Biología Odonto - Módulo 1 PDF

BIOLOGÍA ODONTO – MODULO 1 MÓDULO 1 La biología es la ciencia que estudia la vida. Presenta principios básicos, los cuales son:  Evolución: Son los cambios que ocurren a lo largo del tiempo  Teoría celular: Se basa en que todos los seres vivos esta...

BIOLOGÍA ODONTO – MODULO 1 MÓDULO 1 La biología es la ciencia que estudia la vida. Presenta principios básicos, los cuales son:  Evolución: Son los cambios que ocurren a lo largo del tiempo  Teoría celular: Se basa en que todos los seres vivos estan constituidos por células.  Método científico: Es un método de investigación que se lleva a cabo para producir conocimientos.  Niveles de organización: Abarca desde las partículas subatómicas hasta la biósfera.  Diversidad: Incluye todas las diferentes formas de vida que existen en el planeta. ORIGEN DE LAS DIFERENTES FORMAS DE VIDA 1. JUNTO CON EL UNIVERSO SE ORIGINARON LOS ÁTOMOS QUE FORMAN LA MATERIA VIVIENTE. El universo comenzó con una explosión, “el big bang”, hace 10.000 millones de años. La temperatura en el momento de la explosión hace era de 100.000.000.000º (1011°). A esta temperatura, ni los átomos podían mantenerse unidos por lo cual cada partícula se aleja de toda otra partícula. Ésta, se movían a gran velocidad, chocaban con otras, se aniquilaban y así generaban nuevas partículas y liberaban más energía. A medida que el universo comenzó a enfriarse, se comenzaron a ensamblar dos tipos de partículas estables, los protones y neutrones, los que se mantuvieron unidos para formar núcleos atómicos, los protones, por su carga positiva atrajeron a los electrones, de carga negativa, estos se movían alrededor del núcleo, y así se formaron los átomos. Y a partir de estos átomos se formaron y evolucionaron los seres vivos. 1 MAYO 2014  BIOLOGÍA ODONTO – MODULO 1 2. EL PLANETA TIERRA SE FORMÓ A PARTIR DEL POLVO Y GAS QUE GIRABA ALREDEDOR DEL SOL. AL ENFRIARSE SE FORMÓ LA CORTEZA TERRESTRE. El sol es una estrella que se formó hace 4600 millones de años. A partir de la acumulación de gases y partículas de polvo se formó una nube en la cual los átomos de helio e hidrógeno eran atraídos por la fuerza de la gravedad, cayendo en el centro de la misma cobrando velocidad mientras caían. La aglomeración cada vez se hizo más densa, los átomos se movían más rápidamente, y chocaban entre sí y así la nube se tornó más caliente, al aumentar la temperatura, las colisiones se hicieron más violentas hasta que los átomos de hidrógeno chocaron con tal fuerza que sus núcleos se fusionaron formando átomos de helio y liberando energía nuclear. Esta reacción termonuclear es la que ocurre en el interior del sol y es la energía que irradia desde su superficie. Los planetas se formaron a partir de restos de gas y polvo que giraban alrededor del sol. A medida que se fueron formando, el interior se mantenía muy caliente por la liberación de energía. Incluso, en la actualidad en nuestro planeta, a 50 Km. aproximadamente de la corteza, la tierra aún está caliente y una parte de ella derretida. Por otra parte, los gases se condensaron en la superficie formando la primera atmósfera, distinta a la actual ya que esta no tenía oxígeno en cantidad, pero sí era rica en compuestos como dióxido de carbono, vapor de agua y nitrógeno. Actualmente, nuestra atmósfera está formado principalmente por oxígeno, nitrógeno, dióxido de carbono, ozono y vapor de agua. 2 MAYO 2014  BIOLOGÍA ODONTO – MODULO 1 3. LA VIDA SOBRE EL PLANETA TIERRA APARECIÓ POR MEDIO DE LA EVOLUCIÓN QUÍMICA. Oparín planteó la hipótesis de que en la tierra primitiva se habrían formado partículas orgánicas a partir de gases atmosféricos que se habrían combinado. Las partículas orgánicas al reaccionar entre sí producirían aminoácidos, nucleótidos y otras moléculas orgánicas. Sin O2 libre para degradarlas estas moléculas habrían persistido. Así, una especie de selección natural desempeñó un rol fundamental en la evolución química y posteriormente en la evolución biológica. No hay exactitud de cuando aparecieron las primeras células vivas, registros fósiles hablan de 3500 a 3400 millones de años atrás. 4. LOS SERES VIVOS SE PUEDEN CLASIFICAR SEGÚN:   La obtención de e  La estructura de las células  El criterio taxonómico. A. Según la energía pueden ser: heterótrofos y autótrofos.   Heterótrofos: dependen de fuentes externas para obtener la e. Ej: bacterias, hongos, hombre.  Autótrofos: sintetizan ellos mismos sus propias moléculas ricas en  e , la mayoría de los autótrofos son fotosintéticos, es decir, que su  fuente de e es el sol. Ej: plantas. 3 MAYO 2014  BIOLOGÍA ODONTO – MODULO 1 Los organismos autótrofos, como las plantas, producen sus propias moléculas ricas en energía, mientras que los organismos heterótrofos, como los animales, necesitan una fuente externa de energía (el alimento). B. Según la organización interna se clasifican en: procariotas y eucariotas. Ambas tienen membrana celular y material genético, pero varían de acuerdo a su organización.  Procariotas: tienen una sola membrana que rodea al citoplasma, la membrana citoplasmática. El material genético se halla suelto en el citoplasma y esta constituido por una molécula circular de ADN no asociado a histonas (proteínas). Ej.: bacterias.  Eucariotas: poseen un núcleo bien organizado, cuyo metarial genético junto con proteínas histónicas se encuentra formando cromosomas. El núcleo tiene una doble membrana con poros nucleares, esta membrana se denomina membrana nuclear o carioteca. Posee también el citoplasma con distintos organoides como el aparto de golgi, retículo endoplasmático liso y rugoso, lisosomas y peroxisomas, éstos, junto con la carioteca, forman el sistema de endomembranas. También tienen orgánulos de doble membrana como las mitocondrias y los cloroplastos (solo en células vegetales). 4 MAYO 2014  BIOLOGÍA ODONTO – MODULO 1 Los primeros organismos fueron células similares a las procariotas actuales. El origen de las células eucariotas fue mucho tiempo después que el de las procariotas; actualmente se cree que mediante un proceso denominado endosimbiosis, dos células procariotas se unieron y asociaron de tal manera que formaron un solo organismo: una célula eucariota. TEORIA ENDOSIMBIOTICA El origen de las células eucariotas esta remarcado por la posibilidad de haberse originado desde modificaciones lentas y graduales de una célula procariota. Si pudiéramos enumerar los pasos se diría que:  Una célula procariota comenzó a perder la pared celular.  La membrana comenzó a aumentar su superficie y el plegamiento, lo cual aumentó la superficie para l absorción de nutriente de la reserva circundante de alimento.  Se formaron membranas internas con ribosomas, algunas de las cuales rodearon el ADN.  Se formó el citoesqueleto (actina y microtúbulos). 5 MAYO 2014  BIOLOGÍA ODONTO – MODULO 1  A medida que el ADN se fijó ala membrana de una vesícula plegada hacia adentro, se forma el precursor de un núcleo.  Se formaron flagelos eucariotas, permitiendo la propulsión.  Evolucionaron las primeras vesículas digestivas de los lisosomas utilizando enzimas del retículo endoplásmico rugoso.  Los peroxisomas pueden haberse formado por endocitosis de las procariotas con capacidad detoxificantes.  Las mitocondrias se formaron por endositos de un procarionte y generando ATP.  La endocitosis de una cianobacteria condujo al desarrollo de los cloroplastos, que proporcionaron a la célula los medios para manufacturar materiales utilizando la energía solar. 6 MAYO 2014 BIOLOGÍA ODONTO – MODULO 1 7 MAYO 2014  BIOLOGÍA ODONTO – MODULO 1 C. Según su taxonomía se clasifican en 5 reinos:  Reino Monera: Procariotas unicelulares; formas fotosintéticas, quimiosintéticas y heterótrofas. Este reino agrupa a todas las bacterias (Ej.: E. Coli) y cianobacterias (algas verde azuladas).  Reino protista: Eucariotas unicelulares y algunas multicelulares simples, sus formas pueden ser fotosintéticas o heterótrofas. Incluye a las algas, protozoarios y amebas.  Reino fungi: Eucariotas heterótrofas con quitina en su pared celular. No fotosintéticas. Reproducción asexual (esporas) y sexual (gametas). Incluye moho, hongos saprófitos y parásitos.  Reino plantae: Eucariota fotosintética con pared celular celulósica. Reproducción asexual (vegetativamente) y sexual (gametas); autótrofas. Ej.: plantas; nogal; rosal.  Reino animalia: células eucariotas multicelulares y heterótrofas. Se reproducen sexualmente por gametas, algunas formas animales pueden reproducirse asexualmente. Ej.: animales, homo sapiens. 8 MAYO 2014  BIOLOGÍA ODONTO – MODULO 1 5. EL HOMBRE ES UN RECIÉN LLEGADO A LA TIERRA. HACE 200 MILLONES DE AÑOS APARECIERON LOS PRIMEROS DINOSAURIOS Y MAMÍFEROS. Actualmente se acepta que los primeros hominidos aparecieron hace 3,6 millones de años, eran los Australopitecus, pequeños, con cráneos de tamaño reducido, mandíbula robusta y potentes músculos. Entre 400 y 200 mil años aparece el homo sapiens. Dentro de este se reconocen 3 tipos: el arcaico, el Neander thalenis y el Sapiens Sapiens. 9 MAYO 2014 BIOLOGÍA ODONTO – MODULO 1 a) AUSTRALOPITECUS AFRICANOS. La forma del cráneo del hombre ha sido determinada por la evolución del cerebro, de los dientes y de la mandíbula. En este caso el cerebro era de tamaño reducido así como su cráneo; pero su mandíbula era bastante baja y suficientemente robusta para sostener los voluminosos dientes y potentes músculos que necesitaba para masticar. 10 MAYO 2014 BIOLOGÍA ODONTO – MODULO 1 b) HOMO ERECTUS. En este caso el cerebro era mucho más desarrollado y necesitaba una capacidad craneana superior. Sus dientes eran más reducidos en relación al tamaño de la mandíbula, como consecuencia de la adaptación a un régimen de alimentos cocidos. La dentición forma un arco más corto y más ancho sobre mandíbulas más fuertes pero más pequeñas respecto al tamaño del cráneo. c) HOMO SAPIENS SAPIENS. La gran extensión del cerebro provocó en éste caso un aumento esférico del cráneo, que dominaba los rasgos faciales: los dientes son más pequeños y las mandíbulas también auque más cortas, exceptuando la base que ha permanecido ancha, con lo que el hombre moderno ha adquirido un rasgo lo distingue de sus predecesores: el mentón bien marcado. 