Repaso de Biología P4 PDF

Repaso de Biología 1. Funciones de los seres vivos pág. 178-181 Irritabilidad: es la capacidad que tienen los seres vivos de responder ante estímulos (luminoso, vibratorio, químicos, temperatura, calor) del medio interno o externo. Los estímulos externos provienen desde el exterior o el ambient...

Repaso de Biología 1. Funciones de los seres vivos pág. 178-181 Irritabilidad: es la capacidad que tienen los seres vivos de responder ante estímulos (luminoso, vibratorio, químicos, temperatura, calor) del medio interno o externo. Los estímulos externos provienen desde el exterior o el ambiente donde se desarrolla un organismo, y los internos se producen dentro del mismo organismo, esta característica les permite sobrevivir y adaptarse a los cambios que se producen en el ambiente Adaptación: capacidad de los seres vivos para garantizar la supervivencia de una especie en donde habita, es un proceso evolutivo, en el que cada una de las diferentes generaciones presentan cambios fisiológicos, anatómicos y conductuales con los que serán capaz de enfrentar los cambios que se generan en el medio ambiente en el que reside. Metabolismo: todo ser vivo cumple un ciclo en esta vida; nace, crece, madura, se reproduce y muere. Durante este ciclo los organismos realizan varias funciones pueden agruparse en tres principales: nutrición, relación y reproducción. En los organismos las funciones vitales ocurren mediante reacciones químicas, las cuales ocurren simultáneamente y transforman sustancias químicas en otras, se llevan a cabo dentro de las células y de esta forma obtienen la energía química necesaria para realizar todas sus funciones. Esta energía suele almacenarse en forma de ATP o adenosintrifosfato que es la moneda energética de la célula. Existen dos fases o tipos de reacciones Catabolismo: consiste en la combinación de macromoléculas (hidratos, proteínas o lípidos) para fraccionarlas a moléculas de menor tamaño y de esta forma liberar energía en forma de ATP. Ejemplo: la respiración en la que la glucosa se oxida dando como resultado dióxido de carbono y agua. Anabolismo: es la combinación de moléculas simples y pequeñas, para la obtención mediante biosíntesis de las macromoléculas con ayuda de la energía contenida en el ATP. Ejemplo: la síntesis de proteínas a partir de aminoácidos estructurales de las proteínas. Reproducción: es la función por medio de la cual los eres vivos dan continuidad a su especie. Existen dos tipos de reproducción: Sexual: implica meiosis mediante la cual se producen gametos masculinos y femeninos (espermatozoides y óvulos), que son células haploides y la unión de estas da lugar a la fecundación básicamente igual en todos los animales. Asexual: no interviene la unión de gametos y es efectuada en organismos que reproducen por métodos como la división, fragmentación o la gemación. este método es común en células y algunas plantas e invertebrados. Homeostasis: es el estado de equilibrio dinámico por el que todos los seres vivos tienden a alcanzar estabilidad en las propiedades de su medio interno y en su composición bioquímica de líquidos y tejidos. Es la capacidad fisiológica que tiene el cuerpo para mantener y regular sus condiciones internas como la temperatura corporal o el pH de la sangre. Homeostasis en animales superiores: los animales varían su capacidad homeostática. Las condiciones internas tienen dos tipos de retroalimentación: ➔ negativa; donde el organismo contrarresta los cambios en el ambiente interno para mantener constantes las condiciones internas. ➔ positiva; dirige cambios rápidos en situaciones particulares, es un proceso por el que el cuerpo detecta un cambio y activa mecanismos que aceleran ese cambio. Osmorregulación: es la regulación activa de la presión osmótica de los líquidos corporales. Excreción: es la eliminación de desechos metabólicos, incluyendo el exceso de agua. Ectotermia y endotermia: son procesos osmóticos que brindan independencia del entorno a los organismos, se lleva a cabo mediante la captura y conservación de la energía del exterior, la temperatura de un organismo es el resultado de un balance entre la ganancia y pérdida de calor. ➔ ectotermos: Son los seres vivos que no pueden retener calor. ➔ endotermos: pueden producir y retener calor como para elevar o enfriar su temperatura si es necesario. 2. Estructura y función celular pág. 194-196 Pared celular: capa rígida que se localiza en el exterior de la membrana plasmática, protege los contenidos de la célula, da rigidez a la estructura celular, funciona como mediadora en todas las relaciones de la célula con el entorno y actúa como compartimiento celular. Formada principalmente por un polímero de carbohidrato denominado celulosa. Exclusiva de la célula vegetal. Membrana plasmática: parte externa de la célula animal y se encuentra por debajo de la pared celular en la célula vegetal. Está constituida por una doble capa de fosfolípidos, flotando entre la doble capa lipídica se encuentran las proteínas que pueden ser integrales o periféricas, en la cara externa de la membrana se presentan cadena cortas de carbohidratos (monosacáridos y disacáridos) y existen moléculas de colesterol embebidas en el interior de la doble capa lipídica. Los componentes mencionados se encuentran en distintas proporciones según el tipo de célula que se trate. Las funciones de la membrana celular es delimitar y dar forma a la célula, realizar el transporte celular en forma controlada, selectiva y eficaz y permite la comunicación con otras células.  Citoplasma: es el material interno que ocupa toda la célula con una parte líquida (citosol) y una sólida (protoplasma). En el citoplasma se llevan a cabo las reacciones metabólicas y centrales de la célula, es un almacén de lípidos y azúcares para mantener los niveles de adenosín trifosfato (ATP), contiene todos los organelos y al citoesqueleto (armazón constituido por filamentos proteicos). Núcleo: posee membrana nuclear doble con poros, cromatina que está formada de ADN y proteínas. Las funciones del núcleo son el almacenaje y replicación del genoma, dirige todas las actividades celulares, es el responsable de la replicación del ADN y da las instrucciones para la síntesis de proteínas, define los procesos de formación, reproducción y operación celular. Nucléolo: organelo denso que flota dentro del núcleo, formado por ácido ribonucleico (ARN) y proteínas no ribosómicas. Su función es sintetizar el ARN de la célula a través del ADN.  