INTEGRACION_DE_CONOCIMIENTOS2 - BIOLOGIA II
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Universidad Nacional Autónoma de México Colegio Nacional de Ciencias y Humanidades Plantel Oriente “INTEGRACION DE CONOCIMIENTOS” BIOLOGIA 1 Ponce Morales Esmeralda Grupo:324-A INTEGRACION DE CONOCIMIENTOS 1. ESCRIBE EL NOMBRE, ÉPOCA Y CONTRIBUCIÓN DE 8PERSONAJES QUE HAYAN APORTADO AL CONOCIMIENTO DE LA CÉLULA. Las primeras aproximaciones al estudio de la célula surgieron en e siglo XVII ras el desarrollo a finales del siglo XVI de los primeros microscopios.8 Éstos permitieron realizar numerosas observaciones, que condujeron en apenas doscientos años a un conocimiento morfológico relativamente aceptable. A continuación se enumera una breve cronología de tales descubrimientos: 1665: Robert Hooke publicó los resultados de sus observaciones sobre tejidos vegetales, como el corcho, realizadas con unmicroscopio de 50 aumentos construido por él mismo. Este investigador fue el primero que, al ver en esos tejidos unidades que se repetían a modo de celdillas de un panal, las bautizó como elementos de repetición, «células» (del latín cellulae, celdillas). Pero Hooke sólo pudo observar células muertas por lo que no pudo describir las estructuras de su interior.9 Década de 1670: Anton van Leeuwenhoek, observó diversas células eucariotas (como protozoos y espermatozoides) y procariotas (bacterias). 1745: John Needham describió la presencia de «animálculos» o «infusorios»; se trataba de organismos unicelulares. Dibujo de la estructura del corcho observado por Robert Hooke bajo su microscopio y tal como aparece publicado en Micrographia. Década de 1830: Theodor Schwann estudió la célula animal; junto con Matthias Schleiden postularon que las células son las unidades elementales en la formación de las plantas y animales, y que son la base fundamental del proceso vital. 1831: Robert Brown describió el núcleo celular. 1839: Purkinje observó el citoplasma celular. 1850: Rudolf Virchow postuló que todas las células provienen de otras células. 1857: Kölliker identificó las mitocondrias. 1860: Pasteur realizó multitud de estudios sobre el metabolismo delevaduras y sobre la asepsia. 1880: August Weismann descubrió que las células actuales comparten similitud estructural y molecular con células de tiempos remotos. 1931: Ernst Ruska construyó el primer microscopio electrónico de transmisión en la Universidad de Berlín. Cuatro años más tarde, obtuvo un poder de resolución doble a la del microscopio óptico. 1981: Lynn Margulis publica su hipótesis sobre la endosimbiosis serial, que explica el origen de la célula eucariota. 2. EXPLICA LOS POSTULADOS DE LA TEORIA CELULAR Que la célula es una unidad morfológica de todo ser vivo: es decir, que en los seres vivos todo está formado por células o por sus productos de secreción. Este primer postulado sería completado por Rudolf Virchow con la afirmación Omnis cellula ex cellula, la cual indica que toda célula deriva de una célula precedente (biogénesis). En otras palabras, este postulado constituye la refutación de la teoría de generación espontánea o ex novo, que hipotetizaba la posibilidad de que se generara vida a partir de elementos inanimados. 11 Un tercer postulado de la teoría celular indica que las funciones vitales de los organismos ocurren dentro de las células, o en su entorno inmediato, y son controladas por sustancias que ellas secretan. Cada célula es un sistema abierto, que intercambia materia y energía con su medio. En una célula ocurren todas las funciones vitales, de manera que basta una sola de ellas para tener un ser vivo (que será un ser vivo unicelular). Así pues, la célula es la unidad fisiológica de la vida. Finalmente, el cuarto postulado de la teoría celular expresa que cada célula contiene toda la información hereditaria necesaria para el control de su propio ciclo y del desarrollo y el funcionamiento de un organismo de su especie, así como para la transmisión de esa información a la siguiente generación celular 3. ¿ CUAL ES CLASIFICACION LA FUNCION CON 5 BIOLOGICA, EJEMPLOS COMPONENTES CON FORMULA Y DE CARBOHIDRATOS, LIPIDOS, PROTEINAS