11 MAYO 2014  BIOLOGÍA ODONTO – MODULO 1 Evolución del cráneo y mandíbulas humanas CARACTERÍSTICAS DE LOS CINCO REINOS MONERA PROTISTA FUNGI PLANTAE ANIMALIA Tipo celular Procariótico Eucariótico Eucariótico Eucariótico Eucariótico Envoltura Ausente Presente Presente Presente Presente nuclear Mitocondrias Ausente Presente Presente Presente Presente Ausente Presente (membranas Cloroplastos (algunas Ausente Presente Ausente fotosintéticas en formas) algunos tipos) Presente Quitina y Presente Celulosa y (algunas otros Pared Celular (polisacáridos y otros Ausente formas de polisacárid péptidoglucanos) polisacáridos varios tipos) os no 12 MAYO 2014  BIOLOGÍA ODONTO – MODULO 1 MONERA PROTISTA FUNGI PLANTAE ANIMALIA celulósicos Conjugación, Fecundación, Medios de transducción, Meiosis, Fecundació Fecundación Fecundación y recombinació n genética transformación o conjugación o n y meiosis y meiosis meiosis ninguna ninguna Fotosintética o Autótrofa heterótrofa, o Heterótrofa Modo de (quimiosintéticos Heterótrofa, una , por Fotosintética nutrición o fotosinté-ticos) por ingestión combinación absorción o heterótrofa de ambas ANIMAL MONERA PROTISTA FUNGI PLANTAE IA Cilios y flagelos 9 + 2, Cilios y en los Flagelos Cilios y flagelos 9 flagelos 9 gametos de bacteria-nos, + 2, ameboides, No + 2, Motilidad algunas deslizantes o no fibrillas móviles fibras formas, móviles contráctiles contráctil ninguna en la es mayoría de las formas Ausente en la Multicelularidad Ausente mayoría de las Presente Presente Presente formas Mecanismos Presente, primitivos para Sistema frecuente Ausente conducir Ausente Ausente nervioso mente estímulos en complejo alguna forma EL ORIGEN DE LA VIDA Y SUS TEORÍAS Aristóteles consideraba que los seres vivos sencillos podían originarse por generación espontánea, ejemplo, insectos y gusanos a partir de carne en descomposición; los ratones, a partir de los granos. Esta teoría perduró en la antigüedad y en la edad media. Redi en el siglo XVII, realizó un experimento colocando 8 frascos de boca ancha distintos trozos de carne (peces, vaca, serpiente y anguila), cuatro permanecieron abiertos y 4 cerrados. Al cabo de un tiempo observó que en el abierto había moscas y gusanos, y en el cerrado no. Esto mostraba que los 13 MAYO 2014  BIOLOGÍA ODONTO – MODULO 1 gusanos estaban solo donde habían podido llegar las moscas, sugiriendo que la vida surge de vida preexistente. Esta idea no logró convencer y la discusión se abandonó. Pasteur en 1862, realizó un experimento, colocó en un matraz de cuello largo, caldo nutritivo. Calentó el cuello de los frascos dándoles formas curvas (frascos con cuello de cisnes). Hizo hervir líquido, eliminó todo el aire del frasco y destruiyó todo microorganismo que podía haber quedado en el frasco y en el líquido. Al enfriarse el liquido el aire entraba quedando partículas y gérmenes retenidos en el cuello del frasco. Al cabo de un tiempo observó que los frascos que mantenían intactos sus cuellos no desarrollaban microorganismos, mientras que si se rompía el cuello curvo del frasco permitiendo la entrada de gérmenes, en pocas horas aparecían microorganismos. Este experimento terminó con la doctrina de la generación espontánea. El nuevo pensamiento científico propone que la materia inorgánica había dado origen a compuestos orgánicos, que evolucionaron hacia las primeras formas de vida. En 1923, un químico ruso llamado Oparín sostuvo que los componentes de la atmósfera junto con las descargas eclécticas (rayos y relámpagos) y radiaciones solares originaron un ambiente acuoso (caldo primordial) sustancias proteicas que al agruparse formaron los coacervados. En la década del 50, Miller realizó la primera verificación de la hipótesis de Oparin, que sostenía la evolución química. En un recipiente cerrado, se eliminó el aire, para crear una atmósfera parecida a la primitiva. Se aplicaron descargas eléctricas y cuando las moléculas pasan por un condensador enfriado por agua, ocurre condensación. En la trampa se acumulan sustancias no gaseosas que al ser analizadas resultaron ser sustancias semejantes a aminoácidos y otras sustancias orgánicas. 14 MAYO 2014  BIOLOGÍA ODONTO – MODULO 1 Estos experimentos no demostraron que dichos compuestos orgánicos se formaron espontáneamente en la tierra primitiva, solo sugirieron que podrían haberse formado. Pero la evidencia es muy grande y la mayota de los bioquímicas cree que dada las condiciones en la tierra joven fueron inevitables las reacciones químicas productoras de aminoácidos, nucleótidos y otras moléculas orgánicas. Sydney y Fox y colaboradores, realizaron estudios y produjeron estructuras proteínicas limitadas por membrana, las cuales podrían realizar algunas reacciones químicas semejantes a células actuales. Estas estructuras son producidas por una serie de reacciones químicas a partir de mezclas secas de aminoácidos. Cuando las mezclas se calientan a Tº moderadas se forman polímeros. Cuando los polímeros se colocan en solución salina acuosa y mantienen condiciones adecuadas, forman espontáneamente microesferas proteinoides. 15 MAYO 2014  BIOLOGÍA ODONTO – MODULO 1 Estas microesferas no son células vivas, pero su formación sugiere procesos que podrían haber dado origen a entidades proteicas con mantenimiento autónomo. Microesferas proteinoides. Experimento de Fox. Simulando las condiciones primitivas de la Tierra obtuvo estas estructuras artificiales rodeadas de membrana y con capacidad de autoreproducirse. EVOLUCIÓN El universo, las estrellas, la tierra y todos los seres vivos evolucionaron a través de una larga historia de cambio gradual y continuo. La teoría de la evolución se debe a Darwin y Wallace, que anunciaron a la teoría independientemente. El concepto original de Darwin y de Wallace acerca de cómo ocurre la evolución todavía sigue proporcionando el marco básico para nuestra comprensión del proceso. Ese concepto se funda en cinco premisas: 1) Los organismos engendran organismos similares; en otras palabras, hay estabilidad en el proceso de la reproducción. 2) En la mayoría de las especies, el número de individuos que sobreviven y se reproducen en cada generación es pequeño en comparación con el número total producido inicialmente. 3) En cualquier población dada ocurren variaciones aleatorias entre los organismos individuales, algunas de las cuales son hereditarias, es decir, que no son producidas por el ambiente. 16 MAYO 2014  BIOLOGÍA ODONTO – MODULO 1 4) La interacción entre estas variaciones hereditarias, surgidas al azar, y las características del ambiente determinan en grado significativo cuáles son los individuos que sobrevivirán y se reproducirán y cuáles no. Algunas variaciones permiten que los individuos produzcan más descendencia que otros. Darwin llamó a estas características variaciones "favorables" y propuso que las variaciones favorables heredadas tienden a hacerse cada vez más comunes de una generación a otra. Este es el proceso al que Darwin llamó selección natural. 5) Dado un tiempo suficiente, la selección natural lleva a la acumulación de cambios que provocan diferencias entre grupos de organismos. Sin embargo, fue Lamarck quien formuló la primera teoría de la evolución. Propuso que la gran variedad de organismos, habían evolucionado desde formas simples; postulando que los protagonistas de esa evolución habían sido los propios organismos por su capacidad de adaptarse al ambiente: los cambios en ese ambiente generaban nuevas necesidades en los organismos, y esas nuevas necesidades conllevarían una modificación de los mismos que sería heredable. En síntesis, lo que Lamarck sostuvo, fue que los organismos tenían una fuerza que los llevaba a la perfección; estos individuos tenían la capacidad de adaptación en distintas circunstancias a distintas condiciones ambientales. Los organismos, según Lamarck, surgían de la nada y presentaban herencia de caracteres o rasgos adquiridos. 17 MAYO 2014  BIOLOGÍA ODONTO – MODULO 1 Lamarck sostenía que jirafas de cuello corto, por la necesidad de alcanzar su alimento, iban a sufrir cambios anatómicos, de tal manera que el cuello se iba estirando gradualmente. Sin embargo Darwin, sustentaba la idea de que en una población heterogénea de jirafas (cuello largo y corto), sólo iban a sobrevivir los individuos adaptados a un determinado ambiente. TEORÍAS TEORÍAS PRE TEORÍA DE DARWIN – NEODARWINIANAS DARWINIANAS WALLACE SOBRE EL MECANISMO DE LA EVOLUCIÓN LAMARK (la más relevante)  Existen variaciones TEORIA NEODARWINISTA postuló: entre los miembros de nacida de la unión de la  Que la generación las poblaciones que son genética y la evolución. espontánea era casuales y no Proceso de cambio continuo frecuente predeterminadas. por acumulación de  Existía un impulso  Se establece la lucha variaciones heredables interno hacia la por la existencia perfección en los  Las variaciones presentes organismos en algunos organismos  Adaptación al medio les confiere una mayor  herencia de los aptitud para sobrevivir caracteres adquiridos respecto de los que se hallan mal adaptados  El proceso por el cual se seleccionan, entre todo los individuos, los más aptos es la SELECCIÓN NATURAL 18 MAYO 2014  BIOLOGÍA ODONTO – MODULO 1 PRINCIPIOS UNIFICADORES DE LA BIOLOGIA CELULAR 1. TODOS LOS SERES VIVOS PRESENTAN UN PATRÓN DEFINIDO Y REPETITIVO DE ORGANIZACIÓN: “PRINCIPIO DE LA ORGANIZACIÓN” Los seres vivos están organizados, en niveles infraorgánicos (químico, celular, tisular, orgánico, sistémico y organismo) y supraorgánico (población, comunidad, ecosistema y biosfera). INFRAORGÁNICO NIVEL QUÍMICO Es el nivel más simple. Las partículas básicas son los ATOMOS. Átomo: Unidad básica de toda materia constituida por: a- Núcleo: es central. Posee protones y neutrones; es la mayor parte de la masa atómica. b- Orbitales: zona periférica, en ella se encuentran los electrones. El átomo es una entidad electrónicamente neutra ya que el número de protones es siempre igual al número de electrones. Moléculas: Partículas formadas por la interacción de los átomos entre sí. Elemento Químico: sustancia que no puede descomponerse en otras sustancias más simples sin perder sus propiedades características. Se han identificado 92 elementos, de los cuales, unos 40 se encuentran en los seres vivos, por lo que se lo denominan bioelementos. LOS BIOELEMENTOS PUEDEN SER: 1. Macroelementos: concentración mayor al 1%. Ejemplo:  Carbono  Hidrógeno: componente del agua y sustancias orgánicas 19 MAYO 2014  BIOLOGÍA ODONTO – MODULO 1  Nitrógeno: componente de proteínas  Oxigeno: componente del agua y sustancias orgánicas  Fósforo: componente de hueso, dientes y ATP.  