mediante el ciclo C4 cuando los estomas están abiertos (para evitar la pérdida de agua) acumulando grandes cantidades de ácidos orgánicos en las vacuolas vegetales. Durante día el CO2 se separa por descarboxilación y es utilizado en el ciclo de Calvin, las plantas que normalmente fijan el CO2 por vía C3 pueden pasar a una fotosíntesis CAM en condiciones de deficiencias hídricas.  TEMA 3: BASES DE LA HERENCIA - - B)  TEMA 4: PROCESOS DE EVOLUCIÓN EN LOS SERES VIVOS 1. INTRODUCCIÓN TEORÍAS PREEVOLUTIVAS En el transformismo se agrupan todas las leyendas que hablan de transformaciones fabulosas. Según el creacionismo, la naturaleza y las especies vivas son una realidad definitiva y acabada: los seres vivos son inalterables, siendo hoy tal y como fueron diseñadas (fósiles). Catastrofismo: en el pasado se produjeron catástrofes se producían extinciones y con ellas nuevas creaciones (diluvio de Noé). Lamarck fue el primero que se opuso a la inmutabilidad de las especies, sostenía que todas las especies evolucionan de forma gradual y continua a lo largo de su existencia. Un cambio en el ambiente provocaría la modificación del comportamiento de un organismo, tras muchas generaciones un órgano determinado podría incrementar su tamaño si es muy usado. LAMARCKISMO: su teoría se basa en: 1. Tendencia a la complejidad: los seres vivos tienen un impulso interno hacia la perfección y la complejidad. 2. Aparición de adaptaciones: la necesidad provoca aparición de órganos nuevos y cuando uno se deja de usar desaparece (hipótesis del uso y desuso). 3. Herencia de los caracteres adquiridos: los caracteres adquiridos durante la vida del individuo se conservan y se transmiten a la descendencia (caso de las jirafas). Esta teoría no es apta al no tener en cuenta los genes y su herencia vía gametos ni la selección natural (ej. los cambios de una cirugía no se heredan). Por eso en los últimos años se ha estudiado la EPIGENÉTICA: el medio ambiente, además de seleccionar los genomas más aptos, también los modifica para generar individuos diferentes, más aptos o menos que podrían transmitir estas características a su descendencia. La musculatura, por ejemplo, es un carácter adquirido que no se hereda (como decía Lamarck), pero nuestro estilo de vida, alimentación, etc. sí puede provocar cambios en nuestro ADN y ser heredados. 2. DARWIN Y LA TEORÍA DE LA EVOLUCIÓN DE LAS ESPECIES Darwinismo: la SELECCIÓN NATURAL como mecanismo evolutivo: Los organismos mejor adaptados tienen mayor probabilidad de sobrevivir y convertirse en los progenitores de la siguiente generación. Darwin llegó a esta conclusión gracias a la selección artificial (mediante cruces dirigidos) y a las Ideas de Malthus (sobre el crecimiento de las poblaciones, alimentos y recursos). Darwin pensó que la lucha por la supervivencia conlleva a la adaptación de las especies. Adaptación: modificación que mejora la supervivencia y el éxito reproductivo. El modelo evolutivo de darwin se basa en 4 parámetros: 1. Variación: cada individuo de la población presenta una combinación única de rasgos que determinan sus probabilidades de supervivencia y éxito reproductivo. 2. Sobreproducción: las especies tienen la capacidad de producir en cada generación muchos más descendientes de los que sobreviven debido a la elevada capacidad reproductora de los seres vivos. 3. Lucha por la supervivencia: competencia por los recursos que limitará la supervivencia hasta la edad reproductiva. 4. Diferente éxito reproductivo: debido a adaptaciones que ayudan a producir una mayor descendencia; los individuos que poseen la combinación de características más favorables tienen mayor probabilidad de sobrevivir y reproducirse.  PRINCIPALES ARGUMENTOS DE “EL ORIGEN DE LAS ESPECIES”: 1. Las especies no tienen una existencia fija, están en un cambio constante. 2. La vida se manifiesta como una lucha constante por la existencia y la supervivencia. 