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SESIÓN 2 Los seres vivos. Características de los seres vivos: ✓ Son sistemas abiertos ya que intercambian materia y energía con el entorno. ✓ Presentan una proporción muy alta de ciertos elementos como el Carbono, el Hidrógeno, el Nitrógeno, el Oxígeno, entre otros. ✓ Están formados p...

SESIÓN 2 Los seres vivos. Características de los seres vivos: ✓ Son sistemas abiertos ya que intercambian materia y energía con el entorno. ✓ Presentan una proporción muy alta de ciertos elementos como el Carbono, el Hidrógeno, el Nitrógeno, el Oxígeno, entre otros. ✓ Están formados por células (pueden ser una o muchas). Estas células poseen información genética (ADN), una membrana plasmática que delimita la célula y permite generar un medio interno constante, una red de procesos químicos que se desarrollan mayormente en el citoplasma y receptores que permiten “percibir” el entorno, es decir, recibir señales. ✓ Tienden a la homeostasis, que es la capacidad de mantener su medio interno relativamente constante y estable a pesar de los cambios del entorno. Un ejemplo sería la regulación de la temperatura o de la concentración salina. ✓ Realizan metabolismo, que es el conjunto o red de las reacciones e interacciones químicas propias de los seres vivos y que permite el aprovechamiento y la transformación de la materia y la energía. ✓ Presentan irritabilidad, que es la capacidad de reaccionar ante estímulos, ya sean internos o externos e interaccionar con el entorno. ✓ Se reproducen, es decir, generan descendencia. ✓ Crecen y se desarrollan: el crecimiento es el aumento irreversible de volumen de un individuo (por un aumento en su número de células o por expansión de las células existentes) y el desarrollo se relaciona, en el caso de muchos organismos pluricelulares, con la diferenciación (especialización) celular. ✓ Provienen de un mismo ancestro común y su material genético es el ADN. Este ADN fue experimentando cambios, mutaciones, a lo largo del tiempo y esto permitió que los organismos evolucionen a través de múltiples generaciones. ✓ Son sistemas autopoiéticos: los seres vivos son sistemas que tienen la capacidad de autoorganizarse, autogenerarse y autorregular sus propios procesos y su organización. ✓ Son sistemas complejos: están constituidos por componentes que están interconectados, que son interdependientes, cuyos límites (donde empieza y termina cada uno) son difusos o permeables y que presentan características emergentes distintas a la suma de las características de cada componente que lo constituye. Niveles de organización de la materia Se detallan de manera creciente, de menor a mayor nivel de complejidad, los niveles de organización de los organismos vivos. Los niveles subatómico, atómico, molecular, macromolecular y subcelular corresponden a lo abiótico o materia inerte, a partir del nivel celular podemos considerar a un organismo como una estructura viva (lo biótico). En este grupo se incluyen tanto unicelulares, formados por una sola célula (bacterias, levaduras y amebas), como células pertenecientes a organismos pluricelulares. Los pluricelulares pueden alcanzar a su vez un nivel tisular, de órganos o un conjunto de sistemas de órganos. La población, la comunidad, el ecosistema y la biósfera corresponden a interacciones de individuos entre sí o con el entorno. La biodiversidad Todos los organismos actualmente presentes en la Tierra derivamos de un grupo de células originales, al que muchas veces se denomina como LUCA por sus siglas en inglés (Last Universal Common Ancestor o Último Ancestro Común Universal). Este grupo de organismos fue evolucionando, gracias a cambios de su ADN, a lo largo de miles de millones de años hasta llegar a los organismos presentes en la actualidad. Los seres vivos se pueden organizar y clasificar de distintas maneras de acuerdo a sus características morfológicas (presencia o ausencia de núcleo), metabólicas (tipo de alimentación), a su origen evolutivo o, la más actual y vigente, la clasificación según el parecido genético. Whittaker (1969) dividió a los organismos en 5 reinos: monera, protista, fungi, plantae y animalia. En 1977 Carl Woese, basándose en similitudes y diferencias genéticas, divide los organismos en 3 dominios: Archaea, Bacteria y Eukarya (que a su vez se subdividen en distintos reinos). Eucariontes: grupo de organismos cuyas células el ADN se rodea por una membrana. Procariontes: grupo de organismos sin una membrana rodeando el material genético. Clasificación ecológica. Red trófica: se encuentran los productores, organismos autótrofos como plantas, algas o bacterias fotosintéticas, capaces de sintetizar sus propias biomoléculas apartir de sustancias inorgánicas como el agua y el dióxido de carbono. Los autótrofos son la base energético- nutricional de los ecosistemas terrestres. Los consumidores, por otro lado, son organismos heterótrofos que se alimentan de otros organismos, es decir, que incorporan materia orgánica elaborada por otros. Y mientras que los consumidores primarios se nutren de plantas (herbívoros), de algas o incluso de cianobacterias, los consumidores secundarios y terciarios (carnívoros) se alimentan de los primarios y/o secundarios respectivamente. Los descomponedores (hongos, ciertas bacterias, etc.), degradan los restos orgánicos de los seres vivos y los transforman en moléculas inorgánicas u orgánicas más pequeñas que serán reutilizadas por productores y otros consumidores. Su rol tiene que ver con el reciclado de la materia. LA CÉLULA COMO UNIDAD DE LOS SERES VIVOS Según la teoría celular: ✓ Todos los seres vivos están formados por al menos una célula. Por ello se dice que es la unidad morfológica (de estructura) de los seres vivos. Es el elemento más pequeño que puede ser considerado como algo vivo. ✓ Las funciones vitales de los seres vivos ocurren dentro de las células. Por ello la célula es la unidad funcional de los seres vivos. ✓ Toda célula proviene de otra preexistente.  ✓ Las células contienen el material hereditario. Organización celular: ESTRUCTURAS Y/O PROCESOS PRESENTES EN CÉLULAS PROCARIONTES Y EN EUCARIONTES: Pared celular: Estructura rígida que rodea la membrana plasmática y brinda protección y sostén a las células. En eucariontes está presente en plantas (de celulosa), hongos (de quitina) y algas (de celulosa). En bacterias está formada por peptidoglicano o mureína. Flagelos: Se trata de apéndices móviles extracelulares. Su función se relaciona con el desplazamiento de las células. Pueden estar presentes en algunos procariontes y en eucariontes (ej: espermatozoides). Cápsula y/o biofilm: Estructura rígida o laxa que rodea la pared celular y está presente en algunos procariontes y eucariontes como hongos. Les permite adherirse a estructuras (dientes) o protegerse de la ingestión por parte de otros organismos. Tipos de nutrición: a. Heterótrofa: se basa en la incorporación de biomoléculas sintetizadas por otros organismos (proteínas, lípidos, etc). Son organismos heterótrofos los animales, los protozoos, los hongos y algunas bacterias b. Autótrofa: consiste en la síntesis de biomoléculas (glucosa) a partir de sustancias inorgánicas, por ejemplo, agua y dióxido de carbono. Un ejemplo sería la fotosíntesis. A este grupo pertenecen las plantas, las algas y las cianobacterias. División celular: Proceso que implica la generación de células hijas a partir de una célula madre. Puede tratarse de una fisión binaria (en bacterias) o mitosis o meiosis (en eucariontes). CÉLULA PROCARIONTE: Los procariontes carecen de un núcleo celular, es decir de una membrana que rodea el material genético. Algunos procariontes poseen estructuras características llamadas pilis o fimbrias. Ellas le otorgan la capacidad de adherirse y acercarse a estructuras como epitelios humanos, dientes u incluso a otras bacterias. Gracias a los pilis pueden enlazar otras bacterias y transferir plásmidos, material genético “extracromosómico”, a otras células. Desde un aspecto nutricional algunos procariontes como las arqueas presentan una gran variabilidad dado que pueden aprovechar como fuente alimenticia desde el petróleo, los plásticos o incluso sustancias como el azufre, el metano, entre otros. CÉLULA EUCARIONTE: Las células eucariontes surgieron mucho más tardíamente que las procariontes a lo largo de la evolución biológica y probablemente se generaron por fusión de dos o más organismos procariontes. Características principales de las células vegetal y animal. Las células eucariontes presentan estructuras características a ese tipo celular que pueden variar de un de organismo o de una célula a otra y que se relacionan con la función que cumplen. Muchas de estos componentes están rodeadas por membranas. Entre ellos podemos nombrar organelas membranosas como mitocondrias, cloroplastos y peroxisomas. Estructuras exclusivas de organismos procariotas: Núcleo celular: Compartimiento rodeado por una membrana que contiene al material genético, el ADN. Mitocondrias: Organelas membranosa implicadas en la respiración celular cuyo objetivo es la síntesis de ATP a partir de la ruptura de moléculas como la glucosa. Presentes en casi todos los organismos eucariotas. Cloroplastos: Organelas membranosas implicadas en el proceso de fotosíntesis. Presentes en plantas y algas (cromistas). Peroxisomas: Organelas membranosas que participan en procesos de detoxificación de ciertas sustancias como por ejemplo el etanol. Sistema de endomembranas: Sistema de membranas internas de las células eucariotas que divide la célula en un sistema de compartimentos funcionales y estructurales. Citoesqueleto desarrollado: Red de filamentos proteicos que da soporte y forma a la célula, organizando las estructuras internas. Participa también en los procesos de locomoción, tráfico intracelular de sustancias y división celular. Vacuola central: Presente en plantas. Se trata de una gran vesícula rodeada por una membrana que permite mantener la turgencia de la célula. LOS VIRUS: Se trata de partículas extremadamente pequeñas que no están conformadas