Actividades III

1)Describa la fase luminosa de la fotosíntesis.

La fase luminosa ocurre en presencia de la luz, en la membrana tilacoidal y en ellas unas moléculas captan la energía de la luz y la transforman en energía química(ATP y NADPH).

Se puede realizar de dos formas:

-Transporte aciclico:se inicia con la llegada de fotones al fotosistema II. Excita a su pigmento diana P680 que pierde tantos electrones como fotones absorbe. Tras esta excitación existe un paso continuo entre moléculas capaces de ganar y perder esos electrones. Para reponer los electrones que perdió el pigmento P680 se produce la hidrólisis de agua (fotolisis del agua), desprendiendo oxígeno. Este proceso se realiza en la cara interna de la membrana de los tilacoides. Por último, los electrones son introducidos en el interior del tilacoide por el citocromo b-f y crean una diferencia de potencial electroquímico a ambos lados de la membrana. Esto hace salir protones a través de las ATP sintetasas con la consiguiente síntesis de ATP que se acumula en el estroma (fosforilación del ADP). Por otro lado los fotones también inciden en el PSI; la clorofila P700 pierde dos electrones que son captados por aceptores sucesivos. Los electrones que la clorofila pierde son repuestos por la Plastocianina que lo recibe del citocromo b-f. Al final los electrones pasan a la enzima NADPreductasa y se forma NADPH (fotorreducción del NADP). 

-Transporte cíclico:Solo participa el PS I, no se produce reducción del NADP, No hay fotólisis del agu ni desprendimiento de O2 a la atmósfera, se produce síntesis de ATp gracias a la translocación de H por el complejo cit bf.

2)El metabolismo fermentativo está íntimamente ligado a numerosos procesos biotecnológicos. Exponga brevemente un proceso biotecnológico que utilice la fermentación llevada a cabo por células eucariotas.

-La fermentación alcohólica: es un proceso biotecnológico realizado por levaduras. El piruvato sufre una doble reacción, en primer lugar se descarboxila dando acetaldehído, en segundo lugar, el acetaldehído se reduce a etanol al aceptar los electrones del NADH producido por la glucolisis.

3)La ingestión de metanol (HCH2OH) es muy peligrosa, porque el metanol, aunque por sí mismo no es tóxico, experimenta dentro del organismo una transformación enzimática. La intoxicación por metanol puede combatirse haciendo que la persona afectada tome mucho etanol (CH3CH2OH), una sustancia parecida al metanol. Indique una posible causa del efecto protector que el etanol ejerce sobre la intoxicación por metanol.

4)Explique qué son las fermentaciones y exponga un tipo concreto de fermentación.

Es una ruta metabólica que ocurre en el citosol, mediante la que las células obtienen energía en condiciones anaeróbicas (el aceptor final de electrones es un compuesto orgánico y no el O2), por oxidación parcial de compuestos orgánicos (sobre todo glúcidos).
Un tipo de fermentación sería la fermentación láctica donde el piruvato se reduce hasta ácido láctico, al aceptar los electrones del NADH producido en la glucólisis; es una reacción catalizada por la enzima "Lactato Deshidrogenasa".

6)Indique cuáles son los productos finales de la degradación de la Glucosa:
a) por vía aerobia.

b) por vía anaerobia.Explique razonadamente cuál de las dos vías es más rentable energéticamente así como su aplicación industrial.




7)El ATP es fundamental para las células: ¿Por qué?, ¿En qué orgánulos celulares se produce la fosforilación oxidativa y la fotofosforilación?. ¿En qué procesos metabólicos se integran?. Explique las características comunes a ambos procesos.

El ATP es fundamental para las células porque es una energía utilizable para fabricar sus componentes celulares y realizar sus funciones vitales.
La fosforilación oxidativa se produce en la membrana mitocondrial interna y la fotofosforilación en la membrana tilacoidal.
La fosforilación oxidativa se integra en el catabolismo y la fotofosforilación en el anabolismo.
Las características comunes son la síntesis de ATP a favor de gradiente.

8)Si se inhibe la cadena transportadora de electrones de la mitocondria, ¿cómo se afectarían al transporte activo y al transporte pasivo?. ¿Y si se aumenta la Tª hasta 60 ºC?. Razone las respuestas.

El transporte activo no se llevaría a cabo porque requiere ATP y el transporte pasivo no se afectarían porque estos procesos no requieren energía.
Si se aumenta la temperatura se desnaturaliza los transportadores y afectaría tanto al transporte activo como al pasivo.

9)Defina en qué consiste la fosforilación oxidativa, cómo se produce y dónde se realiza.

Consiste en la oxidación de nutrientes para producir ATP, se produce a través del transporte electrónico, la formación del gradiente quimiosmótico y la síntesis de ATP y se realiza en la membrana mitocondrial interna.

10)Explique qué es la quimiosíntesis, qué organismos realizan dicho proceso y su importancia biológica.

 La quimiosíntesis consiste en la síntesis de ATP a partir de la energía que se desprende de determinadas sustancias inorgánicas en las reacciones de oxidación. Los organismos que realizan estos procesos se denominan quimioautótrofos. Todos son bacterias. Son microorganismos que cierran los ciclos biogeoquímicos, posibilitando la vida en el planeta y devolviendo al sustrato las sustancias procedentes de la oxidación de materia de descomposición de los organismos muertos. De este modo, los restos de los seres vivos se transforman en sales minerales de nitrógeno o azufre que pueden ser de nuevo absorbidas por los vegetales. 

11)Razone detalladamente si es posible que una planta asimile CO2 en ausencia de luz.

Sí asimilando el  CO2 en ausencia de luz porque el CO2 utiliza la energía (ATP y NADPH) producida antes en la fase luminosa de la fotosíntesis.

12)Defina los conceptos de catabolismo y anabolismo e ilústrelo con un ejemplo. Describa dos modalidades de fosforilación e indique dónde se realizan.


13)En algunas ocasiones, cuando se almacenan patatas en condiciones de humedad, la parte del tubérculo que ha estado en contacto con el agua presenta cierto sabor dulce. Explique razonadamente el hecho describiendo el proceso bioquímico que podría haber ocurrido.


14)Para fabricar un litro de yogur se añade a un litro de leche una pequeña cantidad de yogur y tras mezclar bien, se mantiene alrededor de 8 horas a 35-40 ºC. ¿Qué proceso bioquímico se produce cuando se incuba la leche y el yogur?. ¿Quién realiza este proceso?. ¿Qué ocurre si se esteriliza el yogur antes de añadirlo a la leche?. ¿Y si se incuba 8 horas a 0 ºC?. Razone las repuestas.

El proceso químico  es la fermentación láctica.Este proceso lo realizan las bacterias lácticas, lactobacillus.
Si se estirila el yogur antes de añadirlo a la leche se matan las baterias y no se produce la fermentación.
Si se incuba 8 horas a 0 ºC tampoco se produce la fermentación ya que la temperatura no es adecuada para el crecimiento de la bacteria.

15)En algunas células eucariotas, la glucosa puede oxidarse totalmente o sufrir una degradación parcial. Exponga razonadamente la causa de que esto ocurra y las ventajas, si existen, para una y otra circunstancia.

La presencia del oxígeno permite degradar totalmente la glucosa y obtener, por tanto, un mayor rendimiento energético. En ausencia del mismo, el proceso anaeróbico no permite la oxidación total y se obtendrá menos energía.

16)Indique los sustratos que intervienen en cada fase de la fotosíntesis y los productos que se obtienen en las mismas. Localícelos dentro del cloroplasto. Exponga la importancia biológica de este proceso.

En la fase luminosa: agua, ADP, P y NADP+ y de la fase oscura: dióxido de carbono, ribulosa, ATP y NADPH.
Productos de la fase luminosa: oxígeno, electrones, ATP y NADPH y de la fase oscura: glucosa ADP y NADP+.
La fase luminosa se produce en la membrana tilacoidal y la fase oscura en el estroma.
Su importancia biológica se debe a que transforma la energía luminosa en energía química, libera oxígeno.

17)Describa tres características de los procesos fermentativos. Exponga algún ejemplo de fermentación y de su posible uso industrial.

