TEMA 1 − INTRODUCCIÓN A LA BIOLOGÍA

TEMA 1 − INTRODUCCIÓN A LA BIOLOGÍA
Punto 1: Lógica molecular de los Organismos Vivos
La selección natural escogió elementos como el carbono como componentes mayoritarios de los organismos
vivos, por su idoneidad para formar cadenas carbonadas y grupos funcionales, base de los componentes
biológicos.
Las proteínas están constituidas por cadenas en las que se unen mediante enlace covalente 20 clases de
aminoácidos diferentes.
Ideas:
• Origen Común de la Materia
• 1º lo mas fundamental
• Uniformidad química
• Selección del átomo de carbono
• Simple Complejo
• Variedad
Punto 2: Niveles de Organización
− El paso de un nivel a otro requiere un consumo de energía.
− Los dos primeros niveles, el atómico y el moléculas, son abióticos.
− CÉLULA: Unidad funcional y estructural de cualquier ser vivo. Pueden ser sencillas (procariota) o
complejas (eucariota).
− TEJIDO: Asociación de células iguales que realizan la misma función y tienen un mismo origen
− ÓRGANO: Asociación de tejidos con una función biológica común.
− POBLACIÓN: Conjunto de individuos de la misma especie que habitan un área determinada.
− ECOSISTEMA: Conjunto de poblaciones (biocenosis o comunidad) que habitan un área determinada
(biotopo) y se relacionan todos ellos.
− Los niveles inferiores cooperan para construir los superiores y así aprovechar mucho mejor la energía y los
recursos del medio.
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Punto 3 : Características esenciales de los Seres Vivos
− La Biología se ocupa del estudio de los seres vivos desde los diversos aspectos en que pueden ser
considerados.
− SER VIVO u ORGANISMO:
• Todo ser que presenta una seria de características que los distinguen de los seres inertes. ( Complejidad,
Organización y Funcionamiento)
• Cuerpos naturales que poseen ácidos nucleicos y proteínas y que son capaces de sintetizar tales moléculas
por sí mismos.
− Todo ser vivo está constituido por una o varias célula, que son conjuntos organizados de moléculas, capaces
de mantenerse estables frente al medio y de perpetuarse. El ser vivo realiza una serie de funciones que tienen
dos objetivos:
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• Mantenimiento del individuo
• Perpetuación de la especie
CARACTERÍSTICAS TÍPICAS DE LA VIDA:
• Intercambio de Materia y energía con el medio: Tb conocido por nutrición y se realiza mediante un
conjunto de reacciones enzimáticas que sufren los nutrientes en el interior de la célula, mas conocido por
METABOLISMO:
−Anabolismo: Conjunto de reacciones químicas mediante la cual se producen sustancias complejas de
sustancias sencillas
− Catabolismo: Conjunto de reacciones químicas mediante la cual se producen sustancias sencillas a partir de
las complejas
• Crecimiento: Aumento de masa celular por aumento del tamaño de las células o su cantidad. Consecuencia
del anabolismo
• Excitabilidad o irratabilidad: Capacidad de captar y responder a los estímulos o cambios físicos y
químicos que se producen en el medio
• Movimiento: Reacción de la excitabilidad
• Adaptación: Facultad de todo ser vivo a resistir los cambios que se producen en el medio, para lo cual el
organismo experimenta cambios. Esta puede ser temporal (aclimatación) o permanente (adaptación). Esta
ultima se hereda y es el resultado de mutación y selección natural, que son la base de la evolución.
• Reproducción: Proceso mediante el cual los seres vivos originan nuevos individuos semejantes a sus
progenitores.
− Todas estas funciones se llaman FUNCIONES VITALES−
− Los fenómenos vitales son reacciones reguladas de las biomoléculas
− VIRUS: Complejos moleculares de nucleoproteínas que penetran en las células a las que parasitan y donde
se multiplican con ayuda del material de la célula hospedante o célula huésped. Fuera de la célula son inertes.
Punto 4: Las Ciencias Biológicas
La Biología se considera un complejo de Ciencias Biológicas.
La Biotecnología consiste en la aplicación de las propiedades de los seres vivos a la obtención de bienes.
Punto 5: Historia de la Biología
Leer Fotocopia de Mercedes.
TEMA 2−BIOELEMENTOS Y BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS
Punto 1: Átomos y Elementos Básicos de la Materia Viva
− BIOELEMENTOS O ELEMENTOS BIOGÉNICOS: Base de la materia viva. Se dividen en :
• Primarios o Plásticos: Los mas abundantes en la materia viva (98%). Hay 4 básicos: C,H,O,N
• Secundarios: Ca, N, K, Mg. Su función es fisiológica en la célula (3%)
• Oligoelementos o elementos trazas: (0.1%) Fe, I, Cr, Co, Br, etc... Son imprescindibles
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Punto 2: Biomoléculas o Principios Inmediatos
− No existen libres, se unen formando Biomoléculas (unión química de bioelementos). Pueden ser:
• Inorgánicas: Agua y Sales Minerales
• Orgánicas: Exclusivas de los seres vivos. Su base química es el átomo de carbono.
Punto 3: Importancia del Átomo de Carbono
− Es muy importante pq va a dar lugar a las biomoléculas orgánicas
− El carbono se combina consigo mismo y covalentemente con el hidrógeno (hidrocarburos) para dar lugar a
la materia viva
Punto 4: Agua
− Sin el agua no hay vida, porque de esta surgió la vida
− Es la molécula mas abundante de los seres vivos
IMPORTANCIA QUÍMICA:
• Molécula inorgánica.
• Se forma como un triángulo cuyo vértice es el oxigeno con un ángulo de 105º
• Es una molécula con enlaces covalentes y polar (O− y H+)
• Aparece líquida entre los 0º−100º debido a la disposición de las moléculas
• Las moléculas de agua se unen mediante puentes de hidrógeno
PROPIEDADES Y CARACTERÍSTICAS
• Es el disolvente universal por excelencia. Es el vehículo de transporte en el medio interno de un ser
vivo
• Es un medio dispersante en el cual se van a dispersar moléculas que no son muy grandes
• Sustancia termoreguladora por excelencia debido a su alto calor específico.
• Al variar la temperatura de 4º (donde alcanza la máxima densidad) el agua disminuye de tamaño
• Gran fuerza de cohesión
• Bajo grado de ionización (se rompen los puentes de hidrógeno)
• Permite la transparencia de la luz
pH (ionización del agua)
En una disolución acuosa el producto iónico del agua se mantiene constante, solo pueden cambiar la
proporción de iones, según esto pueden ser:
Neutras pH = 7
Ácidas pH < 7
Básicas pH >7
El producto iónico del agua (Kw) constituye la base para entender el pH, que es la concentración catiónica o
de protones de una solución.
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PH = lg [H3O+] (logaritmo de la concentración de los cationes de agua)
Punto 5: Sales Minerales
− Biomoléculas que tienen menor porcentaje en el cuerpo
− Hay 3 tipos:
• Disueltas: En el agua. Se disocian en sus iones correspondientes:
♦ Cationes: Na+, Ca2+, K+, Fe2+, Fe3+, Mg2+
♦ Aniones: Cl−, CO3 2−, HCO3−, NO3−, H2PO4, HPO42−
Funciones biológicas:
• Participan en la homeostasis
• Regulan la presión osmótica
• Na+, K+ favorecen la transmisión del impulso nervioso nervioso.
• Ca2+ favorece la contracción de los músculos, e intervienen en la coagulación sanguínea.
• Fe2+ intervienen en el transporte de oxígeno
−Sólidas:
♦ Son insolubles en agua
♦ Más abundantes: silicatos ( estructuras biológicas de los vegetales), carbonatos de calcio
(CO3Ca), fosfatos ((Po4)2 Ca) de calcio
−Asociadas:
• I Tiroxina
• Mg Clorofila
• Fe Hemoglobina
• Siempre actúa con carácter + o −
Punto 6: Procesos Osmóticos
ÓSMOSIS: Paso o movimiento del agua a través de las membranas semipermeables.
PRESIÓN OSMÓTICA: Fuerza absorbente existente en dos medios de distintas concentraciones, en los
cuales el agua tiende a ir del medio menos concentrado al menos diluido, con tal de igualarla. Hay tres tipos:
• Isotónica: Cuando ambos medios tienen la misma concentración.
• Hipertónico: La concentración del medio es mayor que la de la célula. (entonces la célula pierde agua y se
produce una plasmolisis)
• Hipotónico: La concentración de la célula es mayor que la del medio. (entonces el agua del medio entra en
la célula y se produce una turgencia)
− Las células animales en medios hipotónicos estallan, porque ganan demasiada agua, se llama hemolisis.
Punto 7: Estados Físicos de la Materia Viva
TEMA 3 − GLÚCIDOS
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Punto 1: Concepto y Características
Los glúcidos son la primera fuente de energía para todos los seres vivos.
• Químicamente hablando es un grupo muy homogéneo.
• Presentan en su composición química C, H, y O.
• Llamados polihidroxialdeidos o polihidroxicetonas
• Pueden ser aldeidos o cetonas
• Las unidades básicas del grupo de los glúcidos son los monosacáridos. Estos se unen entre si por un
enlace o−glucosídico
• Los glúcidos, en general, son solubles en agua.
Punto 2: Clasificación
Se pueden clasificar en osas y en ósidos.
