GUÍA DE BIOLOGÍA

HISTORIA DE LA BIOLOGÍA
Cuando el hombre se dio cuenta de que en el medio en
que vivía había organismos que se movían, comían y se
reproducían, pensó para qué le servirían y los empezó a
clasificar por su movimiento. También observó que había
organismos que crecían, aunque no se movieran. A los
primeros les llamó animales y a los otros vegetales.
Después los agrupó en comestibles y no comestibles,
además de cuáles le servían para abrigarse.
El término fue introducido en Alemania y popularizado por el
naturalista francés Jean Baptiste Lamarck en 1801,
combinando las palabras griegas: BIOS = vida y LOGOS =
tratado, con el fin de reunir en él un número creciente de
disciplinas que se referían al estudio de las formas vivas
estudió la evolución y propuso la teoría del uso y desuso.
El impulso más importante para la unificación del concepto de
biología se debe al zoólogo inglés Thomas Henry Huxley,
que insistió en que la separación convencional de la zoología y de la
botánica carecía de sentido, y que el estudio de todos los seres vivos debería
constituir una única disciplina. Este planteamiento resulta hoy incluso más
convincente, ya que en la actualidad los científicos son conscientes de que
muchos organismos inferiores tienen características intermedias entre plantas y
animales.
LA BIOLOGÍA se ha desarrollado a lo largo del tiempo gracias a las
aportaciones de notables investigadores que dedicaron su vida al estudio de la
naturaleza.
Entre los más destacados se encuentra el filósofo griego
Aristóteles. Fue el más grande naturalista de la Antigüedad,
estudió y describió más de 500 especies animales;
estableció la primera clasificación de los organismos que no
fue superada hasta el siglo XVIII por Carl Linné.
Carl Linné Estableció una clasificación de las especies
conocidas hasta entonces, basándose en el concepto de
especie como un grupo de individuos semejantes, con antepasados comunes.
Agrupó a las especies en géneros, a éstos en órdenes y, finalmente, en
clases, considerando sus características.
Estrechamente vinculado con el aspecto taxonómico, Linné propuso el manejo
de la nomenclatura binominal, que consiste en asignar a cada organismo
dos palabras en latín, un sustantivo para el género y un adjetivo para la
especie, lo que forma el nombre científico que debe subrayarse o destacarse
con otro tipo de letra en un texto. El nombre científico sirve para evitar
confusiones en la identificación y registro de los organismos.
Años después apareció Francisco Red, italiano que hizo experimentos para
comprobar la generación espontánea de la vida y llegó a la conclusión de
que la vida se genera a partir de la vida.
Ya claro esto, la gente se preguntaba porque se enfermaban
y Antonio Van Leewenhoeck inventó el microscopio,
ayudado por Janssen, quienes descubrieron los microbios.
Después Robert Hooke descubrió la célula.
Otro científico que hizo una gran contribución a la biología
fue Charles Darwin, autor del libro denominado El Origen
de las Especies. En él expuso sus ideas sobre la evolución
de las especies por medio de la selección natural. Esta
teoría originó, junto con la teoría celular y la de la herencia biológica, la
integración de la base científica de la biología actual.
La herencia biológica fue estudiada por Gregor Mendel, quien hizo una serie
de experimentos para estudiar cómo se heredan las características de
padres a hijos, con lo que asentó las bases de la Genética. Uno de sus
aciertos fue elegir chícharos para realizar sus experimentos, estos organismos
son de fácil manejo ocupan poco espacio, se reproducen con rapidez,
muestran características fáciles de identificar entre los padres e hijos y no son
producto de una combinación previa.
Por otra parte, Louis Pasteur demostró la falsedad de la
hipótesis de la generación espontánea al comprobar que
un ser vivo procede de otro. El suponía que la presencia de
los microorganismos en el aire ocasionaba la descomposición
de algunos alimentos y que usando calor sería posible
exterminarlos, este método recibe actualmente el nombre de
pasterización o pasteurización.
Pasteur asentó las bases de la bacteriología, investigó
acerca de la enfermedad del gusano de seda; el cólera de las
gallinas y, desarrolló exitosamente la vacuna del ántrax para el ganado y la
vacuna antirrábica.
Alexander Ivánovich Oparin. En su libro El origen de la vida sobre la Tierra
(1936) dio una explicación de cómo pudo la materia inorgánica transformarse
en orgánica y cómo esta última originó la materia viva.
James Watson y Francis Crick Elaboraron un modelo de la
estructura del ácido desoxirribonucleico (ADN), molécula
que controla todos los procesos celulares tales como la
alimentación, la reproducción y la transmisión de caracteres de
padres a hijos. La molécula de DNA consiste en dos bandas
enrolladas en forma de doble hélice, esto es, parecidas a una
escalera enrollada.
Entre los investigadores que observaron el comportamiento animal destaca
Konrad Lorenz quien estudió un tipo especial de aprendizaje conocido como
impresión o impronta. Para verificar si la conducta de las aves de seguir a su
madre es aprendida o innata, Lorenz graznó y caminó frente a unos patitos
recién nacidos, mismos que lo persiguieron, aun cuando les brindó la
oportunidad de seguir a su madre o a otras aves. Con esto Lorenz demostró
que la conducta de seguir a su madre no es innata sino aprendida.
OTROS HOMBRES DESTACADOS EN LA BIOLOGÍA, SON:
Friedrich Meschner.- Descubrió el ADN.
Ian Wilmut.- Presentó el clon de una oveja (Dolly).
Edward O. Wilson.- Estudia la conducta social del hombre
y del animal.
Alfonso Herrera.- Científico mexicano que propuso la teoría
de la plasmogenia.
Enrique Beltrán.- Científico mexicano que ha estudiado los
protozoarios.
Arturo Gómez.- Mexicano especializado en la ecología de selvas.
La invención del microscopio ayudó mucho a la biología. A todos los
microbios, células y cosas microscópicas se les llama Biología Molecular.
BIOLOGÍA
DEFINICION
Ciencia que estudia los seres vivos y todas sus transformaciones.
SUBDIVISIONES DE LA BIOLOGÍA
Siempre ha sido difícil determinar los límites de la biología, y al tiempo que el
campo de acción de esta ciencia ha variado, sus áreas de estudio se han
modificado y reorganizado. En la actualidad, se subdivide en materias
jerarquizadas basadas en la molécula, la célula, el organismo y la población.
LA BIOLOGÍA MOLECULAR, Que comprende la biofísica y la bioquímica, ha
constituido una gran aportación a la biología moderna. Actualmente, los
conocimientos sobre la estructura y función de los ácidos nucleicos y proteínas,
moléculas claves de toda la materia viva, son amplios. El avance más
importante para la ciencia moderna fue el descubrimiento de los mecanismos
de la herencia. Otro gran progreso de la biología molecular ha sido el avance
en las investigaciones acerca del metabolismo celular, es decir, de cómo las
moléculas procesan la energía necesaria para la vida.
LA BIOLOGÍA CELULAR: Está estrechamente ligada a la biología molecular.
Para comprender las funciones de la célula, unidad estructural básica de la
materia viva, los biólogos celulares estudian sus componentes a nivel
molecular. En 1838, el botánico alemán Matthias Schleiden propuso que la
célula constituía la unidad estructural común de los seres vivos. Un año más
tarde, el también alemán Theodor Schwann hizo extensiva esta teoría celular a
los animales, sentando las bases que marcarían el desarrollo de la citología y
la histología.
LA BIOLOGÍA DE LOS ORGANISMOS se relaciona con la biología celular, ya
que las funciones vitales de los organismos multicelulares están gobernadas
por las acciones e interacciones de sus componentes celulares. Su estudio
abarca el crecimiento y desarrollo (biología del desarrollo) y su
funcionamiento (fisiología). Las investigaciones sobre el cerebro y el sistema
nervioso (neurofisiología) y sobre el comportamiento animal (etología) son
especialmente importantes.