Proceso anaeróbico porque no necesita oxígeno, la degradación de la molécula no es completa y se obtiene poca enenrgía.
Fermentación láctica para la fabricación de yogur.Fermentación alcohólica para la fabricación de bebidas alcoholicas.

18)Durante la fotosíntesis se producen muchas reacciones enzimáticas. Al aumentar la Tª se incrementa la intensidad fotosintética; sin embargo, las altas Tª pueden disminuir el rendimiento de la fotosíntesis. De una explicación razonada de estos hechos.

Es un proceso metabólico la intensidad fotosintética aumenta con la temperatura hasta un máximo si se sigue aumentando la temperatura se produciría la desnaturalización de las enzimas fotosintéticas.

19)Indique cuáles son las etapas del metabolismo de los glúcidos en una célula eucariota. ¿En qué partes de la célula se produce el piruvato?. ¿Cuál es el destino del piruvato y qué transformación sufre en condiciones aerobias?. ¿Y en condiciones anaerobias?. Responda razonadamente


-Metabolismo: degradación de polisacáridos, glucolisis, vía de la respiración celular o vía de las fermentaciones.
-El piruvato se produce en el citosol.
-El destino del piruvato es la mitocondria y la transformación que sufre en condiciones aerobias es transformación en Acetil-CoA.
-El destino del piruvato es el citosol y en condiciones anaerobias vía de las fermentaciones alcohólicas en láctica.

20)¿Por qué es tan peligroso entrar en una bodega cuando se está produciendo la fermentación del mosto?. Razone la respuesta.

Porque la fermentación alcohólica produce, a partir de Glucosa, Etanol y Dióxido de Carbono.Lo que  resulta letal para el ser humano (y para cualquier animal) y no es posible detectarlo por el olor ni tampoco tiene un “color” especial. En una atmósfera enriquecida con este gas es imposible respirar y una vela encendida (que consume oxígeno) se apagaría. Si se entra en una bodega con una vela encendida y esta se apaga, habría que salir inmediatamente de allí por el peligro cierto de morir asfixiado.

21)En relación con las gráficas adjuntas, conteste:
a) ¿Qué efecto tiene el tiempo de iluminación sobre el rendimiento fotosintético?. ¿Y la concentración de oxígeno en el medio?. Explique para qué sirve la energía luminosa absorbida por las clorofilas.

El efecto que tiene el tiempo de iluminación sobre el rendimiento fotosintético es el aumento de la actividad fotosintética.
El efecto de la concentración de oxígeno en el medio es la modificación  del rendimiento fotosintético.
La energía luminosa absorbida por las clorofilas  sirve para la fotólisis del agua, reducción del NADP+ y la fotofosforilación.


b) ¿Qué efectos tiene la concentración de CO2 sobre el rendimiento fotosintético?. ¿Y la intensidad luminosa?. Indique en qué orgánulo se lleva a cabo la fotosíntesis y localice, dentro del mismo, dónde tiene lugar las distintas etapas del proceso.

El efecto que tiene la concentración de CO2 sobre el rendimiento fotosintético es el aumento de la actividad fotosintética hasta un máximo.
Con la intensidad luminosa aumenta la actividad fotosintética.
La fotosíntesis se lleva a cabo en el cloroplasto, la fase luminosa en el tilacoide y la fase oscura en el estroma.

22)La fase oscura de la fotosíntesis puede realizarse en ausencia de luz. ¿Tiene algún límite la fijación del CO2 en esta situación?. Razone la respuesta.

Sí tiene límite la fijación del CO2 en la fase oscura, en el momento que no haya  ni ATP ni NADPH debe realizarse la fase luminosa para la creación de ATP y NADPH necesaria para la realización de la fase oscura.

23)Siendo la fermentación láctica un proceso anaeróbico que llevan a cabo ciertos microorganismos, ¿cómo es posible que en determinadas condiciones se realice en el tejido muscular?. Razone la respuesta.

Es posible que se realice en el tejido muscular durante un ejercicio intenso o prolongado en los que el aporte de oxígeno es insuficiente  para realizar la respiración aeróbica, lo que condiciona que el ácido pirúvico se transforme en ácido láctico.

24)Indique la localización intracelular de la glucólisis. ¿De qué moléculas se parte y qué moléculas se obtienen?. ¿Qué rutas metabólicas puede seguir el producto de la glucólisis?. Indique cuales son los compuestos iniciales y los productos finales de cada una de estas rutas.

-La glucólisis se localiza en el citosol.
Se parte de las moléculas: glucosa, NAD+, ADP y Pi y se obtienen: piruvato, NADH+H+ y ATP.
-Las rutas metabólicas que puede seguir el producto de la glucólisis son: fermentaciones (anaeróbicas) y ciclo de Krebs (aeróbica).
El producto inicial de las fermentaciones es el piruvato y los productos finales son lactato o etanol y NAD+.
-Los productos iniciales del ciclo de Krebs son acetil-CoA y oxalacético y los productos finales son CO2, NADH+H+, FADH2 y ATP.

25)Defina y diferencie fotosíntesis y quimiosíntesis. Explique brevemente la fase dependiente de la luz de la fotosíntesis.

-La fotosíntesis permite que las células capten la energía luminosa del sol y la transformen en energía química, es realizada por células vegetales.
-La quimiosíntesis consiste en la síntesis de ATP a partir de la energía que se desprende de determinadas sustancias inorgánicas en las reacciones de oxidación, es realizada por bacterias.
-En los procesos que dependen de la luz cuando un fotón es capturado por un pigmento fotosintético, se produce la excitación de un electrón, el cual es elevado desde su estado basal respecto al núcleo a niveles de energía superior, pasando a un estado excitado. Después de una serie de reacciones de oxido-reducción, la energía del electrón se convierte en ATP y NADPH. En el proceso ocurre la fotólisis del agua y el transporte de electrones puede ser no cíclico y cíclico.

26) En relación con la gráfica adjunta que representa la variación del contenido de oxígeno en un cultivo de algas, responda las siguientes cuestiones:
a) ¿A qué se debe el aumento y disminución del contenido de oxígeno a lo largo del tiempo?. Indique los comportamientos celulares que intervienen en la modificación de la concentración de oxígeno en el medio. ¿Se obtendría la misma gráfica si se cultivaran células animales?.

El aumento de oxígeno se debe a la fotosíntesis y la disminución a la respiración.
Los comportamientos celulares que intervienen en la modificación de la concentración de oxígeno en el medio es en la fotosíntesis los cloroplastos y en la respiración las mitocondrias.
No se obtendría la misma gráfica si se cultivaran células animales ya que al  no contener cloroplastos no realizarían fotosíntesis.

b) Describa el proceso celular que aumenta la concentración de oxígeno en el medio.

- El proceso celular que aumenta la concentración de oxígeno en el medio es la fotosíntesis oxigénica acíclica en el que tras incidir la luz sobre el fotosistema I, la clorofila del P700 cede un electrón de NADP+ que se reduce a NADPH. La clorofila queda oxidada y debe recuperar el electrón para volver a ser funcional. El electrón lo recibe como como resultado de la iluminación del PS II que provoca la excitación y emisión de electrones que viajan por la cadena transportadora hasta la clorofila del PS I. Pero claro, ahora la clorofila PS II queda oxidada y debe,por tanto, volver a reducirse; ello se produce por la rotura de una molécula de agua que origina la cesión de electrones al PSII, la liberación de H+al espacio intratilacoidal y la luberación de O2 a la atmósfera.
27)Defina qué son las fermentaciones. Indique dos tipos de células que la realizan y en qué lugar de las mismas se llevan a cabo. Analice su rentabilidad energética en comparación con el proceso de respiración celular.


Son rutas metabólicas que ocurren en el citosol, mediante la que las células obtienen energía en condiciones anaeróbicas por oxidación parcial de compuestos orgánicos.
Dos tipos de células que la realizan son bacterias y células vegetales y se lleva a cabo en el citoplasma.
Su rentabilidad energética en comparación con el proceso de respiración celular es menor porque la oxidación no es total.
28)En relación con el esquema adjunto, responda las siguientes cuestiones:
a) ¿Qué nombre reciben los procesos 1 y 2?. ¿En qué lugar de la célula se desarrollan dichos procesos?. Describa el destino del piruvato en anaerobiosis.