Y ACIDOS NUCLEICOS.? CARBOHIDRATOS Los Carbohidratos, también llamados hidratos de carbono, glúcidos o azúcares son la fuente más abundante y económica de energía alimentaria de nuestra dieta. Están presentes tanto en los alimentos de origen animal como la leche y sus derivados como en los de origen vegetal; legumbres, cereales, harinas, verduras y frutas. Dependiendo de su composición, los carbohidratos pueden clasificarse en: Simples Monosacáridos: glucosa o fructosa Disacáridos: formados por la unión de dos monosacáridos iguales o distintos: lactosa, maltosa, sacarosa, etc. Oligosacáridos: polímeros de hasta 20 unidades de monosacáridos. Complejos Polisacáridos: están formados por la unión de más de 20 monosacáridos simples. Función de reserva: almidón, glucógeno y dextranos. Función estructural: celulosa y xilanos. LIPIDOS Los lípidos son un conjunto de moléculas orgánicas, la mayoría son biomoléculas, compuestas principalmente por carbono ehidrógeno y en menor medida oxígeno, aunque también pueden contener fósforo, azufre y nitrógeno, tienen como característica principal el ser hidrofóbicas o insolubles en agua y sí en solventesorgánicos como la bencina, el benceno y el cloroformo. En el uso coloquial, a los lípidos se les llama incorrectamente grasas, ya que las grasas son sólo un tipo de lípidos procedentes de animales. Los lípidos cumplen funciones diversas en losorganismos vivientes, entre ellas la de reserva energética (triglicéridos), la estructural (fosfolípidos de las bicapas) y la reguladora (esteroides). Los Lípidos también funcionan para el desarrollo del cerebro, el metabolismo y el crecimiento. PROTEINAS La palabra proteína proviene del griego protos, que significa "lo primero o lo más importante". Son grandes moléculas que contienen nitrógeno. Son el componente clave de cualquier organismo vivo y forman parte de cada una de sus células y son para nuestro organismo lo que la madera es para el barco. Cada especie, e incluso entre individuos de la misma especie, tiene diferentes proteínas, lo que les confiere un carácter específico tanto genético como inmunológico. La mayor similitud con los humanos, la encontramos entre los animales mamíferos como los bovinos o porcinos y la menor con las proteínas de los moluscos y las de las plantas. Las proteínas están formadas por: carbono, oxígeno, hidrógeno y nitrógeno fundamentalmente, aunque también podemos encontrar, en alguna de ellas, azufre, fósforo, hierro y cobre. Las proteínas se distinguen de los carbohidratos y de las grasas por contener además nitrógeno en su composición, aproximadamente un 16% La parte más pequeña en que pueden dividirse son los aminoácidos. Estos aminoácidos son como las letras del abecedario, que con un nº determinado se pueden formar infinidad de palabras. Existen 20 aminoácidos y con ellos se forman todas las proteínas. De estos aminoácidos 8 son esenciales (imprescindibles), es decir los tenemos que ingerir con la dieta ya que nuestro organismo no los puede obtener de ninguna otra forma. ACIDOS NUCLEICOS Son biopolímeros formados por unidades llamadas monómeros, que son los nucleótidos. Los nucleótidos están formados por la unión de: a) Una pentosa, que puede ser la D-ribosa en el ARN; o la D-2- desoxirribosa en el ADN Si la pentosa es un desoxirribosa, tenemos un desoxirribonucleósido. Estos tienen como bases nitrogenadas la adenina, citosina, guanina y timina. 4. CELULAS PROCARIONTES Y EUCARIONTES 5. DESCRIBE LOS ORGANELOS CELULARES Y SU FUNCION Núcleo El núcleo de las eucariotas se caracteriza por su membrana nuclear; es una doble membrana la cual se asemeja a dos membranas citoplasmáticas juntas, que contiene muchos poros grandes a través de los cuales pasan sustancias como proteínas y RNA. Normalmente posee forma esférica u oval. El núcleo contiene la información hereditaria de la célula en la forma de DNA. En el carioplasma que no se está dividiendo el DNA está combinado con proteínas como las histonas, dándole una apariencia fibrilar. Esta combinación de DNA y proteínas se llama cromatina. Durante la división celular la cromatina se condensa en cromosomas. Retículo endoplásmico