OSAS (monómeros) Unidades Básicas Monosacáridos
OSIDOS (polímeros) Unidades Básicas Holósidos (disacáridos, oligosacáridos y polisacáridos) y los
Heterosidos (glucolípidos y glucoproteínas)
MONOSACÁRIDOS
• Unidades básicas delos glúcidos.
• Sólidos cristalinos de color blanco, sabor dulce y solubles en agua.
• No hidrolizan (pq no se pueden obtener unidades más básicas)
• Presentan la siguiente fórmula: n varia de 3−7 (esta fórmula no nos dice ni la estructura real ni sus
propiedades)
• Se representan mediante una fórmula lineal o proyecciones de Fischer. (estas fórmulas son correctas
para las triosas y las tetrosas, pero no lo son para las demás, pq han de representarse en forma cíclica)
Compuestos Isómeros: Son aquellos compuestos químicos que presentan la misma fórmula empírica, pero se
diferencian en su estructura en el espacio y se diferencian en sus propiedades físicas. (Ejemplo:
Gliceraldehido y dihidroxiacetona)
• TIPOS DE ISOMERÍA
Isomería Funcional: Se diferencian estructuralmente
Isomería Estructural, geométrica o ESTEROISOMERÍA: Se debe a que en los monosacáridos aparecen
carbonos asimétricos, que es aquel que tiene los 4 radicales o uniones distintas.
Dentro de los monosacáridos puede haber n carbonos asimétricos y aparecen esteroisómeros.
Se adoptan los prefijos D y L refiriéndose a la posición del grupo hidroxilo (OH) del carbono asimétrico mas
alejado del carbono nº1.
Isómeros Enantiomorfos: Son aquellos que tienen su imagen especular (espejo), es decir, que los OH de los
carbonos asimétricos nunca coinciden.
Isómeros Epímeros: Solo cambia un OH
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Isomería Óptica: Cualquier monosacárido disuelto en agua puede desviar el plano de la luz polarizada hacia la
derecha o hacia la izquierda.
Si lo desvía hacia la derecha, dextrogira
Si lo desvía hacia la izquierda, levógiro
DISACÁRIDOS
Son moléculas glucídicas formadas por la unión de 2 monosacáridos, formados por un enlace o−glucosídico.
Esta unión implica una pérdida de agua.
Son dulces, cristalinos, sólidos, blancos, solubles en agua, pero que pueden hidrolizarse (rompen el enlace
para obtener 2 menores).
TIPOS:
• Sacarosa: Azúcar Común. Es el producto de la fotosíntesis que está presente en la savia elaborada de
las plantas. Es el componente del azúcar común de uso culinario, por su sabor dulce. Se obtiene de la
caña de azúcar y de la remolacha. Se forma a partir del enlace de la glucosa y la fructosa.
• Lactosa: Azúcar de la leche de los mamíferos. Se forma a partir de la Galactosa y la Glucosa
• Maltosa: Se produce por la hidrólisis del almidón y del glucógeno
• Celobiosa: Se produce por la hidrólisis.
POLISACÁRIDOS
• Son glúcidos de elevado peso molecular.
• Son poco solubles en agua, insípidos y no cristalizan
• Los polisacáridos se forman por la unión, siempre mediante enlace o−glucosídico, de n moléculas de
disacáridos, siendo n>10
• Por hidrólisis, estas sustancias van a dar disacáridos, y si es una hidrólisis total monosacáridos.
Se clasifican según su función biológica: de reserva energética o estructurales.
De Reserva Energética: Almidón y Glucógeno: Son uniones de glucosa. Se diferencian en que el almidón es
la reserva energética de las plantas, y el glucógeno es la reserva energética de los animales.
Estructurales:
• Celulosa. El enlace o−glucosídico, al contrario de los de reserva energética, es
• Quitina: Esta forma el exoesqueleto (esqueleto externo de los insectos)
PROTEOGLUCANOS Y GLUCOPROTEINAS Pg28
TEMA 4− Lípidos
Punto 1: Concepto
Son biomoléculas orgánicas formadas por carbono, hidrógeno y oxígeno, siendo el más abundante el
hidrógeno. Aparece tb el P y N.
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Punto 2: Características
• Es un grupo, químicamente hablando, muy heterogéneo
• Son untuosos al tacto (grasiento), y brilla
• Una inmensa mayoría, al llevar ácidos grasos, son saponificables.
Punto 3: Clasificación
Se clasifican químicamente como saponificables o insaponificables.
SAPONIFICABLES:
Este grupo posee ácidos grasos en su composición. Químicamente se conocen como éteres de acidos grasos.
ESTERIFICACIÓN:
Estos esteres pueden reaccionar con productos básicos cómo con el NaOH (hidróxido de sodio)
SAPONIFICACIÓN
· Ácidos Grasos:
Químicamente hablando es una larga cadena hidrocarbonada (que siempre tiene un nº par de átomos de
carbono y no pasa de 24), que puede estar saturada (cuando tiene todos los H) o insaturada.
Son los componentes principales de los líquidos saponificables
El ácidos graso saturado más conocido es el esteárico, tiene 18 átomos de C.
El ácido graso insaturado más conocido es el oleico, tiene 18 átomos de C.
Estos ácidos grasos tienen un marcado carácter anfipático, al introducirlo en el agua se crean las micelas.
· Grasas Neutras o acilglicéridos:
− Estas grasas derivan de la esterificación de la glicerina con 3 ácidos grasos.
− Cuando los ácidos grasos que se unen al glicerol son del tipo saturadas aparecen los compuestos biológicos
llamados: grasas animales, mantecas o sebos. Tienen un punto de fusión alta, por eso son sólidas.
Cuando son ácidos grasos insaturados, el producto que aparece son los llamados aceites.
− Su importancia biológica reside en que son reserva energética.
En los animales se reservan en los adipositos (células encargadas de almacenar grasa).
En los vegetales se almacenan en las vacuolas de cualquier célula, sobre todo en el fruto y en la semilla
− Sirve de aislante térmico
· Ceras:
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Son esteres formados por alcoholes de larga cadena y un ácido graso de larga cadena. Aparecen en tejidos
impermeabilizantes.
· Fosfolípidos:
Rsultan de la esterificación de la glicerina, con un ácido graso saturado, uno insaturado y con un ácido
fosfórico
Esta molécula tiene un fuerte carácter anfipático (polar o hidrófila); y otra parte hidrofoba (apolar). Este
carácter anfipático le da su característica biológica principal, fabricar membranas celulares.
· Esfingolípidos:
Estos aparecen en las membranas de las neuronas
INSAPONIFICABLES:
Lípidos sin ácidos grasos en su composición, por lo tanto, no son jabones.
· Terpenos:
Derivan de los isoprenos (pg 38). Función Biológica: Dan olor, color, sabor, etc... a los vegetales.
· Esteroides:
Derivan del ciclopentano−perhidro−fenantreno. El más importante es el colesterol, el cual interviene en la
fabricación de membranas biológicas, es el precursor de las sales biliares, de las membranas sexuales y de la
vitamina D (tejido óseo).
TEMA 5− PROTEÍNAS
Punto 1: Concepto y Características
Las PROTEÍNAS son biomoléculas orgánicas formadas por C, H, O y N (es muy frecuente el S y menos
frecuente son el P, Fe, Mg, Cu, etc...)
• Macromoléculas de peso moléculas muy elevado
• Químicamente hablando, muy homogéneo.
• 50% de la materia seca son proteínas
• Fundamentales química y estructuralmente
• Muy específicas (diferencia estructural)
• Expresión de la información genética
• Formadas por aminoácidos
• Son LARGAS CADENAS DE AMINOÁCIDOS
• Se fabrican continuamente en los ribosomas cerebrales
Punto 2: Aminoácidos
Los AMINOÁCIDOS son biomoléculas formadas por un grupo amino () y por (), y estos van unidos por el
mismo carbono , que lleva un H y un R.
Todos los aminoácidos son asimétricos excepto la GLICINA o GLICOCOLA.
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Debido a que los grupos amino y ácido tienen facilidad para ionizarse con facilidad se dice que los
aminoácidos son compuestos ANFÓTEROS (se pueden comportar como ácidos o como bases según les
convenga, ventaja para hacer frente a los cambios de pH del medio celular)
Punto 3: Clasificación
Hay 4 tipos de aminoácidos(de los 20 existentes): No polares, sin carga, ácidos y básicos. Existen 8
esenciales, que al no fabricarlo nuestro cuerpo, tenemos que tomarlo de los alimentos.
La unión de 2 aminoácidos se produce por un enlace PEPTÍDICO (enlace covalente fuerte que no permite el
giro, lo cual es determinante para la configuración tridimensional de las proteínas).
Punto 4: Estructura
La función biológica de una proteína viene dada por su configuración electrónica. Se diferencian 4 niveles en
la estructura de las proteínas:
1º Nivel o Estructura Primaria: nº, tipo, FORMA y orden de los aminoácidos que forman dicha proteína
2º Nivel o Estructura Secundaria: Es la 1º con una forma determinada, según los aminoácidos que forman la
primera puede ser:
• Hélice: Se forman puentes de hidrógeno cada 4 aminoácidos. Dan estabilidad a la estructura.