El proceso 1 es la glucólisis y el 2 es la respiración celular.
La glucolisis se desarrolla en el citoplasma y la respiración celular en la matriz mitocondrial.
El destino del piruvato en anaerobiosis es la fermentación en una etapa de reducción donde el piruvato obtenido en la glucolisis se reduce mediante la oxidación de los 2 NADH obtenidos también en a glucolisis.

b) Describa brevemente el proceso 2 nombrando los compuestos iniciales y los productos finales, e indicando el destino de estos últimos.

Mediante la respiración celular, el ácido pirúvico formado en la glucólisis se oxida completamente a CO2 y agua en presencia de oxígeno. Se desarrolla en dos etapas sucesivas: el ciclo de Krebs y la cadena respiratoria, asociada a la fosforilación oxidativa.

Los compuestos iniciales son acetilCoA y los productos finales son 24 ATP.

El destino del ATP es la obtención de energía.

29)Si se inhibe la cadena transportadora de electrones en la mitocondria, ¿cómo se afectarían la difusión simple, la difusión facilitada y el transporte activo?. ¿Y si se aumenta la Tª hasta 60 ºC?. Razone las respuestas.

La difusión simple y la facilitada no se afectarían porque no requieren un aporte energético, a diferencia del transporte activo que, al requerir un aporte de ATP, no se llevaría a cabo.

La elevación de la temperatura desnaturaliza a las proteínas , por lo que desnaturaliza a los transportadores y, por tanto, no se podría producir ni el transporte activo ni la difusión facilitada.

30)En un recipiente cerrado herméticamente se están cultivando levaduras utilizando glucosa como fuente de energía. Se observa que cuando se agota el oxígeno aumenta el consumo de glucosa y comienza a producirse etanol. ¿Por qué aumenta el consumo de glucosa al agotarse el oxígeno?. ¿Qué vía metabólica estaba funcionando antes y después del consumo total de oxígeno?. Razone las respuestas.

Aumenta al agotarse el oxígeno porque la fermentación es menos rentable.

La vía metabólica que estaba funcionando antes del consumo total de oxígeno es la respiración celular y después la fermentación alcohólica.

31)La gráfica representa la variación de la glucosa en un cultivo celular en condiciones anaeróbicas y en el que en un momento dado se añade O2 al medio. Responda razonadamente las siguientes cuestiones:

a) Antes de añadir oxígeno, ¿qué proceso metabólico es responsable de la disminución de glucosa en el medio?. ¿Qué proceso metabólico se inicia cuando se añade el oxígeno?. Indique los compartimentos celulares donde se desarrollan los procesos aludidos. Describa el orgánulo que participa en el consumo de oxígeno en la célula.

El proceso metabólico responsable de la disminución de la glucosa en el medio antes de añadir oxígeno es la glucolisis y la fermentación.

El proceso metabólico que se inicia cuando se añade el oxígeno es la respiración celular.

Los compartimentos celulares donde se desarrollan los procesos aludidos son citosol y mitocondria.

El orgánulo que participa en el consumo de oxígeno en la célula es la mitocondrisa.

Las mitocondrias son orgánulos celulares que se encargan de la obtención de la energía mediante la respiración celular, proceso de oxidación en el que intervienen las ATP sintetasas. La energía obtenida se guarda en forma de ATP. Es un orgánulo común a células animales y vegetales.

b) Describa el proceso metabólico que utilizan las células para obtener energía en ausencia de O2.

La fermentación es una ruta metabólica que ocurre en el citoplasma, mediante la que obtienen energía en condiciones anaeróbicas por oxidación parcial de compuestos orgánicos; la síntesis de ATP se produce por fosforilación  a nivel de sustrato.
La glucólisis es un ruta que ocurre en el citosol y que consiste en la secuencia de 10 reacciones metabólicas, en las que, a partir de una molécula de glucosa se obtienen dos piruvatos y 2 ATP.

32)En la alimentación se utiliza habitualmente azúcar blanco que está constituido por sacarosa. Su utilización exige una adecuada higiene bucal para evitar corrosiones ácidas del esmalte dental conocidas como caries. Explique razonadamente el proceso que provoca la aparición de estos ácidos corrosivos a partir de la sacarosa.

La corrosión es provocada por la metabolización de los residuos de la sacarosa por parte de la flora bucal en condiciones de anaerobiosis y/o fermentativas.

33)Indique dos fuentes energéticas para el metabolismo de los seres vivos. Describa la fosforilación oxidativa y la fotofosforilación.

Dos fuentes energéticas para el metabolismo de los seres vivos son la luz y los compuestos químicos.

La fosforilación oxidativa es el flujo de electrones conducidos a través de las proteínas que constituyen la cadena transportadora de electrones hasta el oxígeno, a la vez que hay un gradiente de protones cuya energía es utilizada para la síntesis de ATP.

La fotofosforilación es el flujo de electrones que proceden de los fotosistemas al excitarse por la acción de la luz y son conducidos a través de diferentes aceptores hasta el NADPH a la vez que hay un gradiente de protones cuya energía es utilizada para la síntesis de ATP.

34)Se ha podido comprobar que la intoxicación experimental con alcohol etílico puede causar la degradación de la mitocondria comenzando por su membrana interna. Exponga razonadamente por qué en esta situación no se produce síntesis de ATP.

No se produce síntesis de ATP porque los procesos de transporte electrónico y fosforilación oxidativa tienen lugar en la membrana mitocondrial interna.

35)En relación con la imagen adjunta, conteste a las cuestiones:
a) ¿Qué vía metabólica corresponde al conjunto de reacciones que transforman la glucosa en ácido pirúvico?. ¿Y las que transforman el ácido pirúvico en etanol?. ¿Y las que transforman el ácido pirúvico en lactato?. Indique el nombre de la molécula señalada con el nº1 y el de la vía metabólica señalada con el nº2.

El conjunto de reacciones que tranforman la glucosa en ácido pirúvico es la glucólisis y las que transforman el ácido pirúvico en etanol es la fermentación alcohólica y las que transforman el ácido pirúvico en lactato es la fermentación láctica.
La molécula número 1 es el Acetil CoA y el número dos es el ciclo de Krebs.

b) Explique razonadamente cuál de los tres destinos de ácido pirúvico será más rentable en la célula desde el punto de vista de la obtención de energía. Indique el destino del CO2, FADH2 y NADH. Defina los términos catabolismo y anabolismo.

La respirción celular sería la forma más rentable para ibtener energía ya que el piruvato se oxida completamente y permite por tanto una mayor obtención de energía.
El destino del CO2 es la salida al exterior celular y el FADH y NADH su destino es la cadena de transporte eléctrico.
El catabolismo es el conjunto de procesos bioquímicos mediante los que las células sintetizan moléculas inorgánicas a partir de otras moléculas orgánicas más complejas, lo que conlleva liberación de ATP.
El anabolismo es el conjunto de procesos bioquímicos mediante los que la célula  sintetiza moléculas complejas a partir de otras más sencillas. Este proceso requiere ATP.

36)Defina los siguientes procesos: glucólisis, fermentación, fosforilación oxidativa, B-oxidación y fotosíntesis. Indique qué tipo de células eucariotas y en qué lugar de las mismas se realiza.

-Glucólisis, es la vía metabólica encargada de oxidar la glucosa con la finalidad de obtener energía para la célula, la realizan todas las eucariotas, en el citoplasma.
-Fermentación, es un proceso catabólico de oxidación incompleta, totalmente anaeróbico, siendo el producto final un compuesto orgánico, las células animales y algunos microorganismos, en el citoplasma.
-Fosforilación oxidativa, es una ruta metabólica que utiliza energía liberada por la oxidación de nutrientes para producir ATP, las células de todos los organismos aeróbicos, mitocondrias.
-B-oxidación, es un proceso catabólico de los ácidos grasos en el cual sufren remoción, mediante la oxidación, de un par de átomos de carbono sucesivamente en cada ciclo del proceso, hasta que el ácido graso se descomponga por completo en forma de moléculas acetil-CoA para generar ATP, las células animales, mitocondrias. 
-Fotosíntesis, proceso de transformación de materia inorgánica en orgánica gracias al aprovechamiento de la energía lumínica del Sol, las células vegetales, cloroplastos.