Retículo endoplasmático: serie de canales interconectados y limitados por una membrana. Se localiza por todo el citoplasma y puede ser rugoso y liso. El retículo endoplásmico rugoso (R.E.R.) tiene forma de canales (como laberinto), con ribosomas incrustados, en él se realiza la síntesis proteica. Las proteínas sintetizadas por sus ribosomas, pasan al lumen del retículo y aquí maduran hasta ser exportadas a su destino definitivo. El retículo endoplasmático liso (R.E.L.) carece de ribosomas y está formado por túbulos ramificados y pequeñas vesículas esféricas. En este retículo se realiza la síntesis de lípidos. Complejo de Golgi: grupo de sacos o cisternas aplanados, rodeados de membranas, apilados en capas y con un gran número de vesículas. Su función es empacar y secretar proteínas, lípidos y carbohidratos; así, regula el tráfico de las moléculas por la célula. Vacuolas: en la célula animal son sacos membranosos que se forman a partir del retículo endoplásmico, del complejo de Golgi o de invaginaciones de la membrana plasmática, funcionan como almacén de agua, sales y azúcares, almacenan productos de desecho celular y los transportan al exterior. Las vacuolas en la célula vegetal son un saco membranoso que ocupa hasta el 90% del volumen celular y repliega al resto de los organelos cerca de la membrana. Contienen agua, azúcares, sales, pigmentos y moléculas tóxicas, dan soporte físico a la célula, su concentración de solutos es mayor que en el  citoplasma estableciendo un equilibrio y presión de turgencia para dar rigidez a la planta. Lisosomas: vesículas esféricas con elevado contenido de enzimas hidrolasas que degradan organelos en exceso o envejecidos, así como sustancias o macromoléculas que ingresan a la célula. Son considerados el "estómago" de la célula. Peroxisomas: parecidos a los lisosomas, la diferencia es el tipo de enzimas que contienen (peroxidasas y catalasas). Su función es llevar a cabo reacciones oxidativas de ácidos grasos y aminoácidos, transforman en agua y oxígeno el peróxido de hidrógeno que es tóxico para las células. Mitocondrias: organelos celulares encargados de suministrar la mayor parte de la energía necesaria para la actividad celular, actúan por tanto, como centrales energéticas de la célula y sintetizan ATP a expensas de los nutrientes (glucosa, ácidos grasos y aminoácidos). Presentan su propio ADN circular y pueden replicarse a partir de otras mitocondrias.  Ribosomas: complejos ribonucleoproteínicos en los que se lleva a cabo la síntesis de proteínas. Citoesqueleto: Malla tridimensional de filamentos de proteínas de diversos diámetros. El citoesqueleto regula el movimiento y la posición de los organelos en respuesta a señales intracelulares y extracelulares. Cilios y flagelos: proyecciones móviles especializadas, formadas por microtúbulos y proteínas, son de dos tipos: ➔ Cilios: desplazan organismos unicelulares y están presentes en las células de la cavidad nasal para evitar el paso de partículas de polvo. ➔ Flagelos: permiten el desplazamiento del espermatozoide. En la célula vegetal también se encuentran: Cloroplastos: donde se lleva a cabo la transformación de energía luminosa en energía química, este proceso se conoce como fotosíntesis. Presente casi exclusivamente en células vegetales. Plastos: almacenan pigmentos fotosintéticos y pigmentos accesorios, su función es dar la coloración a los órganos de la planta (raíz, tallos, hoja, flor, fruto y semillas).  3. Diferencia entre célula procariota y eucariota pág. 192 - 193 Las células procariotas y eucariotas comparten características estructurales comunes, que son: membrana plasmática, que las separa y comunica con el exterior; ribosomas, encargados de sintetizar proteínas; una pared celular, citoplasma, que da volumen celular y donde están inmersos los organelos; Ácido desoxirribonucleico (ADN) es el material hereditario de los genes; Ácido ribonucleico (ARN), que expresa la información contenida en el ADN; biomoléculas, como enzimas y otras proteínas (producto de los genes) que ponen en funcionamiento la maquinaria celular; carbohidratos, lípidos, etc. Célula procariota: las células procariotas constan de un único compartimiento cerrado rodeado por la membrana plasmática, carecen de un núcleo definido y tienen una organización interna bastante sencilla, comparada con la organización de las células eucariotas. Presentan una pared celular que las engloba, les da forma y protección, debajo de esta pared celular se ubica la membrana plasmática que presenta invaginaciones llamadas mesosomas (relacionadas con la síntesis de ADN y secreción de proteínas), su material genético se distribuye por todo el citoplasma o se condensa al centro de la célula formando el nucleoide, los ribosomas se encargan de la síntesis de proteínas y algunas células procariotas presentan flagelos para desplazarse, su tamaño abarca de 1 a 10 µm. Todas las bacterias pertenecen a este grupo. Estructura de la célula procariota Estructura de la célula procariota: - Cápsula: capa protectora flexible o rígida formada por polisacáridos y que envuelve a la pared celular. - Pared celular: formada por polisacáridos y proteínas a manera de red, protege a la célula contra la presión osmótica. - Membrana plasmática: constituida por lípidos y proteínas, delimita a la célula y permite el ingreso de nutrientes y la salida de productos de desecho y otras sustancias. - Ribosomas: realizan la síntesis de proteínas.  - Nucleoide: formado por una cadena de doble hélice de ADN asociado a proteínas no histonas. - Mesosomas: invaginaciones de la membrana que aumenta la superficie. - Plásmidos: segmentos pequeños de ADN en forma circular que participan en el proceso de división celular. - Inclusiones: sustancias orgánicas e inorgánicas que sirven de reserva. - Citoesqueleto: microfilamentos y microtúbulos que proporcionan sostén, forma y movimiento a la célula. - Flagelos: prolongaciones extendidas que permiten el movimiento de la célula. - Pilis: permiten la unión o adhesión de la célula a un sustrato, otra bacteria o a células eucariotas. Célula eucariota: son más complejas y grandes que las células procariotas, su tamaño oscila entre los 10 y 100 µm. No cuentan con un compartimiento alrededor de la membrana plasmática (periplasma), como el que tienen las células procariotas. Contienen un núcleo definido rodeado por una doble membrana, donde el material genético se encuentra aislado del resto de la célula y otros compartimentos internos, los organelos también se encuentran rodeados por membranas extensas. El citoplasma tiene una parte sólida llamada protoplasma, y una semi líquida denominada citosol cuyos componentes son el agua con iones inorgánicos disueltos, aminoácidos,  glucosa y macromoléculas como lo son las enzimas, ácidos ribonucleicos (ARN), etc. En el citosol tienen lugar gran parte de los procesos metabólicos de la célula. El citoplasma está limitado por la membrana plasmática y la membrana nuclear. Existe una gran variedad de células eucariotas, algunas viven solas como organismos unicelulares, otras forman grandes organismos pluricelulares. Las células eucariotas constituyen a todos los miembros de los reinos protistas, fungi (hongos), plantas y animales. 4. Diferencia entre célula vegetal y animal. (tarea de clases)  5. Procesos metabólicos en la célula pág. 204-205 Metabolismo: Es el conjunto de procesos químicos y biológicos que se producen continuamente en las células vivas de un organismo que les permite realizar sus principales actividades como: La reproducción, el crecimiento, el mantenimiento de sus estructuras y la respuesta a los estímulos que reciben. El concepto de metabolismo viene del griego metabolé y significa cambio de cualidad, a niveles biológicos nos referimos a cambios químicos físicos y fisiológicos en la estructura y el funcionamiento de las células. Es el conjunto de reacciones bioquímicas que se verifican en las células de los seres vivos. Sin estos cambios la vida como la conocemos hoy en día sería inviable, por lo que podemos decir con total certeza que el metabolismo celular permite que se cree o se destruya la vida como tal. El metabolismo celular en la evolución: Dependiendo de la especie, el entorno y las necesidades ante las que se ha encontrado el ser vivo a lo largo de su evolución las características y los procesos metabólicos varían, Pero lo cierto es que no. Se sabe que las rutas metabólicas básicas de todas las especies son iguales incluso entre las especies tan distintas. Esto explica con toda probabilidad porque dichas rutas aparecieron al principio de la evolución como mecanismos básicos y fueron de gran utilidad para el desarrollo de las especies. Catabolismo: El catabolismo es un proceso orgánico median- te el cual se reducen diferentes elementos a sus formas más simples. Es un conjunto de procesos metabólicos en los cuales se desarma y simplifican aquellas sustancias y elementos que el cuerpo o el organismo toma para lograr asimilarlas, transformándose en energía que pueda ser utilizada por los órganos y tejidos. Durante el catabolismo se libera energía al momento de la transformación de sustancias, por ello, es un proceso oxidativo en el que se trans- forman biomoléculas complejas en otras más simples para luego almacenar la energía en moléculas de ATP (Adenosin Trifosfato). El catabolismo consta de tres etapas: ➔ Primera etapa: las grandes moléculas orgánicas nutrientes como las proteínas, polisacáridos o lípidos son degradados a aminoácidos, monosacáridos y ácidos grasos. ➔ Segunda etapa: estás moléculas pequeñas son llevadas a las células y convertidas en moléculas aún más simples, como grupos acetilos oxidados a agua y dióxido de carbono por los organismos aerobios, liberando energía que se reduce en coenzimas. ➔ Tercera etapa: las coenzimas son oxidadas en la cadena transportadora de electrones El anabolismo es una reacción de síntesis mientras que el catabolismo es una reacción degradativa. Durante el catabolismo se libera energía mientras que en el anabolismo se consume energía. El anabolismo es una reacción de reducción mientras que el catabolismo es un proceso oxidativo. Anabolismo: es una de las dos partes en las que se divide en metabolismo, el cual implica una reacción de síntesis de moléculas orgánicas (biomoléculas) más complejas a partir de otras más sencillas, orgánicas o inorgánicas con requerimiento de energía y poder reductor  Funciones anabólicas: El crecimiento: gracias a su determinante presencia a la hora de la formación de componentes y tejidos celulares. Almacenamiento de energía: se realiza a través de los enlaces químicos que se generan en este proceso. 6. Fotosíntesis (solo pág., 213) Los cloroplastos realizan una tarea esencial para la vida en la Tierra: la fotosíntesis. En donde capturan la energía de la luz solar en moléculas de clorofila y la utilizan para elaborar moléculas de azúcar ricas en energía. Los cloroplastos están formados por una membrana interna y una externa que se organizan para construir microestructuras llamadas tilacoides, rodeadas de una sustancia rica en enzimas denominada estroma, al conjunto de tilacoides se le llama grana. El color verde de las plantas se debe al color verde de la clorofila, que se localiza en la membrana tilacoide. La fotosíntesis es realizada por células que poseen clorofila: vegetales, protistas tipo vegetal (algas), cianobacterias y otras bacterias fotosintéticas, se les dice autótrofos, porque fabrican su propio alimento, específicamente fotoautótrofos. Las formas de vida no fotosintéticas, como animales y hongos, son heterótrofas, porque dependen completamente de otros organismos para obtener las moléculas orgánicas que constituyen sus cuerpos, la energía para funcionar y el oxígeno. Durante la fotosíntesis, la célula utiliza energía lumínica capturada por