• Laminar
3º Nivel o Estructura Terciaria: Auténtica conformación de las proteínas. Las cadenas −hélice se enrollan
sobre sí mismas gracias a enlaces como los puentes disulfuros (fuerte) y enlaces débiles.
Hay dos tipos de estructuras:
• Fibrosas: Alargadas, insolubles, resistentes, estructurales. Con enlace Laminar. (Ej: Colágeno y
queratina forman base en el tejido conjuntivo)
• Globular: Esférica, solubles, menos resistentes. Función dinámica y reguladora (Ej: Lisozima presenta
una estructura media entre los 2 modelos)
4º Nivel o Estructura Cuaternaria: Son 4 estructuras terciarias unidas 2 a 2. Cada cadena es una subunidad. El
conjunto de subunidades forma un oligómero. Las interacciones que mantienen la estructura cuaternaria son
los puentes de hidrógeno, las interacciones hidrófobas y electrostática.
Punto 5: Propiedades de las Proteínas
1. Desnaturalización: Las proteínas pueden perder su estructura natural, perdiendo por tanto la función
biológica que realiza. Esto se consigue subiendo la Tª; pero algunas pueden renaturalizarse, volviendo a tener
su función.
2. Conformación: La forma tridimensional característica de una proteína por su estado nativo (condiciones
celulares como el pH y la temperatura)
Punto 6: Clasificación
Homoproteínas: En su secuencia química solo hay aminoácidos
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• Escleroproteínas o fibrosas: Dan estructura y forma (Ej: Colágeno)
• Albúminas: Reserva alimenticia
• Globulinas: Defensivas
• Histonas: Proteínas Básicas. Función estructural del ADN
Heteroproteínas: Una parte está formada por aminoácidos y otra parte son grupos prostéticos.
• Glucoproteínas: Se le unen glúcidos
• Lipoproteínas: Se le unen lípidos
• Nucleoproteínas: Su unen con acidos nucleicos. (Virus y ribosomas)
• Fosfoproteínas: Contienen fosfatos (caseína leche)
Punto 7: Funciones de las Proteínas
Cada proteína realiza una función determinada y específica que depende de su estructura.
• Acción Enzimática: Catalizan las reacciones químicas
• Transporte: Las proteínas se unen a moléculas o iones específicos, y se separan en otro lugar.
• Movimiento y Contracción: Contracción Muscular
• Soporte Mecánico y estructural: Colágeno, queratina y elastina
• Nutrición y Reserva: Albúminas, la caseína, proteínas de las semillas
• Inmunidad: Inmunoglobinas
• Regulación Hormonal: Paratoidea, insulina
• Regulación de la diferenciación
• Recepción y transmisión de señales: Rodopsina
Punto 8: Enzimas
Enzima: Proteína que actúa cómo biocatalizador. Son las proteínas que van a catalizar todas las reacciones
químicas que se dan dentro de los seres vivos.
Catalizador: Producto que facilita, favorece y acelera una reacción química.
Reacción Química: Transformación de un sustrato a un producto, para la cual hay que superar la energía de
activación.
CARACTERÍSTICAS DE LA ACCIÓN ENZIMÁTICA
Pequeña cantidad de enzimas + gran cantidad de sustratoenzimas se recuperan
La principal característica de los enzimas es su elevada especifidad. Esta es doble y explica que no se formen
subproductos:
Especifidad de Sustrato: Molécula que recibe la acción enzimática
Especifidad de Acción: Cada reacción está catalizada por un enzima específico.
El sustrato se une a la enzima en el centro activo.
Algunos enzimas se unen a cofactores, que según sunaturaleza pueden ser:
Cofactor: Denominación que se reserva para iones o moléculas sencillas
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Coenzima: Se usa cuando es cofactor es una molécula orgánica
MECANISMO DE ACCIÓN ENZIMÁTICA Y SU CINÉTICA
Este mecanismo de acción se presenta en 3 pasos:
1º Enzima reconoce sustrato, se unen y forman un complejo E−S
2º Transforma el sustrato
3º Aparece producto aparece y se recupera la enzima.
La velocidad a la que ocurre esta reacción tb está relacionada. Esta velocidad relaciona la cantidad que
sustancia que se transforma en unidad de tiempo.
La regulación enzimática depende de una serie de factores:
• Presencia de concentración de sustrato
• Temperatura
• PH
• Inhibidores
Inhibidores: Sustancias químicas que disminuyen la actividad y la eficacia de la enzima. Pueden ser de 2
tipos:
Irreversibles: Paraliza la enzima para siempre
Reversibles: Paralizan la momentáneamente a la enzima. Y estos se pueden dividir en competitivos (compiten
por el centro activo) y no competitivos (no compiten por el centro activo).
TEMA 6− ÁCIDOS NUCLEICOS
Punto 1: Concepto
Ácidos Nucleicos: Macromoléculas orgánicas formadas por C, H, O, N y P, formados por unidades básicas
llamadas nucleótidos. Contienen la información hereditaria. Se transmiten de generación en generación por la
reproducción celular. Hay 2 tipos: ADN y ARN.
ADN está localizado en el interior del núcleo, mientras que el ARN está dentro y fuera de este.
El ADN junto con el ARN interviene en la fabricación de proteínas
Punto 2: Nucleósidos y Nucleótidos
Nucleósido: Unidades básicas para fabricar los ácidos nucleicos, y estos se forman a partir de 1 pentosa +
(enlace n−glucosídico) 1 Base Nitrogenada, las cuales proceden de la purina ( Adenina y Guanina) o de la
pirimidina (Citosina, Timina, Uracilo)
Nucleótido: Nucleósido + (enlace éster) Fosfato
Punto 3: Funciones de los Nucleótidos
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1º Unidades básicas para fabricar los ácidos nucleicos
2º Algunos poseen función coenzimática, intervienen en la catálisis enzimática. ATP y ADP transfieren
energía
3º Mensajero Químico AMPC
Punto 4: Tipos de Ácidos Nucleicos
ADN
Composición: Es una cadena de desoxirribonucleótidos (Adenina, Guanina, Timina y Citosina) que se unen
mediante un enlace fosfodiéster.
Estructura:
Estructura 1ª: Conocer la secuencia de nucleótidos del ADN
Estructura 2ª: Estructura en el espacio. El ADN es una doble cadena de nucleótidos, cada una es
complementaria con la otra, antiparalelas, enrolladas alrededor de un eje imaginario, dando lugar así a una
forma en el espacio en hélice. Son complementarios porque frente a una base nitrogenada esta su
complementaria y se unen por enlaces puentes de hidrógeno. Estudiada por Watson y Crick en 1953.
Localización:
• Si la célula es eucariota:
El ADN está en el núcleo, es bicatenario lineal, y lleva unión de proteínas.
• Si es una bacteria o células procariotas:
El ADN está suelto en el protoplasmas, es bicatenario cíclico.
• Si es un virus:
Tiene un ADN sencillo, monocatenario, y puede ser lineal o cíclico
Función: Esta molécula es conocida como la molécula portadora de la información genética. Esta
información esta escrita en un lenguaje de nucleótidos, y este se traduce en un lenguaje de aminoácidos,
convirtiéndose al final en proteínas.
ARN
Composición: Es un polinucleótido del tipo ribosa, de tipo ribonucleótido cuyas bases nitrogenadas son la A,
G, C, U. Es una cadena lineal y sencilla.
Tipos:
ARNr (ribosómico): Mas abundante (80%).Componente fundamental de los ribosomas, estructuras
encargadas de la biosíntesis de las proteínas.
ARNm (mensajero): Menos abundante (2% − 5%)Cadena lineal de hebra única que es responsable del
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traslado de la información genética del ADN al citoplasma para la síntesis de proteínas.
ARNt (transferencia o soluble): 16 %. Forma de trébol. Será el encargado de captar los aminoácidos en el
citoplasma y llevarlos a los ribosomas, donde los colocan en el lugar adecuado de acuerdo con la secuencia de
ARNm para sintetizar las proteínas. Según determinadas bases ARNt se une a un aminoácido específico por el
último triplete CCA
Punto 5: Código Genético
Código Genético: Es la relación de correspondencia entre los nucleótidos de un polinucleótido y los
aminoácidos. Es:
−Degenerado: Pq un aminoácido puede estar determinado por varios tripletes.
−Universal: Es igual en todo el mundo.
TEMA 7− BASE QUÍMICA DE LA HERENCIA
Punto 1: Información Genética: ADN, Cromosomas y Genes
ADN es la base química de los cromosomas, los cuales se heredan, se transmiten y se pasan de padres a hijos.
Un gen es la unidad básica de la información genética. Cada gen codifica una proteína
Punto 2: Expresión de la Información Genética
a) Transcripción: Proceso de síntesis del ARN. Si es una célula eucariota, siempre ocurre en el núcleo, donde
se fabrica ARNr, ARNt y ARNm. Actúa una enzima ARN polimerasa
La Transcripción del ARNm en una eucariota tiene las siguientes fases:
1ª Fase (Iniciación): Comienza a partir del ADN, el cual tiene una zona con una señal específica, TATA box,
que es reconocida por la enzima. Esta zona se abre, se separan las bases nitrogenadas y comienza la
trascripción
2ª Fase (Elongación): La cadena de ARN crece de 5' a 3'. Se transcriben exones e intrones.
3ª Fase (Terminación): Existe una señal de terminación que indica el fin del gen, que todavía no se conoce
con seguridad.