TEMA9: FUNCIONES DE REPRODUCCIÓN DE LA CÉLULA EUCARIOTA

1. CICLO CELULAR

Son las fases por las que pasa una célula en su vida de crecimiento, interfase y divisón.

1.1 Interfase. 

1.2 Mitosis

1.3 Meiosis

TEMA 8: CITOLOGÍA Y FISIOLOGÍA CELULAR.

1. INTRODUCCIÓN Y TEORÍA CELULAR

El conocimiento de la célula es reciente porque no es visible al ojo humano y no se pudo conocer hasta que no se obtuvieron las técnicas de observación. De hecho el conocimiento de la célula está unido al avance de las técnicas de observación. Esto comienza en el s.XV cuando un comerciante francés inventó un juguete para adultos basado en el principio de lentes convergentes en 1590, que ampliaban el campo visual. Este fue el primer microscopio. 

En el siglo XVII su capacidad de observación estaba mediatizada por sus ideas pseudocientíficas religiosas. De todas formas, el primero que llegó en realidad al concepto de célula fue Hocke en 1665, que observando láminas de corcho con el microscopio vio unas cavidades poliédricas, que en realidad eran huecos celulares, y a esos huecos les llamó célula. 

En el siglo XIX hubo un gran avance en la técnica de observación, mejoras en el microscopio óptico. Se le llamó así porque utilizan luz para formar imágenes. También mejoró la preparación de los materiales y se inventó el microtano (para hacer cortes microscópicos) y coloraciones selectivas (que tiñen a una parte de la célula)

Todo estó provocó una serie de descubrimientos como el citoplasma, el núcleo...

el 1838 dos biólogos alemanes son los primeros en dar la teoría celular: La célula de Hoocke es la unidad estructural y funcional de los seres vivos capaz de valerse por sí misma, autónoma, capaces de realizar la nutrición relación y reproducción. 

La célula es la unidad mínima de un ser vivo y se producen (en aquella época) por un impulso divino, llamado generación espontánea.

Virchow explicó el origen de la célula en 1858: Toda célula procede de otra célula. Por tanto la célula es la unidad anatómica y funcional de los seres vivos, autónoma y cuya procedencia viene de otra. 

2. NIVELES DE ORGANIZACIÓN, ORIGEN Y ESTRUCTURA GENERAL DE LAS CÉLULAS

2.1 Niveles de organización

En el nivel molecular hay niveles de organización de los seres vivos. La materia orgánica tiene gran complejidad, como las proteínas, nucleótidos... Las macromoléculas no son un nivel biótico, sino que se asocian formando complejos supramoleculares, como los ribosomas...

Solo la célula tiene suficiente complejidad para ser autónoma y forma el primer nivel biótico. 

Hay tres tipos de organización:

• Los virus: Son organizaciones bióticas, pero no celular. Son muy sencillos: Un complejo supramolecular en proteínas, ác. nucleicos... No tienen metabolismo, no tienen nutrición y no hacen la reproducción. Por lo tanto no son autónomos, son parásitos obligados. Lo único que saben hacer es la relación cuando detectan al tipo de célula a la que va a infectar. Es una forma de organización no celular y todo el resto de los seres vivos tienen un tipo de organización que es el celular. 
• Los procariotas son células primitivas y sencillas, las bacterias.
• Las eucariotas son más complejas.

2.2. Origen y estructura general de la célula

El origen de la primera célula fue hace 3500x10e6 años. La Tierra se habría enfriado suficiente para que se formaran los océanos, una atmósfera más reductora (NH3, CH4, H2O...) que procedía de las erupciones volcánicas .

En estas condiciones, espontáneamente se habían originado los monómeros orgánicos, que caían al océano donde apareció la primera célula, pero antes debían aparecer los polímeros y los complejos supramoleculares.La primera célula aparece cuando se asociaron ácidos nucleicos capaces de expresarse en procariotas que realizan reacciones químicas, el metabolismo. Esto es la primera bacteria procariota.

Esta primera bacteria procariota era fermentativa, no necesitan oxígeno, el problema surgió cuando terminaron las condiciones que permitían la formación de monómero, el alimento para esta célula empezó a escasear. Esto puso en marcha la selección natural favoreciendo a unas bacterias capaces de fabricar su alimento y permitió la perpetuación de la vida por la aparición de las plantas.

La célula eucariota apareció hace 1500x10e6 años. Fue originada por la fusión de los núcleos de células procariotas y también aparecen así los orgánulos membranosos. Más tarde esta célula "eucariota" tiene la capacidad de fagocitar (una célula se come a otra) y de esta manera aparecen las mitocondrias por fagocitosis de un procariota heterótrofo aerobio. Es la teoría endosimbiótica, que también explica la aparición de los cloroplastos y mitocondrias, que antes fueron procariotas autónomos que eligieron el camino de la simbiosis.

2.3 Estructura general de la célula

La célula procariota es muy sencilla, pequeña y primitiva. Todas las células procariotas tienen pared celular que no tiene celulosa, tiene una membrana plasmática y algunos poseen flagelos. El único orgánulo que tienen son los ribosomas para la síntesis de proteínas. Su información hereditaria forma ADN circular, con un solo cromosoma circular en posición central, que no está envuelto en la membrana nuclear, sino que está en el citoplasma donde hay algo más oscuro y denso, que es el nucleoide. 

En la célula eucariota vemos más complejidad, mayor tamaño. La diferencia fundamental es la compartimentación que son los orgánulos membranosos que hacen que aumenten las funciones porque aumenta su tamaño. La ventaja de esto es que permiten realizar muchas funciones diferentes al mismo tiempo y es más eficaz, por tanto son células que necesitan menos materia y más energía.

Tienen:

• Ribosomas 80S, su ADN con las proteínas forma la cromatina, que forma los cromosomas. 
• Dentro del núcleo se encuentra el nucleolo, que se encarga de la síntesis de ARNr y todo esto está envuelto en una membrana nuclear que es lo que sustituye el núcleo. 
• El retículo endoplasmático que se encarga de la síntesis de lípidos y proteínas
• El aparato de Golgi que se encarga de la síntesis de glúcidos y el tratamiento de la secreción o almacenamiento de las sustancias del retículo endoplasmático. También se encarga de formar los lisosomas que tienen un papel fundamental en la digestión intracelular.
• Las mitocondrias cuya función es la respiración celular.
• El citoesqueleto, que se encarga del sostén de la célula. Una parte del citoesqueleto está relacionado con las células por su estructura celular.
• El centrosoma, que es un orgánulo estrellado que se encarga de los movimientos de los cromosomas durante la división celular.
• Las vacuolas que se encargan del almacenamiento de diversos tipos de cosas.
• Los cloroplastos, que realizan la fotosíntesis. 

Diferencias entre célula vegetal y animal

Las células vegetales tienen:

• Pared celular celulósica 
• Presentan cloroplastos, que contienen almidón o pigmentos fotosintéticos
• Tienen muchas vacuolas
• No tienen centrosoma
• Sí tienen huso acromático
• Las bacterias y las algas verdes azuladas son procariotas, los demás son eucariotas.

La diferenciación celular que hace que las células sean diferentes en estructuras, tejidos... es un proceso a partir de células embrionarias que son indeferenciadas y lo único que hacen es dividirse. En el desarrollo embrionario las células sufren la diferenciación celular que consiste en la represión irreversible del 90% del genoma de la célula. 

3. MEMBRANA PLASMÁTICA

La aparición espontánea de la primera membrana fue determinante para la aparición de la primera célula. No se ve con el microscopio óptico y hasta hace poco no se pudo conocer su estructura. Para el estudio de la membrana se utilizan glóbulos rojos porque son semicélulas. La membrana de los glóbulos rojos está formada por un 40% de lípidos y un 60% de proteínas, que puede varias según sus funciones. 