por células. Carecen de una estructura celular, de metabolismo y de homeostasis propia, por lo que requieren de la maquinaria de una célula viva para multiplicarse. Sin embargo, poseen material genético propio capaz de adaptarse a entornos cambiantes y sus ciclos de multiplicación dentro de las células que parasitan son sumamente complejos. ¿Cuáles son las características que definen a los virus?: ✓ No están formados por células: no poseen membrana plasmática ni citoplasma. ✓ Contienen un único tipo de material genético (ADN o ARN). ✓ No presentan metabolismo ni homeostasis propios. ✓ Se multiplican dentro de la célula viva haciendo uso de la maquinaria metabólica de síntesis y de las estructuras de la misma y por ello se los llama parásitos intracelulares obligados. ✓ Se desplazan de una célula a otra por distintas vías (por vía aérea, por fluidos corporales como sangre, semen, saliva o incluso por materia fecal. ¿Cómo se conforma la partícula viral? Su material genético (ADN o ARN), que porta la información necesaria para formar las nuevas partículas virales. Una cápside de naturaleza proteica, que protege al material genético. Antígenos virales (también llamados espículas o spikes), que son las estructuras que le permiten unirse e ingresar a las células que van a infectar. Si un virus no presenta antígenos no podrá infectar a las células. Una envoltura lipídica, no siempre presente, que rodea la cápside. Los virus que presentan una envoltura son más fáciles de eliminar con detergentes dado que esta membrana, al ser de naturaleza lipídica, se desintegra en presencia de los mismos y junto a ella se pierden los antígenos virales. Este sería el caso de virus como el SARS-CoV-2. ¿Cómo se multiplican los virus? El ácido nucleico viral (ADN o ARN) es clave para la multiplicación del virus ya que aporta toda la información necesaria para la formación de nuevas partículas virales (viriones). Sin embargo, será la célula infectada la que decodificará esta información genética aportando la energía y las moléculas necesarias para la síntesis de proteínas y del material genético del virus. Ciclos virales en células procariontes: El primer paso de una multiplicación viral consiste en introducir el ADN o ARN dentro de la célula. En el caso de los fagos, deberán perforar la pared celular procariota e introducir a través del orificio su material genético. La cápside quedará fuera de la célula y será descartada. Los fagos pueden propagarse gracias dos mecanismos alternativos: El ciclo lítico, que lleva a la ruptura y muerte de la célula bacteriana. El ciclo lisogénico, donde la bacteria no muere, pero el material genético del virus (ADN) queda integrado al ADN celular. Pasos de un CICLO LÍTICO VIRAL: 1. Fijación o adsorción: el fago se une a la célula por medio de sus antígenos virales. 2. Penetración: el fago inyecta el ADN dentro de la célula bacteriana. 3. Síntesis y replicación: la célula bacteriana sintetiza a partir de la información genética viral las distintas biomoléculas del virus. 4. Ensamblado: Los componentes virales se ensamblan formando partículas virales. 5. Lisis de la célula y liberación de las partículas virales: la célula hospedadora se lisa y se liberan las partículas virales infectantes. Pasos de un CICLO LISOGÉNICO VIRAL: En este caso se repiten los pasos 1 y 2 pero la diferencia reside en que el ADN del fago se integra en el ADN bacteriano. Este ADN viral integrado en el ADN de la bacteria se denomina PROFAGO. Y cada vez que la bacteria se divida lo hará junto al ADN viral. Ciclos virales en células procariontes: 1. Fijación o adsorción: el virus se une de manera específica a los receptores de la célula por medio de sus antígenos virales. 2. Penetración y decapsidación: el virus ingresa a la célula gracias a una invaginación de la membrana plasmática de la célula. A continuación, pierde la cápside. 3. Síntesis: la célula sintetiza a partir de la información genética viral las distintas biomoléculas del virus (proteínas y ARN viral). Para ello aporta sus propias biomoléculas y la energía celular. 4. Ensamblaje: Los componentes virales se ensamblan formando los nuevos viriones. 5. Liberación: la célula hospedadora libera partículas virales. En este proceso, porciones de la membrana plasmática rodean a las cápsides virales y forman la envoltura viral. De esta manera, los nuevos viriones abandonan la célula rodeados de una envoltura que proviene de la membrana plasmática de la célula hospedadora. A partir de ahora los virus están en condiciones de infectar células vecinas. Y de esta manera prosigue el ciclo de infección. VIROIDES: Son agentes infecciosos constituidos exclusivamente por una molécula de ARN. Infectan fundamentalmente a plantas. Pertenecen al nivel de organización macromolecular por estar formados por tan solo una molécula de ARN. PRIONES: Se trata de proteínas infecciosas que afectan al sistema nervioso central y son responsables de encefalopatías espongiformes transmisibles. Pertenecen al nivel de organización macromolecular por estar formados por una proteína. SESIÓN 3 Biomoléculas. Biomoléculas inorgánicas: El agua. Su estructura son dos átomos de hidrógeno unidos por una unión covalente (unión fuerte) a un átomo de oxígeno. Esta sustancia constituye alrededor del 65 al 75% de la composición de un ser vivo. Como los átomos de oxígeno e hidrógeno varían mucho en su electronegatividad, los electrones de los hidrógenos suelen estar más tiempo alrededor del núcleo del oxígeno, lo que genera una densidad de carga negativa cerca del núcleo del oxígeno, mientras que tendremos densidad de carga positiva alrededor de los átomos de hidrógeno. Este desplazamiento de densidades de carga tiene como consecuencia que el agua sea una molécula polar, pues tiene dos polos – uno positivo y otro negativo–. Las moléculas de agua forman uniones puente de hidrógeno entre sí. La polaridad de las moléculas de agua permite que interactúen entre sí, ya que las zonas con densidades negativas ( -) de una molécula son atraídas por las zonas con densidades positivas ( ɗ +) de otra molécula. La capacidad del agua de ser solvente universal agrupa al resto de las moléculas en tres tipos, según su capacidad de ser disueltas en agua. Las sustancias serán hidrofílicas (hidro, agua; fílicas, afinidad) si pueden interactuar con el agua, hidrofóbicas si no se mezcla con agua o moléculas anfipáticas si dentro de la misma molécula posee regiones que pueden interactuar con el agua y otras regiones que rechazan al agua. Las moléculas anfipáticas se denominan así por tener un doble comportamiento frente al agua. Los jabones y los detergentes -por ejemplo- se sirven de esta propiedad para “limpiar” o solubilizar el aceite, ya que establecen por un lado interacciones con el agua (mediante su región hidrofílica) y con el aceite (por medio de la región hidrofóbica). Sales o nutrientes minerales. Estas sales están compuestas por elementos como el nitrógeno (N), fósforo (P) y el potasio (K), sodio (Na), hierro (Fe), calcio (Ca), silicio (Si), zinc (Zn), cobalto (Co), cobre (Cu), flúor (F), entre otros. Algunos son esenciales para la vida y a otros, se los denomina beneficiosos. Dentro de los nutrientes minerales esenciales, si se analiza la cantidad que se encuentra en los seres vivos, podríamos clasificarlos en macronutrientes (se encuentra en grandes cantidades) y micronutrientes (se encuentra en muy pequeñas cantidades o trazas). Las concentraciones encontradas van desde los gramos a los nanogramos (10-9 gramos). Los nutrientes minerales son de gran importancia para los seres vivos. Algunos de ellos cumplen su función biológica por sí solos, y otros la cumplen combinándose con las biomoléculas orgánicas de las cuales estamos hechos. Ejemplos de iones y sus funciones biológicas: Sodio (Na+) y Potasio (K+): Mantenimiento de presión osmótica. Proporcionan un medio adecuado para que ocurran las reacciones metabólicas. Intervienen en la concentración muscular y la transmisión del impuso nervioso. Calcio (Ca2+): Depositado en los huesos le otorga dureza a los mismos. Interviene a la contracción muscular. Interviene en la coagulación sanguínea entre otras funciones. Hierro (Fe2+) Forma parte de la hemoglobina, de manera que es el responsable del transporte de oxígeno en sangre. Forma parte de algunas enzimas. Magnesio (Mg2+) Coenzima. Interviene en la contracción muscular. Forma parte de la molécula de clorofila. Cobre (Cu2+) Funcionamiento del sistema nervioso. Coenzima. Iodo (I-) Forma parte de la estructura de las hormonas de tiroides (que regulan el metabolismo). Biomoléculas orgánicas. Las biomoléculas orgánicas son los compuestos carbonados de lo que está formada la materia de los seres vivos. Están compuestos principalmente de carbono (C) y otros compuestos como hidrógeno (H), oxígeno (O), nitrógeno (N), fósforo (P) y azufre (S). Su estructura y su ordenamiento de átomos define sus grupos funcionales (si son ácidos, alcoholes, aldehídos, etc.), su función y reactividad. Son de cuatro tipos: Los lípidos, Los hidratos de carbono o glúcidos Las proteínas. Los ácidos nucleicos. El carbono es el átomo que compone la estructura básica de todas las moléculas orgánicas de los seres vivos. Gracias a eso, nosotros podemos alimentarnos de las plantas y otros animales. Los organismos que descomponen las hojas caídas de un bosque pueden degradar estos compuestos en materia y energía para poder crecer y volver a generar compuestos que forman parte de la tierra. Las biomoléculas, además pueden ser moléculas relativamente sencillas, formadas por unos pocos átomos de carbono, o pueden ser macromoléculas, moléculas grandes formadas por cientos de átomos de carbono. Existen complejos macromoleculares, formados por la asociación de distintos tipos de macromoléculas. Las Biomoléculas también pueden ser moléculas pequeñas que se repiten en estructura constituyendo unidades denominadas monómeros o polímeros si se trata de la unión covalente de una gran cantidad de monómeros. Lípidos. Los lípidos son biomoléculas orgánicas que se caracterizan