4ª Fase (Maduración): El ARN sintetizado se le llama ARN transcrito primario. Se eliminan los intrones,
mediante corte y empalme, uniéndose los exones entre sí. Algunas veces se produce la corrección del ARN
una vez transcrito.
Intrones: Secuencias intermedias que no codifican proteínas
Exones: Regiones que cifran las proteínas.
b) Traducción: Síntesis de una proteína. El ARNm lleva la información genética en un lenguaje de
nucleótidos. El ARNt transporta aminoácidos. Los ribosomas se encargan de unir el ARNm con el ARNt.
Estos ribosomas están formados por 2 unidades (cabeza y casco de soldado): la parte pequeña (cabeza) recibe
el ARNm, y lo recibe por su extremo 5'. La subunidad A y P sirven para recoger el ARNt.
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Se distinguen varias fases:
1ª Fase o de Iniciación: El ARNm llega a la parte pequeña del ribosoma, y entra por el lado 5'
2ª Fase o de Elongación: El ARNm pasa por la parte pequeña, y encaja en las subunidades A y P, donde hay
2 aminoácidos, que se unen, dejando un hueco libre donde entra un tercer aminoácido que viene en el ARN
3ª Fase o de Terminación: Llega un codón del ARNm que indica el fin, y la proteína sale fuera.
Punto 3: Regulación y Control de la Expresión Genética
Si la expresión genética no es regulada, tanto en cantidad como en tiempo, se produciría un despilfarro de
energía y un caos metabólico. No es la misma regulación en una célula procariota que en una célula eucariota,
especializada.
El modelo del OPERÓN, control y regulación de la síntesis de proteínas (expresión genética) es el que se
acepta actualmente; siendo el más estudiado el Operón Lac.
Los elementos que componen el modelo del operón son:
(p) Promotor: Secuencia a la que se une a la ARN polimerasa para la transcripción.
(o) Operador: Secuencia inmediatamente anterior a los genes estructurales y que puede ser bloqueada por
una proteína represora.
(e) Genes Estructurales: Codifican las proteínas de un proceso metabólico
(r) Gen Regulador: Codifica la proteína represora.
Punto 4: Replicación del ADN
La célula hija hereda de la madre toda su información genética. Las células se dividen por mitosis (antes de
dividirse la célula madre se duplica el ADN). El proceso de duplicación es un acontecimiento clave en el ciclo
celular e imprescindible para que se realice la división celular.
La continuidad de la vida se basa en transmitir la información genética con una exacta fidelidad y sin errores.
La idea de la replicación viene de Watson y Crick. En 1957 Mesensol y Stahl comprueban esa idea y la
experimentan con su modelo, llamado SEMICONSERVATIVO.
La replicación semiconservativa en la célula eucariota del ADN. Fases:
• Fase de Iniciación: Comienza en un punto de iniciación, actúa una enzima, el ADN polimerasa que
separa las bases nitrogenadas, y fabrica una burbuja de replicación.
• Fase de Elongación: La doble orquilla abre la cadena, y llegan nucleótidos dATP, dTTP, dCTP,
dGTP, creando las nuevas cadenas.
Punto 5: Mutaciones
Son los cambios o alteraciones del material genético que se pueden heredar y detectar.
TIPOS:
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• Genómicas: Es la que afecta al nº de cromosomas
• Cromosómicas: La que afecta a un cromosoma o a su estructura.
• Génicas: La que afecta a un gen. (altera una o varias B.N.)
CAUSAS:
• Espontáneas: Surgen de forma natural. Pueden ocurrir durante la replicación del ADN
• Inducidas: Debidas a un agente mutágeno. Pueden sustituir o midificas B.N.
CONSECUENCIAS:
• Origen y evolución de las especies
• Variedad genética de cada especie
• Aparición de enfermedades hereditarias.
Punto 6: Tecnología del ADN
Ingeniería Genética: Ciencia que se ocupa de manipular los genes y los productos. Sus métodos son conocidos
como técnicas del ADN recombinante. Esta técnica toma un fragmento de ADN de un ser vivo y lo une a otro
ADN de otro ser vivo y se hacen in−vitro.
TEMA 8− ORGANIZACIÓN Y ESTRUCTURA CELULAR
Punto 1: Información Genética: ADN, Cromosomas y Genes
Célula: Unidad básica de un ser vivo. Esta nace, rece, se desarrolla, se relaciona con el entorno (para obtener
materia y energía), y se reproduce.
Teoría Celular: Consiste en estudiar la célula. Esta se debe a muchos científicos. En 1965 Hooke le da
nombre a la célula.
• 1835 Schleiden y Shwann −> Padres de la teoría celular: La célula es la unidad anatómica y
fisiológica de cualquier ser vivo
• Virchow afirmó que cada célula viene de otra
• Ramón y Cajal −> Gracias a él se acepta la teoría celular por su descubrimiento de las neuronas.
La Teoría Celular dice:
• Todos los seres vivos están formados por células
• La célula es la unidad fisiológica más pequeña
• La célula es la unidad anatómica de los seres vivos
• La célula es la unidad genética de todos los seres vivos, cualquier célula viene de otra célula
• La célula es la unidad hereditaria, transmite su ADN.
Punto 2: Organización Celular
Membrana Celular: Estructura delgada. Barrera que separa a las células de su entorno, pero no la
aísla, pq permite el intercambio entre el interior celular y el exterior.
Citoplasma o Citosol: Medio interior de la célula; es un medio fluido donde se encuentra todo el
contenido celular. Se realizan numerosas reacciones bioquímicas.
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Material Genético o ADN: Es la molécula que dirige la vida celular, y se transmite generación tras
generación.
PROCARIOTA
La organización procariota es muy antigua y sencilla. Es + grande que la eucariota. Tiene un núcleo
indefinido. ADN sin proteínas. 1 cromosoma. Genes continuos. Sin orgánulos membranosos. Ribosomas 70s.
Con mesosomas. División Simple.
EUCARIOTA
Tiene una antigüedad de 1700 millones de años. + chica que la procariota. Núcleo definido. ADN ligado a
proteínas. Varios cromosomas. Genes fragmentados. Con orgánulos membranosos. Ribosomas 80s. Sin
mesosomas. División mitótica.
TEORIA DE MARGULIS: Surge por procesos de invaginación (mesosomas cubren el ADN) celular y de
endosimbiosis (una procariota se come otra más pequeña, surgiendo la eucariota.
Punto 3: Estructura Célula Eucariota
3.1. Estructuras Celulares
MEMBRANA CELULAR (Membrana Plasmática): Barrera que separa el interior y el exterior celular, no
aísla a la célula porque permite la comunicación. Mantiene la integridad de las células
Composición: Presenta abundantes fosfolípidos. Aparece tb el colesterol (exclusivo de las células
animales. Los fosfolípidos forman una doble capa en la membrana celular (micelas). Estos se mueven
por difusión lateral y rotación, y rara vez en flip−flop
Presenta tb. proteínas tipo globulares. Pueden ser intrínsecas (al lado de los fosfolípidos) o extrínsecas
(dentro de la célula, pegadas a la membrana)
Presenta glúcidos oligosacáridos, pueden ser de tipo glucolípidos o glucoproteínas. Estos forman la
estructura llamada glucocálix (situado en el exterior, es la zona de identificación de la célula).
Estructura: En 1972 Singer y Nicolson le dan el nombre de Mosaico Fluido. Es una doble capa de
fosfolípidos, y entre esta se encuentran las proteínas y aparecen el colesterol entre ellos. Es una
estructura asimética y viscosa.
Funciones: Señala el límite entre el interior y el exterior celular. Su misión es estructural. Recibe
información externa y la transmite. Controla el gradiente electroquímico. Permite el paso entre el
interior y el exterior (permeabilidad de membrana), lo cual permite el transporte a través de la
membrana.
Tipos de Transporte a través de la membrana:
Difusión:
• Pasiva: Sin gasto de energía. Paso libre de una sustancia a través de la membrana y siempre a
favor del gradiente de concentración.
• Activa: Gasto de Energía. Difusión facilitada. Pasan gracias a una proteína que hay en la
membrana.
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Transporte Activo: En contra del gradiente de concentración. Gran gasto energético. (Bomba Na+/K+)
(Bomba Ca2+)
Endocitosis: Es un proceso que lleva a cabo la membrana celular mediante la creación de pseudópodos
(falsos brazos) (invaginación). Este proceso lo hace cuando la célula quiere capturar células de gran
tamaño.
• Fagocitos: Comer células
• Pinocitosis: Captura líquidos
Esta tb se puede hacer mediante Receptores de Membrana
Exocitosis
PARED CELULAR: Cubierta gruesa y rígida cuya composición química es de celulosa y pectina.
Estructura: Forma geométrica. Formada por (exterior−interior):
−Pared Primaria: Celulosa, microfibrillas
−Lamina Media: Pectina
−Pared Secundarioa: Celulosa, microfibrillas
Algunas plantas rellenan esta pared de lignina, que le aporta resistencia. Tb. la llenan de suberina, da lugar al
suber.
Función: Protectora y de exoesqueleto. Tiene zonas de punteadura, donde la pared se hace mas estrecha y se
produce el intercambio con el exterior.