la clorofila, para convertir agua y dióxido de carbono en azúcares de alta energía y oxígeno. La ecuación general de la fotosíntesis puede expresarse de la siguiente manera: Los organismos fotosintéticos utilizan materias primas de baja energía (CO, y H₂O) para producir azúcares (CHO) de alta energía y liberar oxígeno (O). Además de agua y dióxido de carbono, la fotosíntesis requiere de luz solar y clorofila, molécula contenida en los cloroplastos. La fotosíntesis se divide en dos fases: Fase I o fase luminosa: Se lleva a cabo en las membranas de los tilacoides, dentro de éstos se encuentra la clorofila que cuando recibe los rayos del sol rompe la molécula de agua (fotólisis del agua). Los hidrógenos que se liberan como resultado de la fotólisis del agua pasan a los fotosistemas 1 y 2 (sistema de recolección de luz con estructuras organizadas de proteínas, clorofilas, pigmentos, accesorios y moléculas portadoras de electrones, cada tilacoide tiene miles de estos) para generar ATP y NADPH dentro de la célula vegetal, en tanto que el oxígeno en estado gaseoso es liberado de la planta. Fase II o reacciones independientes de la luz: Estas reacciones son conocidas también como ciclo de Calvin. Son las reacciones de fijación de carbono (la parte de "síntesis" de la fotosíntesis). El ATP y NADPH producidos mediante las reacciones dependientes de la luz, contienen abundante energía química, pero no son lo bastante estables para almacenar energía durante más de unos pocos minutos. Durante el ciclo de Calvin, las plantas utilizan la energía contenida en el ATP y NADPH para construir compuestos de alta energía que pueden almacenarse durante mucho tiempo. Se emplean seis moléculas de dióxido de carbono que producen una molécula de azúcar: la glucosa. El vegetal utiliza estos azúcares para satisfacer sus necesidades de energía y construir más macromoléculas complejas necesarias para su crecimiento y desarrollo. Un ejemplo de estas macromoléculas es la celulosa. Cuando otros organismos se alimentan de vegetales, usan la energía almacenada en los carbohidratos. Anotaciones: Fotones: son las partículas de luz que van a capturar los fotosistemas donde se encuentra la clorofila. Quantum: Es la culminación de varios fotones, los quantum se acumulan en los cloroplastos Plastos: Acumulan pigmentos Cloroplastos= pigmento verde Caroteno= pigmento rojo Xantófilas= pigmento amarillo Clorofila: En medio tiene una molécula de cloro y alrededor radicales. Clorofila A y B: Se diferencian por el último radical. Cloroplasto: Tienen doble membrana interna y externa y hace endocitosis, tienen su propio ADN Tiene estroma o sea espacio en la membrana interna Acumulación de varios tilacoides llamado grana Es líquido. Fotólisis: Rompimiento de una molécula de agua por acción de la luz. Sistema 1: Clorofila B Sistema 2: Clorofila A Fase clara: Ocurre en unas estructuras llamadas tilacoides dentro de la célula de las plantas. La clorofila que es el pigmento verde capta la luz del Sol y usa esa energía para dividir el agua en oxígeno que se libera y en hidrógenos que se usan para crear energía (ATP y NADPH) que la planta necesita para vivir. Fase oscura: También llamada ciclo de Calvin. En esta fase las plantas usan la energía que obtuvieron en la primera fase (en forma de ATP y NADPH) Para transformar el dióxido de carbono en azúcar (glucosa), que es una fuente de energía: La glucosa se usa para que la planta crezca y construya estructuras como la celulosa. Cuando otros seres vivos comen plantas obtienen la energía almacenada en estos carbohidratos. 7. Respiración (solo pág. 216) Los organismos obtienen energía en un proceso llamado respiración celular. Todas las células respiran para obtener energía, el organelo celular donde se lleva a cabo parte de este proceso es la mitocondria. La respiración celular se define como el proceso mediante el cual la energía contenida en los carbohidratos (glucosa), lípidos y proteínas que se consumen en la alimentación es transformada y liberada al citosol en forma de ATP y que la célula emplea para realizar sus funciones. Puede ser de dos tipos aeróbica y anaeróbica. Respiración aeróbica: Proceso químico que requiere oxígeno para llevarse a cabo y del cual se obtienen como productos de desecho dióxido de carbono (CO₂) y agua. La reacción general del proceso es: C6H1₂O6 +6O₂ -----> 6CO₂ + 6H₂O + energía (En los enlaces químicos del ATP) Consta de 3 etapas: 1. Glucólisis: La glucosa se descompone en el citoplasma a través de este proceso para formar 2 moléculas de ácido pirúvico o piruvato. En 1er lugar, se unen a la glucosa dos grupos de fosfatos derivados de dos moléculas de ATP, se requiere cierta cantidad de energía (2 ATP) para iniciar las reacciones que producirán energía para la célula. La molécula de seis carbonos se descompone en dos compuestos de tres carbonos. Luego se agregan dos fosfatos y se combinan electrones e iones de hidrógeno (H+) con dos moléculas de NAD+ para formar dos moléculas de NADH, por último los dos compuestos de tres carbonos se transforman en dos moléculas de ácido pirúvico o piruvato, al mismo tiempo que se produjeron 4 moléculas de ATP. Recordando que inicialmente se tuvieron que invertir dos moléculas de ATP, se entiende que la ganancia neta de ATP en la glucólisis es de 2 moléculas. Como productos finales de la glucólisis se obtienen: 2 moléculas de ATP, 2 moléculas de NADH y 2 moléculas de piruvato. 2. Ciclo de Krebs (ciclo de los ácidos tricarboxílicos): Previo a su entrada al ciclo de Krebs, el piruvato reacciona con la coenzima A (CoA) para formar un intermediario de dos carbonos llamado acetil-coenzima A, al mismo tiempo se libera CO₂, y dos moléculas de NAD+ se convierten en NADH. Entonces el acetil-CoA se desplaza hasta la matriz mitocondrial. El ciclo de Krebs comienza con la combinación de acetil-CoA con un compuesto de cuatro carbonos para formar un compuesto de seis carbonos denominado ácido cítrico. Posteriormente el ácido cítrico se descompone en la próxima serie de reacciones y libera dos moléculas de CO₂, y genera un ATP, tres NADH y un FADH₂, (transportador de electrones similar al NADH). Recordar que se forman dos moléculas de piruvato durante la glucólisis, lo que resulta en dos vueltas de ciclo de Krebs por cada molécula de glucosa. La producción neta del ciclo son seis moléculas de CO₂, dos ATP, ocho NADH y dos FAHD₂. 