LA BIOLOGÍA DE POBLACIONES se consolidó como la subdivisión principal
de los estudios biológicos. En este campo, el eje central es el estudio de la
evolución, en la que destacan las contribuciones de Charles Darwin. La
genética, es decir, el estudio de las variaciones genéticas en las poblaciones, y
la ecología, o estudio de poblaciones en sus hábitats naturales, se convirtieron
en materias de estudio a partir de la década de 1930. En estrecha relación con
estas ciencias se hallan las investigaciones sobre el comportamiento animal
que se centran en la contribución de la genética a las relaciones sociales entre
poblaciones animales (sociobiología).
La biología también incluye el estudio de los humanos en el ámbito molecular,
celular y de organismos. Si su objetivo es la aplicación de los conocimientos
biológicos a la salud, el estudio se denomina biomedicina.
Las poblaciones humanas no se consideran dentro del campo de estudio de la
biología, sino que son el objetivo de la antropología y de otras ciencias
sociales. Los límites y las subdivisiones de la biología son tan variables hoy en
día como lo han sido siempre, y cabe esperar aún más modificaciones.
CLASIFICACIÓN DE LA BIOLOGÍA
BIOLOGÍA GENERAL.- Es una ciencia esencialmente inductiva, parte de las
observaciones particulares, hechas en determinados seres vivos, para
establecer los caracteres generales de los organismos, como también las leyes
a que éstos obedecen.
BIOLOGÍA ESPECIAL.- Se interesa por las diferencias que existen entre los
distintos seres vivos y que permiten clasificación, primero en animales y plantas
y luego cada uno de estos grupos en categoría de tipos, clases, órdenes, etc.
BIOLOGÍA APLICADA.- Estudia la relación de los seres vivos con otras
ciencias como la medicina, psicología, psicología, agricultura, etc.
BIOLOGÍA DESCRIPTIVA.- Se limita a establecer los caracteres de los
organismos vivos tal como se ve al observador.
BIOLOGÍA ANALÍTICA.- Trata de describir y analizar las relaciones
funcionales o de casualidad que existen entre los diferentes hechos
establecidos.
CLASIFICACIÓN DE LAS CIENCIAS BIOLÓGICAS
Ciencias Biostáticas.- Estudian los organismos y sus partes en reposo, y
comprenden:
a) Morfología, que se refiere a la forma externa y estructura interna de los
organismos, y ella a su vez se subdivide en:
b) Organografía: o estudio de las estructuras macroscópicas (órganos).
c) Histología: o estudio de las estructuras microscópicas (tejidos).
d) Citología: o estudio de las estructuras microscópicas (células).
Ciencias Biodinámicas.- Estudian las actividades de los seres vivos y sus
partes, suele denominarse fisiología general.
Ciencias Biofísicas y Químicas.- Estudian las leyes físicas, estructura
química y los cambios que se producen en ellos.
Ciencias Biogenéticas.- Estudia el origen de los seres vivos en el tiempo y en
el espacio, y comprende: la embriología u ontogenia y la filogenia.
Ciencias Biotáxicas.- Estudian el lugar que ocupan las especies entre sí, y su
relación con el tiempo y el espacio, comprende: la taxonomía, la paleontología
y la biogeografía.
UBICACIÓN DE LA ESTRUCTURA MORFOFUNCIONAL DE LA
BIOLOGÍA Y SU IMPORTANCIA EN LA PSICOLOGÍA.
Las ciencias morfológicas se encuentran formado parte de las ciencias
biológicas, que son las que se refieren especialmente al estado del ser y son: la
citología, la histología y la anatomía.
Puesto que el nombre es un ser Bio-Psico-Social, esto es, un producto de la
naturaleza y de la sociedad, se infiere que en el estudio de los problemas,
leyes y fenómenos científicos es conveniente que se vincule las ciencias
biológicas con las psicológicas, las sociales y con la moral, que se halle
aplicaciones a la vida no sólo biológica, sino también social, psicológica y
moral. El saber será siempre un valor positivo y de alto aprecio, el error y el
peligro están no en la enseñanza de las ciencias si no en uno acompañarla de
una sólida formación moral, precisamente por esto defenderemos la enseñanza
de las ciencias morfológicas en la formación del hombre como un instrumento
de educación, de modo que podamos interpretar mejor el comportamiento
humano, es decir, que a través de él entendamos y eng1lobemos todas las
actividades de los individuos, como consecuencia de estímulos interiores o
biológicos o bien de estímulos exteriores o ambientales; en conclusión, el
conocimiento de las ciencias biológicas y en especial de la biología, anatomía,
y luego de la fisiología de la actividad nerviosa es la base científico-natural de
la psicología.
ELEMENTOS INORGANICOS
ELEMENTOS INORGÁNICOS
Elementos presentes en la naturaleza, de diferente composición atómica que al
unirse van a dar como resultado la formación de compuestos más complejos.
Ej.: La presencia del carbono C en la estructura de estos compuestos da origen
a la química orgánica (compuestos orgánicos).
El agua y los minerales son los elementos de mayor
presencia en nuestro planeta. La mayor parte de nuestro
planeta se encuentra compuesta por elementos
inorgánicos y más de la mitad de su superficie se
encuentra cubierta por agua. Entonces sería ilógico el
suponer que la mayor parte de nuestro cuerpo no este
formada por agua, y que los elementos inorgánicos
(minerales) se encuentren también presentes en su
volumen.
En la vida orgánica hay dos categorías de elementos inorgánicos que
intervienen, y son:


El agua
Los minerales o sales.
El agua es el principal elemento en el cuerpo humano, y por esta misma razón,
el organismo es considerado como un cuerpo acuoso, ya que más de su 60%
está formado por este vital elemento inorgánico. En las personas adultas, entre
60% y 65% de su composición corporal está formada por agua, porcentaje que
aumenta en personas de menor edad. Un niño, puede alcanzar hasta un 80%
de agua en su constitución corpórea.
Dada la importancia que juega en el cuerpo, el organismo retiene al agua en un
equilibrio riguroso. Este equilibrio, es posible gracias a los minerales y a las
hormonas, y todo ello gracias a las leyes de la física y la química. (Casi todo se
debe a ellas)
En todos los organismos vivientes, el agua adquiere importancia preponderante
dado que su pérdida o ausencia ocasiona problemas y/o trastornos muy serios.
El agua esta presente en grandes cantidades en todos los alimentos. Por ello,
la manera en que la incorporamos en forma permanente al cuerpo es a través
de comidas y bebidas.
Los minerales, presentes en el cuerpo en proporciones muy inferiores a las
del agua, son elementos también indispensables para el metabolismo. Los
minerales, como el agua, intervienen en todas las fases del funcionamiento del
organismo.
Estos se encuentran en la formación de la hemoglobina, los glóbulos rojos,
participan en y para las actividades enzimáticas, la formación de ácidos grasos,
la regulación nerviosa, la transmisión de impulsos nerviosos, el mantenimiento
de la presión dentro y fuera de las células, la contracción y relajación de
músculos, el de la estructura células y un sin número de actividades que hacen
que estemos vivos.
El agua es el compuesto químico más importante para la existencia de la vida
en nuestro planeta. Es esencial en la nutrición de plantas y animales de todo
tipo. Aproximadamente el 70% del cuerpo humano esta compuesto por agua,
porcentaje que varía según la edad de la persona y el estado de salud en que
se encuentre, a lo que igualmente cualquier persona podría vivir sin comer
durante un periodo de días, pero no sin ingerir agua.
El agua es parte constitutiva de todas las células de tejidos de animales y
plantas, como así también de los cristales de muchos minerales. Dada su
presencia en todos los tejidos, el agua tiene fundamental presencia en los
alimentos que ingerimos. Es decir que no ingerimos agua solo cuando la
bebemos, sino que también la incorporamos cuando comemos cualquier
alimento.
Nutricionalmente, el agua no aporta calorías al
organismo al momento de ingerirla en cualquier cantidad,
excepto que este acompañada de azucares u otros
componentes.
El compuesto se encuentra presente en forma muy
abundante en el planeta y aparece como sólido, líquido y
gas. Como sólido en hielos árticos y antárticos, y en la
nieve; como líquido en su estado natural a temperatura
ambiente de zonas habitables y como gas en la atmósfera del planeta.