3.2. Citoplasma
Espacio comprendido entre la membrana celular y la del núcleo. Este contiene hialoplasma (contenido
líquido del citoplasma) que es un 85% de agua, y un 25% de proteínas o enzimas, pq se producen
reacciones químicas. Aparece tb. un citoesqueleto, debido al tamaño y a la complejidad de la célula.
Surge para organizar todo su interior.
Los orgánulos celulares están suspendidos por el citoplasma.
3.2.1. Orgánulos citoplasmáticos no membranosos.
CENTRIOLOS: Estructura microtubular y situada muy cerca del núcleo. Son exclusivos de las
eucariotas animales Los centriolos están formados por 9 cadenas, formadas a su vez por 3 pequeños
tubitos. El aster es la fibra de proteína que rodean los centriolos. Este interviene en el movimiento de
las célula, fabrican el aparato locomotor de las células (Cirios). Interviene tb. en la división celular,
formando el huso acromático.
RIBOSOMAS: Químicamente están formado por ARNr y proteínas. Estructuralmente están formados
por subunidades 80s, formados a su vez por unidades 60s y 40s. Estas están sujetas en el citoplasma, las
cuales encajan dejando un pequeño espacio para que entre el ARNm. Las procariotas tienen ribosomas
70s formados por 50s y 30s.
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Se encuentra libre y tb. asociado al retículo endoplasmatico. Cuando los ribosomas se asocian entre
eloos dan lugar a los polisomas.
Interviene en la síntesis de proteínas. Es el encargado de sintetizar las proteínas.
3.2.2. Orgánulos citoplasmáticos membranosos.
3.2.2.1. Sistemas de Membrana
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO: Auténtica red de membrana en el interior del citoplasma. Suele
formarse a partir de la membrana nuclear. Hay 2 tipos:
• Retículo Endoplasmático Rugoso: Tienen en su superficie externa gran cantidad de ribosomas
pegados. Se encarga de recoger las proteínas y transportarla hacia fuera. Tb. crea las
glucoproteínas (une los glúcidos y las proteínas)
• Retículo Endoplasmático Liso: Es una auténtica fábrica de lípidos. Une los lípidos a la proteína
que venía de antes, formando lipoproteínas.
APARATO DE GOLGI: Estructuralmente tiene forma de sacos apilados. Al final se presentan unas
vesículas grandes (de secreción) y pequeñas (encargadas de dar origen a los lisosomas).
Su función es meramente de almacenamiento de productos químicos fabricados en la célula para su
posterior distribución. Tb. se encarga de reparar las sustancias que llegan mal terminadas.
3.2.2.2. Orgánulos Membranosos no Energéticos
LISOSOMAS: Son vesículas de membrana sencialla y de tamaño pequeño. Son muy abundantes en la
eucariota animal.
Funcion: Digestión de la célula. Está lleno de enzimas digestivas (hidrolasas). Estas enzimas hacen un
pH ácido (5). Poseen una pared interior de glúcidos, que resiste la acción hidrolítica de esas enzimas.
Existen 2 tipos de lisosomas:
• Primarios: De pequeño tamaño que no ha intervenido en la digestión
• Secundarios: Realizan la digestión
La digestión que realizan puede ser:
• Intracelular: de sustancias internas o externas a la célula
• Extracelular: El lisosoma sale de la célula y suelta sus hidrolasas
PEROXISOMAS: Son pequeños orgánulos que contienen catalasas y oxidasas (enzimas de oxidación).
Es un orgánulo antiguo, que interviene en algunas rutas metabólicas (lípidos glúcidos).
VACUOLAS: Aparecen en los vegetales. Son pequeñas y numerosas en las células jóvenes
(meristemáticas), disminuyendo el número con la edad de la célula, hasta fundirse en una única vacuola
muy grande y central que comprime citoplasma y núcleo contra la membrana plasmática. En los
animales, las vacuolas se corresponden con estructuras relacionadas con el sistema lisosomal.
Función: Almacenar el exceso de agua. Contienen azúcares disueltos, almidón y proteínas, pigmentos y
sdales minerales.
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3.2.2.3. Orgánulos Membranosos Energéticos o Bimembranosos
MITOCONDRIAS: Descubiertas por Altmann 1886 llamadas bioblastos. Se encuentran en cualquier
célula viva (sobre todo aerobias). Son fábricas de energía. Algunas células debido a su intensa función
son muy ricas en mitocondrias.
Tiene forma alargada, y al ser un orgánulo móvil, cambia su forma. Puede dividirse (por partición o
segmentación).
Presenta dos membranas: interna o externa. Estas separan 2 cámaras: interna o matriz mitocondrial o
externa (mas permeable). En esta última aoarecen un tipo de −oxidación
La matriz interna hace invaginaciones interna que se llaman crestas mitocondriales. Aquí se realiza la
cadena respiratoria (Ciclo de Krebs Oxidación del ácido pirúvico de los ácidos grasos y de los
aminoácidos). En estas crestas hay una gran cantidad de proteínas con función enzimática y está el
complejo ADN sintetasa.
En la matriz hay ADN mitocondrial, ARN mitocondrial, incluso se han encontrado ribosomas
mitocondriales. La función principal de la mitocondria es la formación de ATP.
PLASTOS: Exclusivos de los vegetales. Hay 2 tipos: cromoplastos (pigmentos que le dan color) y los
leucoplastos (sin pigmentos).
Los cloroplastos son los más importantes, pq en ellos se realiza la fotosíntesis (transformación de la
energía solar). Son muy abundantes en las células parenquimáticas. Tienen una forma redondeada y
observada, se descubren 2 membranas que son planas (sin invaginaciones)
Los cloroplastos llevan un pigmento (clorofila) que le da color. (orgánulos ovalados) La 1ª de sus
membranas es muy permeable y la interna más selectiva. (Conjunto de tilacoides Grana) (dentro
tilacoides clorofila)
El resto del interior del cloroplasto se llama estroma (líquido viscoso).
La fase luminosa de la fotosíntesis se hace en los tilacoides. La fase oscura se produce en los estromas
(mediante el ciclo de Calvin, por el cual se usa el CO2)
3.3. Núcleo
Estructura constante en la célula eucariota. Alberga la información genética contenida en el ADN, y
dirige toda la actividad celular (cerebro de la célula). Este núcleo presenta variedad de formas y de
tamaño, según el momento de vida celular, ya que la célula presenta 2 períodos de vida interfásica, en
uno de ellos la célula crece y en el otro se divide.
En núcleo interfásico se distinguen las siguientes estructuras:
CARIOTECA: Formada por 2 membranas celulares. Una externa y otra interna. Presentan poros
(zonas donde se interrumpen las membranas) donde se unen ambas membranas, y funcionan como
diafragma (se abre y se cierra).
NUCLEOPLASMA: Medios líquidos que obligan a hacer soluciones coloidales.
NUCLEOLOS: Fábrica de ribosomas. El núcleo suele estar formado por 2 o 3 nucleolos. Cuando el
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núcleo entra en división desaparecen.
CROMATINA: Complejo de nucleoproteínas., formada por fibras de ADN y proteínas, y estas son las
histonas. La cromatina no se ve en unidades independientes, y son distintas fibras de ADN. La
cromatina tiene información genética.
Existe tb. un núcleo mitótico:
Al final de la interfase la cromatina se empieza a hacer visible, y es que el ADN se condensa, se enrolla y
se pliega y forma como una especie de bucle; esto es debido a que el ADN se ha duplicado. Ya on se
habla de cromatina, se habla de cromosomas, que alcanzan un grado máximo de condensación durante
una fase que se llama metafase.
El cromosoma metafásico presenta 2 unidades fundamentales llamadas cromátidas. Son simétricas e
idénticas. La zona donde se unen ambas cromátidas se llama centrómero. Cinetócoro es una zona de
anclaje que está a cada lado del centrómero. Los extremos de las cromátidas reciben el nombre de
telómeros.
CLASIFICACIÓN CROMOSOMAS
−Metacéntricos: Los 2 brazos tienen la misma longitud pq el centrómero está en el centro.
−Submetacéntricos: Un brazo mayor que otro.
−Acrocéntricos: Gran diferencia de tamaño entro los brazos superiores e inferiores.
−Telocéntricos: Un solo brazo ya que el centrómero está en el extremo del cromosoma
NÚMERO DE CROMOSOMAS
Todas las células vivas suelen llevar un número par de cromosomas, el cual identifica la especie de su
portador. Cromosomas emparejados = homólogos. Un juego cromosomas homólogos (23) proceden del
padre y otro de la madre. Todas las parejas excepto la ultima (sexuales) recibe el nombre de autosomas.
Todas las células del ser humano se llaman somáticas y son diploides, excapto las células reproductoras
(haploides)
TEMA 9− LA CÉLULA VIVA
Punto 1: Concepto de Materia Viva
Célula: Unidad básica de todo ser vivo. Sistema abierto y dinámico, ya que es capaz de realizar un conjunto
de procesos encaminados a la autoconservación y mantenimiento del individuo frente al medio (nutrición y
relación) y a su perpetuación a lo largo del tiempo (reproducción).
Vida: Conocimiento de la fisiología celular
Sensibilidad o Irritabilidad: Capacidad de percibir estímulos y reaccionar a los mismos.
Tactismos: Movimientos celulares provocados por estímulos externos, que pueden ser positivos (dirigidos
hacia el estímulo) o negativos (alejándose del estímulo).