por su insolubilidad en agua. Dentro de la célula cumplen distintos roles: algunos lípidos permiten almacenar energía o bien actuar como combustible celular (triglicéridos y ácidos grasos), mientras que otros cumplen una importante función estructural ya que son los principales componentes de las membranas biológicas (fosfolípidos, glucolípidos y colesterol). Otro grupo interviene como mensajero celular, de manera de establecer la comunicación entre las células (por ejemplo, las hormonas lipídicas como los estrógenos, la progesterona y la testosterona). Son un grupo heterogéneo de biomoléculas que comparten una característica fundamental que es su insolubilidad en agua. Esto se debe a que las uniones covalentes que se establecen entre sus átomos son predominantemente del tipo no polar. Tipos de lípidos: Ácidos grasos: son biomoléculas que presentan un grupo carboxilo (grupo ácido) y una cadena carbonada (por lo general con número par de carbonos). Estructura de un ácido graso donde se observa la cadena carbonada (no polar) y el grupo carboxilo (polar). El grupo carboxilo es un grupo funcional polar (ya que presenta uniones covalentes polares, mientras que la cadena carbonada es de naturaleza NO polar (ya que predominan las uniones covalentes no polares). Ya que presentan una parte polar y una no polar, las moléculas de ácidos grasos son débilmente anfipáticas, por lo que, al estar en contacto con el agua, se organizan formando micelas. En relación con las funciones de los ácidos grasos, se trata de moléculas que pueden funcionar como combustibles celulares alternativos, pues pueden ser degradados para obtener energía, pero también pueden ser utilizados para sintetizar otros lípidos más complejos, como los triglicéridos, los fosfoglicéridos y los glucolípidos. 1. Triglicéridos: Son lípidos formados por la unión de ácidos grasos y glicerol. También se los denomina grasas neutras. Estos compuestos son totalmente insolubles en agua. Si los ácidos grasos que forman el triglicérido son en su mayoría saturados, a temperatura ambiente estos triglicéridos son sólidos y reciben el nombre de grasas. Este tipo de triglicéridos son más comunes en células animales. En cambio, si el triglicérido presenta en su estructura ácidos grasos insaturados, a temperatura ambiente estará al estado líquido por lo que reciben el nombre de aceites. Este tipo de triglicéridos son más comunes en células vegetales. Dentro de las funciones de los triglicéridos, la principal es funcionar como reserva de energía a largo plazo. 2. Fosfolípidos y glucolípidos: Como su nombre lo indica son lípidos en cuya estructura encontramos fósforo. El elemento fósforo en las células se encuentra formando un ión negativo (anión) que se denomina fosfato. Este anión está formado por la unión de fósforo y átomos de oxígeno e hidrógeno. Este grupo fosfato se puede unir a distintos lípidos formando fosfoglicéridos y fosfoesfingolípidos. En ambos casos el grupo fosfato suele unirse a otro grupo y le otorga a la molécula de lípido polaridad, haciendo que estos lípidos sean anfipáticos. Respecto de su función, se encuentran formando las bicapas lipídicas de las membranas biológicas. Las cabezas polares de estos lípidos interactúan con el agua y las colas no polares interactúan entre sí ocultándose del agua, estableciendo de esta forma monocapas o bicapas. Las cabezas polares interactúan entre sí por medio de puentes de hidrógeno y las colas no polares interactúan por medio de interacciones hidrofóbicas.  3. Esteroides: Los esteroides corresponden a un conjunto de moléculas con estructura química cíclica conformadas fundamentalmente por carbono e hidrógeno. a. Colesterol: Es un esteroide presente en las células animales. Es un lípido ligeramente anfipático, por lo que lo encontramos formando parte de las membranas celulares de dichas células. Función: Forma parte de las membranas de las células animales, es decir, tiene función estructural. Además, el colesterol en nuestro organismo, actúa como precursor de otros esteroides importantes como las hormonas esteroides (hormonas sexuales: estrógenos y andrógenos, hormonas corticales: cortisol), ácidos biliares y vitamina D. Lipoproteinas: son, como su nombre lo indica, asociaciones de un gran número de moléculas de lípidos y de proteínas (son agregados macromoleculares). Debido a su carácter hidrofóbico, los lípidos no pueden circular libres en la sangre (la cual está formada fundamentalmente por agua). Para que sea posible transportar los lípidos a todas las células de nuestro organismo a través de la sangre, el hígado asocia los distintos lípidos con proteínas específicas formando estas lipoproteínas. Función de lipoproteínas: Transporte de lípidos hidrofóbicos o anfipáticos como ser colesterol y triglicéridos a través de la sangre. Glúcidos o carbohidratos. Características generales de los glúcidos: Los glúcidos, carbohidratos o hidratos de carbono son uno de los cuatro grupos de biomoléculas orgánicas que se encuentran en los seres vivos. Todos utilizamos los glúcidos como fuente de energía, pero -además- los glúcidos llevan a cabo otras funciones como por ejemplo intervienen en la estructura celular, participan en el reconocimiento de moléculas y la comunicación intercelular. Los glúcidos son un grupo de biomoléculas que están formadas por carbono, hidrógeno y oxígeno, en una proporción de aproximada de 1 átomo de carbono por cada 2 de hidrógeno y 1 de oxígeno, es decir Cn(H2O)n; de ahí que se los denomina también carbohidratos. Al presentar un gran número de grupos polares, los glúcidos son moléculas altamente hidrofílicas, y pueden interactuar con el agua. Clasificación de glúcidos: Se los clasifica en: 1. Monosacáridos. (mono=uno, sacárido=azúcar) componen el grupo de glúcidos más sencillos. Están formados por cadenas de 3 a 8 carbonos. Poseen en su estructura un grupo funcional aldehído o cetona y varios grupos funcionales hidroxilos. Tanto los grupos hidroxilos como el grupo aldehído y cetona son grupos polares, lo que permite que los monosacáridos interactúen con el agua por medio de la formación de puentes hidrógeno y se disuelven en ella. Aquellos monosacáridos que presentan un grupo aldehído, reciben el nombre de aldosas. Los que presentan un grupo cetona, se denominan cetosas. a. Funciones de monosacáridos: La función más importante de los monosacáridos es la de actuar como combustible celular. La glucosa es el principal combustible celular ya que es usada en la respiración celular para obtener energía a partir de su degradación. Son componentes de glúcidos más complejos, como oligosacáridos y polisacáridos. Otros tienen función estructural o bien función de intermediarios metabólicos.  b. La unión glucosídica: Una de las funciones de los monosacáridos es la de formar glúcidos más complejos. Para lograr esto, los monosacáridos, especialmente los que poseen 6 átomos de carbono, se unen entre sí en forma covalente por medio de las llamadas “uniones glucosídicas”. De esta manera es posible formar cadenas de monosacáridos, de distinta longitud. Cada monosacárido será entonces una unidad (monómero). 2. Oligosacáridos: (oligo=pocos, sacárido=azúcar) son glúcidos formados por la unión de 2 hasta 10 unidades de monosacáridos, unidos por medio de uniones glucosídicas. Cuando los oligosacáridos están formados por dos unidades de monosacáridos, reciben el nombre de disacáridos. Dentro de este grupo podemos mencionar a la sacarosa (azúcar común), que es un disacárido de especial importancia; se encuentra exclusivamente en el mundo vegetal y es uno de los productos directos de la fotosíntesis que estos realizan. Otro grupo de oligosacáridos importantes lo constituyen los oligosacáridos de membrana. Estos oligosacáridos están formados por varias unidades de monosacáridos y se encuentran unidos a lípidos o proteínas de las membranas biológicas y cumplen importantes funciones en los procesos de reconocimiento de la superficie celular. 3. Polisacáridos: (poli=muchos, sacárido=azúcar) son polímeros, es decir, están formados por cientos de unidades de monosacáridos unidos por uniones glucosídicas. Pueden estar formadas por un mismo tipo de monosacáridos, en cuyo caso reciben el nombre de homopolisacáridos (homo=igual/sacárido=azúcar) o bien por dos monosacáridos distintos que se unen alternadamente, los heteropolisacáridos (hetero=distinto/sacárido=azúcar). Proteínas. Las proteínas son las que mayor número de funciones biológicas realizan, determinando tanto la forma de la célula como su función específica. Son las responsables de la organización de la célula, de la síntesis de todos y cada uno de los componentes, así como también de la degradación de los mismos. Intervienen en las respuestas inmunológicas, permiten la comunicación entre células y también actúan como reguladores del metabolismo. Cada ser vivo posee un conjunto específico de proteínas, codificadas por su material genético y que le permiten así llevar a cabo estas tareas. Desde el punto de vista químico, las proteínas son biomoléculas formadas por largas cadenas lineales de aminoácidos unidas en forma covalente por medio de uniones peptídicas. Aminoácidos: Son las unidades (monómeros) que forman las distintas proteínas. Como su nombre lo indica, un aminoácido es una molécula orgánica que posee un grupo funcional amino (NH2) y un grupo funcional carboxilo (ácido, COOH) ambos grupos están unidos a un mismo carbono que llamamos carbono alfa (α), el resto de las valencias de este carbono se completan con un átomo de hidrógeno (H) y un resto o cadena carbonada variable (R). En la naturaleza existen 20 aminoácidos distintos, los cuales se diferencian entre sí, sólo en la estructura del R. Dado que la naturaleza de los grupos R es variable, cada aminoácido se comportará de manera distinta frente al agua. Aquellos aminoácidos cuyos R sean no polares o apolares, serán hidrofóbicos, aquellos que presenten R polares, serán hidrofílicos. Unión peptídica: Es una unión covalente entre los aminoácidos, lo que permite la formación de las cadenas polipeptídicas. Para