3. Cadena respiratoria, transporte de electrones y fosforilación oxidativa: Es la etapa final de la degradación de la glucosa y donde se producen la mayoría de los ATP. Para generar ATP en esta etapa se emplean los electrones de alta energía contenidos en el NADH y FADH₂, producidos en ciclo de Krebs. Durante este proceso los electrones pasan de una proteína a otra a lo largo de la membrana mitocondrial, el NADH y FADH, liberan electrones y estos portadores de energía regresan a su forma NAD+ y FAD+, los iones de hidrógeno liberados por los transportadores de energía se desplazan hacia el interior de la matriz mitocondrial por la membrana interna y al encontrarse en una concentración mayor, deben regresar a la matriz mitocondrial para mantener el equilibrio, el movimiento de estos iones de H+ permite la síntesis de moléculas de ATP catalizadas mediante la ATPasa (proceso de quimiósmosis). El oxígeno al encontrarse con los iones de hidrógeno, en la matriz mitocondrial, forman moléculas de agua. En total, el transporte de electrones produce de 26 a 28 moléculas de ATP y 6 moléculas de agua. La suma total de ATP que se obtiene en los tres procesos anteriores es de 36 moléculas por cada molécula de glucosa que se ingiere en los alimentos. Respiración anaeróbica: También denominada fermentación se lleva a cabo en ausencia de oxígeno y tiene menor duración y productividad que la respiración aerobia. Se trata de un proceso por el que se degrada la glucosa a través del proceso ya conocido de la glucólisis, al obtenerse el piruvato se puede dirigir a la ruta metabólica para la producción de ácido láctico (fermentación láctica) o a la ruta para producir etanol (alcohol). Fermentación láctica: la enzima piruvato deshidrogenasa convierte al piruvato en ácido láctico, esto implica la transferencia de electrones de alta energía y protones del NADH. El ácido láctico es producido por varios microorganismos que se emplean en la producción de alimentos como el queso, yogurt y crema agria. Los músculos esqueléticos producen ácido láctico cuando el organismo no puede suministrar suficiente oxígeno (periodos extenuantes de ejercicio), al acumularse el ácido láctico en las células musculares, los músculos se fatigan y duelen. Fermentación alcohólica: se lleva a cabo en levaduras y bacterias, en esta reacción los piruvatos son descarboxilados hasta obtener un acetaldehído, que es reducido a etanol por una enzima deshidrogenasa y con consumo de NADH.  8. División celular Mitosis y meiosis (pág. 219-222) Otra función característica de todos los seres vivos es la reproducción, cuya finalidad es preservar a la especie a través de las generaciones. Las células también se reproducen, pero antes de que esto suceda, deben asegurar que el material celular que se reparta a los descendientes se divida de forma equitativa en las dos células hijas que se obtendrán. La división celular en células procariotas y eucariotas es diferente debido al tamaño y estructura de cada una, sien- do más compleja en las células eucariotas por la cantidad de ADN y porque significa crecimiento y regeneración. A continuación explicaremos los dos tipos de división celular: mitosis y meiosis en células eucariotas. Es importante saber que antes de entrar a la mitosis, la célula pasa por una serie de procesos con el fin de duplicar el material genético, de tal forma que entra a la profase de la mitosis con el doble de ADN formando los cromosomas de dos cromátides. Mitosis: Proceso mediante el cual una célula madre da origen a dos células hijas con idéntica dotación genética y funciones que la célula madre. Comprende la división del núcleo (cariocinesis) y la del citoplasma (citocinesis), sucede en las células somáticas con núcleo y es un proceso continuo, consta de 4 fases: Profase: Comienza con la conversión de la cromatina en cromosomas por un proceso de espiralización de las cadenas originando las cromátidas del cromosoma. Se duplican los centriolos. La membrana nuclear desaparece y los centriolos migran hacia los polos (extremos) de la célula, apareciendo entre los dos pares de centriolos una serie de fibras de proteína dispuestas de polo a polo que reciben el nombre en conjunto de huso acromático. Los cromosomas ya formados se mueven y se unen a una fibra del huso por su centrómero (un sólo cromosoma por fibra), de manera que las cromátidas migran hacia los polos de la célula. Metafase: En esta fase los cromosomas alcanzan el grado máximo de condensación. El huso mitótico está completamente formado y se extiende entre los dos extremos de la célula. Los cromosomas se disponen en la mitad del huso mitótico, formando la placa ecuatorial o metafásica. Anafase: Es la fase más corta de la mitosis. Se produce la separación de las cromátidas de cada uno de los cromosomas, que son arrastradas por los microtúbulos del huso hasta los polos opuestos de la célula. Las cromátidas se convierten en cromosomas independientes. La anafase concluye cuando los cromosomas llegan a los polos. Telofase: Comienza la descondensación de los cromosomas, que paulatinamente pasan a convertirse de nuevo en cromatina. Los nu-cléolos comienzan a hacerse visibles (uno en cada polo de la célula). Se forma de nuevo la membrana plasmática, a partir de vesículas del retículo endoplasmático. La célula en este momento tiene dos núcleos, uno en cada extremo. Meiosis: Es un tipo de división celular que sólo ocurre en las células germinales de los organismos que llevan a cabo la reproducción sexual. Después de una doble división por meiosis resultan cuatro células hijas, cada una con la mitad del juego de cromosomas y diferente información genética que la de la célula madre que les dio origen. Su relevancia radica en que proporciona variabilidad genética, conduce a la formación de gametos (óvulo y espermatozoide) y mantiene constante