Azufre: componente de sustancias orgánicas 2. Microelementos: concentración entre 0,5% y 1%  Sodio: participa en la transmisión del impulso nervioso  Potasio: participa en la transmisión del impulso nervioso  Calcio: componente de huesos y dientes  Magnesio: cofactor de muchas enzimas  Cloro: participa en la regulación osmótica 3. Oligoelementos: concentración menor a 0,05%  Hierro: componente de la hemoglobina  Cobre: componente de la vitamina B 12  Cobre: componente de la hormona tiroidea  Fluor se incorpora a la estructura mineral del diente _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 6N _ 8N 7N 1P+ 6P+ 8P+ 7P+ _ _ _ _ _ _ _ _ Carbón Oxígeno Hidrógeno Nitrógeno Diagrama de los átomos de los principales elementos de importancia biológica. 20 MAYO 2014  BIOLOGÍA ODONTO – MODULO 1 NIVEL CELULAR CELULA PROCARIOTA: Poseen una membrana plasmática, por fuera de la cual existe una pared celular. Entre ambas se encuentra el espacio periplasmático. La membrana plasmática sirve de límite celular para el intercambio de materiales y la pared celular tiene función de protección y sostén. También posee un citoplasma, integrado por citosol o matriz que contiene agua, enzimas y moléculas biológicas. El único organoide citoplasmático que poseen son los ribosomas, pero muchas bacterias presentan una estructura derivada de la membrana plasmática denominada mesosoma. También pueden presentar laminillas o lamelas, sonpliegues membranosos que se extienden desde la membrana plástica hacia el interior Los ribososmas contienen ARN y proteínas, pueden encontrarse aislados a agrupados formando poliribosomas. Estos participan en la síntesis de proteínas. Posee también una molécula de ADN que se encuentra en contacto directo con el citoplasma ocupando una zona llamada nucleoide. A ello se debe la denominación de procariota dado a que carecen de núcleo (carión) verdadero. Algunas bacterias poseen además una pequeña molécula extra de ADN llamada Plásmido. 21 MAYO 2014  BIOLOGÍA ODONTO – MODULO 1 La importancia de estas entidades es que son agentes infecciosos que atacan animales y al hombre. Dibujo de la ultraestructura de una célula bacteriana (su tamaño es varias veces menor que el de una célula eucariota típica). 22 MAYO 2014  BIOLOGÍA ODONTO – MODULO 1 REPRODUCCION DE CELULAS PROCARIOTAS Y RECOMBINACION GENETICA Las bacterias se reproducen fundamentalmente por fision binaria. Este tipo de división no permite la recombinación geneti a. Pero esta puede darse por otras vías: Transformación: en determinadas condiciones fragmentos de ADN exógeno pueden entrar en el interior de las bacterias. El ADN exógeno puede intercambiar segmentos con el ADN del cromosoma principal bacteriano. Conjugación: transferencia del material hereditario (ADN) de una bacteria donadora a otra receptora. Requiere el contacto físico entre las dos estirpes bacterianas, la donadora y la receptora. El contacto físico se establece a través de los pili-F de la bacteria donadora formándose un tubo de conjugación. El ADN de la bacteria receptora puede intercambiar segmentos con el ADN de la donadora. 23 MAYO 2014  BIOLOGÍA ODONTO – MODULO 1 Transducción: no necesita del contacto físico entre dos estirpes bacterianas. El vehículo o vector que transporta ADN de una bacteria a otra es un virus. 24 MAYO 2014  BIOLOGÍA ODONTO – MODULO 1 Diagrama que ilustra la división celular de una bacteria. Este tipo de células posee un solo cromosoma o molécula de ADN, que mantiene relación con un punto determinado de la membrana plasmática. En algunas bacterias, esa relación se establece mediante el mesosoma, que es una invaginación del plasmalena CELULA EUCARIOTA Estan limitadas por la membrana plasmática. En las plantas, hongos y mayoría de las algas externamente a la membrana, se encuentra una pared celular. Poseen un núcleo verdadero rodeado por una doble envoltura llamada envoltura nuclear. Ésta presente poros a través de los cuales pasa material desde hacia el citoplasma. El núcleo contiene el material hereditario que consiste en varias moléculas de ADN asociada a proteínas llamadas histonas y que en el momento de la división celular se encuentra muy condensado formando los cromosomas, mientras que 25 MAYO 2014  BIOLOGÍA ODONTO – MODULO 1 en los períodos en el que la célula no esta en división se encuentra en forma más distendida y se denomina cromatina. Otro de los componentes del núcleo es el nucleolo, que participa en la síntesis de proteínas. El citoplasma consta de 2 partes, una contenida en el sistema de endomembranas (SEM) y otra externa a este, que se denomina matriz citoplasmatica o citosol. Esta última posee una serie de estructuras proteicas (microtúbulos, microfilamentos y filamentos) que constituyen el citoesqueleto. Este contribuye a mantener la forma de la célula y participa en la movilización intracitoplasmática de organelas y materiales. El SEM presenta distintas secciones. La envoltura nuclear es una de estas secciones y su membrana interna está en contacto con la cromatina mientras que la externa puede presentar ribosomas adheridos. El retículo endoplásmico (RE) constituye la mayor parte del SEM, en el cual se distinguen 2 fracciones: el retículo endoplásmico rugoso o granular (RER), cuya superficie externa está cubierta por ribosomas que sintetizan proteínas que pasan a la cavidad del RE. La otra fracción es el retículo endoplasmático liso o agranular (REL), que se continúa con el rugoso y que a diferencia de él no presenta ribosomas adheridos. El complejo de Golgi es otra de las secciones del SEM e interviene en el procesamiento de los productos de secreción. Los ribosomas son los orgánulos más numerosos del citoplasma. Los lisosomas forman parte del SEM, están limitados por una sola membrana que contiene enzimas hidrolíticas responsables de la digestión celular. Los cloroplastos y las mitocondrias son organoides de doble membrana que intervienen en los procesos de transformación de energía. La fotosíntesis tiene lugar en los cloroplastos (presente en los vegetales) y la respiración celular en las mitocondrias. Los centriolos son estructuras cilíndricas dobles dispuestas en ángulo recto entre sí, es característco en células animales. Los cuerpos basales tienen estructura similar a los centriolos, pero ubicados en la base de cilios y flagelos. Estos últimos tienen una estructura microtubular e interviene en el movimiento propio de la célula. 26 MAYO 2014 BIOLOGÍA ODONTO – MODULO 1 27 MAYO 2014  CUADRO DE LOS COMPONENTES DE LAS CÉLULAS EUCARIOTAS ANIMALES COMPONENTE ESTRUCTURA FUNCION Es una bicapafosfolipidica que presenta proteínas  Regula el transporte de sustancias alternadas a manera de mosaico y responde al modelo de  Presenta permebilidad selectiva mosaico fluido de Nicholson y Singer  Es el limite en las células eucariotas animales MEMBRANA  Puede especializarse para cumplir CELULAR funciones especificas (cilios, microvellosidades,et)  Presenta proteínas con distintas funciones (receptores, bombas, carriers, canales, transductores,etc) Es una organela que se encuentra rodeada por una doble Es el centro de comando celular; ya que membrana llamada envoltura nuclear. La envoltura nuclear controla todas las actividades y funciones que NUCLEO presenta poros nucleares que permiten la relación nucleo- ocurren dentro de la celula citoplasma. Dentro del nucleo se encuentra el nucléolo y la cromatina. Es una organela constante dentro del nucleo. Visto al Se encarga de la síntesis de las subunidades microscopio óptico presenta aspecto homogéneo o ribosomales ligeramente vacuolar, mientras que visto al microscopio electrónico presenta dos regiones : región fibrilar NUCLEOLO interna(donde se encuentran las hebras de ADN a partir de las cuales se formara el ARN ribosomal) y la región granular o periférica (donde se encuentran las subunidades ya formadas) Es el material genético de las células eucariotas. Es ADN El material genético posee toda la información CROMATINA asociado a proteínas histonas y no histonas. Es por ello que de lo que concierne a la celula. Desde la decimos que la cromatina es una nucleoproteina. forma, tamaño, funciones, etc  COMPONENTE ESTRUCTURA FUNCION Son organelas no membranosas formadas por una Su función es la síntesis de proteinas RIBOSOMAS subunidad menor y una subunidad mayor. Son 80 s coeficiente de sedimentación (60 s +40s) RETICULO Conjunto de sacos membranosos aplanados que presentan Participa en la sintesis de proteinas ENDOPLASMATICO ribosomas adheridos a su superficie ya que presentan una RUGOSO (RER) proteína de anclaje llamada riboforina Conjunto de sacos membranosos que no presentan Cumple varias funciones: ribosomas adheridos en su superficie.  