3.1 Lípidos

Los lípidos que forman la membrana son híbridos que tienen dos polos, uno polar y otro apolar. Esto se llama lípidos anfipáticos. Cuando están en un medio acuoso toman una forma de bicapa. Estos lípidos son fosfolípidos, pero también hay glucolípidos, glicerolípidos y colesterol, típicos de células animales.

Los lípidos determinan la estructura y propiedades de la membrana.

1) Una de las propiedades de la membrana es que se autoensamblan, se fusiona una membrana de una célula con otra, como con las pompas de jabón y se alargan las membranas por contacto sin perder la continuidad. Esta propiedad le permite a la célula la exocitosis (autosellado). La endocitosis es cuando la membrana se acorta sin perder continuidad debido a la afinidad química (anfipáticos) de sus lípidos. Esto permite que nunca haya un contacto directo, interior ni exterior de la célula. Esta propiedad es aprovechada en cosméticos o fármacos dentro de las células envueltas en vesículas lipídicas, son los liposomas.

2) Otra propiedad es el punto de fusión de los lípidos; La membrana son fosfolípidos que tienen ácidos grasos y como son cortos y saturados, presentan alto punto de fusión, por tanto es sólida y es inútil. Lo que ocurre que además de fosfolípidos, hay esteroides que tienen anillos muy insaturados, lo que hace que disminuye el punto de fusión y hace que las membranas sean fluidas  También ocurre porque las fuerzas que unen las fuerzas de las membranas son débiles, ya que son interacciones hidrofóbicas, fuerzas de Van der Walls y a demás de fluidas son flexibles. Esto permite el movimiento de los lípidos por difusión, es lo que se llama 3) difusión lateral. La difusión de arriba a abajo nunca puede ocurrir porque se perdería la bicapa. Esto no ocurre gracias al colesterol, que estabiliza la bicapa.

4) Otra propiedad es su semipermeabilidad; Es permeabilidad selectiva, no es selectiva con las sustancias apolares, pero sí con las sustancias polares, que son más grandes. La membrana es apolar.

3.2 Proteínas

Las proteínas determinan su funcionamiento. El paso de las proteínas en la membrana depende de su afinidad con los lípidos. Son proteínas intrínsecas (hidrófobas) y se colocan atravesando la bicapa de fosfolípidos y quedando incrustada. Hay otras hidrófilas que no pueden atravesar la bicapa y se quedan unidas a las cabezas polares. Son proteínas periféricas. Las proteínas también tienen difusión igual que los lípidos pero a menos velocidad. 

3.4 Modelo del mosaico fluido

La estructura de la membrana celular se dio en 1972 por Siger y Nicholson. Los lípidos y las proteínas de la membrana forman un mosaico, un puzzle fluído y flexible donde pueden difundir. Además, la membrana es asimétrica.

3.5 Funciones de la membrana plasmática

En la membrana ocurren una serie de reacciones químicas que son las que causan los intercambios de materia y de información entre la célula y el medio. Otras son las que producen los movimientos celulares.

Por ejemplo, los transportadores, que son proteínas, o los receptores hormonales, realizado por otro tipo de proteína. Hay dos sistemas de transmisión de información: El sistema nervioso y el sistema hormonal, mediante hormonas, que son como mensajeros químicos y que van por la sangre hasta las células dianas donde desencadenan unas reacciones (efectos que produce la hormona). Hay diferentes tipos de hormonas: Lipídicas que atraviesan la membrana y polares que no pasan la membrana. Estas últimas tienen receptores hormonales que ponen en movimiento a una enzima que transforma AMP y lo convierte en AMPc , que desencadena las reacciones de la hormona dentro de la célula. Provoca efectos como el cambio de la temperatura celular, aumenta la velocidad del metabolismo, activa la síntesis de ciertas proteínas, activa enzimas reguladoras, cambian el estado metabólico... 

La enzima fosfodiesterasa, que convierte el AMPc en AMP, es decir, que destruye el transmisor inmediantamente, para que su efecto no sea continuo, inútil. La cafeína inhibe la fosfodiesterasa. 

Otro ejemplo es la actividad ATPásica, consiste en ATP + H20 <--> ADP + Pi + Energía. 

Hidroliza el ATP desprendiendo la energía para el transporte de sustancias o movimientos siempre asociados a proteínas contráctiles. 

• TRANSPORTE DE PEQUEÑAS MOLÉCULAS: La membrana al ser semipermeable no puede ser atravesada por todas las sustancias, ya que tiene permeabilidad selectiva de las sustancias que la atraviesan. Hay dos formas: Transporte pasivo que es espontáneos y sin coste de energía y transporte activo que consume energía y la membrana, según qué transportador sea, elige cómo ser atravesada.
• Transporte pasivo: Un soluto se disuelve en agua por difusión hasta que se igualan sus concentraciones empujados por la presión osmótica. Esto es un gradiente químico, un movimiento por difusión. También puede haber una difusión por gradiente eléctrico. En los seres vivos se suelen dar gradientes electroquímicos a favor de gradiente de concentración. Las sustancias apolares atraviesan la membrana por difusión, afinidad química. Por ejemplo los ácidos grasos o las hormonas esteroideas, las sexuales, el oxígeno... porque son apolares. Las moléculas muy pequeñas, como le agua, atraviesan la membrana por los canales acuosos y los iones por los canales iónicos. Estos canales son proteínas intrínsecas, proteínas muy apolares que atraviesan la membrana. Esto es lo que llamamos difusión simple. Las moléculas polares grandes, como los monosacáridos o amoniácidos, necesitan el concurso de un transportador, que son proteínas de la membrana que se unen específicamente a la molécula. Esto es difusión facilitada. El transportador se une a la sustancia y cambia de estructura girando en la membrana, siempre a favor de gradiente. 
• Transporte activo: Igual que la difusión facilitada pero el cambio de estructura del transportador consume energía y es el transporte que es en contra de gradiente o a mayor velocidad que la difusión facilitada. Esto ocurre para moléculas pequeñas. 

• TRANSPORTE DE GRANDES MOLÉCULAS: El transporte de grandes moléculas, como los virus o las bacterias, tienen otros mecanismos específicos por endocitosis o exocitosis. (FIGURA 12.7)

4. PARED CELULAR

4.1 Estructura de la pared celular

La pared celular de los eucariotas es extracelular. Se origina a partir del aparato de Golgi por secreción desde la división celular, que es la citocinesis por tabicación en las células vegetales. 

En la primera fase después de la división lo primero que aparece es la lámina media, que está formada de polisacáridos y glucoproteínas. Sobre esta lámina media se forman hasta tres capas de haces de celulosa (polisacáridos) paralelas entre sí dentro de cada capa y cruzados respecto de las capaz anteriores y posteriores, que es lo que le da la estructura y consistencia casi cristalina. También un cemento constituído de polisacáridos, hemicelulosa, proteínas y sales. 

Esta es la pared celular primaria en la que predomina el cemento sobre la celulosa, pared que pertenece a las células vegetales embrionarias. Cuando ocurre la diferenciación celular es cuando se forma la segunda pared típica de las células maduras diferenciadas en tejidos, formada de 3 a 20 capas de celulosa sobre el cemento. 

Ciertas células de ciertos tejidos presentan unas modificaciones en la pared celular, por ejemplo la sabia que forma los vasos del xilema acumula en su pared segundaria lignina, que es rígina y sostiene a la planta.

4.2 Funciones de la pared celular

La pared celular es rígida, entonces su función básica es que sostiene a la célula vegetal y no necesitan esqueleto. La otra función es la de proteger a las células vegetales del choque osmótico.

En la pared celular vegetal presentan unas perforaciones por donde contactan y se comunican las células a través de sus membranas plasmáticas. De este modo se intercambian las sustancias (plasmodemos). En otros casos pasan a través de canales membranosos compartiendo su retículo endoplasmático.

5. HIALOPLASMA SOLUBLE O HIALINO.

5.1 Composición

Es un líquido viscoso, una dispersión coloidal en estado de sol, citosol. Se encuentra entre la membrana plasmática y nuclear y es blanco y gelatinoso, estructurado por una red de proteínas que se llaman citoesqueleto, que es el medio celular.