El retículo endoplásmico es una red membranosa de sacos y túbulos que a menudo están conectados a la membrana nuclear y citoplásmica. Existen dos formas de retículo endoplásmico: el rugoso y el liso. El rugoso posee ribosomas y el liso no. Las proteínas sintetizadas en el rugoso son liberadas en el citoplasma o pasan a través de su membrana dentro de los canales por donde son distribuidas a distintas partes de la célula. El retículo endoplásmico liso está implicado en la síntesis de glucógeno, lípidos y esteroides. Los canales del retículo endoplásmico liso también sirven para la distribución de las sustancias sintetizadas en él. Aparato de Golgi (o complejo de Golgi) Está compuesto de sacos membranosos que tienen vesículas esféricas en sus extremos. Fue descrito por primera vez por Camillo Golgi en 1898. Es el centro de empaquetamiento de las células eucariotas, responsable del transporte seguro de los compuestos sintetizados al exterior de la célula. El aparato de Golgi está conectado a la membrana citoplasmática donde se fusiona y así poder excretar el contenido fuera de la célula, proceso que se llama exocitosis. Mitocondria Es un orgánulo citoplásmico donde se generan las moléculas de ATP durante la respiración aeróbica. La membrana interna está muy invaginada y es donde tiene lugar la conversión de energía. Aunque las mitocondrias son orgánulos de células eucariotas se parecen a las células procariotas; contienen sus propios ribosomas, su propio DNA el cual es una única molécula circular que contiene la información genética necesaria para la síntesis de un limitado número de proteínas cuya síntesis tiene lugar en los propios ribosomas de las mitocondrias. Cloroplastos Es el lugar donde ocurren las reacciones fotosintéticas, donde se utiliza la luz como fuente de energía para convertir el CO2 en azúcar y los átomos de O2 del H2O en moléculas de O2 gaseoso. El cloroplasto es una estructura rodeada por una doble membrana cuyo interior se denomina estroma. La membrana interna se pliega en el estroma formando sacos en forma de discos llamados tilacoides, los cuales contienen la clorofila y los carotenos que intervienen en la fotosíntesis. 6. EXPLICA LA ESTRUCTURA Y FUNCION DE LA MEMBRANA CELULAR Funciones La función básica de la membrana plasmática es mantener el medio intracelular diferenciado del entorno. Esto es posible gracias a la naturaleza aislante en medio acuoso de la bicapa lipídica y a las funciones de transporte que desempeñan las proteínas. La combinación de transporte activo y transporte pasivo hacen de la membrana plasmática una barrera selectiva que permite a la célula diferenciarse del medio. Permite a la célula dividir en secciones los distintos organelos y así proteger las reacciones químicas que ocurren en cada uno. Crea una barrera selectivamente permeable en donde solo entran o salen las sustancias estrictamente necesarias. Transporta sustancias de un lugar de la membrana a otro, ejemplo, acumulando sustancias en lugares especificos de la célula que le puedan servir para su metabolismo. Percibe y reacciona ante estimulos provocados por sustancias externas (ligandos). Mide las interacciones que ocurren entre células. La estructura de la membrana celular. La membrana que rodea a la célula es una estructura muy singular ya que no solo presenta la característica de ser permeable sino que su permeabilidad puede ser afectada por varios factores. La membrana plasmática o citoplasmática es una estructura laminar que engloba a las células, define sus límites y contribuye a mantener el equilibrio entre el interior y el exterior de éstas. Además se asemeja a las membranas que delimitan los orgánulos de células eucariotas. La composición de la membrana plasmática varía entre células dependiendo de la función o del tejido en la que se encuentren, pero se puede estudiar de forma general. La membrana plasmática está compuesta por una doble capa de fosfolípidos, por proteínas unidas no covalentemente a esa bicapa, e hidratos de carbono unidos covalentemente a lípidos o proteínas. Las moléculas más numerosas son las de lípidos, ya que se cree que por cada 50 lípidos hay una proteína. Sin embargo, las proteínas, debido a su mayor tamaño, representan aproximadamente el 50% de la masa de la membrana. 