A pesar de esto el 90% del agua presente en el planeta como es encontrada no
es apta para consumo humano, esto debido a la presencia de sales y minerales
como por ejemplo en el agua de mar y hielos polares. Solo el otro 10%
constituido por el agua presente en nieves, lagos y ríos es apto para un
consumo casi directo.
La nieve es considerada como la forma más pura en que el agua se puede
presentar al hombre, siguiéndole la lluvia en consecuencia. Se considera a la
nieve más pura por el hecho de que las lluvias, o el agua en forma líquida,
arrastra las impurezas que pueda haber en la atmósfera al caer en forma de
lluvia; cosa que en el caso de la nieve no ocurre por encontrarse sólida y
recorrer menos distancia para tocar suelo de montañas o zonas de altura.
Por esta última razón, el agua de deshielos de montañas
nevadas es considerada libre de impurezas orgánicas, aunque
al recorrer lechos de ríos suele arrastrar consigo sales (o
minerales). Esta es conocida como agua mineral, o agua con
minerales, dada su pureza y aporte de sales para el consumo.
En los casos de zonas alejadas de poblaciones numerosas, este tipo de agua
es utilizada para ser embotellada por considerarse pura y potable. Esto no
ocurre en las zonas pobladas donde el agua de ríos y lagos puede encontrarse
poluida por contaminantes químicos industriales, los que la hacen no apta o
muy poco recomendable para el consumo humano.
Un problema típico que presenta el agua, en zonas donde podría creerse apta
para consumo humano, es su dureza. La dureza en el agua, viene dada
principalmente por la presencia de calcio y magnesio como minerales más
duros, aunque se podría extender a una lista de muchos. Aproximadamente el
75% de las reservas consideradas potables, cuentan con durezas no
recomendables, que para ser combatidas son tratadas con sistemas de
filtración de diversos tipos y características, y así potabilizarla.
Químicamente el agua es un compuesto relativamente estable y es disociable
en hidrogeno y oxígeno (sus átomos componentes) solo al extremo de alcanzar
los 2000ºC bajo una atmósfera de presión. Es uno de los compuestos químicos
mas usados como neutralizante o diluyente en soluciones.
De aquí, dada su propiedad diluyente, además de la necesidad que el
organismo presenta de esta, el agua es utilizada para rebajar o diluir las
bebidas destiladas y/o las fermentadas, como para elaborar cualquier tipo de
bebidas que el ser humano ingiera.
MINERALES
Los Minerales son elementos químicos imprescindibles
para el normal funcionamiento metabólico. El agua circula
entre los distintos compartimentos corporales llevando
electrolitos, que son partículas minerales en solución.
Tanto los cambios internos como el equilibrio acuoso
dependen de su concentración y distribución.
Los minerales se pueden dividir acorde a la necesidad que
el organismo tiene de ellos:
Los Macrominerales, también llamados minerales mayores, son necesarios
en cantidades mayores de 100 mg por día. Entre ellos, los más importantes
que podemos mencionar son: Sodio, Potasio, Calcio, Fósforo, Magnesio y
Azufre.
SODIO (Na+)
La mayor parte del sodio del organismo se encuentra en la sangre y en el fluido
que rodea las Células. Llega hasta nosotros a través de los alimentos y las
bebidas, lo eliminamos con el sudor y la orina.
Si se altera el equilibrio entre el consumo de sodio y su eliminación pueden
surgir problemas ya que las alteraciones de este mineral están estrechamente
ligadas a las del volumen de la sangre. De aquí proviene la conocida “retención
de líquidos”: el volumen sanguíneo puede aumentar cuando hay un exceso de
sodio.
El líquido sobrante se acumula alrededor de las células pudiendo provocar un
edema. Una clara señal es la tumefacción de los pies y piernas.
Por el contrario, una pérdida global del sodio puede disminuir el volumen de la
sangre, cayendo con ello la presión arterial lo que eleva la frecuencia cardiaca
y puede producir mareos.
Por lo tanto este macromaterial es esencial para:
1.
2.
3.
4.
Regular el ritmo cardíaco.
Conseguir el equilibrio ácido básico del cuerpo.
Optimizar el funcionamiento del sistema nervioso y muscular.
Regular el contenido de agua del organismo.
El promedio normal de Sodio (Na) intercambiable en los adultos sanos es de 41
meq./kg, mientras que la cantidad total de sodio corporal es de 58 meq./kg.
Por lo tanto, aproximadamente 17 meq./Kg. no están
disponibles para intercambio. Por otro lado la gran mayoría de
este sodio no intercambiable se encuentra en la malla cristalina
de la hidroxiopatita de los huesos.
La distribución del Na+ y K+ en el cuerpo se da a continuación y
la misma es principalmente extracelular:
Componente
Cantidad (% del total)
Na
K
Intracelular total
9.0
89.6
Extracelular total
91.0
10.4
Plasma
11.2
0.4
Liquido intestinal
29.0
1.0
Tejido conectivo denso y cartílagos
11.7
0.4
Huesos
36.5
7.6
Localizaciones transcelulares
2.6
1.0
Dado que el sodio es el principal catión del plasma, la presión osmótica del
plasma se correlaciona con la concentración de Na+ en el mismo (plasma).
La cantidad de sodio requerida por el organismo diariamente equivale a 400
mg/dia, donde el exceso del mineral se excreta por los riñones en la orina o con
el sudor.
El exceso de sodio tiene conocidas consecuencias que van desde la
hipertensión, los problemas cardiovasculares, edemas (retención de líquidos e
inflamaciones) hasta los cálculos.
El motivo de restringir el uso de sodio en las dietas se basa en que el volumen
del líquido extracelular depende en gran medida de su contenido sódico; y la
reducción de dicho líquido se logra disminuyendo las reservas totales de Na ++
El plan de alimentación hiposódico tiene más de un uso. Se aplica en la
dietoterapia de enfermedades hipertensivas y cardiovasculares; y para toda
enfermedad que evolucione con edemas.
Una dieta, se considera hiposódica cuando tiene menos de 5 gr. de sal/día algo
equivalente a 2 gr de Na++
Tal como ocurre con la mayoría de los minerales, todos los alimentos cuentan
con sodio en su composición química. Sin embargo hay alimentos que lo
contienen en cantidades muy elevadas. Esos alimentos son los principales
excluidos en las dietas hiposódicas. Los alimentos que mayor cantidad de
sodio tienen, y por ende son los primeros en ser reemplazados al momento de
aplicar una restricción al consumo de sodio son: Fiambres, embutidos,
encurtidos, salazones, conservas, enlatados, quesos duros, productos de
copetín (botana), mayonesas, mostazas, salsas, cubitos de sopa, sopas en
polvo, manteca, margarinas, amasados de pastelería, pan, tapas de tarta,
empanadas, tacos, harinas leudantes y polvos para preparación de
biscochuelos, entre otros.
La ingesta normal de alimentos cubre las necesidades diarias requeridas de
sodio y en muchos casos hasta puede excederla. La sal adicional que uno
utilice, normalmente hace que se excedan los requerimientos diarios del
mineral.
POTASIO
Es el mineral que aparece en mayor cantidad en el cuerpo humano después
del calcio, y del fósforo y que siempre aparece asociado con el sodio.
Este macromineral mantiene la presión normal en el interior y el exterior de las
células, regula el balance de agua en el organismo, disminuye los efectos
negativos del exceso de sodio y participa en el mecanismo de contracción y
relajación de los músculos (sobre todo en los pacientes
cardíacos).
El 97% del potasio se encuentra intracelularmente y el 3%
restante en forma extracelular.
El potasio se encuentra presente en: granos, carnes,
vegetales, frutas y legumbres.
Aproximadamente el 90% del potasio ingerido es absorbido
en el intestino delgado y la forma en que el cuerpo lo
elimina es a través de la orina.
El consumo excesivo de café, té, alcohol y/o azúcar aumenta la pérdida de este
mineral a través de la orina.
El resultado de efectuar dietas estrictas en calorías, de los vómitos, diarreas,
transpiración aumentada, pérdidas excesivas por uso de diuréticos y
quemaduras originan la deficiencia del mineral en el organismo.