Síntesis de lípidos  Detoxificacion de fármacos y sustancias RETICULO endógenas ENDOPLASMATICO LISO (REL)  Almacenamiento de calcio y participa en la contracción muscular.  Provee las membranas para la formación de autofagosomas. Sacos membranosos aplanados no interconectados entre El aparato de Golgi se comporta como el si. Presenta una cara cis o cara inmadura, una región centro de compactación, almacenamiento y media y una cara trans o cara madura. distribución celular. La cara cis o cara inmadura recibe vesículas con productos inmaduros provenientes del RER y el REL. En APARATO DE los distintos sáculos del Golgi los productos GOLGI O son modificados por glicosilacion (adicion de DICTIOSOMA carbohidratos) y sulfatación (adicion de grupos disulfuro). Finalmente de la cara trans o cara madura salen vesículas con productos maduros a sus destinos finales.  COMPONENTE ESTRUCTURA FUNCION Son organelas membranosas que en su interior presenta Su función es la de digestión celular ya que enzimas hidroliticas o hidrolasas acidas que trabajan a pH presenta enzimas capaces de digerir distintas LISOSOMAS acido. El interior acido del interior del lisosoma se mantiene sustancias por una bomba de hidrogeniones. Son organelas formadas por una membrana mitocondrial Son encargadas de realizar el proceso de externa y una membrana mitocondrial interna plegada que respiración celular. Este proceso consiste en forma las crestas mitocondriales. Entre la membrana degradar a la glucosa en presencia de oxigeno MITOCONDRIAS interna y la membrana externa se encuentra el espacio para obtener energía. Por cada molecula de intermembranoso. Dentro de la membrana interna se glucosa se obtienen 38 moleculas de ATP. encuentra la matriz mitocondrial que entre otras cosas posee ADN, ribosomas, granulos, etc Son estructuras cilíndricas que se encuentran 1 par por Participan en la división celular donde se CENTRIOLOS celula. Responden a una estructura microtubular o duplican y migran hacia los polos. axonema 9+0 Sustancia acuosa-gelatinosa, que esta formada por una Rellena los espacios entre las organelas y la FASE DISPERSANTE (agua) y una FASE DISPERSA membrana. Importantes procesos celulares CITOPLASMA (proteínas, moléculas, iones, etc) tienen lugar en el citoplasma como por ejemplo la síntesis de proteínas. Conjunto de filamentos proteicos dentro de los cuales Si bien cada uno de estos filamentos cumplen distinguimos: microtubulos, filamentos de actina y funciones determinadas y diferentes a las CITOESQUELETO filamentos intermedios. demás; en general sirven de sosten, estructura, movilidad, etc para la celula. Son organelas membranosas que en su interior presentan Presentan enzimas capaces de degradar al enzimas llamadas catalasas oxidativas. peróxido de hidrogeno; aunque hay autores PEROXISOMAS que sostienen que también pueden formar peróxido de hidrogeno.  DIFERENCIAS ENTRE LOS ORGANOIDES DE UNA EUCARIOTA VEGETAL Y ANIMAL Organoide Vegetal Animal Pared celular SI NO Cloroplastos SI NO Centríolo NO Si Inclusiones Almidón Glucógeno Ambos tienen MITOCONDRIAS!! COMPARACIÓN ENTRE EUCARIOTAS Y PROCARIOTAS PROCARIOTAS EUCARIOTAS Tamaño 1 – 10 nm 10 – 100 nm Membrana Si Si Pared Celular Si Si (vegetales) Citoplasma Si Si Si, membrana externa e Envoltura nuclear NO interna, interrumpida por poros Organización del NO SI material genético Ribosomas SI SI Sistema de NO SI endomembranas Mitocondrias (animales o vegetales) y / o NO SI cloroplatos (vegetales) CÉLULAS VEGETALES CON SUS RESPECTIVAS ORGANELAS NIVEL TISULAR Hace referencia a los tejidos, los cuales consisten en la agrupación de células con características morfológicas y funcionales similares. Como ejemplo podemos mencionar al tejido epitelial, muscular o nervioso. NIVEL ORGÁNICO Cuando los tejidos se organizan en estructuras especializadas, constituyen un órgano. Ej: Corazón, Pulmones, Hígado, etc. NIVEL SISTÉMICO Este nivel se da cuando los órganos forman un conjunto coordinado; cada uno de los órganos cumple una función específica, pero se encuentran relacionados entre ellos. Ej. Sistema circulatorio, sistema digestivo. ORGANISMO Los diferentes sisteman trabajan en conjunto, de manera íntegra, formando el organismo. A su vez, de acuerdo al nº de células que este organismo posea se clasifica en:  Organismo Unicelular: Son aquellos formados por una sola célula. Pueden ser eucariotas (por ejemplo, algunos protozoos como Paramecium sp.) o bien procariotas (por ejemplo, las bacterias)  Organismo Pluricelular: Son aquellos formados por muchas células. Las plantas, animales y los hongos (excepto las levaduras) son organismos pluricelulares. Los organismos interactúan para formar niveles de organización más complejos, los niveles supraorgánicos. SUPRAORGÁNICOS Cuando un conjunto de organismos posee características similares y a su vez tienen capacidad para reproducirse entre ellos, forman lo que se conoce como especia. Los miembros de una misma especie que habitan en la misma área geográfica y comparte el mismo reservorio genético, se denomina población. CARACTERÍSTICAS DE LA POBLACIÓN:  Densidad: Número de individuos por unidad de superficie o volumen.  Tasa de crecimiento: Es el aumento del número de individuos en la unidad de tiempo.  Tasa de mortalidad: Número fallecimientos en una población a lo largo de un período establecido.  Tasa de natalidad: Número de nacimientos en una población durante un período de tiempo establecido. La cantidad de individuos de una población depende principalmente de los recursos que brinda el ambiente. El limite de crecimiento esta dado por la capacidad de carga del ambiente, esto es la cantidad de organismos que el ambiente puede soportar. Con los datos de las poblaciones y teniendo en cuenta factores como la capacidad de carga, se evalúa a una población mediante curvas de crecimiento. Cuando los recursos de un ambiente son ilimitados las curvas de crecimiento poblacional son exponenciales, pero cuando existen limitantes ellas se transforman en sigmoideas. Curva exponencial de crecimiento poblacional La cantidad de individuos aumenta rápidamente a lo largo del tiempo. Esto ocurre en ambientes sin limitaciones. Curva sigmoidea de crecimiento poblacional En ambientes con recursos limitados, la curva de crecimiento es sigmoidea y presenta diferentes etapas: 1. Fase inicial. 2. Fase de activación rápida. 3. Cuando se aproxima a los límites ambientales, el crecimiento se hace más lento 4. Tiende a estabilizarse. 5. Se estabiliza auque pueden ocurrir fluctuaciones. Cuando poblaciones de diferentes especies interactúan entre sí, forman una Comunidad. Dentro de una comunidad cada individuo ocupa un lugar y desarrolla una función dentro de su hábitat. RELACIONES ENTRE LAS ESPECIES CLASIFICACIÓN A- RELACIONES INTRAESPECIFICAS: se da entre individuos de “una misma especie”. El efecto puede ser favorable (protección, división del trabajo, coincidencia para la reproducción) o desfavorables (competencia por espacio y alimento, estrés, propagación de enfermedades) B- RELACIONES INTERESPECÍFICAS: se da entre individuos de distintas especies, es decir las que se dan en las comunidades. Ellas son: 1) Neutralismo: es aquella en la cual dos especies conviven en un mismo hábitat pero son indiferentes entre sí. Ej: hombre y perro. 2) Competencia: es una relación que se establece entre dos o más especies que conviven en un mismo hábitat y tienen necesidades parecidas o emplean el mismo recurso, el cual puede ser limitado. La competencia nace cuando dos nichos ecológicos se superponen en forma parcial o total. Esta situación lleva a un cierto desplazamiento de una de las especies por causa de la otra, situación llamada: a- El fenómeno de exclusión competitiva o principio de Gause: enuncia que si dos especies compiten por el mismo recurso, el cual es limitado, una de ellas sobrevive (la más fuerte) y la otra se extingue  Por ej: el hombre de Neanderthal se extinguió cuando apareció el hombre de Cromagnon ya que este último tenía mayor capacidad para fabricar herramientas y eran más eficaces en la búsqueda del alimento. b- Desplazamiento de nicho ecológico: ocurre cuando una de las especies, que está en competencia cambia de nicho, es decir se adapta a otros recursos. Ej: pinzones de las islas Galápagos que gracias a la adaptación del pico, unos comen lombrices, otros insectos, otros peces, etc. “La competencia puede ser intraespecífica o interespecífica, mientras más superposición entre los nichos ecológicos mayor será la competencia” 3) Depredación: es la conducta por medio de la cual una especie animal (depredador o predador) captura a otra especie (presa) a la cual utiliza para alimentarse, consumiéndola total o parcialmente. La presa puede ser un vegetal, un herbívoro o un carnívoro. Ej. : vaca predador herbívoro, lobo predador carnívoro. En los ecosistemas estables los predadores no matan más que un cierto porcentaje de la población de presas, así no se perjudica la supervivencia de la especie, es decir existe un equilibrio y una regulación. Los depredadores manifiestan eficiencias adaptativas, como: - Vista del águila. - Cuello largo de la jirafa. Las presas muestran defensas adaptativas, como: - Camuflaje - Ocultamiento - Adquisición de velocidad - Espinas de los cactus - Elaboración de sustancias de rechazo 4) Simbiosis (vivir juntos): es la interacción entre dos especies que representa una asociación íntima y prolongada. La simbiosis puede ser de dos tipos, facultativa o casual. Facultativa o casual: En este tipo de simbiosis si no se da, las especies igualmente siguen viviendo. Ej: cuando los pájaros desparasitan a los grandes mamíferos, entonces el pájaro consigue alimento y el mamífero se libera de los parásitos. La garcita bueyera y los rumiantes son un claro ejemplo de simbiosis facultativa. Si bien ambas especies se benefician, no