el número de cromosomas en cada especie. Este proceso es parecido a la mitosis pero con características que la hacen importantes para los seres vivos, por ejemplo: Aunque son dos divisiones nucleares sucesivas, el ADN y otros componentes del cromosoma, solo se duplican una vez. Durante la interfase de la primera división meiótica, debe considerarse que los núcleos de las células somáticas, de los cigotos y de las células germinales (las que realizarán meiosis) de los humanos tienen 46 cromosomas, es decir, 23 pares de cromosomas homólogos, se dice que tiene un número cromosómico diploide (2n). Estas células son conocidas como células diploides porque contienen dos juegos de cromosomas. Si la célula sólo contiene un juego de cromosomas, como es el caso de las células sexuales (óvulo y espermatozoides), se dice que tienen número cromosómico haploide (n). Los gametos de los humanos poseen 23 cromosomas, es decir, la mitad del número de cromosomas que poseen las células diploides. Las células sexuales son células haploides. Primera división meiótica Interfase o fase de reposo. En una célula en la que hay una masa de ADN procedente del padre y otra procedente de la madre se va a iniciar una meiosis. Final de la interface. Duplicación del ADN. PROFASE I A. Formación de los cromosomas. Y PROFASE I B. Entrecruzamiento. Los cromosomas homólogos intercambian sectores. El núcleo se rompe.  METAFASE I. Aparece el huso acromático. Los cromosomas se fijan por el centrómero a las fibras del huso. ANAFASE I. Las fibras del huso se contraen separando los cromosomas y arrastrándolos hacia los polos celulares. TELOFASE I. Se forman los núcleos y se originan dos células hijas. Los cromosomas liberan la cromatina. Segunda división meiótica: PROFASE II. Se forman los cromosomas y se rompe el núcleo. METAFASE II. Los cromosomas se colocan en el centro celular y se fijan al huso acromático. ANAFASE II. Los cromosomas se separan y son llevados a los polos de la célula. TELOFASE II. Se forman los núcleos. Los cromosomas se convierten en cromatina y se forman las células hijas, cada una con una información genética distinta. 9. Gametogénesis (tarea de clases) La gametogénesis es el proceso biológico mediante el cual se forman los gametos, las células sexuales especializadas necesarias para la reproducción. En los organismos que se reproducen sexualmente, los gametos son el espermatozoide (en el caso de los machos) y el óvulo (en el caso de las hembras). Este proceso ocurre a través de la división celular, específicamente mediante la meiosis, que reduce el número de cromosomas a la mitad, permitiendo que cuando los gametos se fusionen durante la fertilización, el número total de cromosomas en el embrión sea el adecuado. La gametogénesis es fundamental para mantener la variabilidad genética y asegurar la correcta transmisión de la información hereditaria. La gametogénesis se divide en dos tipos principales: espermatogénesis y ovogénesis, dependiendo del tipo de gameto que se produzca. La espermatogénesis ocurre en los testículos y da lugar a los espermatozoides. Este proceso es continuo en los machos después de la pubertad y resulta en la producción constante de millones de espermatozoides. En cambio, la ovogénesis tiene lugar en los ovarios y produce los óvulos. A diferencia de la espermatogénesis, la ovogénesis comienza durante el desarrollo embrionario y tiene pausas en diferentes etapas, culminando con la liberación de un óvulo maduro en cada ciclo menstrual. Durante la gametogénesis, las células germinales primordiales (precursoras de los gametos) se someten a varias fases de diferenciación. Estas incluyen fases de proliferación, crecimiento y maduración. En la meiosis, la célula germinal sufre dos divisiones sucesivas: la primera reduce a la mitad el número de cromosomas y la segunda asegura que las células resultantes contengan material genético recombinado, promoviendo la diversidad genética. La meiosis es clave en este proceso, ya que permite la recombinación genética y la segregación independiente de los cromosomas, lo que genera gametos únicos. 10. Ácidos nucleicos ADN Y ARN (Pág. 228-233) Ácidos nucleicos: Son los componentes fundamentales de la célula viva. Es probable que la evolución de la vida misma comenzará con éstas moléculas, ya que los ácidos nucleicos son las únicas moléculas biológicas con la propiedad de autoduplicarse, y son los que contienen y transmiten la información genética de cada célula y organismo. Los ácidos nucleicos son biomoléculas orgánicas formadas por carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O), nitrógeno (N) y fósforo (P). Son macromoléculas de elevado peso molecular constituidas por unidades básicas llamadas nucleótidos, unidos mediante enlaces fosfodiéster. Por tanto son polímeros de nucleótidos. Existen dos tipos de ácidos nucleicos, como se estudió en la unidad anterior, así: Ácido desoxirribonucleico (ADN): almacena y transmite la información genética, dirige el proceso de síntesis de proteínas y constituye el material genético y forma los genes, que son las unidades funcionales de los cromosomas. Ácido ribonucleico (ARN): ejecuta las órdenes contenidas en el ADN, se encarga de sintetizar proteínas. Los nucleótidos están formados por tres tipos de moléculas: Ácido fosfórico, una pentosa (ribosa en ARN y 2'-desoxirribosa en ADN) y bases nitrogenadas. Existen dos tipos: las derivadas de la purina (Adenina y Guanina) y las que derivan de la pirimidina (Uracilo, Timina y Citosina). La unión de una pentosa y una base nitrogenada constituyen un nucleósido. Se establece un enlace N-glucosídico entre el carbono 1 de la pentosa y el nitrógeno 9 si la base es púrica o 1 si es pirimidínica. La unión de un nucleósido y un ácido fosfórico constituye un nucleótido. Se establece un enlace éster entre el -OH del carbono 5 de la pentosa y un H del ácido fosfórico. El ADN es un polinucleótido compuesto por desoxirribonucleótidos de adenina, guanina, citosina y timina. El ARN es un polinucleótido compuesto por ribonucleótidos de adenina, guanina, citosina y uracilo. Existen dos características