Si al citosol le quitamos las proteínas del citoesqueleto aparecen inclusiones, que son gotas de lípidos, y lo que nos queda es el hialoplasma soluble que está formado por el 80Ç% de H20, monómeros, sales, metabolitos (sustancias intermedias del metabolismo).

También nos encontramos los ARNs (síntesis de proteínas) y enzimas que catalizan reacciones metabólicas del hialoplasma. El metabolismo del hialoplasma es el metabolismo intermediario. Por eso se dice que es una encrucijada metabólica donde también ocurre el catabolismo anaerobio de los azúcares, que son las fermentaciones, la forma más antigua de conseguir energía (sin O2) y se ha conservado por todas las células. Este proceso es llamado glucólisis. 

En el hialoplasma también se da la conversión mecano química de la energía, donde se convierte el ATP en movimiento. 

6. ORGÁNULOS NO MEMBRANOSOS

6.1 Citoesqueleto y estructuras afines

El citosol es gelatinoso, amorfo y blando pero no está suelto, sino que está perfectamente estructurado por una red de proteínas que sostienen a los orgánulos y da forma a la célula. 

Forma parte de otras proteínas que originan otras estructuras celulares, cilios, flagelos, movimientos del cromosoma... y todas están relacionadas con movimientos celulares y son muy semejantes a los microfilamentos de las células musculares en su estructura, composición y funcionamiento, además de que todas se inhiben con la misma sustancia: citocolasina B.

• MODELO DE LOS FILAMENTOS DESLIZANTES: Es el modelo que explica el funcionamiento de las células musculares. Presentan una estriación y tiene sarcómeros , que es la unidad estructural y funcional de las células musculares. Un sarcómero está formado por dos tipos de proteínas: miosina que son filamentos gruesos. En los filamentos gruesos hay otros filamentos más delgados y son de actina. Los filamentos finos tienen unas cabezas y cuando el músculo se contrae consume energía que se invierte en unir las cabezas de la miosina a los filamentos delgados (actina) provocando el deslizamiento de los filamentos gruesos fijos sobre los delgados. Los sarcómeros se acortan, no los filamentos. Tienen actividad ATPásica intrínseca. Hay tres tipos de filamentos:
• Microfilamentos: Son los más delgados y está formados por una proteína globular, la actina, que polimeriza y forma como una especie de cuerda de dos hebras en hélice. Son los que producen el movimiento de la membrana por acortamiento y alargamiento a través de la fagocitosis, endocitosis y exocitosis. 
• Filamentos intermedios: Son variados y dependen de los distintos tipos celulares. Por ejemplo, las neurofibrillas o las fibras de queratina de las células epidérmicas.
• Microtúbulos: Son filamentos más gruesos formados por tubulina. Están organizados de distintas maneras que constituyen las base de sustentación del sitoesqueleto, el huso acromático, los centriolos, los corpúsculos basales, los cilios y flagelos.  os microtúbulos tienen una característica y es que tienen polaridad, se polimeriza y se despolimeriza. Son estructuras bastante complejas que se montan y se desmontan con bastante facilidad según sus necesidades celulares. Otros, como los centriolos, cilios y flagelos son más estables que el huso acromático.
• Centro organizador de microtúbulos: Todo estas estructuras se forman en centro organizados de los microtúbulos en la célula, como el que está en el centrosoma, que es un orgánulo pequeño en forma de estrella que se encuentra en la periferia del núcleo. Es exclusivo de células animales. La forma estrellada se debe a unos microtúbulos que salen llamados aster. En el centro hay dos cilindros llamados centriolos que se encuentran perpendiculares uno al otro. Uno está formado por 9 triplomicrotúbulos. La sustancia que rodea a los centriolos se llama sustancia pericentriolar, ese es el centro organizados de microtúbulos polares del huso acromático. 
• Cilios y flagelos
• Estructura: Los presentan las células animales y células vegetales. Son aparentemente muy diferentes, ya que los cilios son muchos pelillos cortos y producen un movimiento de remado. Además son muy numerosos. Los flagelos se presentan como uno o dos y se mueven por propulsión. Tienen la misma estructura y funciones. Son orgánulos recubiertos por una membrana que es una continuación de la membrana plasmática. Están formados de "cañas", son como cilindros y es un microtúbulo formado por 9 duplomicrotúbulos. De esos 9 duplomicrotúbulos, sólo uno continúa hasta el corpúsculo basal, que también es un cilindro formado por 9 triplomicrotúbulos. Uno de ellos se continúan con el del flagelo o cilio. Estos y el corpúsculo basal son interconvertibles entre ellos. En el corpúsculo basal existe en la parte próxima (cara que da al flagelo o cilio) un cilindro central de proteínas que es al que se únen los 9 microtúbulos. Es la llamada rueda de carro. El corpúsculo basal es muy parecido al centriolo, tanto que son interconvertibles. 
• Funcionamiento: Los microtúbulos de cada uno de los duplomicrotúbulos se encuentran próximos entre sí y entre ellos hay una proteína, la dineína, parecida a la miosina, que tiene actividad ATPásica intrínseca, capaz de hidrolizar ATP sin una enxima, se debe a ella misma (es una propiedad de la proteína). Esto le permite convertir la energía química del ATP en energía mecánica provocando el desplazamiento de los microtúbulos (conversión mecano química de la energía) igual que en las células musculares. Esto produce el deslizamiento del microtúbulo flotante sobre el microtúbulo fijo (continuo). En el cilio, cuando se deslizan se produce la flexión produciendo así que los cilios puedan remas. En los flagelos se produce una onda de flexión en la parte inferior, que produce un movimiento ondulatorio de propulsión. 

6.2 Ribosomas

Son los únicos orgánulos macizos de las células. Están formados por dos subunidades distintas fisiológicamente, de tamaño, composición y de coeficiente de sedimentación, que se calcula con un tubo de ensayo donde se observa a la velocidad que cae.

Todos los ribosomas están formados por el 60% de H2O y el peso seco de procariotas 70s es de un 60% de ARNr y un 40% de proteínas. Estas son 55 proteínas distintas.

La subunidad grande es de 50s y la pequeña de 30s aunque juntas tienen un coeficiente de sedimentación menos que la suma de las dos subunidades por independiente. 

El de las eucariotas es 80s. Es más complejo pero semejante y el peso seco es un 50% de ARNr y un 50% de proteínas. Las subunidades son 60s y 50s. Tiene 88 proteínas distintas. El ARNr es monocatenario y aunque tiene una alta proporción (60% de sus nucleótidos) son complementarios dentro de la misma cadena. En este 60% se forma una doble hélice dentro de la misma cadena (estructura secundaria). El 40% restante forma bucles, sumados forman la estructura terciaria. Esto hace que sea compacta y le da la consistencia maciza. 

Los ribosomas se forman en los nucleolos. El centrómero es lo que une las cromátidas hermanas en los cromosomas y a veces presentan un segundo centrómero en el que hay genes que cuando se transcriben sirven para fabricar los ARNr. El nucleolo es la cromátida con centrómeros unidos más el ARN polimerasa más los nucleótidos de ARN que da lugar a la transcripción de los ARNr. Pero también se ensamblan los ARN del nucleolo y de otros cromosomas más las 55 proteínas (metabolismo postransquipcional).

De esta forma se producen las subunidades por separado y salen al hialoplasma donde autoensamblan en torno a un ARNm y empieza la síntesis de proteínas.

Los ribosomas aparecen en todas las células porque es el único orgánulo esencial, excepto en los espermatozoides maduros. Los ribosomas los encontramos libres y aislados en los procariotas, igual que en los eucariotas solo que aquí no están aislados, sino que forman polisomas y también presentan ribosomas asociados a la membrana (RER.Mn) donde sintetizan proteínas libres asociadas a membranas.

En cuanto a su funcionamiento, son los realizadores mecano químicos de las proteínas. Su funcionamiento comienza cuando autoensamblan por estereoespecifidad. Son complementarios y aparecen propiedades nuevas cuando ambas subunidades están unidas que por separado no tienen. Estas propiedades consisten en que interaccionan reversiblemente con otras moléculas con los factores de iniciación, elongación y terminación (síntesis de proteínas). La llegada y salida de estas moléculas produce un cambio en la estructura de todas sus moléculas y en la estructura del ribosoma completo que desemboca en la síntesis de proteínas.