7. ¿QUE ES EL METABOLISMO, TIPOS Y RUTA? El metabolismo es el conjunto de reacciones bioquímicas y procesos físicoquímicosque ocurren en una célula y en el organismo.1 Éstos complejos procesos interrelacionados son la base de la vida a escala molecular, y permiten las diversas actividades de las células: crecer, reproducirse, mantener sus estructuras, responder a estímulos, etc. El metabolismo se divide conjugados: catabolismo y anabolismo. en dos Lasreacciones procesos catabólicas liberan energía; un ejemplo es la glucólisis, un proceso de degradación de compuestos como la glucosa, cuya reacción resulta en la liberación de la energía retenida en sus enlaces químicos. Las reacciones anabólicas, en cambio, utilizan esta energía liberada para recomponer enlaces químicos y construir componentes de las células como lo son las proteínas y los ácidos nucleicos. El catabolismo y el anabolismo son procesos acoplados que hacen al metabolismo en conjunto, puesto que cada uno depende del otro. Ruta metablica Clásicamente, el metabolismo aproximación reduccionista que se se estudia concentra por en una una ruta metabólica específica. La utilización de los diversos elementos en el organismo son valiosos en todas las categorías histológicas, detejidos a células, que definen las rutas de precursores hacia su producto final.6 Las enzimas que catabolizan estas reacciones químicas pueden ser purificadas y así estudiar su cinética enzimática y las respuestas que presentan frente a diversosinhibidores. Otro tipo de estudio que se puede llevar a cabo en paralelo es la identificación de los metabolitos presentes en una célula o tejido; al estudio de todo el conjunto de estas moléculas se le denomina metabolómica. Estos estudios ofrecen una visión de las estructuras y funciones de rutas metabólicas simples, pero son inadecuados cuando se quieren aplicar a sistemas más complejos como el metabolismo global de la célula Vías principales del catabolismo y anabolismo en la célula, Se observan las tres etapas, la primera tiene lugar en el lumen del tubo digestivo, la segunda en el citosol y la última en las mitocondrias. 8. FOTOSINTESIS Y CICLO DE CALVIN La fotosíntesis es un proceso en el cual los organismos con clorofila, como las plantas verdes, las algas y algunas bacterias, capturan energía en forma de luz y la transforman en energía química. Prácticamente toda la energía que consume la vida de la biósfera terrestre — la zona del planeta en la cual hay vida— procede de la fotosíntesis. La fotosíntesis se realiza en dos etapas: una serie de reacciones que dependen de la luz y son independientes de la temperatura, y otra serie que dependen de la temperatura y son independientes de la luz. La velocidad de la primera etapa, llamada reacción lumínica, aumenta con la intensidad luminosa (dentro de ciertos límites), pero no con la temperatura. En la segunda etapa, llamada reacción en la oscuridad, la velocidad aumenta con la temperatura (dentro de ciertos límites), pero no con la intensidad luminosa. Listado de todos los reactivos y productos, la fotosíntesis se puede describir como: 6 CO2 + 12 H2O + 6 → C6H12O6 + 6 O2 H2O Pero debido a que el agua es tanto un reactivo y un producto, la ecuación puede ser simplificado de contabilidad para el consumo neto de agua, que es: 6 CO2 + 6 H2O → C6H12O6 + Dióxido de carbono + Agua + Luz de energía → glucosa + oxígeno 6 O2 CICLO DE CALVIN El ATP y el NADPH producidos por las reacciones luminosas actúan en la síntesis del azúcar en el ciclo de Calvin. El ciclo de Calvin pasa la energía química generada por las reacciones luminosas: ATP fosforilatos (agrega fosfato) al PGA; y el compuesto resultante es reducido por el NADPH. El producto es un azúcar de tres carbonos llamado gliceraldehido-3-fosfato (GP). De las seis moléculas de GP formadas, solamente una representa salida neta de azúcar. Las otras cinco moléculas de GP son usadas para regenerar la molécula de cinco carbonos de RuBP para mantener el ciclo. El ciclo de Calvin utiliza ATP y