Punto 2: Ciclo Celular
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Conjunto de cambios que sufre una célula desde que se ha formado hasta que se divide.
En las células eucariotas el ciclo celular se divide en 2 fases: interfase (formada por un momento G1, S1, G2)
y fase M (mitosis o citocinesis).
Interfase: Período de tiempo que transcurre entre 2 divisiones sucesivas y ocupa la mayor parte del ciclo
celular.
Durante este período, la célula tienen una gran actividad metabólica (crece). Períodos:
1º Período G1: La célula sintetiza proteínas y se dedica a aumentar el nº de orgánulos citoplasmáticos. Se
alcanza el punto de no retorno (punto R) a partir del cual la célula realizará el proceso completo.
2º Período S: Se replica el ADN del núcleo. Esta fase es larga, dependiendo de la temperatura y tipo de célula,
en los mamíferos dura 7 horas.
3º Período G2: Dura desde el final de la replicación hasta que los cromosomas se condensan al inicio de la
mitosis. Dura muy poco (3 horas mamíferos) En esta fase las células se redondean.
Punto 3: Mitosis y Citocinesis
División Mitótica (conservadora): Proceso por el cual una célula madre origina 2 células hijas con el mismo
número y tipo de cromosomas. Es la división mas común de todos los seres vivos.
Un ser unicelular por mitosis da lugar a nuevos seres, mientras que en los pluricelulares crece el individuo, se
regeneran estructuras corporales, sustituyen células muertas, etc...
FASES
Profase: Los centríolos duplicados se alejan el uno del otro y aparece el huso acromático. Desaparecen los
nucleolos y los cromosomas se condensan dando lugar a las cromátidas. Comienza a desaparecer la membrana
nuclear.
Metafase: Cromosomas se sitúan en el ecuador de la célula. El huso acromático pasa por el centrómero y da
forma de estrella.
Anafase: (menos duración) El huso acromático tira de los cromosomas y los rompe por la mitad, separando las
cromátidas.
Telofase: Desaparece huso acromático. Se desenrollan los cromosomas apareciendo la cromatina. Aparece la
membrana nuclear dando lugar a los nucleolos y a 2 núcleos distintos en la misma célula, situándose en los
polos.
Aquí acaba la mitosis, empezando la citocinesis: división del citoplasma.
Punto 4: Meiosis
Mecanismo especial de división celular, por el cual a partir de una célula madre (2n) se van a originar 4
células hijas (n). (reduccional). Durante este proceso se realiza una recombinación genética, el individuo
entonces es capaz de fabricar sus propios cromosomas, de ahí la gran variedad de individuos.
FASES:
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MEIOSIS 1
Profase 1: Los cromosomas se condensan, estos homólogos se aparean (pegan) y se le llama sinapsis y ocurre
en la recombinación genética. Al final se separan, desaparece la membrana nuclear y aparece el huso
acromático.
Metafase 1: Huso acromático formado, centríolos en los polos y los cromosomas homólogos quedan unos en
frente de otro.
Anafase 1: Los cromosomas se separan sin romperse
Telofase 1: Se divide la célula madre y aparecen 2 cromosomas en cada célula.
MEIOSIS 2
Profase 2: Cromosomas llegan duplicados con las cromátidas unidas a nivel del centrómero.
Metafase 2: Cromosomas se incorporan al huso y se colocan en una placa metafásica.
Anafase 2: Centrómeros se separan, cromátidas hermanas se convierten en cromosomas, que se trasladan a los
polos opuestos.
Telofase 2: Se condensan los cromosomas y se crean las membranas nucleares.
IMPORTANCIA DE LA MEIOSIS
La meiosis es el mecanismo para crear células reproductoras, consiguiendo gran variabilidad genética. La
meiosis puede ser masculina o femenina (gametogenésis).
Punto 5: Nutrición Celular
Proceso biológico que va a permitir a la célula tomar materia y energía de su entorno, para poder
construir su propia estructura y hacerla funcionar.
Fases:
1º Ingestión: Toma materia
2º Digestión: Transformación del material ingerido y transformación en nutrientes.
3º Metabolismo: Reacciones químicas de la célula
4º Excreción y secreción
Existen varios tipos de nutrición, dependiendo de la fuente de carbono.:
• Fuente = CO2 Nutrición autótrofa, seres litotrofos.
• Fuente = Moléculas Orgánicas sencillas Seres heterótrofos.
• Fuente = Luz Solar Seres fotosintéticos
• Fuente = Moléculas Orgánicas Seres Quimiosintéticos.
• Fuente = O2 Aerobias
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TEMA 10− METABOLISMO CELULAR
Punto 1: Concepto de Metabolismo
La nutrición implica numerosas reacciones químicas, para aprovechar los nutrientes. El metabolismo es el
conjunto de reacciones que ocurren dentro de la célula. Hay 2 tipos:
1) CATABÓLICAS: Reacciones destructivas o de descomposición. Consisten en transformar moléculas
complejas ricas en energía en moléculas más sencillas, consiguiendo:
• Materia prima para la célula
• Energía para el trabajo que hace el ser vivo
El catabolismo son reacciones químicas convergentes, ya que de complejas materias se obtienen sustancias
sencillas.
2) ANABÓLICAS: Reacciones constructivas. Crean moléculas complejas a partir de moléculas sencillas.
Rutas Metabólicas
Son todas las reacciones químicas que ocurren dentro de la célula que están interconectadas y ocurren
simultáneamente. Pueden ser:
• Lineales: Hay un sustrato inicial, unos productos intermedios y un producto final.
• Cíclicas
Cualquier ruta metabólica está controlada por enzimas específicas.
Punto 2: Metabolismo y Energía
La materia viva tiene un funcionamiento ordenado y controlado, lo cual no sería posible sin energía. Esta
energía procede del sol, y va a ser capturada por los seres autótrofos y convertida y guardad en moléculas
orgánicas sencillas. (Plantas− Almidón/ Animales− Glucógeno)
Esa energía biológica hay que convertirla en energía útil o de trabajo (ATP). El ATP lo obtienen todas las
células al catabolizar la glucosa.
Punto 3: Catabolismo Celular
1. Son reacciones destructivas
2. Reacciones de Oxidación
3. Reacciones químicas Exotérmicas.
Procesos catabólicos más importantes: Respiración Celular y Fermentaciones.
• RESPIRACIÓN CELULAR
Proceso químico más importante para obtener energía a partir de nutrientes orgánicos.
Se dice que la respiración es un catabolismo total, pq a partir de moléculas orgánicas se obtienen moléculas
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inorgánicas muy sencillas.. S Se obtiene gran cantidad de ATP.
1 C6H12O6 −−− 36 ATP
1 Fermentación −−− 2 ATP
Cuando el último aceptor de electrones es el O2, se llama respiración aerobia.
• RESPIRACIÓN CELULAR AEROBIA
Proceso bioquímico que ocurre en las mitocondrias. La molécula más comúnmente utilizada para la
respiración es la glucosa:
6 O2 + C6H12O6 6CO2 + 6H2O + ATP
La Respiración Celular aerobia es considerada como la ruta central de todo el catabolismo celular.
Este catabolismo de los glúcidos tiene 3 momentos:
• Fase 1 : Glucólisis: Ocurre fuera de la mitocondria, en el citoplasma. Es general para cualquier ser
vivo. Consiste en convertir la glucosa (6C) en 2 moléculas de ácido pirúvico (3C). Dentro de la matriz
el ac. Pirúvico se combina con CoA, resultado el acetil coenzima A, perdiendo CO2, e− y H+.
• Fase 2 : Ciclo de Krebs (ciclo del ác. Cítrico): Ocurre en la matriz mitocondrial. El acetil CoA se une
al oxalacético (4C) y crea el ác. Cítrico (6C). Se pierde CO2 (descarbonización), H+
(deshidrogenación) y e− y en algunas aparece ATP. Todos los electrones e hidrogeniones van a ser
capturados por los coenzimas NAD+ y FAD+
• Fase 3: Cadena Respiratoria: Ocurre en las crestas mitocondriales. Los transportadores de protones
y electrones (NADH2 y FADH2) que previamente se formaron en la glucólisis se dirigen a la cresta
mitocondrial para entregar al último aceptor sus electrones y sus hidrogeniones mediante una
oxidación. Se va a liberar energía en la cresta mitocondrial, apareciendo cerca de 30 ATPs.
2) FERMENTACIONES: No necesitan oxígeno.
Tipo de catabolismo parcial, ya que el resultado final va a ser otra molécula orgánica. La realizan
fundamentalmente los seres unicelulares.
Se realiza en la mitocondria y tiene en común con la respiración la glucólisis. En la fermentación , a partir del
ácido pirúvico se sigue otro cámino: el de la fermentación láctica ( producto final ácido láctico obteniendo 2
ATP y productos lácteos) o el de la fermentación alcohólica (producto final alcohol etílico).
Células Facultativas: Respiran sin o con oxígeno
Células Estrictas: Siempre hacen fermentaciones.
Punto 4: Balance Energético del Catabolismo de los Glúcidos
Fase 1: Glucólisis: 2 ATP + 2 NADH2
Fase 2: Ciclo de Krebs: 2 ATP + 6 NADH2 + 2 FADH2 + CO2
Fase 3: Cadena Respiratoria : 32 ATP + H2O + NAD+
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1 mol glucosa 686 Kcal
36 ATP 263 Kcal
1 ATP 7.3 Kcal
Sólo un 40% de la glucosa se convierte en ATP, el resto se hace calor.