7. ORGÁNULOS MEMBRANOSOS

Las células eucariotas poseen un complejo de orgánulos membranosos que no tienen las procariotas. Esto sería el resultado de la primera célula eucariota como fusión de célula procariota y se originaría el núcleo y otros orgánulos membranosos como explica la teoría endosimbiótica. Es lo que produce una compartimentación que permitió a los eucariotas aumentar la velocidad de su metabolismo y además se consigue realizar más funciones al estar compartimentadas. 

7.1 Retículo endoplásmico

Es un laberinto membranoso que ocupa el 10% del volumen celular. Es una sola membrana muy plegada. Se divide en dos: El RE liso porque no tiene ribosomas y el RE rugoso porque su cara externa presenta ribosomas. Su función (RER) es la síntesis de proteínas que la célula quiere almacenar dentro que son exportadas o almacenadas. El RE liso se encarga de la síntesis de los lípidos y de combinar lípidos con glúcidos, formando así el glucocáliz.

El RE en las células musculares es abundante y se llama sarcoplasmático, donde almacenan iones Ca++ y los expulsa. Supone una señal para la contracción muscular.

El RE tiene relación directa con la membrana nuclear, es la continuación de la parte especializada del RER y además tiene una relación indirecta con la membrana plasmática a través de su relación con el aparato de Golgi.

7.2 Aparato de Golgi

Está formado por un conjunto de vesículas membranosas, dicoidales, aplanadas y apiladas. Es como una pila de platos llamados dictiosomas y el conjuntos de dictiosoma es el aparato de Golgi.

El aparato de Golgi es abundante en las células secretoras, son glandulares. Está relacionado con el retículo endoplasmático, cuyas sustancias transforma y empaqueta para su almacenamiento posterior o secreción. Tras la fabricación de las sustancias en el RE lo abandonan en vesículas de transcripción hasta llegar a la cara de formación más cercana (sáculo). Va pasando por cada sáculo hasta llegar a la cara de maduración donde las sustancias se abandonan en vesículas de secreción saliendo del aparato de Golgi para ser almacenada o para atravesar la membrana plasmática.

7.3 Lisosomas

Son vesículas membranosas que miden entre 0,3 - 1,5 mm. que contienen hasta 40 enzimas digestivas (hidrolasas ácidas). La células se digiere y se fabrica el RER, AG Y REL. Esto sirve para la digestión intracelular.

Lo presentan todas las células. Es autofagia porque se regeneran, típico de los organismos unicelulares. Pero en pluricelulares no ocurre esto. Se llama heterofagia. Sus células reciben los monómeros a través de la sangre, que es digestión extracelular.

7.4 Vacuolas

Son vesículas membranosas. Las tienen todas las células y las vegetales tienen más. Las vacuolas tienen como función almacenar sustancias de reserva, proteínas, toxinas, pigmentos, h2o que penetra por ósmosis en la vacuola manteniendo la turgencia de las células vegetales para aumentar la superficie aumentando el intercambio entre células.

7.5 Mitocondrias

Son orgánulos aislados. Sin embargo con un microscopio fluorescente se puede observar que se encuentran unidas unas con otras.

Es un orgánulo cilíndrico, tiene doble membrana.

La célula eucariota anaerobia ancestral estaba por heterofagia a punto de digerir a un procariota primitivo aerobio cuando escuchó una vocecita que dijo: ¡No me comas, no me comas, si me das monómeros yo te fabrico tela tela de ATP que te mola y necesitas tanto! Entonces el eucariota vio que era bueno y establecieron una relación de colegueo a la que llamamos "relación interna de simbiosis" y fueron felices (y comieron...¿procariotas?) hasta el día de hoy. 

Una membrana mitocondrial externa es lisa y más permeable, sobretodo a los iones y a las moléculas de bajo peso molecular.

La membrana interna tiene repliegues, que son crestas mitocondriales y que tienen como función aumentar la superficie impermeable (como sería una membrana plasmática)

Otra característica es que es una membrana plasmática sin colesterol, solo tiene en las células procariotas. Tiene un 80% de proteínas, son transportadores y presentan cadenas transportadoras de electrones.

Entre las membranas hay un espacio intermembranoso, como un "hialoplasma". Dentro de la mitocondria se encuentra la matriz mitocondrial, que tiene en su interior un "hialoplasma" que tiene H2O, iones, monómeros, ADN circular (plásmidos) que contiene información para fabricar transportadores. También tiene genes para formar las enzimas para su propia duplicación. Las mitocondrias se reproducen ellas solas y todas son de origen materno. La genética evolutiva estudia el ADN mitocondrial que es pequeño, clónico y prácticamente idéntico al que hace 10e6 años porque son libres de combinación.

La matriz mitocondrial presenta muchas enzimas para duplicar, transcribir, sintetizar sus proteínas y los ribosomas son 70s. 

Además también tiene enzimas para el catabolismo aerobio que ocurre aquí, que son transportados por la célula hospedadora. Esto es la simbiosis.

7.6 Peroxixomas

Son parecidos a los lisosomas. En su interior ocurren reacciones de oxidación y detoxificación. Lo hace la enzima catasa y eliminan también el etanol. Abundan en el hígado y riñón que se encargan de su eliminación.

7.7 Cloroplastos.

7.8 Núcleo

Tema 7: ÁCIDOS NUCLÉICOS

ÁCIDOS NUCLEICOS

1. Su importancia biológica

Los ácidos nucleicos cumplen la inmensa mayoría de las funciones de los seres vivos. La síntesis de esas proteínas esenciales están controlados por los ácidos nucleicos, que son los que contienen las instrucciones para la construcción de un organismo completo a través de la construcción de sus proteínas (instrucciones de uso). Son el ADN y el ARN.

2. Nucleótidos: Enlaces y funciones biológicas.

Los nucleótidos son el monómero de los ácidos nucleicos, que a diferencia de otros monómeros, como los glúcidos, son tres moléculas, es decir, por hidrólisis de un nucleótido surgen tres moléculas:

• Ácido ortofosfórico: Es útil para enlazar porque tiene tres grupos OH, que se pueden unir a cosas distintas.

• Pentosa: Es la ribosa o desoxirribosa. La ribosa Beta - D ribofulanosa y la desoxirribosa es Beta - D - desoxirribosa. 

• Bases nitrogenadas: Bases púricas con dos anillos o bases pirímicas con un anillo. Se caracterizan porque tienen muchos dobles enlaces que son resonantes (pueden cambiar de posición). Como consecuencia existen electrones deslocalizados, de modo que producen cargas eléctricas fluctuantes (negativas), que son las que permiten a las bases nitrogenadas capturar protones.  

2.1 Nucleótidos de interés biológico

Adenosin monofosfato (AMP): Forma un enlace de alta energía por la repulsión eléctrica del fósforo.
Estos enlaces sirven para almacenar energía. Se rompen fácilmente por hidrólisis y liberan la energía que necesitaron para formarse, por eso, funciona como enzima transportadora de energía.
La energía química, de enlace, es la única forma de energía utilizable por los seres vivos.
Las coenzimas transportadores de energía son  ATP / ADP - GTP / GDP  - CTP / CDP - TTP / TDP o UTP / UDP
El adenosin monofosfato cíclico (AMPc) es el nucleótido de adenina que en el carbono 5' tiene un ácido fosfórico que forma un segundo enlace con el carbono 3' de la adenina. El enlace es un enlace éster intramolecular.
El AMPc se conoce como el segundo mensajero. Es un mediador entre moléculas extracelulares portadoras de información, como ; las neuronas y los neurotransmisores, en el interior de la célula es donde tiene su efecto.
Cuando estos nucleótidos se combinan con otras moléculas forman NAD+, NADP+, FMN+, FAD+.
Son coenzimas redox, transportadores de electrones y protones.

2.2 Enlace fofodiéster

Es un tipo de enlace covalente que se produce entre un grupo hidroxilo (-OH) en el carbono 3' y un grupo fosfato (H3PO4) en el carbono 5' del nucleótido entrante, formándose así un doble enlace éster.
De esta forma se unen cientos y miles de nucleótidos.
Las cadenas van en dirección 3' a 5'.