que se forme está unión o enlace, debe reaccionar el grupo ácido de un aminoácido con el grupo amino de otro, como resultado de esta reacción se libera una molécula de agua y se forma un dipéptido. El dipéptido formado posee dos extremos distintos, el extremo Aminoterminal (el primer aminoácido de la cadena=y el extremo Carboxiloterminal (el último aminoácido de la cadena). Péptidos: cadenas de unos pocos aminoácidos. Polipéptidos: cadenas formadas por muchos aminoácidos. Una proteína es una molécula que puede estar formada por una o varias cadenas polipeptídicas. Estructura de las proteínas. Todas las proteínas resultan de la unión de muchos aminoácidos por medio de uniones peptídicas. Todas las proteínas están formadas por los mismos 20 aminoácidos, entonces ¿qué es lo que diferencia a una proteína de otra? La respuesta está en su secuencia de aminoácidos, es decir, el orden en que los aminoácidos se van disponiendo uno a continuación del otro en cada tipo de proteína. Esta secuencia única y característica que presenta cada proteína, determina que adopte una estructura tridimensional, ya que la cadena de aminoácidos se va plegando sobre sí misma debido a interacciones que se dan entre los aminoácidos. De esta forma cada proteína presenta una estructura tridimensional que llamamos conformación nativa que será la responsable de la función biológica de esa proteína. Estructura primaria: Llamamos así a la secuencia de aminoácidos, la cual está determinada en el ADN. Esta secuencia es la que define el resto de los niveles estructurales. Está mantenida por las uniones peptídicas. Estructura secundaria: Es la que resulta del plegamiento de los aminoácidos a medida que se va formando la cadena. Este plegamiento puede ser regular, en forma de alfa hélice o beta plegada o bien un plegamiento irregular o aleatorio. Estructura terciaria: Es la disposición espacial que adopta la proteína, luego de adquirir la estructura secundaria. Esta estructura se estabiliza debido a interacciones puente hidrógeno, interacciones hidrofóbicas y uniones del tipo puente disulfuro entre los R de los aminoácidos. Estructura cuaternaria: Algunas proteínas pueden presentar esta estructura. Esta estructura se alcanza cuando la proteína está formada por dos o más cadenas polipeptídicas que interactúan entre sí por medio de uniones no covalentes. Para que una proteína realice su función biológica es necesario que conserve su estructura o conformación nativa, es decir la forma final que adopta esa proteína. Si por algún motivo pierde esa conformación la proteína pierde su función biológica. Desnaturalización e hidrólisis de una proteína. Desnaturalización: Es la pérdida de la conformación nativa debido a la ruptura de las estructuras secundaria, terciaria y si es que la posee, también la cuaternaria. Este proceso puede ocurrir por acción del calor, la presencia de ácidos o bases como así también por la de sustancias oxidantes. La estructura primaria se mantiene, es decir, los aminoácidos siguen unidos entre sí por las uniones peptídicas. Hidrólisis: El proceso de hidrólisis implica la ruptura de las uniones peptídicas, es decir, si una proteína sufre el proceso de hidrólisis, se rompe liberando los aminoácidos. Este proceso ocurre por ejemplo durante la digestión. Función biológica de las proteínas. ✓ Transportadores de sustancias: muchas proteínas están involucradas en el transporte de sustancias. Un grupo importante lo componen las proteínas transportadoras de membrana que permiten el pasaje de sustancias a través de la membrana plasmática. ✓ Reguladoras: existe una gran variedad de hormonas que tienen estructura proteica, un ejemplo lo constituye la insulina. ✓ Receptores: las proteínas receptoras reconocen sustancias llamadas “mensajeros” o “señales” responsables de los cambios en el funcionamiento de la célula. Algunas de estas proteínas se encuentran en la membrana plasmática otras en el citoplasma de la célula. ✓ Catalizadoras: una mención especial corresponde a un grupo de proteínas llamadas Enzimas. Las enzimas son proteínas que aceleran las reacciones del metabolismo, sin ellas la vida no sería posible. ✓ Estructurales: algunas proteínas intervienen en la estructura de la célula, podemos mencionar por ejemplo a las proteínas presentes en el citoesqueleto. Otro ejemplo lo constituye el colágeno que se encuentra fuera de las células. Ácidos nucleicos. Los ácidos nucleicos son moléculas complejas que almacenan, expresan y transmiten la información genética. Son moléculas de gran tamaño formadas por miles de unidades denominadas nucleótidos. Existen dos tipos de ácidos nucleicos: el ácido desoxirribonucleico (ADN) y el ácido ribonucleico (ARN). Nucleótidos: Son las biomoléculas complejas que forman los ácidos nucleicos. Un nucleótido resulta de la unión de una base nitrogenada, una pentosa y un ácido fosfórico. Una base nitrogenada: son moléculas cíclicas que contienen átomos de nitrógeno además del carbono formando parte de su estructura. Existen bases nitrogenadas que poseen un solo anillo, a estas bases las denominados pirimidinas (Timina, Citosina y Uracilo) y otras presentan dos anillos, denominadas purinas (Adenina y Guanina).  + Pentosa +1 fosfato +2 fosfatos +3 fosfatos Adenina Adenosina Adenosina Adenosina Adenosina monofosfato difosfato trifosfato (AMP) (ADP) (ATP) Guanina Guanosina Guanosina Guanosina Guanosina monofosfato difosfato trifosfato (GMP) (GDP) (GTP) Citosina Citidina Citidina Citidina Citidina monofosfato difosfato trifosfato (CMP) (CDP) (CTP) Timina Timidina Timidina Timidina Timidina monofosfato difosfato trifosfato (TMP) (TDP) (TTP) Uracilo Uridina Uridina Uridina Uridina Monofosfato Difosfato Trifosfato (UMP) (UDP) (UTP) Nomenclatura de los nucleótidos. Funciones de nucleótidos: Transportadores de energía: los nucleótidos trifosfatados transportan energía a través de los enlaces de alta energía que se forman entre los grupos fosfatos. Actúan como intermediarios energéticos del metabolismo. Coenzimas: algunos nucleótidos actúan como coenzimas, es decir se unen a enzimas para que estas puedan cumplir con su función. Componentes de los ácidos nucleicos (monómeros) ya que se unen entre sí por medio de uniones fosfodiéster. Uniones fosfodiéster: Son uniones covalentes que se forman entre dos nucleótidos. Para ello reacciona el OH de la pentosa (que está ubicado en el carbono 3´) de un nucleótido, con el grupo fosfato (ubicado en el carbono 5´) de la pentosa de otro nucleótido. De esta manera la unión fosfodiéster es una unión 3´-5´. El agregado sucesivo de nucleótidos por medio de uniones fosfodiéster permite formar las cadenas polinucleotídicas. Estas cadenas presentan dos extremos distintos, ya que en un extremo el grupo fosfato de la posición 5´ no forma parte de ninguna unión (el primer nucleótido de la cadena) y en el otro extremo el OH de 3´ también estará libre (sin formar parte de ninguna unión). Ácido ribonucleico o ARN. Los ARNs son polímeros que están formados por una sola cadena de ribonucleótidos (monocatenarios) de Adenina, guanina, citosina y uracilo. No encontramos nucleótidos de timina en los ARNs. Se conocen varios tipos de ARN: ARNm (mensajero), ARNt (transferencia), ARNr (ribosomal) y ARNpn (pequeños nucleares) y ARNpc (pequeños citoplasmáticos). Todos los ARN están involucrados directa o indirectamente en la síntesis de proteínas. Función de los ARN: Los ARN participan de la síntesis de las proteínas, cada uno cumple un rol específico en dicho proceso. Todos los ARN se sintetizan a partir de secuencias específicas del ADN (genes) por medio de un proceso llamado transcripción. ARNm: son las moléculas que transportan la información para sintetizar proteínas. Esta información está contenida en su secuencia de nucleótidos. Son cadenas de longitud variable. ARNt: son los encargados de llevar los aminoácidos que se encuentran en el citoplasma de la célula al ribosoma. Son cadenas relativamente cortas, entre 75 a 90 nucleótidos. Presentan secuencias de nucleótidos que son complementarias, por lo que se pliegan dando una forma característica. ARNr: forman parte de la estructura de los ribosomas que son los organoides donde se realiza la síntesis de proteínas. Estos ARNr se asocian a proteínas para formar las subunidades ribosómicas. ARNpc: participan en el desplazamiento de las proteínas recién sintetizadas. ARNpn: intervienen en procesos de maduración de los otros ARNs. Ácido desoxirribonucleico o ADN. Las moléculas de ADN son polímeros lineales de desoxirribonucleótidos de adenina, guanina citosina y timina. No poseen nucleótidos de uracilo. A diferencia de los ARN, las moléculas de ADN están formadas por dos cadenas (bicatenario). Dichas cadenas no son iguales, sino que son complementarias entre sí. Las moléculas de ADN estaban formadas por dos cadenas y que dichas cadenas no eran iguales sino que se complementaban. La adenina se complementa con la timina y la guanina con la citosina. A su vez las cadenas están orientadas de distinta forma, mientras una cadena está orientada en sentido 5´a 3´ la otra cadena está orientada de 3´a 5´, es decir, las cadenas son antiparalelas. Los nucleótidos de cada cadena interactúan entre sí por medio de puentes hidrógeno. Estructura del ADN. Función biológica del ADN: Las moléculas de ADN son las responsables de almacenar la información genética de un ser vivo. Dicha información está contenida en la secuencia de nucleótidos que cada molécula de ADN posee. Por medio de esta información el ADN puede controlar todos los procesos metabólicos de la célula. Además de almacenar la información, por medio del proceso de transcripción esa información se puede expresar, es decir, a partir de esa información la célula puede sintetizar todas y cada una de las proteínas necesarias. Vitaminas. Las vitaminas son biomoléculas orgánicas necesarias para el metabolismo. Poseen distinto tipo de estructura química, algunas vitaminas tienen estructura lipídica, otras son derivados de nucleótidos o de glúcidos, por lo que no podemos incluirlas dentro de uno solo de dichos