Las células pueden tb. catabolizar lípidos y proteínas:
Fosforilación Oxidativa: ADP + Pi ATP
Punto 5: Anabolismo Celular
Características:
• Reacción constructiva o de síntesis
• Reacciones endotérmicas Consumen ATP
• Reducciones Oxidoreducción
• Reacciones típicas anabólicas: Fotosíntesis, quimiosíntesis, etc..
FOTOSÍNTESIS
Gracias a este proceso se nutren todos los seres vivos de la tierra, dando lugar a los distintos niveles tróficos.
Consiste en fabricar materia orgánica a partir de la inorgánica mediante una energía física:
nCO2 + nH2O − (luz) (CH2O)n + nO2
Tiene 2 fases:
−Fase luminosa: Ocurre siempre en presencia de luz solar. Interviene el agua, la luz y la clorofila. Se hace en
los tilacoides. La luz es abaorvida por la clorofila, rompiendo el agua (fotolisis) y desprendiendo electrones.
−Fase Oscura: No necesita luz, ocurre en el estroma. Ingredientes necesarios: CO2, y los obtenidos en la fase
exterior, excepto el O2 que es expulsado. Estos ingredientes entran a formas parte del ciclo de Calvin (ruta
metabólica cíclica):
6 CO2+18 ATP + 12 NADPHC6H12O6 + 18 ADP + 18 Pi + 12 NADP+
TEMA 11− MICROBIOLOGÍA
Punto 1: Microorganismos
Microbiología: Ciencia encargada de estudiar los microorganismos, virus y relaciones de estos seres con
otros seres vivos microscópicos y con el medio ambiente.
HISTORIA
1686 Comienza la microbiología con Leuwenhock al usar el 1º microscopio.
1887 Comienza microbiología moderna con Pasteur (Pasteurización)
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1890 Koch descubre vacilo de la tuberculosis
Ambos comienzan la fabricación de vacunas
1893 Ivanowski descubre el mal del mosaico del tabaco (virus)
CONCEPTO
Microorganismos: Seres vivos que sólo son observables al microscopio.
CARACTERÍSTICAS
1º Pequeño tamaño permite intercambio de materiales con su entorno siendo la obtención de alimentos y la
liberación de residuos fácil.
2º Se multiplican fácilmente y a gran velocidad
3º De un solo individuo surgen muchos, ya que se reproducen por bipartición
4º Son grandes productores de sustancias
5º Son cosmopolitas y se adaptan con mucha facilidad.
6º Sujetos ideales para la investigación científica
7º Se utiliza el microscopio para estudiarlos, han de ser teñidos mediante disolución. Son sembrados para ser
estudiados.
Punto 2: Clasificación
Acelulares: Virus
Bacterias (moneras)
Procariotas
Celulares: Cianobacterias (moneras)
Protozoos (Protista)
Eucariotas Algas Unicelulares (Protistas)
Hongos (Hongos)
Punto 3: Formas Acelulares
Las más sencillas son los plásmidos, los priones, y los viroides. No son seres vivos, son estructuras biológicas
orgánicas que se encuentran dentro de un ser vivo. Pueden permanecer latente, o revolverse contra el ser vivo
y llegar a matarlo.
Punto 4: Los Virus
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Son estructuras complejas orgánicas, conocidos como formas acelulares. No son seres vivos: no se nutren, ni
se relacionan y para reproducirse necesitan de una célula viva
Características:
• Carecen de orgánulos celulares.
• Contienen un ácido nucleico en su composición. (ADN o ARN, cíclico o lineal)
• Son parásitos obligados de células vivas
• Visibles únicamente al microscopio.
• Cristalizan al separarlos de las células vivas
• Causantes de múltiples infecciones.
• Atraviesan los filtros que retienen a las bacterias (filtros de porcelana)
• Sensibles a los fenómenos físicos, pero son resistentes a los antibióticos.
Clasificación:
Se les clasifica en adenovirus (ADN) o en retrovirus (ARN)
Estructura:
Cualquier virus tiene cápsida: formada por capsómeros (proteínas) y en su interior tienen un A.N..
Algunos poseen envoltura celular.
Esta estructura puede adquirir varias formas: icosaédrica, helicoidal, compleja o esférica.
Punto 5: Ciclo Vital: Ciclo Lítico y Lisogénico
Los virus fuera de la célula son inertes, esperan encontrar una célula hospedadora sobre la que puedan fijarse
e introducir su genoma para llevar a cabo su reproducción.
En el estado intracelular el genoma vírico es capaz de inhibir la expresión génica de la célula hospedadora, y
dirige toda la maquinaria metabólica celular hacia su reproducción, produciendo ARNm vírico y proteínas
víricas.
Ciclo vital del virus se divide en 5 fases:
• Fijación: Célula hospedadora presenta en su membrana celular unos receptores específicos, que pueden ser
reconocidos por los virus e infectarlos. La unión entre virus y membrana puede ser mecánica (bacteriófago
hinca sus patas en un lugar de anclaje) o por una reacción química.
• Penetración: Distintos modos de penetración:
♦ Mecanismo Bacteriófago: Virus infecta bacterias. Penetran en la célula mediante una
inyección, introduciendo su A.N. quedando fuera el resto del virus.
♦ Penetración Directa: Entra el virus entero (endocitosis)
♦ Fusión de membrana: Entran virus con envoltura, al ser semejante al de la célula
hospedadora.
♦ Eclipse: La célula puede detectar el virus, atacarlo y destruirlo, usando enzimas de restricción
y el interferón (defensas específicas). Si el genoma vírico no es destruido, este controlará el
metabolismo celular. En función de la duración de esta fase podemos distinguir 2 caminos:
lítico o lisogénico.
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Lítico: Virus se apropia de la célula y se multiplica masivamente, paraliza el ADN celular y
comienza la replicación, la transcripción y traducción de su genoma vírico.
Lisogénico: Virus permanece en estado de latencia en el interior de la célula, e introduce su
ADN en el de la célula. Célula parasitada se llama lisogénica, y el virus se llama provirus.
Puede surgir un factor externo que active el virus y entonces comienza el ciclo lítico.
♦ Fase de ensamblaje: Todas las partes del virus se unen y se forma un virus nuevo.
♦ Liberación: Salida fuera de la célula del virus. Puede ser por:
⋅ Gemación: Sales unas protuberancias en la membrana celular, que absorbe el
virus y lo arrastra.
⋅ Lisis: Rotura de la membrana de la célula, provocando la muerte de esta.
⋅ Exocitosis: Invaginación dentro / fuera, saliendo el virus de la membrana.
Punto 6: Virus Interesantes
ADN: Herpes, viruela, peste, hepatitis B.
ARN: Gripe, fiebre aftosa, SIDA
Punto 7: Bacterias
Son formas microscópicas celulares procariotas y moneras.
Las características son semejantes a las de un ser microscópico citados anteriormente.
Formas que puede tomar las bacterias: Cocos, bacilos, vibriones y espirilos.
Pared celular da 2 grupos de bacterias: G+ (gram) o G−
La membrana hace unas invaginaciones, que se llaman mesosomas, que hacen la respiración
celular.
Tiene ribosomas 70s
Tiene ADN, que esta suelto. Tiene tb. un ADN circular muy pequeño llamado plásmido.
Clasificación e Importancia de las Bacterias
Atendiendo a su tipo de nutrición las clasificamos:
◊ Autótrofas Fotosintéticas: Conocidas como cianobacterias o bacterias verde azuladas.
Llenaron el planeta de O2. Son los seres vivos más abundantes del fitoplancton.
◊ Heterótrofos: Mas evolucionadas y modernas. Se adaptan a cualquier medio. Se les
clasificas como:
⋅ Saprófitas: Encargadas de descomponer la materia orgánica mediante
fermentaciones y putrefacciones.. Gran interés ecológico e industrial para el
hombre. Son cultivables a gran escala para realizar transformaciones
químicas o obtener productos de gran valor. Son pequeñas factorías vivientes
muy utilizadas en la ingeniería genética.
⋅ Simbióticas: Relación beneficiosa entre seres vivos (animal o planta).
Animales: Facilitan la digestión en el estómago de los rumiantes; aparecen
también en la flora bacteriana manteniendo el pH nivelado. Plantas:
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(rhizobium) vive en las raíces leguminosas, fija el nitrógeno atmosférico a la
planta para que entre, favoreciendo la entrada del nitrógeno en el ecosistema.
⋅ Parásitos: Causan enfermedades infecciosas parasitando la célula y
destruyendo los tejidos vivos, de los cuales se alimenta. También puede crear
infección fabricando toxinas (tétanos). Estas enfermedades se pueden tratar
con antibióticos.
Crecimiento Bacteriano
Es el tiempo necesario para que una población de bacterias crezca, se dividan y mueran. Se
suelen dividir por bipartición, la cual conlleva la replicación del ADN bacteriano. Este
crecimiento se divide en: latencia, exponencial, fase estacionaria y muerte.
Punto 10: Biotecnología
Ciencia aplicada que comprende un conjunto de técnicas procedentes de la biología celular y
la bioquímica, empleada con fines industriales y científicos. Los virus son muy usados para
curar enfermedades.