3. La lucha por sobrevivir provoca que los organismos que menos se adaptan desaparezcan y permite que los mejores adaptados se reproduzcan, a esto se le llama selección natural. 4. La selección natural y la evolución en sí requieren de un enorme período de tiempo. 5. Las variaciones genéticas que producen el incremento de las probabilidades de supervivencia al azar. EL CASO DE LAS JIRAFAS SEGÚN DARWIN. En un principio existía una población de antílopes normales, algunos de ellos que tenían el cuello y patas más largas (variabilidad genética) podían alimentarse mejor así que sobrevivían mejor, actúa por tanto la selección natural. Estos individuos mejor adaptados pudieron reproducirse y dar una descendencia en la que abundaban los individuos altos; así en cada generación irían abundando más y más. NEODARWINISMO: Cuando Darwin postuló sus teorías todavía no se sabía Mendel. El neodarwinismo o teoría sintética de la evolución es para fusionar el darwinismo con la genética moderna. Según esta teoría los fenómenos evolutivos se explican por medio de las mutaciones (variabilidad genética dentro de la población) sumadas a la acción de la selección natural. Así, la evolución se ha debido a la acumulación de pequeñas mutaciones favorables, preservadas por selección natural y, por consiguiente, la producción de nuevas especies. La Reserva de variabilidad genética es lo que permite a los individuos adaptarse a los cambios ambientales. Una población suficientemente diversa tiene más probabilidad de sobrevivir, como en el caso de la mariposa del abedul: es de color blanco y vive en el tronco de los bedules que suele estar cubierto de liquenes blancos, así que pasa desapercibida; las que tienen una mutación que las hace oscuras son presas fáciles (son minoritarias). Con la contaminación se extinguieron muchos líquenes, dejando a los abedules con su color original, así que las mariposas blancas fueron presas fáciles, entonces el 99% de la población era oscura; luego volvió a cambiar. CONCEPTO DE EVOLUCIÓN: - Microevolución: cambios evolutivos menores visibles en pocas generaciones. - Macroevolución: aparición de nuevas especies a partir de un ancestro común tras muchas generaciones. 3. PRUEBAS DE LA EVOLUCIÓN Prueba 1: Registro paleontológico La prueba más directa son los fósiles en las rocas sedimentarias, estos proporcionan un registro de organismos de épocas pasadas e información de dónde y cómo vivían, progresión desde los org. unicelulares hasta ahora. La edad de los fósiles se determina por la posición relativa en los sedimentos o por isótopos radiactivos (C14). ej. patas de los caballos o relación entre reptiles y aves.  Prueba 2: Prueba de anatomía comparada Distintas especies tienen partes de su organismo con un mismo esquema estructural, lo que apoya una homología entre órganos, una relación de parentesco. Ej. extremidades anteriores de los humanos, murciélagos o ballenas. Estructuras homólogas: las que poseen órganos muy parecidos anatómicamente ya que tienen el mismo origen evolutivo de un ancestro común, estos órganos han sufrido evolución divergente. Por el contrario, estructuras no homólogas pero con funciones parecidas se denominan estructuras homoplásticas (u órganos análogos) se originan por evolución convergente. Ej. alas de los insectos y aves. Las estructuras vestigiales son partes no funcionales que dejan de resultar ventajosas evolutivamente y reducen su tamaño, por ej. el coxis, el apéndice, las muelas del juicio… Prueba 3: Prueba de distribución geográfica Estas pruebas están repartidas por el planeta y consisten en la existencia de grupos de especies más o menos parecidas que habitan en lugares relacionados por proximidad o situación, por ejemplo un grupo de islas donde cada especie del grupo se ha adaptado a unas condiciones concretas. Ej. presencia de marsupiales característicos en Australia. Prueba 4: Biología del desarrollo La