grupos de biomoléculas. Nuestro organismo no es capaz de sintetizarlas (excepto la vitamina D, que la podemos sintetizar a partir del colesterol), por lo que es necesario incorporarlas con nuestra dieta. La capacidad para sintetizar las vitaminas no es igual en todos los animales. Las vitaminas como grupo se clasifican en: Hidrosolubles (se disuelven en agua, por lo que el exceso lo eliminamos a través de la orina). Ejemplos Vitaminas B (B1,B2,B6,B12 Y C). Liposolubles (no son solubles en agua, por lo que las acumulamos en nuestro organismo). Ejemplos: Vitaminas A, D, E y K. SESIÓN 4 Membranas biológicas Barreras/vesículas semipermeables y dinámicas conformadas por bicapas lipídicas. FUNCIONES: - Regulan el tamaño y los límites de las células. - Son selectivamente permeables, lo cual permite regular el intercambio de sustancias entre el citoplasma y el medio extracelular. - Diferencian el medio intra del extracelular, sino también diferenciar compartimientos celulares. - Actúan de manera receptora, facilitando la interacción o comunicación de las células de la matriz extracelular y con células vecinas. - Permiten el anclaje de las células con el medio extracelular. - ESTRUCTURA Y COMPOSICION: Son estructuras sumamente delgadas, con un espesor que no supera los 10−8. Están conformadas por una bicapa fluida de fosfolípidos (bicapas lipídicas), quienes tienen una cabeza polar (hidrofílicas, se pueden disolver en el agua) y una cola no polar (hidrofóbica, no se disuelve). Los fosfolípidos nos dan la capacidad de que algunas sustancias puedan atravesar la membrana libremente, como los gases y otras como el sodio, que no la pueden atravesar. Las biomoléculas que la conforman: a. Lípidos: fosfolípidos – colesterol. Los fosfolípidos son moléculas anfipáticas, ósea que presentan tanto zonas hidrofílicas como zonas hidrofóbicas. Las colas carbonadas pueden presentar dobles enlaces entre los átomos de carbono y en este caso, no están saturadas de hidrógeno. El colesterol, se encuentra en las membranas de las células animales y ausente en el resto de los organismos vivos, se encuentra entre los fosfolípidos y permiten regular la fluidez de las membranas. b. Proteínas: integrales – periféricas. Cada tipo de membrana presenta una composición proteica distintiva. Las proteínas integrales o intrínsecas pueden atravesar parcial o totalmente la bicapa, pueden difundir y rotar sobre su propio eje. Se diferencian en monopaso (cuando la proteína atraviesa la membrana una sola vez) y multipaso (cuando la proteína atraviesa dos o más veces la bicapa lipídica). Las proteínas periféricas se adosan a las membranas desde el exterior o el interior de la célula. c. Hidratos de carbono: Se ubican en la parte extracelular de la membrana plasmática formando una estructura llamada glicocálix y se unen tanto a lípidos como a proteínas. Entre sus funciones, participa en el proceso de reconocimiento celular de sustancias ajenas al organismo (bacterias, virus, etc.) y de moléculas propias del organismo (hormonas, neurotransmisores, etc.) Los oligosacáridos que forman parte de receptores brindan al organismo una “identidad” propia que nos diferencia uno de otros. Como en los casos de incompatibilidad de grupos sanguíneos o trasplantes de órganos. PROPIEDADES DE LAS MEMBRANAS: Los fosfolípidos pueden presentar distintos tipos de movimientos, algunos de estos ocurren de manera espontánea, como la difusión lateral (desplazamiento sobre una misma monocapa) y la rotación ( giro sobre su propio eje de la molécula). En cambio, otros como el flip-flop (translocación de fosfolípido de una monocapa a otra) no ocurren libremente. Existen factores que pueden afectar la fluidez de las membranas: - Variaciones de temperatura: Al incrementar la temperatura, aumenta el movimiento propio de las moléculas como los fosfolípidos, por ende, se incrementa la fluidez. en cambio, una disminución de la temperatura torna más rígidas a las membranas. - Presencia de ácidos grasos insaturados: A mayor presencia de colas insaturadas a en los fosfolípidos, mayor la fluidez de la membrana, dado que la instauración de las colas genera un acodamiento que restringe la compactación entre fosfolípidos. Por otro lado, una mayor saturación facilita la compactación de las colas y disminuye la fluidez. - Presencia de colesterol: Este lípido regula el grado de fluidez de distinta manera, a los 37°C restringe el movimiento excesivo de los fosfolípidos disminuyendo la fluidez, estabilizando las membranas. En cambio, a temperaturas menores a 37°C, evita que los fosfolípidos se compacten demasiado y así aumenta la fluidez. Son asimétricas: La composición de glúcidos, lípidos y proteínas de ambas monocapas son distintas. Presentan permeabilidad selectiva: Las células intercambian materia y energía con el entorno y para ello incorporan sustancias como glúcidos y aminoácidos, eliminan productos desecho como 𝐶𝑂2 , y regulan la concentración intracelular de distintos iones. La membrana plasmática actúa como una barrera selectivamente permeable que regula el tránsito de moléculas y permite mantener así el medio interno celular dentro de parámetros relativamente constantes, debido a su naturaleza hidrofóbica, permite la difusión de moléculas no polares como los cases y distintos lípidos (siempre y cuando su tamaño no sea demasiado grande). TRANSPORTE A TRAVÉS DE LAS MEMBRANAS: Gradiente: cambio gradual de un lado a otro de la membrana, de un lado a mayor concentración y del otro, menor. Difusión pasiva o simple: las moléculas pueden atravesar la membrana de algún modo ya que son polares muy pequeñas o no polares, como los gases o lípidos. se mueven a favor del gradiente de concentración Ósmosis: Movimiento de moléculas de agua a través de una membrana semipermeable, desde una solución hipotónica hacia una hipertónica. Es pasiva. Solución hipotónica: Presenta comparativamente menor concentración de soluto. Si una célula se sumerge en un medio hipotónico gana agua (lisado y turgente) Solución isotónica: Presenta igual cantidad de soluto. Una célula aquí sumergida se mantiene estable (normal y fláccida) Solución hipertónica: Presenta comparativamente mayor concentración de soluto. Una célula sumergida en un medio hipertónico pierde agua (crenación y plasmólisis) Difusión facilitada: Son impermeables a los iones y a la mayoría de las moléculas polares sin carga (glucosa y otros monómeros necesarios para el metabolismo celular), en consecuencia, estas sustancias necesitan de proteínas especificas que permitan trasportarlas de un lado a otro de la membrana. Ocurre a favor del gradiente y por ello no requiere aporte de energía Canales iónicos: Proteínas selectivas que facilitan el paso de iones a una velocidad muy elevada. Están presentes en todas las membranas y transportan iones de tamaño pequeño.  Carriers/proteínas transportadoras: Transportan una gran variedad de moléculas polares como la glucosa, los aminoácidos y iones a favor de su gradiente (químico o electroquímico) y no requieren gasto de ATP. Transporte activo: Transportan moléculas en contra de su gradiente electroquímico, con gasto electrónico. Una gran parte de la energía de la célula se destina para estos procesos del que participan proteínas llamadas bombas, al ser en contra del gradiente, las bombas requieren de la energía que aporta el ATP. Uniporte: transfieren un solo tipo de soluto de un lado al otro de la membrana. Simporte: transfieren dos tipos de solutos, ambos en la misma dirección. Antiporte: transfieren dos tipos de solutos en sentidos contrarios. Transporte en masa: Requiere de la participación de una porción mas extensa de membrana, formando vesículas. Si se incorporan sustancias desde el exterior, es una endocitosis. En cambio, si las sustancias abandonan la célula, se trata de una exocitosis o secreción. Endocitosis: Un sector de la membrana se rodea progresivamente a la materia que será internalizado a la célula hasta que finalmente queda englobado en una vesícula endocítica. Se distinguen 3 tipos de procesos, de acuerdo a tipo de sustancias que ingresan a la célula: Fagocitosis: Ciertas células rodean con su membrana a partículas sólidas, restos celulares o microorganismos y las incorporan al interior de la célula. Esto se desarrolla gracias a la emisión de pseudópodos que engloban la partícula hasta finalmente incorporaría a la célula en forma de vesícula llamada fagosoma. Este, luego, se fusiona con otra vesícula para formar los lisosomas. En los organismos unicelulares (protistas) este proceso constituye un modo de alimentación, en los animales solo se da en células especializadas llamadas fagocíticas (macrófagos y glóbulos blancos). Endocitosis mediada por receptor: Se trata de un proceso altamente selectivo donde receptores específicos de membrana plasmática reconocen a moléculas (ligandos) que luego serán endocitados en forma de una vesícula llamada endosoma. Un ejemplo de este proceso es la captación de colesterol, que, debido a su carácter hidrofóbico, es transportado por la sangre unido a proteínas, formando estructuras llamadas lipoproteínas. Endocitosis mediada por receptor: Es la incorporación inespecífica de líquidos y moléculas disueltas en él a través de vesículas de tamaño reducido. Exocitosis: Es un proceso donde vesículas provenientes del aparato de Golgi, las vesículas de secreción, se fusionan con la membrana plasmática y el material contenido en las mismas es liberado al medio extracelular. En este caso, la membrana de la vesícula se integra a la membrana plasmática. La secreción de sustancias puede ser continua, donde las moléculas son liberadas sin estímulos externos al medio extracelular, pero también regulado, donde señales externas a la célula inducen a liberar el contenido de las vesículas de secreción (hormonas y neurotransmisores que se liberan en respuesta a estímulos externos, también en plantas que excretan en ambientes salinos) LAS MEMBRANAS DELIMITAN DISTINTOS ESPACIOS INTRACELULARES: Las células eucariontes poseen estructuras membranosas internas que permiten generar espacios