importantes de todos los polinucleótidos: en primer lugar, una cadena polinucleotídica posee un sentido o direccionalidad porque el enlace fosfodiéster entre las unidades monoméricas se produce entre el carbono 3' de un monómero y el carbono 5'del siguiente, así pues, los dos extremos de una cadena polinucleotídica lineal son diferenciables, un extremo lleva un fosfato 5' sin reaccionar y el otro extremo un grupo hidroxilo 3' sin reaccionar. En segundo lugar, una cadena polinucleotídica posee individualidad, determinada por la secuencia de sus nucleótidos, a esto se le denomina estructura primaria. Ácido Desoxirribonucleico (ADN): El ADN presenta una estructura primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria. La estructura primaria consiste en la secuencia de desoxirribonucleótidos de una de las cadenas. Los nucleótidos se unen entre sí mediante el grupo fosfato del segundo nucleótido, que sirve de puente de unión entre el carbono 5' del primer nucleótido y el carbono 3' del siguiente nucleótido. Como el primer nucleótido tiene libre el carbono 5' y el siguiente nucleótido tiene libre el carbono 3', se dice que la secuencia de nucleótidos se ordena desde 5' a 3' (5' --> 3'). En la estructura secundaria la doble hélice se conforma porque las bases nitrogenadas de cada cadena quedan dispuestas a la parte interna, los azúcar-fosfato dispuestos a la parte externa. Se presenta el apareo complementario de bases nitrogenadas adenina-timina y citosina-guanina unidas mediante enlaces fuertes de hidrógeno. Cada par de bases presenta una rotación de 36° respecto de la otra. Se acomodan 10 pares de bases en cada vuelta hacia la derecha. Para la estructura terciaria, la fibra se halla retorcida sobre sí misma denominada ADN Superenrollado, y se debe a la acción de enzimas denominadas Topoisomerasas-ll este enrollamiento da estabilidad a la molécula y reduce su longitud. El ADN se une a proteínas básicas llamadas histonas, genera la estructura denominada nucleosoma, cada nucleosoma está compuesto por una estructura voluminosa, denominada core, seguida por un eslabón o linker. El conjunto de la estructura se denomina fibra de cromatina. Tiene un aspecto repetitivo en forma de collar de perlas, donde las perlas serían los nucleosomas, unidos por los linker. Y finalmente en la estructura cuaternaria el ADN se compacta para formar los cromosomas. Ácido Ribonucleico (ARN): En el ARN, los nucleótidos se unen entre ellos al igual que en el ADN. No contiene la base nitrogenada timina, contiene en su lugar uracilo y mantiene a la adenina, citosina y guanina, se conforma por una sola cadena. La estructura primaria del ARN es similar a la del ADN, excepto por la sus- titución de desoxirribosa por ribosa, y de timina por uracilo, En la estructura secundaria del ARN existen regiones con secuencias complementarias capaces de aparearse en una misma cadena, el apareamiento de las bases es adenina-uracilo y citosina-guanina. Por último, en la estructura terciaria se presenta un plegamiento, complicado, sobre la estructura secundaria adquiriendo una forma tridimensional. Existen tres tipos de ARN: ARN mensajero (ARNm): cadena de largo tamaño con estructura primaria, se sintetiza en el núcleo de la célula y transporta la información necesaria para la síntesis proteica desde el ADN. Cada ARNm tiene información para sintetizar una proteína determinada. ARN de transferencia (ARNt): son cadenas de pequeño tamaño, poseen algunas zonas estructura secundaria, lo que va hacer que en las zonas donde no hay bases complementarias adquieran un aspecto como una  hoja de trébol. Su función es unir aminoácidos y transportarlos hasta el ARN ribosomal (ARNr) y unirlos con el ARNm para sintetizar proteínas. ARN ribosomal (ARNr): presentan cadena de diferente tamaño, con estructura secundaria y terciaria. Forma parte de los ribosomas. Están vinculados con la síntesis de proteínas, pues en ellos se lleva a cabo. Replicación del ADN: El proceso mediante el cual la molécula de ADN hace copias de sí misma (cromosomas) se llama replicación. El proceso de replicación comienza cuando la enzima ADN helicasa llega a la cadena de ADN en un solo sitio y separa la doble hélice, al abrirse la doble hélice se copian ambas hebras y llegan las enzimas girasas para eliminarla tensión generada en las dos hebras por el desenrollamiento, lo que facilita la lectura de cada hebra, la enzima ADN polimerasa se encarga de sintetizar de forma continua una nueva hebra del ADN, mientras que varias ADN polimerasas sintetizan la nueva cadena en forma fraccionada (fragmentos de Okazaki) y finalmente la enzima ADN ligasa une los fragmentos de Okazaki con la hebra, que da origen a una copia exacta de ADN. Transcripción del ADN: Se define como el proceso en el que un gen (segmento del ADN que codifica para una proteína) determinado es copiado y forma un ARNm que es llevado al ribosoma para formar la proteína requerida, se trata de pasar el código del ADN (A, T, C, G) al lenguaje del ARN (A, U, G, C), El proceso comienza cuando la enzima ARN polimerasa localiza al gen en el ADN (puesto que éste no sale del núcleo), la ARN polimerasa copia en su código al gen tras determinar el orden en que unirán los aminoácidos de la proteína requerida. En el ADN la información se codifica en tripletas (unión de tres bases nitrogenadas, AAA, ACA, TTC, etc.) por lo que copiado el código por la ARN polimerasa la cadena de ADN se cierra y el ARNm trae consigo la información de las tripletas que ahora se llaman codones. Finalmente el ARNm sale del núcleo por los poros de la membrana nuclear y va al citoplasma en busca de un ribosoma para empezar la traducción. Traducción (síntesis de proteínas): Es el proceso por el que se cambia del código del ARNm al código de los aminoácidos, éste se lleva a cabo en los ribosomas que contiene dos subunidades separadas, una grande y una pequeña que se ensamblan cuando aparece un ARNm. La traducción comienza cuando el ARNm llega a la subunidad pequeña del ribosoma y se coloca en ella para ser leído, mientras tanto el ARNt ya está preparado con el aminoácido de inicio (siempre es la metionina) para todas las proteínas. La serie de tres bases nitrogenadas del ARNt se conoce como anticodón, los anticodones del ARNt une a los codones del ARNm y empieza a leerlos, acomodando el aminoácido correspondiente a cada codón. La cadena de ARNm que se va leyendo sale de la subunidad pequeña mientras que en la subunidad grande del ribosoma se va formando la cadena de aminoácidos, cuando aparecen los codones de terminación el proceso finaliza, la cadena sale del ribosoma y madura en el complejo de Golgi para estar lista, en el ribosoma se separan las subunidades. 