Los síntomas que indican su ausencia son inmediatos, y se muestran como:
debilidad muscular, nauseas, vómitos, irritabilidad y hasta irregularidad
cardiaca.
Contrariamente, la falla renal y la no ingestión de líquidos, genera excesos de
presencia de este macromineral en la sangre.
El requerimiento diario de potasio se acerca a los 3,5 g/día
CALCIO
Este macromineral es el cuarto componente del cuerpo después del agua, las
proteínas y las grasas. El calcio corporal total, se aproxima a los 1150 gramos y
se concentra casi un 90% en huesos y en dientes.
El calcio, participa en la coagulación, en la correcta permeabilidad de las
membranas y a su vez adquiere fundamental importancia como regulador
nervioso y neuromuscular, modulando la contracción muscular (incluida la
frecuencia cardiaca), la absorción y secreción intestinal y la liberación de
hormonas.
Se encuentra principalmente en los productos lácteos, frutos
secos, sardinas y anchoas y en menor proporción en
legumbres y vegetales verdes oscuros (espinaca, acelga,
brócoli).
La absorción del calcio se ve favorecida con la actividad física,
con la Vitamina D y con la incorporación de azúcar ingiriendo
calcio dentro de la leche.
El calcio está también muy vinculado a la presencia de fósforo, ya que la falta o
exceso de cualquiera de estos dos macrominerales puede afectar la absorción
del otro.
A su vez, la absorción del calcio se ve dificultada ante consumos de café,
alcohol, falta de Vitamina D, falta de ácido clorhídrico en el estómago, falta de
ejercicio y estrés.
Un obvio indicador de carencia de calcio es la osteoporosis.
Una de las grandes ventajas que presenta el calcio refiere a su invariabilidad
en el tiempo desde el momento en que es envasado hasta el momento de
consumo, podemos decir que el contenido de calcio de los alimentos no se
altera en ninguna etapa.
Necesidades Diarias
Edad
Bebes
hasta
6
6 meses a 1 año
Niñez y
1
a
10
adolescencia
10 a 21 años
Adultez
21 en adelante
Embarazadas y
posmenopáusicas
Cantidad (en mg.)
meses
400
600
años
800
1200
800 a 1000
1200
Para alcanzar las necesidades diarias de calcio, basta con ingerir:
FÓSFORO (P)
Este macromineral está presente en todas las células y fluidos del organismo, y
su presencia en el cuerpo ronda los 650 mg. Participa de la
división de las células y por tanto del crecimiento, por tanto
su presencia es fundamental.
El fósforo interviene en la formación y el mantenimiento de
los huesos, el desarrollo de los dientes, la secreción normal
de la leche materna, la formación de los tejidos musculares y
el metabolismo celular.
Se puede incorporar al organismo a través del consumo de carnes, huevos,
lácteos, frutas secas, granos integrales y legumbres.
La forma natural de eliminación de este del organismo es la orina.
El fósforo y el calcio se encuentran en equilibrio en el organismo, ya que la
abundancia o la carencia de uno afectan la capacidad de absorber el otro. El
exceso de fósforo, produce menor asimilación de calcio. Se ha comprobado
que la ingestión frecuente de antiácidos genera una falta de este macromineral
en el organismo.
Los síntomas de ausencia de este son; decaimiento, debilidad, temblores y
disartria, y en algunos casos anorexia y desordenes respiratorios.
Las necesidades diarias recomendadas van de los 800 a 1200 mg,
especialmente en menores los a 24 años.
MAGNESIO
El magnesio es un metal alcalinoterroso que representa el segundo catión más
importante del sector intracelular después del potasio y es el quinto mineral
por su abundancia en el organismo.
Este macromineral es componente del sistema óseo, de la dentadura y de
muchas enzimas. Participa en la transmisión de los impulsos nerviosos, en la
contracción y relajación de músculos, en el transporte de oxígeno a nivel tisular
y participa activamente en el metabolismo energético.
El 60% de las necesidades diarias se depositan en los huesos, el 28% en
órganos y músculos, y el 2% restante en los líquidos corporales.
Las fuentes de magnesio son el cacao, las semillas y
frutas secas, el germen de trigo, la levadura de cerveza,
los cereales integrales, las legumbres y las verduras de
hoja. También se encuentra, pero en menor cantidad, en
carnes, lácteos y frutas.
Su absorción se efectúa a nivel intestinal y los elementos
de la dieta que compiten con su nivel de absorción son el
calcio, el fósforo, el oxalato, las fibras y algunos ácidos
grasos (lípidos).
Normalmente el organismo no presenta carencias de este mineral, pero las
deficiencias suelen darse en casos de alcohólicos crónicos, cirrosos hepáticos,
personas con trastornos de mala absorción, vómitos severos, acidosis
diabética y el abuso de los diuréticos.
Su ausencia se refleja por la aparición de calambres, debilidad muscular,
nauseas, convulsiones, fallas cardíacas y también la aparición de depósitos de
calcio en los tejidos blandos.
AZUFRE
Este macromineral es un importante componente de tres aminoácidos que se
ocupan de formar proteínas así como de la tiamina reconocida como Vitamina
B1.
Dado que el azufre se encuentra presente en la queratina,
que es una sustancia proteica de la piel, uñas y pelo,
participa en la síntesis del colágeno (elemento que
mantiene unidas a las células). También interviene en el metabolismo de los
lípidos y de los hidratos de carbono.
El azufre absorbido por el sistema digestivo siendo separado de los
aminoácidos que lo contienen, para luego ser transportado al torrente
sanguíneo y a las células del cuerpo y pelo.
Sus fuentes naturales son el queso, huevos, legumbres, carne, frutas secas,
ajo y cebolla.
Su exceso es eliminado por el organismo a través de la orina.
La carencia de azufre en el organismo se ve reflejada en un retardo en el
crecimiento debido a su relación con la síntesis de las proteínas.
Los Microminerales, también llamados minerales pequeños, son necesarios en
cantidades muy pequeñas, obviamente menores que los macrominerales.
Los más importantes para tener en cuenta son: Cobre, Yodo, Hierro,
Manganeso, Cromo, Cobalto, Zinc y Selenio.
Los macro y microminerales no deben ser administrados sin razones que los
justifiquen, dado que muchos de ellos son tóxicos pasando determinadas
cantidades. El cumplimiento de una dieta alimenticia equilibrada contempla y
aporta las cantidades requeridas de estos minerales.
COBRE
Este micromineral se encuentra presente en el organismo en 100 a 150 mg, y
el 90% de esta cantidad se encuentra en músculos, huesos e hígado. Este
participa en la formación de la hemoglobina, y es fundamental para el
desarrollo y mantenimiento de huesos, tendones, tejido conectivo y el sistema
vascular.
El cobre esta presente en el hígado, riñón, mollejas y otras
vísceras, en carnes, cereales integrales, frutas secas y
legumbres.
Es raro ver excesos de cobre, pero estos pueden producir
hepatitis, mal funcionamiento de riñones y desórdenes
neurológicos. Una dificultad metabólica determinada
genéticamente que se caracteriza por aumentar los depósitos
de cobre en hígado y cerebro es la enfermedad de Wilson.
La carencia de cobre en el organismo es igualmente anormal en personas que
llevan una alimentación normal. Sin embargo las formas en que se puede
manifestar la ausencia de cobre en el organismo es por anemias moderadas a
severas, edemas, desmineralización ósea, detención del crecimiento, anorexia
y vulnerabilidad a infecciones.
Las necesidades diarias son de aproximadamente de 2 mg.
IODO
Este micromineral interviene en el desarrollo mental y físico, el funcionamiento
de tejidos nerviosos y musculares, el sistema circulatorio y el
metabolismo de otros nutrientes.
Las fuentes de este alimento se cubren con la alimentación, y
puede encontrarse en la sal, algas, productos de mar y
vegetales que crezcan en suelos ricos en este mineral.
Este mineral se utiliza para el tratamiento del crecimiento anormal del tamaño
de la glándula tiroidea ubicada en la base del cuello (dolencia generalmente de
factor genético).