o compartimientos intracelulares diferenciados, cada uno con una función característica. Las diferencias en cuanto a su composición y funcionalidad se vinculan, entre otros, a la diversidad de orígenes evolutivos de estas organelas membranosas. Podemos diferenciar a grandes rasgos tres tipos de estructuras membranosas: La membrana plasmática: Delimita el interior (citoplasma) del exterior celular, gracias a su permeabilidad selectiva contribuye a mantener la homeostasis celular. Las membranas de organelas membranosas: Delimitan estructuras como mitocondrias, cloroplastos y peroxisoma Si bien presentan diferencias en cuanto a su composición, tienen, desde el punto evolutivo, un origen procariota (no cuentan con organelas membranosas internas). Tanto las membranas de las mitocondrias como las de los cloroplastos presentan un complejo conjunto de proteínas integrales involucradas en procesos de transformación energética. Cloroplastos: llevan a cabo la fotosíntesis, los complejos proteicos y la clorofila ubicados sobre sus membranas permiten la transformación de energía lumínica en energía química (síntesis de ATP). Las membranas que conforman el sistema de endomembranas o sistema vacuolar citoplasmático (SVC): Son estructuras membranosas interrelacionadas presentes en organismos eucariontes. SISTEMAS DE ENDOMEMBRANAS: Se trata de un “sistema” dado que sus componentes están relacionados y trabajan de modo interdependiente. Estructuras y funciones de los componentes del SVC: A este sistema no pertenecen organelas como las mitocondrias, los cloroplastos ni los peroxisomas, a pesar de estar rodeados y conformados por membranas. Su origen evolutivo deriva de organismos procariotas a través de un proceso denominado endosimbiosis), y por ello, se dividen por fisión binaria. La membrana plasmática tampoco pertenece a este sistema, si bien existe un transporte continuo y fluido entre ambas estructuras. Entre el citosol de la célula y el lumen (espacio interno) del sistema de endomembranas no hay contacto ni continuidad. El Sistema Vacuolar Citoplasmático se conforma por las siguientes componentes: La envoltura o membrana nuclear o carioteca: La envoltura nuclear rodea y contiene al material genético de la célula y presenta poros que permiten el transporte de sustancias desde el citosol hacia el interior del núcleo y viceversa. Sus membranas presentan continuidad con la del REG y su membrana externa presenta ribosomas adheridos sobre su cara citoplasmática. Retículo endoplasmático liso (REL): Sistema de túbulos membranosos sin ribosomas adheridos en superficie. En el REL se produce la degradación del glucógeno, liberándose glucosa. Participa en la síntesis de los lípidos (fosfolípidos, colesterol, ceramida, triglicéridos) y en la detoxificación (En hepatocitos, transforma drogas liposolubles en hidrosolubles: orina). También participa indirectamente en la degradación del glucógeno y en el almacenamiento de calcio y en su liberación. Retículo endoplasmático rugoso (REG o RER): Es un sistema de sacos membranosos interconectados con el REL y con la membrana nuclear. Presenta ribosomas adheridos en su cara citosólica, la presencia de estos ribosomas se relaciona con la síntesis y la glicosilación de proteínas de membrana, proteínas de exportación o de secreción, enzimas que pertenecen al SVC y las enzimas hidrolíticas o lisosomales. Aparato de Golgi: Conjunto de cisternas curvas y apiladas. Es el intermediario entre los productos del retículo endoplasmático y la membrana plasmática de la célula, está constituido por distintas cisternas (o sacos membranosos) apiladas que se subdividen en tres zonas: la cis (más cercana al REG o al REL), la medial y la trans (más cercana a la membrana plasmática). Entre las funciones del complejo de Golgi podemos nombrar: El procesamiento de biomoléculas, como el de los lípidos, que se sintetizaron en el REL (por ejemplo, la glicosilación de lípidos y la fosforilación de fosfolípidos que conforman las membranas biológicas) El procesamiento de las proteínas que se sintetizaron en el REG (por ejemplo, la glicosilación de muchas proteínas). Las proteínas, por ejemplo, recorren secuencialmente el grupo de cisternas desde donde luego son direccionadas hacia sus destinos definitivos: lisosomas o vesículas que se dirigirán a la membrana plasmática.  Lisosomas: Son vesículas de membrana simple que se originan en el aparato de Golgi y contienen enzimas Hidrolíticas o hidrolasas ácidas. Participan en la digestión celular, que puede ser heterofagia (digestión de materiales exógenos) o autofagia (digestión de materiales propios de la célula, como ejemplo mitocondrias viejas). Las hidrolasas ácidas son glucoproteínas, inician su síntesis en el REG y completan su síntesis en el Golgi. Vesículas de transporte intracelular: La función de estas vesículas es el transporte de sustancias entre distintas estructuras membranosas SVC, membrana plasmática, peroxisomas, etc). Endosomas: Se trata de vesículas formadas a partir de los distintos procesos endocíticos. Transporte de sustancias entre comportamientos del SVC: El transporte de sustancias entre compartimentos como el REG y el complejo de Golgi o la membrana plasmática se lleva a cabo a través de vesículas, pequeñas bolsas membranosas. Estas se generan por brotación, a partir de la membrana de un compartimiento “generador” (por ejemplo, el REG), se transportan por el citosol y, a continuación, se funden con la membrana “aceptora”. Síntesis y direccionamiento de lípidos: En el caso de los lípidos, por ejemplo, fosfolípidos o colesterol sintetizados en el REL, la vía de transporte es: membrana del REL → membrana de la vesícula→ membrana del Golgi → membrana de la vesícula → membrana plasmática. Los lípidos se sintetizan en la membrana del REL, continúan en la membrana del Golgi y finalmente son transportados en vesículas hacia la membrana plasmática de la que formarán parte. Tráfico y direccionamiento intracelular de proteínas: El REG es el lugar de síntesis de distintas proteínas celulares y extracelulares. Muchas serán posteriormente glicosiladas por agregado de oligosacáridos que luego se modificarán y terminarán de procesar en el Golgi. Desde allí son transportadas por medio de vesículas hasta su ubicación final, que pueden ser: 1. Los lisosomas, en caso de tratarse de enzimas hidrolíticas. 2. La membrana plasmática, si se tratara de proteínas de membrana (las bombas, los carriers y/o los receptores). 3. La matriz extracelular, en el caso de proteínas de secreción (por ejemplo, hormonas como la insulina que serán transportadas luego por vía sanguínea o componentes que  forman la matriz extracelular como el colágeno). Digestión celular y lisosomas: Existe tres tipos de vías que conducen a la formación de lisosomas, es decir a la digestión celular de sustancia y estructuras: 1. La endocitosis mediada por receptores, donde la vesícula endocítica, el endosoma se fusiona con una vesícula con enzimas hidrolíticas proveniente del Golgi y se forma así el lisosoma. 2. La heterofagocitosis incorpora sustancias particuladas como, por ejemplo, bacterias desde el exterior de la célula. Se forma así una vesícula endocítica denominada heterofagosoma y que finalmente también llevará a la formación de un lisosoma. 3. La autofagocitosis, en la cual, la vesícula formada se denomina autofagosoma. En este proceso, organelas como las mitocondrias son degradadas por presentar algún daño o porque la disponibilidad de energía de la célula es insuficiente. En consecuencia, la célula degradará sus propias estructuras y biomoléculas contenidas en ellas para obtener energía. Lisosoma primario: Vesícula con hidrolasas, pequeña e inactiva. Lisosoma secundario: Vesícula con el material a digerir más las hidrolasas: Autofagolisosoma, fagolisosoma, cuerpo residual. El proceso fagocítico de una bacteria y su posterior degradación en un lisosoma por parte de un glóbulo blanco: Como producto de esta digestión celular, gracias a las enzimas presentes en los lisosomas, las estructuras bacterianas como la pared celular, la membrana lipídica, incluso el ADN y los ribosomas son degradados totalmente. Las biomoléculas de la bacteria aprovechables son incorporadas por la célula. En cambio, las sustancias que la célula no puede degradar, por ejemplo, la pared celular de peptidoglucano de las mismas, es eliminada por medio de vesículas secretoras hacia el exterior de la célula. Las células se alimentan, interaccionan y crecen gracias al intercambio de sustancias con el medio circundante y las membranas biológicas juegan un rol esencial en este intercambio. Gracias a su notoria fluidez, maneras diversas. Por otro lado, al interior de las células, las membranas permiten la compartimentalización y diversificación de c funciones de distintas áreas celulares. Las reacciones catabólico-exergónicas (que liberan energía a partir de la ruptura de enlaces covalentes) se acoplan con la síntesis de ATP, que se forma a partir de la energía liberada por dichas reacciones. En cambio, las reacciones anabólico-endergónicas (que requieren del aporte de energía para formar nuevos enlaces) siempre se acoplan a la ruptura del ATP, ya que aporta la energía que dichas reacciones necesitan. Distintos procesos catabólicos que se llevan a cabo en el organismo. Algunos procesos catabólicos (degradación de moléculas con función energética como glucosa y ácidos grasos) están vinculados a la síntesis de ATP. Pero en otros (la degradación de proteínas ingeridas a partir de la dieta), el proceso de ruptura no se relaciona con la obtención de energía libre en forma de ATP sino con la disponibilidad de aminoácidos para poder sintetizar las proteínas corporales. No todos los procesos endergónicos son anabólicos. Muchos procesos que requieren de energía no incluyen la síntesis de moléculas. Como ejemplo de esto podemos citar la contracción muscular o el transporte de vesículas dentro de la célula. Enzimas: Son catalizadores biológicos: aceleran las reacciones químicas disminuyendo la energía de activación de estos procesos. Aumentan