3. Estructuras de los ácidos nucleicos.

La estructura del ADN es un polímero lineal de dexosirribonucleotidos 5´ monofosfato de A,T,G,C. Cuando se pone en medio acuoso, espontáneamente, toma un estado nativo, como las proteínas, adquiriendo su forma espacial. Puede tener hasta 4 niveles estructurales (1º,2º,3º,4º) donde cada cual depende de la anterior. 

• Estructura 1º: Es la unión de los nucleótidos mediante enlaces fosfodiester, dado que los nucleótidos son diferentes (A,T,G,C) tienen información genética, un orden, una secuencia de nucleótidos. Esta secuencia es específica de cada especie, pero también varía dentro del individuo. 

• Estructura 2º: Fue descubierta por Waston y Crick. Es un modelo de la doble hélice que explica las propiedades del ADN. Una molécula de ADN se compone de dos cadenas de nucleótidos enfrentadas y unidas por las bases nitrogenadas mediante puentes de hidrógeno. Los puentes de hidrógeno solo se producen entre A y T o G y C. Como son enlaces débiles se forman en grande cantidades. Esto permite que se pueda desnaturalizar o renaturalizar, como las proteínas. 

• Estructura 3º y 4º:  El problema que tienen los seres vivos con la estructura terciaria y cuaternaria es meter moléculas tan grandes de millones de nucleótidos dentro de unas células tan pequeñas. Si se extiende el ADN procariota mide un un milímetro, entonces lo que hacen es que la doble hélice la superenrrollan  sin ayuda de proteínas y lo cierran sobre sí mismo formando el cromosoma circular típico de los procariotas (único cromosoma que presentan). Lo reducen a una milésima de milímetro.

En los eucariotas el problema es millones de veces mayor, entonces es más difícil. Si el ADN humano se extendiera alcanzaría la longitud de dos metros en un núcleo de dos mil millonésimos de metros.

 Esto lo consiguen hacer con ayuda de las proteínas, que forman un cilindro y al rededor de ese cilindro el ADN da dos vueltas, formando el nucleosoma. Estos nucleosomas constituyen el collar de perlas, que se enrolla para formar el solenoide. 

Este solenoide se pliega y se vuelve a plegar en una serie de bucles y éstos constituyen la forma activa del ADN (está funcionando) Esto es la cromatina, que es lo que se encuentra en un núcleo interfase (una maraña). 

Cuando la célula se va a dividir, la cromatina se va a enrollar y compactar hasta que se condensa, de modo que se hace visible. Se empaquetan para la repartición, la división equitativa y ahora es llamado cromátida. Es una estructura tercera. La cromátida es la forma inactiva del ADN y dos cromátidas (siempre idénticas) unidas forman un cromosoma que forma la cuarta estructura. 

4. Estructura del ARN

Son polímeros de ribonucleótidos 5' monofosfato. Tienen ribosa diferenciada de la desoxirribosa en la que el carbono 2 tiene un OH. Como consecuencia, le aporta una carga negativa más, de modo que tendría millones de cargas negativas más. El ADN no tiene esto porque se rompería y no puede romperse porque tiene la información genética. Al ARN lo hace más inestable esta cargas, pero es una característica deseada porque se tiene que romper para su funcionamiento. Son más fáciles de hidrolizar. En cuanto a su estructura, los ARN presentan una estructura primaria, una unión o secuencia de ribonucleicos. El ARN siempre es monocatenario mientras que una molécula de ADN es bicatenaria. Aunque es monocatenario, dentro de la cadena hay partes complementarias (complementariedad de bases) donde puede formar un doble hélice (e. 2º) y en otros lugares, donde no hay complementariedad, forma bucles. El conjunto es una estructura 3º, típico del ARN transferente y ribosómico.

4.1 ARN mensajero

Sólo tiene estructura primaria, que tiene una relación lineal con el ADN. Esta relación lineal significa que tiene complementariedad con la cadena 3' - 5'. 

La función del ARNm es copiar fragmentos de la cadena de ADN (un gen). Un gen es el plano de una proteína. Cuando lo copia, ocurre en el núcleo. Transmite esta información a los ribosomas, en el citoplasma, donde leen y traducen para fabricar la proteína. El ARNm es el 3' - 5' del ARN total de la célula. Tiene una vida de 4-6 minutos porque es degradado inmediatamente, porque si no se degrada se fabricaría la proteína de una forma contínua. Al igual que todos los ARN, el ARNm se fabrica en el núcleo y actúan en el citoplasma. 

4.2 ARN ribosómico

Son el 80 - 85% del ARN total. Tienen un elevado porcentaje de complementariedad dentro de su cadena y tienen estructura terciaria, de modo que son compactos. Los ARNr y muchas proteínas distintas forman los ribosomas, que son los que fabrican las proteínas, únicos orgánulos macizos. Leen y traducen el código genético del ARNm que procede del ADN. Ocupan dos tripletes del código genético y permite el acceso a los ARN transferentes y cuando están colocados ahí unen los aminoácidos entre sí (fabrica la proteína).

4.3 ARN transferente

Es el 10% del total. Son moléculas pequeñas que tienen un 80% de bases complementarias, que le permiten una estructura terciaria en hoja de trébol debido a la estructura secundaria de los bucles. Todos los ARN transferentes son específicos del aminoácido que transporta, es decir, cada ARNt tiene su aminoácido y cada aminoácido tiene un anticodón, ahí se encuentra su especifidad. Su función es transportar el aminoácido hasta los ribosomas, que es donde se van a unir. Si el codón es A-A-A, el anticodón es U-U-U.

5. Funciones biológicas de los ácidos nucleicos

5.1 El código genético

El ADN se divide en fragmentos (genes) que contienen la información genética para fabricar las proteínas, los que no contienen información genética son los que fabrican ARNr y ARNt.

Esto se llama código genético, el código genético es un idioma, tiene letras(A,T,C y G),las letras se unen formando palabras, necesitamos palabras tanto como conceptos(20 palabras = 20 aminoácidos)

CARACTERÍSTICAS DEL CÓDIGO GENÉTICO

• Es universal, es igual para todos los seres  vivos, desde virus a nosotros. Esto quiere decir que procedemos de un antecesor común.
• Es no solapado, es decir, que una base solo pertenece a un triplete.
• No se señala ni con puntos ni comas ,pero si tiene señales de iniciación (AUG) y de terminación (UGA, UAA y UAG).
• Es degenerado, para facilitar la síntesis de proteína.

5.2 Transcripción

La primera estructura de ADN determina la estructura de una proteína.

Se podría hacer directamente, sin embargo no se hace, en primer lugar porque el ADN es enorme y además está en el núcleo, mientras que los ribosomas que son los que sintetizan a la proteína, están en el citoplasma.

Se forma un intermediario, el ARNm que lleva la información de la estructura primaria del ADN desde el núcleo hasta los ribosomas.

La síntesis del ARNm es la trascripción, que consiste en la síntesis de un ARN complementario(A/U G/C C/G T/A)

Las ARN polimerasas son las enzimas más complejas. Estas se fijan a regiones promotoras de ADN (T,A….son distintas en procariotas y eucariotas) Hacen que desarrolle una vuelta de ADN y utiliza una de las dos cadenas de ADN como molde para formar un cadena de ARN complementaria .Al avanzar desarrolla otra vuelta de hélice, y la anterior se vuelve a enrollar y así hasta que llega al final del gen en el que se desprende la polimerasa(ARN).

La trascripción es semejante en la células eucariotas y células procariotas con una diferencia, que los genes en procariotas son continuos, entonces el ARNm no necesita maduración, puede ser directamente traducido por los ribosomas. Pero en las células eucariotas los genes son discontinuos, con lo cual no pueden ser traducidos directamente, necesitan una maduración. 

En las células eucaritoas, después se le añade algunos nucleótidos al extremo 5´ de 7-metil Guanosina trifosforilada, para que el ribosoma reconozca el comienzo del gen.

5.3 Replicación / Duplicación / autoduplicación

6. Ribosomas