Los excesos de iodo pueden interferir negativamente en la glándula tiroidea,
ocasionando su mal funcionamiento y por tanto su administración externa a la
comida es peligrosa.
Las cantidades requeridas por el cuerpo no están estipuladas.
HIERRO
1. El hierro es uno de los minerales que mas necesita nuestro cuerpo porque
de él depende la distribución del oxigeno por todo el organismo.
2. Es un factor fundamental en una de las enzimas que intervienen en las
reacciones químicas del cuerpo humano. Es el principal componente de los
glóbulos rojos y de las células musculares.
Sus principales propiedades son:
1. Mejorar el rendimiento físico y el sistema inmunológico.
2. Prevenir y curar la anemia ferropenica.
3. Reforzar la energía.
4. Favorecer el sueño descansado.
Este micromineral u oligoelemento, interviene en la formación
de la hemoglobina y de los glóbulos rojos, como así también
en la actividad enzimática del organismo.
Dado que participa en la formación de la hemoglobina de más
esta decir que transporta el oxígeno en sangre y que es
importante para el correcto funcionamiento de la cadena
respiratoria.
Las reservas de este mineral se encuentran en el hígado, el bazo y la médula
ósea.
Se clasifica en hierro hémico y no hémico.
El hémico es de origen animal y se absorbe en un 20 a 30%. Su fuente son
las carnes (especialmente las rojas).
El no hémico, proviene del reino vegetal, es absorbido entre un 3% y un 8% y
se encuentra en las legumbres, hortalizas de hojas verdes, salvado de trigo, los
frutos secos, las vísceras y la yema del huevo.
Para mejorar la absorción del hierro no hémico siempre es bueno consumir
conjuntamente alimentos que contengan vitamina C.
Los inhibidores de la absorción de hierro no hémico son: el té, café, la leche
bovina, la clara del huevo, el salvado de trigo y los productos de soya.
La falta de hierro en el organismo puede producir mala síntesis proteica,
deficiencia inmunitaria, aumento del ácido láctico, aumento de noradrenalina,
menor compensación de enfermedades cardiopulmonares y anemia.
Las necesidades diarias de hierro son del orden de los 10 a 12 mg./día,
requiriendo un 50% adicional las mujeres y los hombres deportistas y hasta
doble las mujeres deportistas (20 a 25 mg./día)
MANGANESO
Se sabe que este micromineral es necesario para el crecimiento de los recién
nacidos, esta relacionado con la formación de los huesos, el desarrollo de
tejidos y la coagulación de la sangre, con las funciones de la insulina, la
síntesis del colesterol y como activador de varias enzimas.
El manganeso se encuentra en frutas secas, granos integrales, las semillas de
girasol y de sésamo, la yema de huevo, legumbres y verduras de hojas verdes.
La leche materna decrece la concentración de manganeso paulatinamente.
La carencia de manganeso en el organismo puede generar lento crecimiento
de uñas y cabellos, despigmentación del pelo, mala formación de huesos y
puede disminuir la tolerancia a la glucosa o capacidad de eliminar excesos de
azúcar en sangre.
El exceso de manganeso por alimentación no ha demostrado tener efectos
adversos, en cambio sí se producen problemas pulmonares cuando se respira
polvo de manganeso, particularmente en los lugares de extracción.
CROMO
Este micromineral aparece en el cuerpo en cantidades
muy pequeñas. Participa en el metabolismo del azúcar por
tanto para la utilización normal de la glucosa y para el
crecimiento. Su actividad se lleva a cabo conjuntamente
con otras sustancias que controlan el metabolismo de la
insulina y de varias enzimas, con la formación de ácidos
grasos, colesterol y con el material genético de las células.
El cromo se encuentra en carnes y vísceras, en la
levadura de cerveza y en los cereales integrales.
Su carencia produce menor tolerancia a la glucosa, neuropatía periférica,
balance negativo de nitrógeno, menor cociente respiratorio y adelgazamiento. A
su vez puede ocasionar diabetes en edades adultas, enfermedades coronarias
y retardos de crecimiento.
Las razones para la ausencia de este micromineral se basan en desnutrición
calórico-proteica, ateroesclerosis y estrés.
Es muy raro que aparezcan excesos de cromo debido a que su presencia en
alimentos es muy reducida.
COBALTO
Es un componente fundamental de la Cobalamina o Vitamina B12, en un 4% de
su formación y esta es su única función en el organismo. Con la finalidad de
enunciarlas estas son la producción de glóbulos rojos y la formación de mielina.
Este se encuentra en carnes, huevos y lácteos.
Su carencia se atribuye a la ausencia de dicha vitamina, y se refleja en
anemias, problemas neurológicos y falta de crecimiento.
El grupo con más posibilidades de presentar problemas por ausencia de este
micromineral es el de alimentación vegetariana, ya que este no es contenido
por ningún vegetal ni fruta.
ZINC
En el organismo se encuentran presentes aproximadamente entre 2 y 3 gramos
de este micromineral, que es participe en el funcionamiento de 70 enzimas
entre las cuales podemos nombrar las del metabolismo de carbohidratos,
proteínas y grasas, en la síntesis de la insulina, el ARN, el ADN, y algunas
otras.
Cumple también funciones aliviando alergias, aumenta la inmunidad natural
contra infecciones bacterianas y destruye elementos tóxicos como el cadmio
que ingresa al organismo a través del humo del cigarro.
Su presencia se concentra en testículos, cabello, uñas, hueso y tejidos
pigmentados del ojo.
Su fuente principal esta en la carne, el pescado, los lácteos, la yema de huevo,
las legumbres secas y los cereales integrales.
SELENIO
El selenio es un micromineral antioxidante que previene las reacciones
excesivas de oxidación, y su acción se relaciona con la
actividad de la Vitamina E.
Este
mineral
protege
contra
enfermedades
cardiovasculares y estimula el sistema inmunológico. Al
decir que es un antioxidante demás esta decir que
disminuye el proceso de envejecimiento celular, y también
se lo asocia a la prevención del cáncer.
El selenio se encuentra naturalmente en alimentos de origen animal, frutos de
mar, carnes, hígado, riñón, vegetales y cereales integrales.
Existen estudios que indican que en zonas donde hay carencia de este mineral
en el suelo aparecen cardiopatías y algunos tipos de cáncer.
Los requerimientos son del orden de los 50 a 75 microgramos por día.
La ingesta de una dieta equilibrada, satisface las necesidades cotidianas de
selenio.
COMPUESTOS ORGANICOS
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Hidratos de Carbono
Proteínas
Lípidos
Ácidos Nucleicos
Enzimas
Vitaminas
Hormonas
1. Hidratos De Carbono
Químicamente, son biomoléculas formadas por átomos de carbono (C),
hidrógeno (H) y oxígeno (O) en una relación general de 1:2:1.
Biológicamente, se absorben en el intestino sin necesidad de digestión previa,
por lo que son una fuente muy rápida de energía. Los azúcares más complejos
(disacáridos y polisacáridos) deben ser transformados en azucares más
sencillos (monosacáridos) para ser asimilados.
Nutricionalmente, los glúcidos son considerados como macronutrientes por
la cantidad neta del material aportado a la dieta. Además de aportar la glucosa
necesaria por el organismo y fibra dietética, los glúcidos o carbohidratos
también aportan esenciales micronutrientes como son las esenciales
vitaminas y minerales.
FUENTES DE GLÚCIDOS
Las plantas sintetizan los glúcidos o carbohidratos gracias a la intervención del
pigmento llamado clorofila que produce monosacáridos a partir de la energía
solar y de su capacidad de captación osmótica de sus propios nutrientes.
Por esta razón, los vegetales reciben el nombre de autótrofos puesto que son
capaces de transformar materiales inorgánicos en recursos orgánicos.
Por el contrario, los seres animales y algunos vegetales sin clorofila, como las
algas y los hongos, son heterótrofos y no pueden sintetizar material orgánico
a partir de materiales inorgánicos, por lo que es necesario de una alimentación
orgánica para poder realizar su transformación vital.