comparación de las primeras etapas embrionarias muestran características en común que sugieren que evolucionaron a partir de un ancestro común, estas características comunes indican que el desarrollo en las diferentes especies está controlado por la misma clase de genes. Prueba 5: Pruebas bioquímicas Basadas en la comparación a nivel molecular de los organismos. Las especies comparten similitudes en cuyabndi a la estructura de los cromosomas. Organismos remotamente relacionados tienen proteínas en común, por ejemplo el citocromo c, parte de la cadena de transporte electrónico. El árbol filogenético se construye a partir de diferencias en una secuencia de ADN determinada, a partir del número de cambios en la secuencia homóloga de ADN en dos organismos distintos es posible desarrollar un reloj molecular para estimar el tiempo de divergencia entre dos especies. Prueba 6: Universalidad del código genético Es una prueba de que todos los organismos surgieron de un ancestro común. 4. ESPECIACIÓN Concepto biológico de especie: una o más poblaciones cuyos miembros son capaces de aparearse en la naturaleza y producir descendencia fértil. Concepto evolutivo de especie: una población se considera especie si ha sufrido evolución suficiente como para que haya diferencias significativas en los caracteres emergentes. ¿QUÉ ES LA ESPECIACIÓN? La especiación es el proceso mediante el cual una población de una determinada especie da lugar a otra u otras poblaciones que no se pueden reproducir con la anterior y que con el tiempo irán acumulando diferencias genéticas. MECANISMOS DE AISLAMIENTO REPRODUCTIVO: 1. Barreras precigóticas: impiden la fecundación a) Aislamiento temporal: (ranas del este de USA y Canadá se aparean cuando la Tº del agua es 7º-12º. b) Aislamiento espacial: dos especies en el mismo área viven y se alimentan en distintos hábitats c) Aislamiento sexual o conductual d) Aislamiento mecánico e) Aislamiento gamético: debido a diferencias moleculares que impiden la unión de gametos. 2. Barreras postcigóticas: se manifiestan tras la fecundación a pesar de la existencia de barreras precigóticas a) Inviabilidad híbrida: casi todos mueren b) Esterilidad híbrida: debido a problemas durante la meiosis, es común sobre todo si los progenitores tienen diferente número cromosómico (yegua 2n=64 + burro 2n=62 dan un asno estéril 2n=63). TIPOS DE ESPECIACIÓN: cuando una población es lo suficientemente distinta de su especie ancestral y no hay intercambio genético entre ellas se dice que ha ocurrido especiación. A) Especiación alopátrica o geográfica: cuando una población se separa geográficamente del resto de la especie y evoluciona por selección natural o deriva genética; es el método más común. Ejemplos: las islas. B) Especiación simpátrida: consiste en el desarrollo de una nueva especie sin separación geográfica entre grupos; los organismos de la misma especie ancestral se aíslan reproductivamente, es común en plantas. Ejemplos: cilcidos africanos (peces). - Cambio en la ploidía: Alopoliploidía: duplicación espontánea de los cromosomas para producir núcleos con múltiples juegos de cromosomas. Se considera un factor importante en la evolución de las plantas con flores ya que constituye un mecanismo para la especiación muy rápido. - Cambio ecológico: a partir de una especie surgen individuos que se adaptan a condiciones diferentes ocupando diversos nichos ecológicos dentro del mismo área. Diferentes especies de peces en un lago tienen hábitos alimentarios distintos que se manifiestan en la forma de sus mandíbulas, esto a su vez puede modificar las preferencias de apareamiento provocando selección sexual. LA DOMESTICACIÓN: Los cambios provocados por el hombre han logrado gran variabilidad de razas en un periodo de tiempo relativamente corto mediante cruces entre razas de perros, caballos, plantas, etc. A estos cambios los llamamos selección artificial o domesticación.