la velocidad de la reacción, es decir, aumentan la cantidad de producto formado por unidad de tiempo. Estas reacciones pueden ser tanto catabólicas como anabólicas. Las enzimas aumentan la cantidad de producto (pcto) formado por unidad de tiempo (tpo), es decir aumentan la velocidad de la reacción química. Energía de activación: la misma es una barrera energética que debe superarse para que una reacción suceda, ya que es la energía mínima necesaria que hay que aportarle al sistema para que una reacción química comience. Las enzimas disminuyen la energía de activación inicial que necesita la reacción química para que suceda. Sin embargo, la variación de energía total (Energía final - energía inicial= ΔE). De la reacción no se ve modificada por la presencia de las enzimas ya que las energías iniciales de los sustratos y las finales contenidas en los productos no se modifican. En consecuencia, no habrá cambios en la variación de la energía global de la reacción. Características de las enzimas: ✓ Son específicas porque cada enzima cataliza un solo tipo de reacción y por ello se unirá a un solo tipo de sustrato o sustratos. ✓ Son eficientes en pequeñas cantidades. ✓ No se alteran en el curso de la reacción química y por ello son reutilizables. ✓ Son saturables: La concentración de enzimas presentes en una reacción es limitada y, por ello, si se aumenta la cantidad de sustrato, en algún momento estas enzimas tendrán todos sus sitios activos “ocupados” por los sustratos. Para que la enzima pueda captar nuevos sustratos deberá liberar primero los productos transformados. Clasificación de las enzimas: Las enzimas pueden clasificarse de acuerdo a su estructura en enzimas simples, si sólo están conformadas por proteínas, y conjugadas, si requieren combinarse con otras sustancias (llamadas cofactores) para poder llevar a cabo el proceso catalítico. Se denomina holoenzima a la enzima completa y funcional, conformada por la parte proteica (apoenzima) y un cofactor no proteico. A su vez, los cofactores pueden ser inorgánicos (iones) u orgánicos (coenzimas o grupos prostéticos). Dentro de las coenzimas podemos nombrar el NADH y el FADH. Mecanismo de la acción enzimática: La enzima reconoce al sustrato (reactivo), el que se une específicamente a una zona especializada de la estructura tridimensional de la enzima llamada sitio activo. En este sitio activo se desarrolla el proceso de transformación química de los sustratos en productos. Finalmente, los productos son liberados de la enzima y la misma está en condiciones de unirse a un sustrato nuevamente e iniciar el mismo proceso. Hay dos modelos que intentan explicar la unión específica de la enzima con el sustrato al momento de formarse el complejo enzima/sustrato: el modelo de llave-cerradura o ajuste y el acoplamiento inducido. En el modelo llave-cerradura el sitio activo presenta una complementariedad preexistente en la forma 3D del sitio activo y el sustrato al igual que una llave y una cerradura. En el del acoplamiento inducido, el mismo sustrato, al entrar en contacto con la enzima, induce la forma definitiva del sitio activo, como si se tratara de una mano y un guante Factores que afectan la velocidad de las reacciones enzimáticas: La velocidad de las reacciones catalizadas por enzimas puede ser modificada, afectada o influida por diversos factores: 1. Concentración de sustrato: A medida que aumenta la concentración de sustrato presente en el medio, aumenta la velocidad de la reacción (es decir, aumenta la cantidad de producto generado). Pero llegado  a una determinada concentración de sustrato, la velocidad de la reacción, es decir, la cantidad de producto generado, no sigue aumentando, sino que permanece constante. A esta velocidad se la denomina velocidad máxima (Vmax). Esto se explica porque todos los sitios activos de las enzimas están ocupados, es decir que las enzimas están “saturadas” de sustratos y sólo podrán captar nuevo sustrato cuando se libere el producto generado. La velocidad máxima sólo podría superarse si se aumentara la cantidad de enzima. 2. Variaciones de pH: La mayor parte de las enzimas corporales presenta un pH óptimo alrededor de 7 y ado que las enzimas son proteínas, los cambios del pH modifican la estructura tridimensional de las enzimas. En consecuencia, se alterará el sitio activo y por ello, la actividad o velocidad de las mismas. Cada enzima presenta un pH óptimo, dependiendo del lugar físico que ocupa. 3. Temperatura: Los cambios en la temperatura afectan la estructura proteica y por ende la actividad o velocidad de las enzimas. Cada enzima presenta una temperatura óptima. A temperaturas que superan la temperatura óptima las enzimas se desnaturalizan, es decir que pierden su estructura secundaria, terciaria y cuaternaria o incluso se pueden hidrolizar, perdiendo a su vez la estructura primaria. 4. Cantidad de enzima presente: A mayor cantidad de enzima, mayor será la velocidad máxima (Vmax) que puede alcanzar una reacción enzimática. Es decir, más sustrato podrá ser transformado por unidad de tiempo en producto y mayor será la velocidad máxima que puede alcanzar una reacción. 5. Presencia de inhibidores: Inhibición enzimática Los inhibidores son moléculas ajenas al organismo que al unirse a las enzimas disminuyen su actividad, dado que disminuyen o incluso suprimen el producto formado. Los inhibidores pueden ser: a. Reversibles: Son inhibidores competitivos donde el inhibidor, que es muy semejante al sustrato, se une al sitio activo y por lo tanto compite con el sustrato por el mismo. b. Irreversibles: Son inhibidores no competitivos, el inhibidor modifica la actividad de la enzima por unión a un sitio diferente al sitio activo y por ello no compite con el sustrato. Regulación enzimática: Los organismos regularán la actividad de las distintas enzimas de acuerdo a las necesidades de cada momento. La regulación puede darse a distintos niveles: 1. Regulación de la actividad catalítica: (activación – inhibición) La misma consiste en modificar la actividad enzimática sin tener que variar la concentración de las mismas. Este proceso puede llevarse a cabo de distintas maneras: a. Regulación alostérica: En los organismos vivos, la actividad de algunas enzimas puede regularse mediante la unión de uno o más ligandos llamados reguladores alostéricos. Los mismos se unen a un lugar o lugares distintos al sitio activo y, como consecuencia de esto, inducen cambios conformacionales en la enzima. Los reguladores positivos cambian la forma de la enzima de manera que se optimiza la unión enzima/sustrato y por ello aumenta la velocidad de la reacción. En cambio, los reguladores negativos tienen el efecto contrario, es decir disminuyen la cantidad de producto formado. Las enzimas moduladas de esta manera se suelen llamar también enzimas alostéricas y generalmente se trata de proteínas con estructura cuaternaria y no terciaria, dado que, a mayor complejidad estructural de una proteína, mayor es la posibilidad de ser regulada. A diferencia de la inhibición enzimática, la regulación de las enzimas se lleva a cabo por el propio organismo, de acuerdo, como ya se dijo, a las necesidades de cada momento. b. Sistemas multienzimáticos: Muchas enzimas participan de vías metabólicas, es decir, actúan de modo secuencial, catalizando reacciones consecutivas y encadenadas, conectadas por intermediarios comunes, de modo que el producto de una enzima es el sustrato del siguiente, y así sucesivamente. Los sistemas enzimáticos pueden comprender desde dos hasta veinte o más enzimas actuando en una secuencia o vía metabólica. En muchos casos el producto final modula negativamente a la primera o una de las primeras enzimas de esta vía que suele ser una enzima de tipo alostérica. Este proceso se denomina retroalimentación o feed back negativo. c. Modificación covalente: Hay enzimas que se activan o inactivan si se les une covalentemente cierto grupo químico. Hay otras que se activan cuando se les elimina una cierta porción de aminoácidos o se le agrega un grupo fosfato. d. Compartimentalización: implica la separación de las distintas enzimas metabólicas en compartimientos separados (por ejemplo, las enzimas presentes en los distintos compartimentos mitocondriales o las que se encuentran en el Golgi y en el REG). De este modo se delimitan los espacios en las que cada una actúa y las funciones de cada compartimiento. Cabe aclarar que esto es exclusivo de eucariontes exclusivamente. e. Isoenzimas: Distintas formas estructurales de una misma enzima, cada una adaptada a un determinado tipo de tejido u organismo, pero que catalizan una reacción similar, transformando los mismos sustratos en productos. 2. Regulación de la síntesis de enzimas: (inducción – represión) Dado que las enzimas son proteínas, las mismas están codificadas por genes presentes en el ADN. De acuerdo a los requerimientos del organismo se puede inducir o reprimir la formación de estas enzimas. Esto conllevaría a una mayor o menor actividad enzimática, es decir a una mayor o menor cantidad de producto formado. Ciertas sustancias como las hormonas pueden inducir su síntesis si el organismo o la célula así lo requiere. 3. Regulación de la degradación de enzimas: Si por alguna razón fuera necesaria una menor concentración de enzimas, una alternativa posible es que las mismas sean degradadas en las proteasomas, estructuras donde ocurre la hidrólisis de proteínas SESIÓN 7 Fotosíntesis y respiración celular. FOTOSINTESIS Es un proceso anabólico (el CO2 se anaboliza a la glucosa) y endergónico (es un proceso que requiere del aporte externo de energía, en este caso, la energía solar) Es un proceso de oxido-reducción, para que exista esta reacción, en el sistema debe haber un átomo o molécula que ceda electrones y otro que los acepte. Cuando un átomo o molécula pierde electrones, se oxida y cuando capta electrones del medio, se reduce. Ecuación general (cualitativa): Considerando la ecuación general, el H2O pierde sus electrones (sus Hidrógenos) y se oxida de esta manera a O2 (sus electrones se usarán para la síntesis de glucosa). Por otro lado, el CO2 se reduce gracias a los hidrógenos provenientes del H2O y se transforma en glucosa. La fotosíntesis se subdivide en dos etapas: la etapa Fotoquímica y la Bioquímica. Etapa fotoquímica: la energía lumínica es transformada en energía química, es decir, se incorpora a los enlaces químicos (enlaces covalentes) de moléculas químicas como el ATP y el NADPH. El pigmento que se vincula con la captación de la energía lumínica es la clorofila. 