FUNCIONES DE LOS GLÚCIDOS
Cumplen tres funciones básicas:
1. Aportan energía al organismo. De todos los nutrientes que potencialmente
pueden aportar energía, son los glúcidos los que producen la combustión
más limpia, que no presentan residuos tóxicos como el amoníaco, que
resulta de quemar proteínas.
2. Una porción pequeña se emplea en construir moléculas más complejas,
junto con grasas y las proteínas.
3. Otra porción se utiliza para conseguir quemar de una forma más limpia las
proteínas y grasas que se usan como fuente de energía.
La principal función de los glúcidos es aportar energía al organismo. De
todos los nutrientes que se puedan emplear para obtener energía, los glúcidos
son los que producen una combustión más limpia en nuestras células y dejan
menos residuos en el organismo. De hecho, el cerebro y el sistema nervioso
solamente utilizan glucosa para obtener energía.
CLASIFICACION BASICA DE LOS GLUCIDOS
En función a la complejidad de su estructura molecular, tres o cuatro categorías
suele ser reconocidas:
MONOSACARIDOS: Son los glúcidos más elementales, constituidos por una
sola molécula.
DISACARIDOS: Es la combinación de 2 azúcares simples o monosacáridos.
OLIGOSACARIDOS: Cadena corta de azúcares. Contienen hasta 10
moléculas de monosacáridos.
POLISACARIDOS: Cadena compleja de azúcares. Contienen más de 10
moléculas de monosacáridos y hasta miles.
MONOSACARIDOS
Son glúcidos simples, constituidos sólo por una cadena. Son azúcares simples
que se aportan rápidamente al torrente sanguíneo. Conforme posean un cierto
número de carbonos reciben denominaciones como monosacáridos:
Triosas
3C Tetrosas
4 C Pentosas
5C Hexosas
6C
Las triosas son abundantes en el interior de la célula ya que son metabolitos
intermediarios de la degradación de la glucosa.
Las pentosas Ribosa y Desoxirribosa forman parte de los ácidos nucleicos y la
Ribulosa desempeña importante papel en la fotosíntesis.
Las hexosas de interés biológico son la Glucosa, la Galactosa y , también de
alto interés biológico se encuentra la Fructosa.
GLUCOSA
Función
Aporte energético celular. La glucosa es el más común y abundante de los
monosacáridos y constituye el más importante nutriente de las células del
cuerpo humano. Es transportada por la sangre y constituye el principal azúcar
utilizado como fuente de energía por los tejidos y las células. De hecho, el
cerebro y el sistema nervioso solamente utilizan glucosa para obtener energía.
Fuentes: No suele encontrarse en los alimentos en estado libre, salvo en la
miel y en algunas frutas, especialmente uvas.
FRUCTOSA
Función
Aporte energético celular. Glúcido disponible de rápida absorción como fuente
de energía por el organismo.
Formaciones: Es transformada rápidamente en glucosa en el hígado y en el
intestino grueso para ser utilizada como fuente rápida de energía. Forma parte
de la sacarosa, junto con la glucosa.
Fuentes: Es encontrada en la mayoría de las frutas y también en la miel y
algunos vegetales. El azúcar de caña es metabolizada en fructosa y glucosa.
GALACTOSA
Función
Aporte energético celular.
Formaciones: Es convertida en glucosa en el hígado y es sintetizada en las
glándulas mamarias para producir la lactosa materna, conjuntamente con la
glucosa.
Fuentes: Leche.
DISACARIDOS
Son glúcidos constituidos por dos moléculas de monosacáridos o azúcares
simples y comparten básicamente las mismas características con los
monosacáridos. Entre los disacáridos destacan: la sacarosa, formada por una
molécula de glucosa y otra de fructosa; la maltosa, formada por dos unidades
de glucosa; y la lactosa, formada por una molécula de glucosa y otra de
galactosa.
SACAROSA (SUCROSA).
Función: Aporte energético celular.
Formaciones: Estos azúcares pueden ser metabolizados con la adición de
moléculas de agua. La unión molecular de este disacárido se rompe mediante
la acción de una enzima llamada sacarosa, liberándose la glucosa y la fructosa
para su asimilación directa.
Fuentes: Es el componente principal del azúcar de caña o de la remolacha
azucarera. Piñas o anonas.
MALTOSA.
Función: Aporte energético celular.
Formaciones: Estos azúcares pueden ser metabolizados con la adición de
moléculas de agua. Es fácilmente separable en moléculas simples de glucosa
para su rápida utilización por el cuerpo. La maltosa puede ser obtenida a partir
de los almidones.
Fuentes: Es obtenida por el organismo por la transformación de almidones o
féculas contenidas en muchos cereales. Cerveza.
LACTOSA
Función: Aporte energético celular.
Formaciones: Estos azúcares pueden ser metabolizados con la adición de
moléculas de agua. Para separar la lactosa de la leche y ser asimilada se
necesita la acción de una enzima llamada lactasa, que separa la lactosa en el
intestino grueso en sus componentes más simples: la fructosa y la galactosa.
Fuentes: Es el único azúcar de origen animal, el azúcar de la leche materna.
POLISACARIDOS
Son glúcidos constituidos por largas cadenas de monosacáridos.
Pueden desempeñar dos tipos de funciones:
1. Función de reserva energética (glucógeno y almidones o féculas)
2. Función estructural (celulosa o fibras celulósicas y otras fibras).
ALMIDONES O FÉCULAS.
Función: Aporte energético celular. Es el polisacárido de reserva propio de los
vegetales. Aporta un más consistente nivel de azúcar en la sangre que los
azúcares simples.
Formaciones: Están formados básicamente por 2 tipos de polímeros: la
amilasa, polisacárido de cadena larga y la amilopectina, que es uno de los
polisacáridos más comunes, La amilasa es fácilmente separada por el enzima
amilasa.
Fuentes: Papas, cereales: trigo, arroz, maíz, legumbres, raíces de vegetales.
Plátanos.
CELULOSA Y FIBRAS
Función: Estos glúcidos no son digeribles, pero son necesarios para una
buena digestión, motilidad intestinal y funciones excretorias terminales.
Formaciones: La celulosa forma la pared celular de la célula vegetal. Esta
pared, constituye un verdadero estuche en el que queda encerrada la célula y
que persiste tras la muerte de ésta.
Fuentes: Salvados de trigo, avena. Manzana, Frutas cítricas, verduras verdes
y en general la piel y los envoltorios de las células de las plantas.
Glucógeno
Es un polisacárido propio de reserva de los animales, como el almidón es el
polisacárido de reserva propio de los vegetales.
Es una sustancia de reserva de energía que el cuerpo recurre en los períodos
en que no hay glucosa disponible (caso: entre comidas). El glucógeno es
formado en el hígado a partir de la glucosa y con el concurso del aminoácido
alanina, y según se va necesitando es reconvertido en glucosa, que pasa a la
sangre para ser servida en los diferentes tejidos. También el glucógeno se
almacena en los músculos para producir energía en el propio músculo en caso
de requerimientos emergentes.
RESERVAS DE GLUCOSA
Prácticamente la totalidad de los glúcidos que consumimos son transformados
en glucosa y absorbidos por el intestino. Posteriormente pasan al hígado donde
son transformados en glucógeno, que es una sustancia de reserva de energía
para ser usada en los períodos en que no hay glucosa disponible (entre
comidas).
Según se va necesitando, el glucógeno se convierte en glucosa, que pasa a la
sangre para ser utilizada en los diferentes tejidos. También se almacena
glucógeno en los músculos, pero esta reserva de energía sólo se utiliza para
producir energía en el propio músculo ante situaciones que requieran una
rápida e intensa actividad muscular (situaciones de huida o defensa).
PROTEÍNAS
Cualquiera de los numerosos compuestos orgánicos constituidos por
aminoácidos unidos por enlaces pépticos que intervienen en diversas funciones
vitales, como el metabolismo, la contracción muscular o la respuesta
inmunológica. El termino PROTEINA deriva del griego proteios, que significa
primero, primario o fundamental.
Las proteínas son biomoléculas formadas básicamente por Hidrógeno,
Carbono, Oxigeno y Nitrógeno. Pueden además contener azufre y en algunos
tipos de proteínas, fósforo, hierro, magnesio y cobre; entre otros elementos.