necesariamente su asociación tiene que ser permanente. Obligada: las dos especies deben asociarse para subsistir. Ej. 1: la flora saprofita del estómago e intestino de algunos herbívoros y rumiantes se alimenta de sus jugos digestivos y las bacterias ayudan a la digestión de la celulosa. Ej. 2: los líquenes, surgen de la asociación de un hongo y un alga. Las algas contienen clorofila y realizan fotosíntesis, así obtienen los hidratos de carbono que requieren ambas especies. Los hongos, no contienen clorofila, pero contribuyen con la humedad y las sustancias minerales que contienen en su estructura. Dentro de la simbiosis obligada existen tres tipos: a- Parasitismo: un parásito es un depredador altamente especializado que se adhiere a un hospedador de mayor tamaño o se meten dentro de él para alimentarse del mismo en forma regular, consumiendo al hospedador paulatinamente. En esta relación la especie hospedadora se perjudica mientras que la especie parásita obtiene del primero energía y materiales, entonces el motivo de esta relación es el alimento. Sin embargo se llega a un equilibrio ya que si los parásitos mataran todos sus hospedadores, ello significaría a su vez, su propia muerte. Los parásitos pueden ser: Ectoparásitos: están en la superficie del hospedador. Ej: muérdago (en otras plantas), mosquito hembra (hematófago), garrapata (en el perro). Los piojos son ectoparásitos muy comunes en el hombre. Endoparásitos: Se encuentran dentro del hospedador. Ej: bacterias intracelulares, hongos (cornezuelo del centeno), Tenia (parásito intestinal), Plasmodium (productor del paludismo o malaria), Trichinella spiralis (productor de la triquinosis), Tripanozoma cruzi (productor del mal de Chagas) La Tenia o Lombriz solitaria es un endoparásito que se hospeda en el sistema digestivo de humanos. Esta asociación es causa de enfermedades en el ser humano b- Mutualismo: las dos especies se benefician de la asociación y no son capaces de vivir separados. Ej: Bacterias que habitan el intestino y que colaboran en formación de la vitamina K. c- Comensalismo: significa “comer en la misma mesa”. Es una relación próxima al parasitismo, en la que una especie, el comensal, resulta beneficiado, sin embargo la otra especie (huésped) no resulta perjudicada, sino que la relación le es indiferente. Ej: los peces que buscan refugio en el intestino del pepino de mar, para salvarse de los depredadores, la rémora y tiburón. Las plantas aéreas son comensales que crecen en las ramas de los árboles tales como la orquídea y el clavel del aire. El árbol les sirve como objeto de fijación y soporte y consiguen mejor acceso a la luz. El conjunto formado por una comunidad y su medio abiótico, constituyen un ecosistema. Representación gráfica de un ecosistema. COMPONENTES DEL ECOSISTEMA  Bióticos: Es todo lo que posee vida, es decir, son los organismos.  Abióticos: Es todo lo que NO tiene vida, como el agua, el suelo, el aire, etc. El ecosistema mas grande es la tierra, la biosfera, la cual es la parte de la tierra donde hay organismos vivos, es una capa de aire, tierra y agua, capaz de dar sustento a la vida. PRINCIPIO DE LA ORGANIZACIÓN INFRAORGANICO SUPRAORGANICO    Químico  Población  Celular  Comunidad  Tisular  Ecosistema  Órganico  Biosfera  Sistémico   organismo Biosfera. Ecosistema bucal. Se muestran los niveles infraorgánicos desde el nivel atómico al individuo y los niveles supraorgánicos. Obsérvese que el sistema estomatognático es altamente complejo y que, además de ser uno de los sistemas orgánicos, constituye un verdadero ecosistema, dado en que en su interior conviven bacterias, y a veces hongos y virus, en estrecha relación con el medio. 2. TODOS LOS SERES VIVOS ESTÁN FORMADOS POR CÉLULAS: TEORÍA CELULAR Esta afirma que todos los organismos están constituidos por células, siendo éstas la unidad estructural y funcional de los seres vivos. Encontramos 2 tipos fundamentales de células, las eucariotas y las procariotas. Los virus son microorganismos no celulares que poseen características de seres vivos pero no se reproducen por si mismos sino que deben parasitar a células vivas; son incapaces de vivir independientemente. Son parásitos obligados, son inactivos fuera de la célula huésped y solo reactivan cuando se introducen en ella donde se reproducen. Bacteriófago: virus que infectan a bacterias. 3. TODOS LOS ORGANISMOS REQUIEREN DE ENERGÍA ( e  ) PRINCIPIO DE LA ENERGÉTICA.   1º ley: la e se convierte de una forma u otra de una forma en otra pero no puede ser creada ni destruida.  2º ley: en toda transformación energética se pierde una parte de energía. En la célula los organismos que lo llevan a cabo son los cloroplastos y las mitocondrias. 4. LAS CARACTERÍSTICAS DE LOS SERES VIVOS SE TRANSMITEN DE PADRES A HIJOS: PRINCIPIO DE LA HERENCIA. Explica la transmisión de los rasgos hereditarios de generación en generación. Las leyes de la herencia fueron postuladas por Mendel, todo carácter hereditario esta determinado por 2 alelos que forman un gen (dominante o recesivo) Alelos iguales  homocigotos Alelos diferentes  heterocigotos Los alelos se segregan durante la formación de gametos, lo que constituye la primera ley de Mendel. 5. EXISTE UNA GRAN VARIEDAD DE SERES VIVOS: PRINCIPIO DE LA DIVERSIDAD Los organismos del presente revelan cambios evolutivos que se han producido a lo largo del tiempo. Las plantas, animales, etc., están emparentadas entre sí siguiendo líneas fiologenéticas. Cada grupo taxonómico se caracteriza por presentar rasgos comunes en sus células que las diferencian de los demás reinos. 6. LOS SERES VIVOS DEJAN DESCENDENCIA, AUMENTAN DE TAMAÑO Y SE DIFERENCIA: PRINCIPIO DE REPRODUCCIÓN Y DESARROLLO. Todos los organismos provienen de otros organismos, ya sea por reproducción asexual (ej.: levaduras) o reproducción sexual (ej.: hombre). En este caso, las gametas se fusionan para formar un huevo o cigoto. La reproducción a nivel celular y subcelular que ocurre durante la maduraron de los distintos tejidos y permiten la formación de los 4 tejidos fundamentales: epitelial, conectivo, muscular y nervioso. 7. LOS SERES VIVOS TIENDEN A MANTENER SU MEDIO INTERNO: PRINCIPIO DE LA HOMEOSTASIS. Los sistemas vivos intercambian materiales y energía a los fines de mantener un estado de equilibrio dinámico conocido como homeostasis. Existen muchos mecanismos reguladores y la membrana celular y los sistemas membranosos internos juegan un papel importante en el equilibrio dinámico. Ej: mantenimiento de la temperatura, mantenimiento de la presión. 8. LOS SERES VIVOS FUNCIONAN COORDINADAMENTE Y RESPONDEN A CAMBIOS EN LOS MEDIOS EXTERNOS E INTERNOS: PRINCIPIO DE INFRACCIÓN Y CONTROL Los organismos actúan armónicamente en relación con el medio interno y externo con la finalidad de cumplir sus funciones vitales. En el hombre estas interacciones se realizan en una forma compleja con la intervención del sistema nervioso y endocrino y por medio del sistema inmune se defiende del ataque de los parásitos externos. 9. LOS ORGANISMOS INTERACCIONAN UNOS CON OTROS Y CON SU AMBIENTE FÍSICO: PRINCIPIO DE LA ECOLOGÍA. El sistema viviente se encuentra en equilibrio con el ambiente. La respuesta del organismo frente al ambiente esta dada por una delicada interacción entre los factores genéticos y los factores del medio. Todos los seres vivos comparten antecesores comunes en el pasado y presentan variabilidad: Principio de la evolución biológica. Fue enunciado por Darwin y expresa que los organismos han sufrido cambios a lo largo de los tiempos geológicos sobre la base de los procesos de variabilidad genética y selección natural de los caracteres mas adaptados al ambiente. COMPOSISICON QUIMICA DE LA CELULA SE CLASIFICAN EN:  Inorgánicos: agua y minerales  Orgánicos: glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos.  Todos los organismos vivos contienen:  Agua: 75% a 85%  Proteínas: 10% a 20%  Sales inorgánicas: 2% a 5%  Lípidos: 2%  Hidratos de Carbono: 1%  Otros componentes orgánicos: 1% Las células que componen los distintos organismos están formadas por 2 tipo diferentes de moléculas:  Moléculas individuales de tamaño pequeño  Biopolímeros: son moléculas grandes formadas por asociaciones de moléculas más pequeñas llamadas monómeros. Estos biopolímeros son los hidratos de carbono, ácidos nucleicos, lípidos y proteínas. Si bien, los mismos elementos químicos están presentes en la materia viviente y no viviente la diferencia entre ambos se basa en la forma en que dichos elementos se combinan para formar moléculas. Se puede reconocer en la naturaleza a un grupo de macromoléculas que desempeñan un importante papel en los seres vivos. Elas son las siguientes: CARBOHIDRATOS (CONOCIDOS TAMBIÉN COMO GLÚCIDOS, AZÚCARES O HIDRATOS DE CARBONO) Son compuestos del carbono, oxígeno e hidrógeno: CH2O. Representan la principal fuente de energía para la célula y son constituyentes estructurales importantes de la pared celular y de la sustancia intercelular. SE CLASIFICA EN: 1- Monosacáridos 2- Disacáridos 3- Oligosacáridos 4- Polisacáridos 1- Monosacáridos: son sacáridos simples (por hidrólisis no producen otros glúcidos, Ej. Glucosa); según el nº de átomos de carbono que poseen pueden ser: Triosas (3 carbonos), pentonas (5 carbonos), hexosas (6 carbonos), hasta 8 carbonos. 2- Disacáridos: son azúcares formados por la combinación de dos hexosas. Las más importantes son la sacarosa, maltosa y lactosa. 