NADPH para convertir tres moléculas de CO2 a una molécula de un azúcar con tres carbonos. La planta usa esta pequeña azúcar, para hacer azúcares más grandes como la glucosa y muchos otros compuestos orgánicos. El principal papel de las reacciones luminosas, es el de recargar al estroma con el ATP y el NADPH requerido por el ciclo de Calvin 9. RESPIRACION CELULAR La respiración celular es una reacción exergónica, donde parte de la energía contenida en las moléculas de alimento es utilizada por la célula para sintetizar ATP. Decimos parte de la energía porque no toda es utilizada, sino que una parte se pierde.Aproximadamente el 40% de la energía libre emitida por la oxidación de la glucosa se conserva en forma de ATP. Cerca del 75% de la energía de la nafta se pierde como calor de un auto; solo el 25% se convierte en formas útiles de energía. La célula es mucho más eficiente. La respiración celular es una combustión biológica y puede compararse con la combustión de carbón, bencina, leña. En ambos casos moléculas ricas en energía son degradadas a moléculas más sencillas con la consiguiente liberación de energía. LANCE PARCIAL DE LA RESPIRACIÓN PROCESO SUSTRATO PRODUCTOS 2 ácido pirúvico GLUCÓLISIS Glucosa 2 ATP 2 NADH 2 Acetil CoA ENTRADA AL CICLO DE KREBS 2 ácido pirúvico 2 CO2 2 NADH 4 CO2 2 GTP (equivalentes a 2 CICLO DE KREBS 2 Acetil CoA ATP) 6 NADH 2 FADH2 6 CO2 2 ATP Glucosa 2 GTP 10 NADH 2 FADH2 Fig. 9.7 - Resumen de la Glucólisis y de la Respiración. La glucosa se degrada a ácido pirúvico, en el citoplasma con un rendimiento de 2 moléculas de ATP y la reducción (flechas entrecortadas) de dos moléculas de NAD + a NADH. El ácido pirúvico se oxida a acetil CoA y se reduce una molécula de NAD+, esta reacción y la siguiente ocurren 2 veces por cada molécula de glucosa (pasaje de e- con línea entera). En el ciclo de Krebs, el grupo acetilo se oxida y los aceptores de electrones NAD+ y FAD se reducen. El NADH y FADH2 transfieren sus electrones a la serie de transportadores de la cadena de transporte de electrones. Al circular los electrones hacia niveles energéticos menores se liberan cantidades relativamente grandes de energía libre . Esta liberación transporta protones a través de la membrana mitocondrial interna estableciendo el gradiente de protones que propulsa la síntesis de ATP a partir del ADP. 10. SINTESIS DE PROTEINAS La síntesis de proteínas ocurre en los ribosomas que consisten en dos subunidades, una grande y una pequeña, cada una formada por rRNA y proteínas específicas. Para la síntesis de proteínas, también se requiere de moléculas de tRNA, que están plegadas en una estructura secundaria con forma de hoja de trébol. Estas moléculas pequeñas pueden llevar un aminoácido en un extremo y tienen un triplete de bases, el anticodón, en un asa central, en el extremo opuesto de la molécula. La molécula de tRNA es el adaptador que aparea el aminoácido correcto con cada codón de mRNA durante la síntesis de proteínas. Hay al menos un tipo de molécula de tRNA para cada tipo de aminoácido presente en las células. Las enzimas conocidas como aminoacil-tRNA sintetasas catalizan la unión de cada aminoácido a su molécula de tRNA específica. Iniciación de la transducción Es la primera etapa de la biosíntesis de proteínas. El ARNm se une a la subunidad menor de los ribosomas. A éstos se asocia el aminoacil-ARNt, gracias a que el ARNt tiene en una de sus asas un triplete de nucleótidos denominadoanticodón, que se asocia al primer codón del ARNm según la complementariedad de las bases. A este grupo de moléculas se une la subunidad ribosómica mayor, formándose el complejo ribosomal o complejo activo. Elongación El complejo ribosomal posee dos sitios de unión o centros. El centro peptidil o centro P, donde se sitúa el primer aminoacil-ARNt y el centro aceptor de nuevos aminoacil-ARNt o centro A. El carboxilo terminal (-COOH) del aminoácido iniciado se une con el amino terminal (-NH2) del aminoácido siguiente mediante enlace peptídico. Esta unión es catalizada por la enzima peptidil transferasa. El centro P queda pues ocupado por un ARNt sin aminoácido. El ARNt sin aminoácido sale del