PROPIEDADES
Especificidad: Se refiere a que cada proteína lleva a cabo una determinada
función y la realiza porque posee una estructura y una conformación espacial
propia y si se da un cambio puede alterar la función de la misma.
Desnaturalización: Consiste en la perdida de la estructura terciaria por
romperse los puentes de carbono que la forman. Todas las proteínas
desnaturalizadas tienen la misma conformación, abierta y con una interacción
máxima con el disolvente, por lo que una proteína soluble en agua cuando se
desnaturaliza se hace insoluble en la misma y se precipita.
CLASIFICACIÓN DE LAS PROTEÍNAS
Las proteínas son polímeros lineales de aminoácidos con amplia variabilidad
estructural y funciones biológicas muy diversas. La variedad de proteínas es
elevadísima, y para su clasificación se suele recurrir a:
1.
2.
3.
4.
Criterios Físicos
Criterios Químicos
Criterios Estructurales
Criterios Funcionales
CRITERIO FÍSICO
El criterio físico más utilizado es la solubilidad. Así se distinguen:
1. Albúminas: proteínas que son solubles en agua o en disoluciones salinas
diluidas.
2. Globulinas: requieren concentraciones salinas más elevadas para
permanecer en disolución.
3. Prolaminas: solubles en alcohol.
4. Glutelinas: sólo se disuelven en disoluciones ácidas o básicas.
5. Escleroproteínas: son insolubles en la gran mayoría de los disolventes.
CRITERIO QUÍMICO
Desde un punto de vista químico, existen dos grandes grupos de proteínas:
1. Proteínas simples
-aminoácidos, como es
el caso de la ubiquitina, una proteasa intracelular formada por 53 AA.
2. Proteínas conjugadas: que contienen además de la cadena polipeptídica
un componente no aminoacídico llamado grupo prostético, que puede ser
un azúcar, un lípido, un ácido nucleico o simplemente un ión inorgánico.
CRITERIO DE FORMA
En cuanto a su forma molecular, podemos distinguir:
1. Proteínas globulares: la cadena polipeptídica aparece enrollada sobre sí
misma dando lugar a una estructura más o menos esférica y compacta.
2. Proteínas fibrosas: si hay una dimensión que predomina sobre las demás,
se dice que la proteína es fibrosa. Las proteínas fibrosas, por lo general,
tienen funciones estructurales
CRITERIO FUNCIONAL
Desde un punto de vista funcional se distinguen:
1. Proteínas monoméricas: constan de una sola cadena polipeptídica, como
la mioglobina.
2. Proteínas oligoméricas: constan de varias cadenas polipeptídicas. Las
distintas cadenas polipeptídicas que componen una proteína oligomérica se
llaman subunidades, y pueden ser iguales o distintas entre sí.
ESTRUCTURA DE LAS PROTEÍNAS
La función biológica de una proteína depende estrictamente de su estructura en
su medio y suelen adoptar complicadas conformaciones.
Las proteínas solubles en agua suelen ser "globulares", empaquetadas en
forma compacta y el agua es excluida del interior.
Estructura primaria
Las proteínas tienen múltiple niveles de estructura. La básica es la estructura
primaria,
la cual es simplemente depende del orden de sus aminoácidos.
Estructura secundaria
La estructura secundaria de una proteína es la que adopta espacialmente
existiendo ciertas estructuras repetitivas encontradas en las proteínas que
permiten clasificarlas en dos tipos: hélice alfa y lámina beta.
Estructura Terciaria
La estructura terciaria es la estructura plegada y completa en tres dimensiones
de cadena polipeptídica, la hexoquinasa es una estructura tridimensional
completa.
Así como los polisacáridos se reducen a ser sustancias de reserva o moléculas
estructurales, las proteínas asumen funciones muy variadas gracias a su
gran heterogeneidad estructural. Describir las funciones de las proteínas
equivale a describir en términos moleculares todos los fenómenos biológicos.
Podemos destacar las siguientes:
1. Función Enzimática
2. Función Hormonal
3. Función de Reconocimiento de Señales
4. Función de Transporte
5. Función Estructural
6. Función de Defensa
7. Función de Movimiento
8. Función de Reserva
9. Transducción de Señales
10. Función Reguladora
Estructura cuaternaria
Solo está presente si hay más de una cadena polipeptídica. Con varias
cadenas polipeptídicas, la estructura cuaternaria representa su interconexión y
organización.
CLASIFICACIÓN DE PROTEÍNAS SEGÚN SU ESTRUCTURA
Se clasifican en:
1. HOLOPROTEÍNAS
Formadas solamente por aminoácidos
2. HETEROPROTEÍNAS
Formadas por una fracción proteínica y por un grupo no proteínico, que se
denomina "grupo prostético.
FUNCIONES BIOLÓGICAS DE LAS PROTEÍNAS
Muchas proteínas ejercen a la vez más de una de las funciones
enumeradas: Las proteínas de membrana tienen tanto función estructural
como enzimática; la ferritina es una proteína que transporta y, a la vez,
almacena el hierro; la miosina interviene en la contracción muscular, pero
también funciona como un enzima capaz de hidrolizar el ATP, y así se podrían
poner muchos ejemplos más.
Función Enzimática
La gran mayoría de las reacciones metabólicas tienen lugar gracias a la
presencia de un catalizador de naturaleza proteica específico para cada
reacción. Estos biocatalizadores reciben el nombre de enzimas. La gran
mayoría de las proteínas son enzimas.
Función Hormonal
Las hormonas son sustancias producidas por una célula y que una vez
secretadas ejercen su acción sobre otras células dotadas de un receptor
adecuado. Algunas hormonas son de naturaleza proteica, como la insulina y el
glucagón (que regulan los niveles de glucosa en sangre) o las hormonas
segregadas por la hipófisis como la hormona del crecimiento, o la
calcitonina (que regula el metabolismo del calcio).
RECONOCIMIENTO DE SEÑALES QUÍMICAS
La superficie celular alberga un gran número de proteínas encargadas del
reconocimiento de señales químicas de muy diverso tipo (figura de la
izquierda). Existen receptores hormonales, de neurotransmisores, de
anticuerpos, de virus, de bacterias, etc. En muchos casos, los ligandos que
reconoce el receptor (hormonas y neurotransmisores) son, a su vez, de
naturaleza proteica.
FUNCIÓN DE TRANSPORTE
En los seres vivos son esenciales los fenómenos de transporte, bien para llevar
una molécula hidrofóbica a través de un medio acuoso (transporte de oxígeno o
lípidos a través de la sangre) o bien para transportar moléculas polares a través
de barreras hidrofóbicas (transporte a través de la membrana plasmática).
Los transportadores biológicos son siempre proteínas.
Para activar la animación del transporte a través de membranas, ejecutar el
comando "recargar" apretando el botón derecho del ratón.
FUNCIÓN ESTRUCTURAL
Las células poseen un citoesqueleto de naturaleza proteica que constituye un
armazón alrededor del cual se organizan todos sus componentes, y que dirige
fenómenos tan importantes como el transporte las fibras de colágeno forman
parte importante de la matriz extracelular (de color claro en la Figura) y son
las encargadas de conferir resistencia mecánica tanto a la tracción como a la
compresión intracelular o la división celular. En los tejidos de sostén
(conjuntivo, óseo, cartilaginoso) de los vertebrados.
FUNCIÓN DE DEFENSA
La propiedad fundamental de los mecanismos de defensa es la de discriminar
lo propio de lo extraño. En bacterias, una serie de proteínas llamadas
endonucleasas de restricción se encargan de identificar y destruir aquellas
moléculas de DNA que no identifica como propias (en color blanco en la figura
de la derecha).
En los vertebrados superiores, las inmunoglobulinas se encargan de
reconocer moléculas u organismos extraños y se unen a ellos para facilitar su
destrucción por las células del sistema inmunitario (Figuras inferiores).
FUNCIÓN DE MOVIMIENTO
Todas las funciones de motilidad de los seres vivos están relacionadas con las
proteínas. Así, la contracción del músculo resulta de la interacción entre dos
proteínas, la actina y la miosina.