1. Las clorofilas de ambos fotosistemas absorben la energía de la luz y sus electrones pasan a un estado energéticamente más elevado. 2. Como consecuencia de esto los electrones abandonan dichos fotosistemas (fotooxidación) y son captados por otras moléculas llamadas aceptores primarios.  3. el déficit de electrones en el fotosistema II es compensado con electrones que provienen de la fotólisis del H2O. Por este mecanismo el H2O se oxida y forma O2 liberado a la atmósfera. 4. Los electrones desprendidos del fotosistema II se transfieren por una cadena de transporte de electrones, que permite la síntesis de ATP (modelo quimiosmótico). 5. Los electrones desprendidos del fotosistema I tienen como aceptor final al NADP+ que se reduce a NADPH + H+. El fotosistema I queda con déficit de electrones que van a ser aportados por los provenientes del fotosistema II. Se cubre así el déficit de electrones del fotosistema I. EL MODELO QUIMIOOSMÓTICO Consiste en una cadena de transporte de electrones, un bombeo de protones hacia el interior tilacoidal que permite generar un gradiente electroquímico de protones y finalmente, la energía contenida en este gradiente permite la síntesis de ATP. Los electrones en su trayecto liberan energía. Esa energía es utilizada para transportar H + en contra de su gradiente generando así un gradiente electroquímico de H +. La energía contenida en ese gradiente se utilizará, al retornar los H+ al estroma, para la síntesis de ATP. De esto se ocupa el complejo ATP sintetasa. Sustratos, productos y lugares donde suceden las reacciones de la etapa fotoquímica: Etapa bioquímica o Ciclo de Calvin-Benson: Consiste en una serie compleja de reacciones químicas encadenadas en forma de ciclo. Es decir que se parte de cierto compuesto y al finalizar el ciclo se debe formar el mismo compuesto de partida. Este ciclo es el Ciclo de Calvin que comienza con la unión entre ribulosa 1,5 difosfato y el CO2 (fase de fijación). Se forma otra molécula (PGA) que con gasto de energía del ATP y electrones provistos por el NADPH formará otra molécula, PGAL (fase de reducción). Algunos PGAL se utilizan para regenerar ribulosa 1,5 difosfato (fase de regeneración) y otros para la síntesis de otras moléculas como la glucosa. Sustratos, productos y lugares donde suceden las reacciones de la etapa bioquímica: Integración de las etapas foto dependiente y fotoquímica: Entre las 2 etapas de la fotosíntesis ya que en las mismas los productos generados en la etapa fotoquímica (el ATP y el NADPH) son a su vez los reactivos o sustratos del ciclo de Calvin o etapa bioquímica. La e tapa fotoquímica ocurre en las membranas de los tilacoides en eucariontes y la etapa bioquímica en el estroma de estos organismos. RESPIRACIÓN CELULAR Y FERMENTACIÓN La mayoría de los organismos oxidan hidratos de carbono como fuente principal de energía celular. Las vías catabólicas más comunes en que se genera esta energía útil (en forma de ATP) son la respiración celular y la fermentación. Ambos procesos utilizan una vía en común llamada glucólisis. Los pasos posteriores a seguir dependerán de las condiciones ambientales (presencia o ausencia de oxígeno) y fisiológicas (la posibilidad de cada célula de poder llevar a cabo el/los procesos). En la mayoría de las células eucariotas, en presencia de O2 la vía que se da es la respiración celular, en la cual se logra la oxidación total de la glucosa y es un mecanismo muy eficiente con alto rendimiento de ATP. En ausencia de O2 , la célula realiza el proceso de fermentación. En eucariontes, el proceso de respiración ocurre en la mitocondria mientras que la fermentación es citosólica. Respiración celular: Es un proceso catabólico (la glucosa se cataboliza a CO2 ) y exergónico (es un proceso que libera energía que permitirá sintetizar ATP). Es un proceso de óxido-reducción (un compuesto se oxida cuando cede electrones o Hidrógenos y se reduce cuando gana electrones o Hidrógenos). Durante el proceso de respiración celular la glucosa se degrada completamente a CO2 y la energía liberada por este proceso se destina para la síntesis de ATP. Etapas de la respiración celular: La respiración celular consiste en una serie de 4 pasos generales cuya finalidad es la ruptura de la molécula de glucosa y la captura de la energía útil en forma de ATP: glucólisis, ciclo de Krebs, cadena de transporte de electrones y fosforilación oxidativa. a. Glucólisis: implica la degradación parcial de la glucosa (molécula de 6 carbonos) a 2 moléculas de ácidos pirúvicos (molécula de 3 carbonos). Consiste en una serie de reacciones encadenadas. Hay reacciones de oxidación (cuyos electrones se utilizan para reducir NAD+ a NADH), reacciones en las que se requiere energía (que se obtiene del ATP) y reacciones en las que se libera energía (que se utiliza para formar ATP). Es un proceso universal presente en casi todos los organismos vivos. b. Descarboxilación oxidativa: cada ácido pirúvico se oxida originando un acetilo (dos carbonos) y los electrones liberados pasan al NAD + que se reduce a NADH + H +. El acetilo se transfiere a la coenzima A formando así acetil-CoA. Además de oxidarse, el  ácido pirúvico “pierde” un átomo de carbono en forma de CO2. (Aclaración: en el siguiente cuadro se tiene en cuenta lo que ocurre con 1 ácido pirúvico. Hay que recordar que por glucosa original hay 2 ácidos pirúvicos) c. Ciclo de Krebs: Conjunto de reacciones encadenadas en forma de ciclo. Se produce la oxidación completa de cada acetil-CoA. Los electrones liberados se utilizan para reducir al NAD + a NADH + H + y también al FAD + a FADH2. También hay liberación de energía que es utilizada para sintetizar GTP. En este ciclo se liberan también 2 CO2 a la atmósfera. d. Cadena respiratoria: todas las moléculas de NADH + H + y de FADH2 formadas hasta el momento se oxidan (formando entonces NAD + y FAD + ). Esos electrones pasan por una serie de complejos transportadores de electrones (la cadena respiratoria) siendo el último aceptor de esos electrones al final de la cadena el O2 , que entonces se reduce y forma H2O. Este proceso, se lleva a cabo en la membrana plasmática de procariotas y en la membrana interna mitocondrial en eucariotas. e. Fosforilación oxidativa (síntesis de ATP): a medida que los electrones eran transportados en la cadena respiratoria, liberaron energía. Esa energía (y de acuerdo con la hipótesis o modelo quimiosmótico) se utiliza para transportar H+ generando un gradiente de H+. La energía de ese gradiente se utiliza luego para sintetizar ATP. En este proceso participa la ATP sintetasa. Rendimiento energético: una molécula de glucosa sometida a respiración celular aeróbica rinde un total de 38 moléculas de ATP El Ciclo de Krebs como nudo metabólico De la degradación de glucosa se obtiene acetil-CoA, que ingresará al ciclo de Krebs y luego continuará la cadena respiratoria y fosforilación oxidativa. Pero de la degradación de otras moléculas también se obtiene acetil-CoA que seguirá ese mismo camino. De la degradación de los ácidos grasos y de las proteínas también se genera acetil-CoA y todo acetil-CoA ingresará entonces a Krebs. A su vez, el ciclo de Krebs es una importante vía de síntesis de biomoléculas. Vías anaeróbicas: Fermentación Implica una degradación parcial de la glucosa, que entonces no es oxidada completamente como en la respiración celular aeróbica. Solo genera pequeñas cantidades de ATP (2 moléculas de ATP por molécula de glucosa). El último paso tiene como objetivo la reoxidación del NADH + H + a NAD+ para que pueda continuar el proceso de glucólisis. Se lleva a cabo en ausencia de oxígeno. Un fermentador realiza primero la glucólisis y luego reduce al ácido pirúvico para regenerar el NAD+ (oxidado) Hay dos tipos de fermentaciones: 1. Fermentación alcohólica: el ácido pirúvico se reduce a etanol (los electrones para eso provienen del NADH + H + que se oxida a NAD + ). Se da en algunas bacterias y hongos. 2. Fermentación láctica: el ácido pirúvico se reduce a ácido láctico (los electrones para eso provienen del NADH + H + que se oxida a NAD + ). Se da en algunas bacterias, en células musculares, en glóbulos rojos. GLOSARIO: H2O: Molécula de agua. O2: Oxígeno. CO2: Dióxido de carbono. ATP: (Adenosín Trifosfato o Trifosfato de Adenosina) es la molécula portadora de la energía primaria para todas las formas de vida. Desempeña un papel crítico en el transporte de macromoléculas tales como proteínas y lípidos en y fuera de la célula. NADPH: (Nicotinamida Adenina Dinucleótido Fosfato) es una coenzima reducida que juega un papel clave en la síntesis de los hidratos de carbono en los organismos fotosintéticos, es la forma reducida de la NADP+. PGA: Ácido 3-Fosfoglicérico: Es una molécula de tres carbonos, formada cuando el CO2 se fija a una molécula de ribulosa bifosfato (RuBP) durante el ciclo de calvin de la fotosíntesis. PGAL: Glicelaldehído-3-fosfato. Una sustancia formada a partir del PGA durante el Ciclo de Calvin. acetil-CoA: El acetil coenzima A es una molécula intermediaria clave en el metabolismo que interviene en un gran número de reacciones bioquímicas. FAD: es una molécula compuesta por una unidad de riboflavina (vitamina B2), unida a un pirofosfato (PPi), este unido a una ribosa y ésta unida a una adenina. Por tanto, la molécula es en realidad ADP unido a riboflavina; o también AMP unido a la coenzima FMN. FADH2: Flavín adenín dinucleótido. GTP: Guanosín Trifosfato, es uno de los nucleótidos trifosfato usados en el metabolismo celular junto al ATP, CTP, TTP y UTP. El GTP es un nucleótido cuya base nitrogenada es la purina guanina.