3- Polisacáridos: son azucares formadas por la combinación de muchos manómeros de hexosas (por hidrólisis dan un nº no determinado de moléculas de monosacáridos). Pueden ser: a- Homopolisacáridos: tiene 1 tipo de unidades de azúcar. Ej.: glucógeno. b- Heteropolisacáridos: 2 o mas moléculas diferentes de monosacáridos. Los polisacáridos más importantes son: el glucógeno que es una sustancia de reserva alimenticia de células animales, el almidón que es para la reserva alimenticia en células vegetales y la celulosa es un elemento estructural más importante de la pared de células vegetales. Estos 3 polisacáridos son polímeros de glucosa, pero con diferente modo de unión. Existen polisacáridos complejos llamados glicosaminoglicanos (GAG) formados por unidades disacáridos en las que uno de los dos monosacáridos posee un grupo amino. Los GAG más importantes son: ácido hialurónico, condrintín sulfato, heparina. Los carbohidratos pueden combinarse con otras moléculas diferentes como proteínas y lípidos formando glucoproteínas y glucolípidos respectivamente. DISACÁRIDOS Y POLISACÁRIDOS DE IMPORTANCIA BIOLÓGICA. Modelo de moléculas de celulosa ligadas de través Fig. 3 – 10 a) La celulosa está formada por monómeros de glucosa beta, unidos en enlaces 1 4 (nótese que las formulas estructurales para las unidades alternadas de glucosa beta han sido rotadas 180º C para mostrar el enlace). En la celulosa, los grupos –OH (indicados en color) que se proyectan a ambos lados de la cadena forman puentes de hidrógeno con grupos –OH vecinos, dando como resultado la formación de haces de cadenas paralelas, unidas de través. b) Por el contrario, en la molécula de almidón (fig. 3 – 9), la mayoría de  los grupos –OH capaces de formar puentes de hidrógeno enfrentan el exterior de la hélice haciéndola mas soluble en el agua circundante. LIPIDOS Son un grupo de moléculas insolubles en agua y solubles en solventes orgánicos (benceno, eter, cloroformo). Esta propiedad se debe a que poseen largas cadenas hidrocarbonadas alifáticas o anillos bencénicos son estructuras no polares. LOS LÍPIDOS MÁS COMUNES DE UNA CÉLULA SON: a- Triglicéridos o grasas neutras b- Fosfolípidos c- Esteroides a) Los triglicéridos son triésteres de ácidos grasos con glicerol. Los ácidos grasos presentan una larga cadena hidrocarbonada, con un nº par de carbonos. La cadena hidrocarbonada suele exhibir uniones dobles, en cuyo caso se dice que el ácido graso es no saturado. Tienen mucha importancia porque aumenta la flexibilidad de la cadena. Los triglicéridos se acumulan en células llamadas adipositos y presentan las siguientes funciones: 1- Reserva de energía 2- Protección de órganos 3- Aislante térmico b) Los fosfolípidos son el principal componente estructural de las membranas celulares. Hay 2 tipos de fosfolípidos en las células: 1- Glicerofosfolípidos: 2 ácidos grasos unidos a una molécula de glicerol 2- Esfingofosfolípidos:Esfingosina + 1 ácido graso (aminoalcoholesfingocina en lugar de glicerol) Los fosfolípidos exhiben 2 regiones: 1- Hidrofílica o polar 2- Hidrofóbica o apolar Las moléculas que tienen una región hidrófila y una hidrofóbica, se denominan anfipáticas. El más importante en células animales es el colesterol, que se encuentra en la membrana y en otros sitios del organismo. Otros esteroides de importancia biológica son: Vitamina A, hormonas y prostaglandinas. Estructura básica de un fosfolípido, componente fundamental de las membranas celulares. PROTEINAS Son un grupo de sustancias encontradas en productos de origen animal y vegetal, que presentan las características de poseer nitrógeno en su composición molecular. Están formadas por largas cadenas de aminoácidos; un aminoácido es un ácido orgánico en el cual el carbono unido al grupo carboxilo (COOH) llamado carbono alfa, está también unido a un grupo amino (NH2). La combinación de los aminoácidos para formar una molécula proteica se produce de tal modo que el grupo amino de un aminoácido se combina con el grupo carboxilo del aminoácido adyacente, con una pérdida de una molécula de agua. Esta unión se conoce como unión peptídica. Las proteínas pueden estar integradas por 20 aminoácidos distintos, que pueden unirse en cualquier orden. La molécula formada como resultado de la unión de diferentes aminoácidos, es anfótera ya que siempre existe un grupo amino en un extremo y un carboxilo en el otro. Y por lo tanto dependiendo del medio en el que se encuentren, una proteína puede ser ácida o básica. En la estructura de las proteínas se distinguen 4 niveles de organización: 1- Estructura primaria: secuencia lineal de aminoácidos determinada genéticamente. 2- Estructura secundaria: configuración espacial de la cadena que puede ser en forma de hélice alfa (se enrolla alrededor de un cilindro imaginario y se halla estabilizada por puentes de hidrógeno) o en forma de hoja plegada beta (adopta la forma de una hoja de papel plegada, estabilizada por puentes de hidrógeno). 3- Estructura terciaria: determinada por plegamientos entre las regiones alfa hélice y hoja plegada beta de la cadena, lo que da lugar a la configuración tridimensional de la proteína, es decir a la forma. Ej.: proteínas globulares o fibrosas. 4- Estructura cuaternaria: resulta de la combinación de 2 o más cadenas polipetídicas para formar moléculas proteicas. Ej.: hemoglobina (tetramero de 4 cadenas). FUNCIONES DE LAS PROTEÍNAS a- Estructurales: participan en la protección, sostén y motilidad celular (actina, tubulina) b- Catalítica: actúan como enzimas acelerando reacciones químicas en los seres vivos (glucólisis) c- Transporte: transportan distintas sustancias a través de la sangre (hemoglobina) d- Defensa: los anticuerpos o inmunoglobulinas son proteínas. e- Hormonales: algunas hormonas son proteínas (insulina) Cuando las uniones son numerosas y a partir de un peso molecular de 6000 Dalton se denomina proteínas. ENZIMAS Son proteínas que funcionan como catalizadores biológicos que aceleran las reacciones químicas de la célula sin modificarse el proceso, por el cual pueden volver a ser utilizadas. Toda reacción necesita de energía para producirse y gracias a las enzimas esta energía es menor con el consiguiente ahorro de ella. Todas las enzimas son proteínas y tienen como características el hecho e ser altamente específicas. Acción enzimática: Para que una enzima actúe, siempre debe producirse la unión entre el sitio activo de ella y el sustrato (el que se transforma en la reacción química). Además, el sitio activo puede modificar su estructura tridimensional cuando el sustrato se adhiere al mismo este evento es conocido como “encaje inducido”. Las enzimas generalmente no se encuentran activas sino que para tener actividad catalítica necesitan de la unión de otros elementos llamados cofactores o coenzimas (pueden ser vitaminas). Una enzima sin su cofactor se denomina apoenzima, pero cuando se produce la unión de ambos se forma una holoenzima. Existen diversos mecanismos de acción enzimática, algunos son: 1- Por efectores alostéricos: la regulación se realiza a través de sustancias que se unen a un sitio llamado sitio alostérico (distinto al sitio activo), produciendo la activación o desactivación de la enzima.  2- Por inhibición competitiva: hay moléculas parecidas al sustrato que son capaces de unirse al sitio activo de la enzima y competir por este sitio con el sustrato correspondiente, alterando de este modo el accionar de la enzima. La competición es reversible. 3- Por inhibición no competitiva: determinados compuestos químicos pueden unirse en sitios diferentes al del sitio activo y desorganizar la estructura molecular de la enzima, en general este tipo de inhibición es reversible. 4- Por inhibición irreversible. Algunas sustancias químicas inhiben definitivamente la actividad de la enzima ya que pueden unirse permanentemente con grupos funcionales claves del sitio activo. 5- Por efectos de la temperatura y pH: el aumento de la temperatura puede producir a pérdida de la estructura tridimensional de la enzima inhabilitándola para su función, esto es lo que se conoce como desnaturalización. Los cambios de pH también pueden alterar la función enzimática y la configuración de la enzima. Sitio activo no funcional Sitio activo funcional Sitio alostérico Inactiva Activa Inhibidor Activa Inactiva Figura 11: Mecanismos de regulación enzimática; diagramas de activación (superior) e inactivación (inferior) enzimática por efectores alostéricos. ACIDOS NUCLEICOS Son biopoliméricas formados por una sucesión de monómeros llamados nucleótidos. Los nucleótidos están formados por: 1- glúcido de 5 carbonos: pentosa 2- base nitrogenada 3- ácido fosfórico NUCLEOTIDO Todos los organismos vivos contienen ácidos nucleicos en forma de:  Ácido desoxiribunucleico. ADN  Ácido ribonucleico. ARN Una molécula de ácido nucleico es un polímero lineal en el cual los monómeros son nucleótidos que están ligados por uniones fosfodiester. Las uniones fosfodiéster ligan el C3 (carbono 3) de la pentosa de un nucleótido con el C5 (carbono 5) de la pentosa del nucleótido adyacente. El extremo de la molécula que contiene la pentosa C5 libre se llama extremo 5´ y el que posee la pentosa del C3 libre, extremo 3´. Las pentosas son de 2 tipos. 