TEMA 12− INMUNOLOGÍA
Punto 1: Concepto de Infección
Infección: Entrada e invasión en un ser vivo por un agente patógeno micro−orgánico. Este
agente patógeno es capaz de hacer daño en el hospedador, y si se multiplica sin control puede
llegar a producir la muerte del huésped.
Una infección consiste en alterar órganos del hospedador o alterar las funciones de ese ser
vivo.
Infectación: Producida por un ser pluricelular.
Pandemia: una sola infección que afecta a todo.
Endemia: Infección que afecta siempre al mismo lugar.
Los seres pluricelulares han desarrollado un medio interno rico en nutrientes, estable y
acogedor para las propias células, y por tanto los microbios quieren usarlo para satisfacer sus
necesidades biológicas. Cualquier ser pluricelular no permitirá esa invasión, usando unas
barreras defensivas.
Punto 2: Mecanismo de Defensa Orgánica
INESPECÍFICAS
Su mecanismo de acción no tendrá en cuenta el tipo de agente patógeno.
Tipos:
− Externas:
♦ Piel: 1ª y mejor barrera defensiva. Es impenetrable. Ayudada por las glándulas sebáreas y el
sudor, dándole a la piel un pH ácido.
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♦ Mucosas: Piel modificada que recubre las cavidades de nuestro cuerpo que dan al exterior.
♦ Flora Bacteriana Autóctona: Microorganismos propios del cuerpo que lo defienden
fabricando una especie de antibiótico.
♦ pH ácido del estómago.
−Internas:
♦ Inflamación: Al superar las barreras externas se ponen en alerta las barreras internas, formada
por células como:
◊ Mastocitos (tejido conjuntivo) que liberan histaminas provocando las inflamaciones.
◊ Macrófagos: Intervienen en el proceso inflamatorio, fagocitando todo lo extraño que
entra.
ESPECÍFICAS
Llevadas a cabo por el sistema inmunitario o inmune, el cual es el sistema más
complejo de un vertebrado. Se distribuye por todos nuestros órganos y fluidos
vasculares y los intersticiales. Se concentra en órganos especializados como la
médula ósea, el bazo, el timo y los nódulos linfáticos. Este sistema se renueva
continuamente ya que da inmunidad al individuo.
Su mecanismo de acción se basa en un aprendizaje, ya que reconoce lo propio y lo
que no lo es.
A este sistema inmunitario se le define como la resistencia que presentan los
organismos superiores frente a las infecciones provocadas por los gérmenes
patógenos.
La respuesta inmune es el conjunto de fenómenos para neutralizar específicamente al
antógeno.
La reacción inmune es un recuerdo que tiene ese organismo de una infección.
Punto 3: Componentes del Sistema Inmunitario.
⋅ Órganos Primarios: Se fabrican y se maduran los linfocitos que participan
en ese sistema defensivo, como por ejemplo la médula ósea, timo.
⋅ Órganos Secundarios: Lugar donde se almacenan los linfocitos: ganglios
linfáticos, bazo, amígdalas y vegetaciones. Estos órganos activan los
linfocitos, y una vez activados pasan a la sangre y a la linfa. Los ganglios
linfáticos pertenecen al llamado sistema linfático. Son pequeños
ensanchamientos de ese sistema. Es ahí donde se va a reconocer al antígeno
en cuestión.
⋅ Células Inmunocompetentes:
• Células Accesorias: Macrófagos, presentan y alertan a los linfocitos
el agente invasor.
• Linfocitos: Células sanguíneas (glóbulos blancos o leucocitos)
fabricados en la médula ósea, y su maduran en ella reciben el nombre
de Linfocitos B, los cuales pueden ser:
⋅ Células Plasmáticas: Fabrican anticuerpos, y terminada la infección
desaparecen.
⋅ Células Con memoria: Sobreviven a la infección y pervive como un recuerdo.
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Estas células dan lugar a la respuesta humoral. Los linfocitos que son
fabricados en la médula ósea y maduran en el timo y se llaman Linfocitos Y,
y pueden ser:
⋅ Reguladores T8: Pueden ser Colaboradores o Supresores
⋅ Citotóxico T4
• Anticuerpos o inmunoglobulinas: Son proteínas globulares
fabricadas por los linfocitos B plasmáticos. Son sustancias químicas
muy específicas ya que su misión es reconocer el antígeno en
cuestión. (cada antígeno tiene su anticuerpo). Presentan una
estructura en Y formado por 2 cadenas largas de aminoácidos H y
otra 2 cortas L. Las cadenas Ly H se unen por puentes disulfuro.
Existe un dominio variable el cual diferencia los distintos tipos de
anticuerpos. Dependiendo de esta región: IgG, IgA, IgM, IgD y IgE.
Punto 4: Concepto y Naturaleza de Antígenos
Antígeno: Cualquier sustancia capaz de estimular / inducir una respuesta
inmunitaria. Estas sustancias pertenecen a virus, bacterias, células
cancerosas,...
Un antígeno, según su naturaleza química puede ser:
♦ proteína de gran tamaño con forma determinada (normal)
♦ sustancia glucídica, sobre todo polisacáridos, unidos a una
proteína (minoritario)
♦ lípidos (muy raro)
El antígeno para actuar se une a un anticuerpo específico
Punto 5: Respuestas Inmunitarias
Inmunidad: Capacidad que tiene cualquier ser vivo de enfrentarse a las
infecciones y salir victorioso.
TIPOS:
HUMORAL
Consiste en hacer frente a la infección fabricando anticuerpos o
inmunoglobulinas.
1º El antígeno es capturado por un macrófago, el cual avisará a Linfocitos B
en los ganglios linfáticos. (Presentación)
2º Un solo linfocito B es el específico del antígeno invasor, el cual al
reconocer al antígeno, comienza a crecer y a dividirse dando 2 tipos de
linfocitos:
♦ Linfocitos B plasmáticos (anticuerpos específicos): Acaba
con el anticuerpo por lisis o por aglutinación. La respuesta
plasmática es una respuesta humoral muy específica
(intervienen proteínas). Respuesta inmunológica primaria.
♦ Linfocitos de Memoria Inmunológica: Guardan un recuerdo
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del antígeno invasor, y permanecen en la sangre, por si el
cuerpo vuelve a ser atacado por el mismo antígeno. Evita
padecer de nuevo la infección. Respuesta inmunológica
secundaria.
RESPUESTA CELULAR
No intervienen los anticuerpos. Defensa útil para los microorganismos que
consiguen entrar dentro de las células vivas. Es llevada por los Linfocitos T.
Ellos por si solos son incapaces de reconocer el antígeno, necesitan la
presentación de este, que la hace cualquier célula infectada ACP ((Células
Presentadoras del Antígeno), las cuales al defenderse del antígeno consiguen
sus proteínas.
Una vez descubierto el antígeno surgen los Linfocitos Th (T4) (auxiliares)
colaboradores, se dividen y avisan a linfocitos B, y avisa a mas linfocitos Tc
(T8) (citotóxicos) asesinos, que eliminan células malignas del cuerpo. Al
final de la infección surgen los Linfocitos Ts (T8) (supresores) que paralizan
las respuesta inmunológica.
Punto 7: Tipos de Inmunidad
NATURAL: Ha cogido y superado una infección
♦ Activa: Se adquiere cuando un ser vivo supera una infección,
fabricando sus propios anticuerpos, quedando el recuerdo.
♦ Pasiva: Exclusiva de los mamíferos; la madre transmite a su
hijo anticuerpos prestados, quedando el hijo sin el recuerdo.
ARTIFICIAL:
♦ Activa: Conseguida mediante vacunas, las cuales inoculan un
preparado artificial que contiene el antígeno (atenuado o
muerto) el cual tiene su capacidad antigénica (estimula el
sistema inmunitario, pero no tiene carácter patógeno). Las
vacunas son usadas como medida preventiva ya que
provocan memoria inmunológica y se fabrican anticuerpos
propios.
♦ Pasiva: Mediante sueroterapia. Consiste en ayudar a curar a
un individuo que está enfermo o se piensa que lo esta. Se
inyectan anticuerpos fabricados por otro ser vivo, quedando
así sin memoria inmunológica.
Punto 8: Alteraciones del Sistema Inmunológico
El funcionamiento del sistema inmunológico no es siempre correcto dando
lugar a alteraciones como: hipersensibilidad, auto−inmunidad,
inmunodeficiencia.
Hipersensibilidad:
Producción de una respuesta inmune adecuada y exagerada ante un antígeno,
causando a veces daño a los propios tejidos del cuerpo.
Las sustancias que originan las alergias son alergenos.
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Mecanismo: Contacto con el alergeno −> provoca fabricación de IgE −>
estos anticuerpos se van a los mastocitos −> no hay hipersensibilidad en el
primer contacto, pero luego los mastocitos fabrican unas sustancias químicas
(histaminas) que provocan las alergias.
Auto−inmunidad:
Pérdida de la capacidad para diferenciar entre lo propio y lo extraño,
provocando el ataque hacia el propio cuerpo, atacando los linfocitos a
nuestras células
Inmunodeficiencia:
Situaciones patológicas como resultado de la ausencia o el fracaso de la
función normal de los elementos del sistema inmunológico. Hay 2 tipos:
Congénita o primaria: (genética) inmunodeficiencia severa y combinada,
necesita Médula Ósea. Adquirida o Secundaria: Obtenidas por infección
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