ribosoma. Terminación de la síntesis Los codones UAA, UAG y UGA son señales de paro que no especifican ningún aminoácido y se conocen como codones de terminación; determinan el final de la síntesis proteica. No existe ningún ARNt cuyo anticodón sea complementario de dichos codones y, por lo tanto, la biosíntesis del polipéptido se interrumpe. Indican que la cadena polipeptídica ya ha terminado. Una vez finalizada la síntesis de una proteína, el ARN mensajero queda libre y puede ser leído de nuevo. De hecho, es muy frecuente que antes de que finalice una proteína ya está comenzando otra, con lo cual, una misma molécula de ARN mensajero, está siendo utilizada por varios ribosomas simultáneamente. 11. CICLO CELULAR, MITOSIS Y MEIOSIS Las células de los distintos organismos pasan durante su vida por distintos períodos, cada uno de ellos característico y claramente diferenciado. Cada tipo celular cumple con sus funciones específicas durante la mayor parte de su vida, creciendo gracias a la asimilación de materiales provenientes de su ambiente y con ellos sintetiza nuevas moléculas por medio de complejos procesos regulados por su material genético. Cuando una célula aumenta hasta llegar a un determinado tamaño, su eficiencia metabólica se torna crítica, entonces se divide. En los organismos pluricelulares, se produce un crecimiento a partir de una célula (huevo o cigoto) como así también se aumenta la masa tisular y se reparan los tejidos lesionados o desgastados, por aumento del número de células. Las nuevas células originadas en esta división poseen una estructura y función similares a las células progenitoras, o bien derivadas de ellas. En la interfase del ciclo de división celular podemos distinguir tres períodos: G1.- Es un estadío que se caracteriza por ser genéticamente activo, el ADN se transcribe y se traduce, dando lugar a proteínas necesarias para la vida celular y sintetizando las enzimas y la maquinaria necesaria para la síntesis del ADN. Fase S.- Es la fase en la cual se duplica por entero el material hereditarios, el cromosoma pasa de tener un cromatidio a tener dos, cada uno de ellos compuesto por una doble hélice de ADN producto de la duplicación de la original, como la replicación del ADN es semiconservativa, las dos dobles hélices hijas serán exactamente iguales, y por tanto los cromatidios hermanos, genéticamente idénticos. G2.- Durante este período se ultima la preparación de todos los componentes de la división celular, al final de esta fase, se produce una señal que dispara todo el proceso de la división celular. MITOSIS La mitosis completa, que produce células genéticamente idénticas, es el fundamento del crecimiento, de la reparación tisular y de la reproducción asexual. La otra forma de división del material genético de un núcleo se denomina meiosis y es un proceso que, aunque comparte mecanismos con la mitosis, no debe confundirse con ella ya que es propio de la división celular de los gametos (produce células genéticamente distintas y, combinada con la fecundación, es el fundamento de la reproducción sexual y la variabilidad genética). MEIOSIS Meiosis es una de las formas de la reproducción celular. Este proceso se realiza en las glandulas sexuales para la produccion de gametos. Es un proceso de división celular en el cual una célula diploide (2n) experimenta dos divisiones sucesivas, con la capacidad de generar cuatro células haploides (n). En los organismos con reproduccion sexual tiene importancia ya que es el mecanismo por el que se producen los óvulos y espermatozoides (gametos).1 Este proceso se lleva a cabo en dos divisiones nucleares y citoplasmáticas, llamadas primera y segunda división meiótica o simplemente meiosis I y meiosis II. Ambas comprenden profase, metafase, anafase y telofase BIBLIOGRAFIA http://www.enbuenasmanos.com/articulos/muestra.asp?art=57 http://www.um.es/molecula/prot.htm http://www.profesorenlinea.cl/Ciencias/CelulaProcariontey%20Eucarionte.htm CHECAR http://es.scribd.com/doc/3288429/Diferencia-entre-celula-eucariota-y-procariota www.genomasur.com/lecturas/Guia09.htm ww.angelfire.com/magic2/bioquimica/sintesis_de_prote_nas.htm