1- Ribosa 2- Desoxiribosa Las bases son de 2 tipos: 1- Pirimidinas: tiamina, citosina, uracilo 2- Purina: adenina, guanina  UNIÓN FOSFODIÉSTER Los ácidos nucleicos son los responsable de los procesos vitales de todos los organismos vivos y de la química de la herencia, constituyendo el deposito fundamental de la información genética ADN (ÁCIDO DESOXIRIBONUCLEICO) Está formada por 2 cadenas de ácidos nucleicos helicoidales formando una doble hélice con giro hacia la derecha. Las 2 cadenas son antiparalelas, lo cual significa que las uniones 3´ - 5´ fosfodiéster siguen direcciones opuestas. Las bases están situadas en el interior de las hélices en un plano perpendicular al eje helicoidal. Ambas cadenas se hallan unidas entre sí por medio de puentes de hidrógeno establecidos entre los pares de bases. El ADN constituye el depósito fundamental de la información genética; se ubica en el núcleo (cromosomas) y una pequeña cantidad en mitocondrias y cloroplastos. En el núcleo se encuentra como cromatina (durante la interfase) y de los cromosomas (durante la división celular). El ADN contiene una base nitrogenada (Adenina; Guanina; Citosina; Timina) una pentosa (desoxiribosa) y un grupo fosfato. La configuración espacial del ADN es similar a una escalera caracol, cuyo peldaños son las bases nitrogenadas de cada cadena unidas entre sí, mientras que las barras laterales de la escalera corresponden a las cadena de fosfato desoxirribosa ADN guanina adenina citosina timina  ARN (ÁCIDO RIBONUCLEICO) La estructura primaria del ARN es similar al del ADN con excepciones: 1- Pentosa: ribosa 2- Base: uracilo en lugar de tiamina 3- Una cadena en lugar de la doble hebra. Existen 3 clases de ARN: ARNm (mensajero); ARNt (transmisor); ARNr (ribosómico), que participan en la síntesis proteica. El ARN se localiza tanto en el núcleo donde se forma como en el citoplasma, donde tiene lugar la síntesis proteica. Al ADN se sintetiza por un proceso llamado replicación. El ARN se sintetiza en le núcleo a partir de una de las cadenas del ADN que actúa como molde. La síntesis de ARN a partir del ADN se llama Transcripción; y cuando con el ARN una célula sintetiza proteínas el proceso se denomina Traducción.  NUCLEÓTIDOS CON FUNCIONES ENERGÉTICAS El ATP esta compuesto por una base púrica llamada adenina, una pentosa llamada ribosa y 3 moléculas de ácido fosfórico. El ATP tiene 2 uniones terminales en donde acumula gran cantidad de energía química. La ruptura del enlace de un fosfato terminal por hidrólisis libera energía y conduce a la formación de ADP (adenosindifosfato) que posteriormente se vuelve a transformar en ATP. LA HIDRÓLISIS DE UNA MOLÉCULA DE ATP PRODUCE ADP Y ENERGÍA. A SU VEZ UNA SIGUIENTE HIDRÓLISIS DEL ADP GENERA MÁS ENERGÍA Y UNA MOLÉCULA DE AMP. CARACTERÍSTICAS DE LOS SERES VIVOS Para definir algo como “Ser Vivo” debe tener las siguientes características 1. NIVELES DE ORGANIZACIÓN O DE COMPLEJIDAD O DE ESTRUCTURA O DE ORGANIZACIÓN ESPECÍFICAS.  De complejidad  De estructura  Organización especifica 2. MOVIMIENTO “Es la capacidad de locomoción o de desplazamiento”. Los movimientos de las plantas son lentos y pocos obvios como el fototropismo y geotropismo. A diferencia de los movimientos de los animales: nadan, corren o vuelan 3. METABOLISMO Conjunto de reacciones químicas que posibilitan el reemplazo, degradación y crecimiento de los organismos. Se divide en:  Anabolismo: “SÍNTESIS DE SUSTANCIAS” (o sea de unión de sustancias simples) DANDO Unión de Sustancia sustancias compleja E simples Consume energía   Catabolismo: “DEGRADACIÓN DE SUSTANCIAS COMPLEJAS” DANDO Sustancia Unión de compleja sustancias E simples Se obtiene energía a partir de un intermediario (ATP) 4. REPRODUCCIÓN Es la capacidad de producir descendientes que pueden ser iguales o no a sus progenitores. Puede ser:  Reproducción ASEXUAL  No hay cruza de individuos y se necesita de un solo sexo  Se producen hijos iguales a sus padres  Se da en organismos unicelulares (por Ej.: Ameba)  Reproducción SEXUAL  Se produce por la unión de los gametos femenino y masculino. 5. CRECIMIENTO “Es el aumento en el tamaño y peso del organismo”, ya sea por:  Aumento en el tamaño de las células “Hipertrofia” 100 100 células células  Por el aumento en el numero de células “Hiperplasia” 100 1000 células células  Por ambos, sin modificar funciones ni estructuras 6. IRRITABILIDAD (O SENSORIALIDAD) “Es la capacidad de responder a estímulos”. (Cambios físicos – químicos, del medio ambiente). En el ser humano está dado por el sistema nervioso y los órganos de los sentidos. 7. DIFERENCIACIÓN Cuando se unen el espermatozoide (o célula sexual del padre) con el óvulo (o célula sexual de la madre), formando el embrión (huevo o cigoto) que es una célula que se multiplicará, y formará tipos celulares diferentes. 8. EVOLUCIÓN “Son cambios en el material genético de los seres vivos a través del tiempo”, transformándose hasta dar origen a nuevas especies 9. SINGULARIDAD Es la característica de cada ser vivo de ser único (singular) y distinto a todos los demás 10. HOMEOSTASIS Es la tendencia a mantener constante el medio interno (por ej: el ser humano tiende a tener en la sangre cantidad constante de glucosa, O2, temperatura, etc.) VIRUS, VIROIDES Y PRIONES Los virus no son considerados células verdaderas, aún cuando presentan algunas propiedades celulares (autoreproducción, herencia y mutación genética). Los virus dependen de células hospedadora (procariotas o eucariotas) y por eso se consideran parásitos obligados. Fuera de la célula los virus son inactivos y hasta pueden cristalizar. Los virus consisten en un ácido nucleico rodeado por una cubierta proteica o cápside. Desde el punto de vista de su constitución genética existen 2 tipos de virus: 1- Los que poseen una molécula de ARN (virus del mosaico de tabaco) 2- Aquellos que poseen una molécula de ADN (bacteriófagos) La cápside está recubierta a su vez por una membrana formada por una bicapa lipídica que contiene proteínas, los componentes lipídicos son idénticos a los de la célula huésped, en cambio las proteínas de la bicapa son específicas del virus. Estos virus recubiertos adquieren su membrana durante el proceso de gemación por el cual los virus pueden salir de la célula sin destruirla. Las proteínas de la cápside determinan la especificidad de un virus. Una célula puede ser infectada por un virus. De este modo, los bacteriófagos infectan células bacterianas, el virus del mosaico del tabaco infecta células de la hoja de tabaco, los adenovirus y rinovirus (causantes del resfrió común) invaden las células de las membranas mucosas del tracto respiratorio. Fig. 21-21. estructuras virales representativas. A) adenovirus, uno de los muchos virus que cuausan los resfríos en los humanos. Este virus es un icosaedro. Cada uno de sus veinte lados es un triángulo equilatiero, compuesto por idénticas subunidades proteicas. Muchos virus y también los domosgeodésicos de Buckmintes Fuller están construidos sobre este principio. Hay 252 subunidades en total. Dentro del icosaedro hay un núcleo de DNA de doble cadena. B) Modelo del adenovirus, hecho con 252 pelotas de tenis. C) y d) Fotomicrografía electrónica y diagrama del virus de la influenza. El virus está compuesto por un núcleo de RNa rodeado por una cápside proteica helicoidal y una membrana de lipoproteína a través de la cual emergen espigas proteicas. El virus de la ifluenza, por razones que no se sabe, muta frecuentemente. Los cambios en su ácido nucleico alteran las proteínas de la envoltura externa y , por tanto, los anticuerpos previamente formados ya no lo “reconocen”. Es probable que surjan nuevas cepas de virus de influenza más rápidamente que las vacunas que puedan producirse para combatirlas. El DNA del virus codifica todas las proteínas necesarias. La cabeza de la cápside, las estructuras más imprtantes de la cola y las fibras de la cola se ensamblan por separado. Después que el DNA ha sido insertado en la cabeza de la cápside, el ensamble de al cola preformada se une a ella. La adición de las fibras de la cola completa la partícula viral. Los bacteriófagos pueden ser líticos (virulentos) o lisógenos (templados). Los primeros, producen infecciones líticas. Después de que estos virus se multiplican, destruyen la célula hospedadora. En cambio, lisógenos no matan a sus células hospedadoras. Algunos virus templados integran su ácido nucleico al ADN de la célula y se multiplican cada vez que la célula replica su ADN. Ciclo lítico de un bacteriófago: Cuando los fagos cumplen este ciclo se produce la ruptura de la célula. Ciclo lisogénico de un bacteriófago: El material genético de un fago puede quedar incorporado al material genético de la bacteria. REPLICACIÓN VIRAL Cuando un virus infecta una célula huésped susceptible, utiliza una maquinaria metabólica de ésta para replicar su ácido nucleico y producir proteínas específicas. Hay varios pasos en el proceso de infección viral que son comunes a casi todos los bacteriófagos: 1- Fijación a la superficie de la célula huésped 2- Penetración 3- Replicación 4- Ensamblaje 5- Liberación Virus con ADN Virus con ARN   Se los denomina retrovirus. Ej.: Ej.: el de la varicela, viruela HIV y el de la gripe. VIROIDES Y PRIONES Los viroides son organismos más simples que los virus. Son agentes infecciosos que atacan a las células vegetales y están formados por una sola molécula de ARN, no poseen la molécula proteica o cápside. Existen elementos infecciosos menores que los viroides, que son los priones, estos son elementos infecciosos que consisten en una partícula proteica no asociada con ningún ácido nucleico detectable. Estos priones son los causantes del “mal de las vacas locas” que afecta el sistema nervioso de estos animales. CARBOHIDRATOS DE MEMBRANA Todas las células eucariotas tienen hidratos de carbono en su superficie, como glucoproteínas, azúcares unidos a proteínas de membrana, como también glucolípidos, azúcares unidos covalentemente a lípidos. Muchas membranas constan también de proteoglucanos que constan de largas cadenas de polisacáridos complejos (glicosaminoglicanos) unidos a una proteína integral de membrana y se encuentran fuera de las células formando una matriz extracelular. Esta matriz se denomina Glucocaliz, y se encuentra en algunos tipos celulares como por ejemplo células epiteliales. El glucocaliz es una zona periférica de las células eucariotas rica en Oligosacáridos (glucolípidos y glucoproteínas) y en polisacáridos (proteoglucanos). Esta zona puede ser visualizada en el microscopio óptico con la reacción de PAS (aunque habitualmente no llega a verse bien el M.O.), la cual pone en evidencia la presencia de glúcidos. Fotografía obtenida a través del MET del glucocaliz de una célula del epitelio intestinal. Se observan las microvellosidades de las mismas. FUNCIONES DEL GLUCOCALIZ  Protege a la membrana celular  Actúa como filtro regulando el pasaje de moléculas según su tamaño.   