11. Cromosomas autosómicos y sexuales. Cariotipos humanos. Herencia del sexo (pág. 240-242) La mayoría de los organismos presentan dos fenotipos sexuales distintos, hembra y macho Existen diferentes mecanismos por los que se constituye el sexo (género) y todos ellos se cono- cen como determinación del sexo. Determinación del sexo por cromosomas específicos: Sistema ZZ/ZW: En este caso es el macho el que tiene los dos cromosomas sexuales iguales que se indican con las letras ZZ, y la hembra la que los tiene diferentes, representados por ZW. Este sistema es el que de- termina el sexo en las aves, reptiles, anfibios y algunos peces. Sistema XX/XO: En este caso solamente existen cromosomas sexuales del tipo X, la hembra tiene dos y el macho uno, así el macho tiene un cromosoma menos. que la hembra. Este sistema es el que determina el sexo en algunos insectos. Sistema XX/XY: La hembra presenta dos cromosomas sexuales iguales, conocidos como cromosomas X, mientras que el macho tiene un cromosoma sexual X y otro distinto denominado cromosoma Y. Este sistema es el que determina el sexo de los mamí- feros, incluido el ser humano. Cuando dos genes están ligados hemos visto que se heredan ambos a la vez. En la especie humana hay una determinación del sexo cromosómica, determinada por el par de cromosomas heterosexuales (X e Y). La explicación del sexo que ten- drá un bebé es la siguiente: Recibirá un cromosoma del padre (X o Y) y otro de la madre (X), el resultado será: XY (niño) o XX (niña) con el 50% de probabilidad para cada caso. Cuando la herencia está ligada al sexo es porque el gen que controla el carácter en cuestión va en un cromosoma X o en uno Y. En los mamíferos, los cromosomas sexuales muestran un curioso dimorfismo. Mientras el cromosoma X es grande con numerosos genes y con forma de "X"; el cromosoma Y es notablemente pequeño y contiene muy pocos genes funcionales. A diferencia de cualquier pareja de cromosomas homólogos que presentan duplicación de los genes, el cromosoma X y el Y solo comparten una zona: la zona seudoautosomal del cromosoma Y. Los genes de esta zona sí aparecen en ambos cromosomas, pero es tan pequeña que solo hay unos nueve genes que se comportan de forma normal. El resto de los genes del cromosoma X no tienen correspondencia en el cromosoma Y. En el cromosoma Y se ha identificado una región, denominada SRY (del término inglés Sex Determining Región Y) que es la que determina el sexo masculino. Determinación del sexo no especificado por cromosomas: Carencia de cromosomas sexuales: en algunos himenópteros (insectos) el sexo se determina por el número de juegos cromosómicos, es decir, los machos se desarrollan a partir de óvulos no ferti- lizados (organismos haploides "n") y las hembras a partir de óvulos fecundados (organismos diploldes "2n"). Mecanismo genético: en algunas plantas y protozoarios, los genes que portan las características distintivas de los sexos no se encuentran ubicados en cromosomas con apariencia específica y diferenciada, por lo que pueden estar ubicados en los diferentes autosomas del organismo. Mecanismo ambiental: en estos casos, el sexo lo determinan las características del medio. Por ejemplo, en las tortugas, si el nido tiene una temperatura menor que 25°C aprox. nacerán solo machos; si la temperatura es superior, nacerán hembras. Caracteres ligados al sexo (herencia ligada al sexo) Los genes donde se encuentran los cromoso- mas sexuales se llaman genes ligados al sexo y a la herencia o transmisión de los caracteres que guardan esos genes se les llama herencia ligada al sexo. Las principales enfermedades ligadas al cromosoma X son la hemofilia, el daltonismo y la distrofia muscular de Duchenne. Hemofilia: Es una enfermedad hereditaria que se produce por una mutación del gen del factor de coagulación FVIII/IX en el cromosoma X. Los hombres con hemofilia transmiten el gen mutado a sus hijas mujeres (portadoras  obligadas), pero no a sus hijos varones. Las mujeres portadoras de hemofilia pueden transmitir el gen mutado en un 25% a sus hijos varones o a sus hijas mujeres. Alrededor de un tercio de los pacientes con hemofilia no tiene historia familiar. Esto sucede cuando hay una mutación en el cromosoma X en forma espontánea. Una vez que aparece la mutación en la familia, esta es transmitida a sus generaciones. Daltonismo: enfermedad genética asociada al segmento diferencial del cromosoma X, es también conocida como ceguera a los colares y está determinada por un gen recesivo. Existen muchos tipos de ceguera cromática que afectan en mayor o menor grado la percepción de distintos colores, siendo la más conocida la incapacidad para distinguir el color rojo y el verde. Distrofia muscular de Duchenne: Es una enfermedad muscular grave ligada al cromosoma X. Su nombre se debe a Duchenne de Boulogne, quien no hizo la descripción original, pero sí contribuyó a definir sus características en 1868. Es la distrofia muscular más frecuente en la infancia y afecta a 1 de cada 3,500 recién nacidos varones. Se debe a la ausencia de la distrofina, proteína fundamental para el mantenimiento de la fibra muscular. Se caracteriza por debilidad muscular de inicio en la infancia, que sigue un curso progresivo y estereotipado. Sin ninguna intervención, los pacientes pierden la marcha antes de la adolescencia y el fallecimiento ocurre en la segunda década de la vida por complicaciones respiratorias o, en menor medida, por problemas cardíacos. En la actualidad, no existe tratamiento curativo.