Proporciona a la célula un microambiente especial debido a que tiene una carga eléctrica, un pH y una concentración iónica especial.  Puede contener enzimas con funciones específicas ej.: glucocaliz de microvellosidades de las células intestinales (para la digestión).  Constituyen antígenos de histocompatibilidad para el reconocimiento de células del mismo organismo y el rechazo de las células extrañas (ej. Provenientes de un injerto). FUNCIONES DE LA MEMBRANA CELULAR  Limita el medio intracelular del extracelular dando individualidad a la célula.  Por permeabilidad selectiva, regula el pasaje de sustancias que entran o salen.  Protege a la célula actuando como una barrera de contención.  Puede especializarse para cumplir funciones especificas (microvellosidades que aumentan la superficie de absorción)  Muchas proteínas de membrana cumplen funciones específicas: 1. Proteínas que funcionan como transportadoras 2. Proteínas que son receptores de hormonas 3. Proteínas que actúan como canales para el paso de moléculas 4. Proteínas que cumplen funciones enzimáticas 5. Proteínas que actúan como receptores de neurotransmisores MODELO DE MOSAICO FLUIDO En 1972, Linger y Nicolson propusieron un modelo al que llamaron “mosaico fluido” para explicar la organización de la membrana. El modelo, es el actualmente aceptado y se fundamenta en una amplia gama de observaciones experimentales. CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES:  La mayoría de los fosfolípidos de membrana se encuentran en forma de bicapa.  En la bicapa hay proteínas incluidas a manera de “parches” o “mosaicos”.  Son estructuras fluidas. Los lípidos pueden realizar movimientos de slip – flor, giro, difusión, flexión y las proteínas, solo difusión lateral. Modelo de mosaico fluído. ENVOLTURAS DE LAS CÉLULAS BACTERIANAS Las células procariotas están rodeadas de pareces celulares que le dan soporte mécanico y forma determinada. Poseen membranas biológicas (bicapa fosfolípidica pero sin colesterol, que sirve como barrera controlando la entrada y salida de solutos. Dependiendo su tinción con colorante violeta cristal para el MO, se las clasifica en GRAM+ o GRAM-. Las bacterias GRAM- no se tiñen de violeta o azul oscuro por la tinción de gram y lo hacen de un color rosado. Presentan 2 membranas plasmáticas y entre ambas se localiza una fina pared de peptidoglicanos. Resumiendo, la envoltura celularesta compuesta por: - una membrana citoplasmática interna. -una pared celular fina de peptidoglicanos. -una membrana citoplasmática externa compuesta por diferentes proteínas, como porinas o canales proteicos, y también lipopólisacáridos, que cubre la pared celular. Estas bacterias tienen un espacio entre la membrana plasmática y la capa de peptidoglicanos llamado ESPACIO PERIPLASMÁTICO (tiene proteínas que unen y transportan sustancias). Los Liposacáridos de la membrana externa son los responsables de la virulencia en bacterias con dicha pared. Las GRAM+ en cambio se tiñen de violeta con la coloración de gram; ellas presentan una sola membrana lipídica y la pared de peptidoglucanos es mucho más gruesa. Las paredes de este tipo de bacteria poseen ácido teicoico y lipoteicoico. PROCESOS QUE SE REALIZAN EN EL CITOSOL  Reserva de energía a largo plazo y aislamiento térmico.  Reserva de energía (glucosa) para metabolizar rápidamente.  Simboliza y moviliza moléculas, iones y metabolitos.  Síntesis de proteínas  Desplazamientos de orgánulos, mantenimiento de la forma y motilidad celular, formación de organoides.  Reacciones químicas del metabolismo intermedio CITOESQUELETO COMPLEJA RED DE FILAMENTOS PROTEICOS, PRESENTE SOLO EN LAS CÉLULAS EUCARIOTAS, QUE LE PERMITE A LA CÉLULA ADOPTAR DISTINTAS FORMAS, REALIZAR MOVIMIENTOS DE DESPLAZAMIENTO Y CONTRACCIÓN Y LA MOVILIZACIÓN DE LOS orgánulos Tiene comodentro del citoplasma. componentes Además participa principales: en la divisiónfilamentos Microtúbulos; celular. intermedios y microfilamentos. “La célula procariota carece de citoesqueleto”. MICROTÚBULOS (MT) Son filamentos individuales que irradian desde un área próxima al núcleo o centrosoma y proporcionan a la célula un sistema a lo largo del cual se pueden trasladar vesículas y otros orgánulos membranosos. Estas constituidos por una proteína llamada tubulina, esta es una proteína globular que se encuentra como subunidades  y  los cuales al unirse en presencia de GTP forman heterodímeros de tubulina, estos pueden polimerizarse, es decir unirse uno con otro linealmente para formar un protofilamento. La unión de 13 de estos protofilamentos alrededor de un eje central hueco, forma un microtúbulo. Los MT son estructuras polares porque tienen una zona (+) de crecimiento rápido, la cual se polimeriza y despolimeriza rápidamente, y otra (-) de crecimiento lento, la cual se une al centrosoma donde queda estabilizado experimentando muy pocos cambios. Existen proteínas que se unen a la tubulina para darle estabilidad y proporcionarle a los microtúbulos sitios de unión con otros componentes celulares, se denominan proteínas asociadas a los microtúbulos (MAPs). La mayoría irradia desde una zona cercana al núcleo celular, denominada centrosoma o centro organizador de microtúbulos (COMT). Esta una estructura amorfa que contiene los centríolos. Según su localización los MT se clasifican en:  MT citiplasmáticos (en el citosol durante la interfase, para múltiples funciones)  MT mitóticos (en el huso mitótico durante la mitosis, para el transporte de cromosomas)  MT ciliares (en el axonema de cilios y flagelos para el movimiento)  MT centriolares (en centríolos y cuerpos básales) Se ha demostrado que los MT son sensibles a la acción de drogas específicas como la colchicina y el taxol. La colchicina es capaz de unirse a la molécula de tubulina impidiendo su polimerización de manera tal que si se expone a colchicina una célula en división, en minutos desaparece el huso mitótico y se detiene el proceso de división celular. El taxol por su parte se une directamente a los MT citoplasmáticos y los estabiliza, consecuentemente no se forma huso mitótico y se detiene la división celular. ¿QUÉ SON LOS COMTS? También denominados centrosomas, son los centros de organización microtubular. A partir de aquí se forman y organizan los MT. Este está formado por dos centriolos (unidad conocida como diplosoma) que se disponen en ángulo recto, cerca del núcleo. El diplosoma está rodeado por una matriz centrosómica que contiene tubulinas, fibras delgadas y gama tubulina. ¿QUÉ SON LOS MAP’S? Son proteínas microtubulares asociadas. Pueden cumplir funciones reguladoras, ligadoras o motoras. Un ejemplo de proteínas motoras (que hidrolizan ATP para permitir la movilidad de vesiculas y organelas) son la kinesina y la dineína. CILIOS Y FLAGELOS Los cilios son prolongaciones móviles que nacen de la superficie apical de células presentes en el tracto respiratorio superior y en trompas de Falopio. Se presentan en grandes cantidades. Su movimiento es pendular ampliando una función de barrido, limpiando el epitelio respiratorio y ayudando a la migración del óvulo. Los flagelos son más largos que los cilios y se encuentran de a uno en los espermatozoides. El movimiento ondulatorio del flagelo permite su desplazamiento. En su estructura general, los cilios y flagelos se caracterizan por poseer un haz de mictotúbulos denominados en su conjunto axonema y el cual actúa como un verdadero armazón interno. En un corte transversal, el axonema está formado por un par central con 2 microtúbulos completos y 9 pares en la periferia (configuración 9+2). Cada par periférico tiene un microtúbulo A completo más pequeño y cercano al centro y un microtúbulo B incompleto más grande y alejado del centro. Ambos MT se unen fuertemente entre sí y al doblete contiguo. Esta ultima unión se da mediante una proteína denominada NEXINA, que va desde el microtúbula A hacia el B del doblete adyacente. Cada doblete se una a su vez con el par central mediante PROTEÍNAS RADIALES las cuales se proyectan desde el MT A hacia el centro, conectándose con la PROTEÍNA DE VAINA INTERNA la cual rodea al par central. La dineína ciliar, es una MAP presente en el axonema. Esta enzima tiene la capacidad de hidrolizar ATP (actividad ATPasa) desde donde se obtiene la energía necesaria para el movimiento ciliar a través de ciclos sucesivos de unión y separación de los brazos de dineína de un par con otro. El microtúbulo A envía un par de brazos de dineína con forma de ganchos hacia el macrotúbulo B del par adyacente Un fallo en la actividad ATPasa de la dineína puede ocasionar 2 fenómenos, infección respiratoria a repetición ya que las cilias no se mueven correctamente, el moco se vuelve espeso y se transforma en caldo de cultivo de virus y bacterias. En el caso del hombre (por el flagelo) iría acompañado de esterilidad ya que sus espermatozoides no podrían moverse con normalidad para fecundar al óvulo. Los cilios y flagelos crecen a partir de los cuerpos basales o cinetosomas. Cada cuerpo basal se encuentra en el citoplasma de la célula y presenta una estructura interna hueca y cilíndrica constituida por 9 tripletes de MT sin par central (configuración 9+0). a) Diagrama de un cilio con su cuerpo basal subyacente. Virtualmente todos los cilios y flagelos eucarióticos, ya se encuentren en protistas o en la superficie de células de nuestro propio cuerpo, tienen la misma estructura interna, consistente en un anillo externo de nueve pares de microtúbulos que rodean a otros dos microtúbulos centrales. Los “brazos”, los rayos y los enlaces que los conectan están formados de diferentes tipos de proteínas. Los cuerpos basales de los que arrancan los cilios y los tiagelos, tienen únicamente nueve tripletes externos, sin microtúbulos centrales. El ?