El movimiento de la célula mediante cilios (foto de la izquierda) y flagelos
(figura de la derecha) está relacionado con las proteínas que forman los
microtúbulos
FUNCIÓN DE RESERVA
La ovoalbúmina de la clara de huevo, la lactoalbúmina de la leche, la
gliadina del grano de trigo y la hordeína de la cebada, constituyen una reserva
de aminoácidos para el futuro desarrollo del embrión.
3. LÍPIDOS
Son compuestos vitales para el organismo, formados por Carbono, Hidrogeno y
Oxigeno, la mayoría de los lípidos no son solubles en agua, pero si en
disuelven fácilmente en alcohol, cloroformo y éter.
Una célula tiene de 2 a 3% de lípidos dispersos por toda ella, más aun en la
membrana celular, nuclear y en las mitocondrias.
Es la fuente más concentrada de energía para el cuerpo, aportan el doble de
energía por unidad de peso más que los carbohidratos. Gran parte de las
calorías de las grasas se desperdician y en consecuencia no están disponibles
al uso.
GRUPO DE LIPIDOS
GRASAS NEUTRAS (TRIGLICÉRIDOS): consisten en 2 componentes básicos
1 molécula de glicerol (glicemia) y 3 moléculas de ácidos grasos los cuales se
dan por deshidratación.
Estas a su vez se dividen en:
GRASAS SATURADAS: poseen algo de colesterol, presentes en los alimentos
de origen animal (carnes de vaca y cerdo, mantequilla, leche, huevos y queso)
y de origen vegetal (manteca de cacao, aceites de palma y coco).
El hígado humano usa algunos productos de la catabólica de las grasas
saturadas para la producción de colesterol.
GRASAS INSATURADAS: son grasas que no afectan de modo significativo a
las concentraciones de colesterol (aceites de olivo, cacahuate).
GRASAS POLI INSATURADAS: se consideran útiles para disminuir las
concentraciones sanguíneas de colesterol (aceite de may, Cartago, girasol,
semilla de algodón, sésamo, soya).
Prostaglandinas: Lípidos relacionados con la membrana celular compuestos
por ácidos grasos.
Sustancias que pueden influir en el funcionamiento de cualquier tipo de célula,
su síntesis es que son degradadas rápidamente por enzimas catabólicas en la
membrana y sus efectos son semejantes a las de las hormonas.
1. FOSFOLIPIDOS: se dividen en lecitina, cefalina y esfingomielina.
2. ESTERIODES: son colesterol, sales biliares, vitamina D, estrógeno
progesterona.
3. LIPOIDES: prostaglandinas, carotenos y vitamina E_K.
y
TRIGLICÉRIDOS
El cuerpo aprovecha los triglicéridos sobre todo para producir energía
metabólica, dicho metabolismo energético depende casi tanto de los lípidos
como de los carbohidratos.
NUTRIMENTO: Sustancias químicas de los alimentos que aportan energía o
facilitan el funcionamiento de diversos procesos del organismo.
DEPOSITO DE LIPIDOS.
Los lípidos, ácidos grasos, glicerol se asemejan a los carbohidratos en que
puede tener una gran oxidación para producir ATP.
Cada gramo de grasa genera 9 calorías. Si el cuerpo no tiene necesidad
inmediata de utilizar las grasas, se almacena en el tejido adiposo (depósito de
grasa) del cuerpo y el hígado que son los dos lugares más frecuente de:
1. Almacenamiento de grasas.
2. Depósito de Grasas: Almacenamiento de los triglicéridos hasta que se
necesiten de alguna otra parte del cuerpo para producir energía.
3. Aunque también desempeña la función de aislamiento y protección del
cuerpo contra las variaciones de temperatura.
Metabolismo de los lípidos: los lípidos ocupan el 2 lugar como fuente de
energía después de los carbohidratos.
Los pasos bioquímicas de las grasas incluyen procesos de desintegración y
síntesis de ácidos grasos. La mayoría de los ácidos grasos del cuerpo pueden
sintetizarse en el hombre y en otros mamíferos en cantidad suficiente a partir
de moléculas simples.
El sitio principal del cuerpo donde se efectúa el metabolismo de las grasas,
desdoblamiento de los componentes de los ácidos grasos es el hígado
además hay otros tejidos pero en menor cantidad.
Cuando la ingestión de calorías es menor que la energía que el cuerpo
necesita se efectúa un descenso en el contenido de lípidos en el cuerpo. Bajo
estas circunstancias, los reservorios de glicógeno (el almidón que se encuentra
en los tejidos de los animales) del cuerpo, hígado y músculo esquelético se
agotan totalmente debido a que las grasas se utilizan en mayor grado para
proporcionar al organismo la energía necesaria.
Las reservas de glicógeno en el hígado se consumen totalmente en las 12 a 24
horas sigas a la ausencia de fuentes energéticas en la dieta.
4. ÁCIDOS NUCLEICOS
Los ácidos nucleicos son grandes moléculas formadas por la repetición de una
molécula unidad que es el nucleótido. Pero a su vez, el nucleótido es una
molécula compuesta por tres:
1) Una pentosa
Ribosa
Desoxirribosa
2) Ácido fosfórico
3) Una base nitrogenada, que puede ser una de estas cinco:
Adenina
Guanina
Citosina
Timina
Uracilo
Los ácidos nucleicos están formados por largas cadenas de nucleótidos,
enlazados entre sí por el grupo fosfato.
Pueden alcanzar tamaños gigantes, siendo las moléculas más grandes que se
conocen, constituidas por millones de nucleótidos.
Son las moléculas que tienen la información genética de los organismos y son
las responsables de su transmisión hereditaria. Existen dos tipos de ácidos
nucleicos, ADN y ARN, que se diferencian por el azúcar (pentosa) que llevan:
desoxirribosa y ribosa, respectivamente.
Además se diferencian por las bases nitrogenadas que contienen, adenina,
guanina, citosina y timina, en el ADN; y adenina, guanina, citosina y uracilo en
el ARN. Una última diferencia está en la estructura de las cadenas, en el ADN
será una cadena doble y en el ARN es una cadena sencilla
De acuerdo a la composición química, los ácidos nucleicos se clasifican en
ácidos desoxiribonucleicos (ADN) que se encuentran residiendo en el núcleo
celular y algunos organelos, y en ácidos ribonucleicos (ARN) que actúan en el
citoplasma. Se conoce con considerable detalle la estructura y función de los
dos tipos de ácidos.
Estructura. El conocimiento de la estructura de los ácidos nucleicos
permitió la elucidación del código genético, la determinación del
mecanismo y control de la síntesis de las proteínas y el mecanismo de
transmisión de la información genética de la célula madre a las células
hijas.
Los nucleótidos están formados por una base nitrogenada, un grupo
fosfato y un azúcar; ribosa en caso de ARN y desoxirribosa en el caso de
ADN.
Las bases nitrogenadas son las que contienen la información genética y
los azúcares y los fosfatos tienen una función estructural formando el
esqueleto del polinucleótido.
Las bases se unen al carbono 1' del azúcar y el fosfato en el carbón 5' para
formar el nucleótido.
El ADN está formado por dos cadenas muy largas de polinucleótidos unidas
entre sí por puentes de hidrógeno específicos entre las bases de las dos
cadenas. La base de una cadena que se une por los puentes de hidrógeno con
la base de la otra cadena se dice que forman un par de bases. A se parea con
T y G con C (Figura 1.1.1.G.).
Las dos cadenas se encuentran arregladas en una estructura helicoidal
alrededor de un eje común por lo que recibe el nombre de doble hélice. Las
bases se encuentran acomodadas hacia el eje de la doble hélice, mientras que
el azúcar y los fosfatos se encuentran orientados hacia el exterior de la
molécula.
En los cromosomas estas moléculas se arreglan en estructuras más compactas
en las que la doble hélice se enrolla sobre sí misma. En el caso de las
bacterias, la molécula de ADN de más de un milímetro de longitud se arregla
dentro de la bacteria que sólo tiene una longitud de una micra (o sea es una
longitud mil veces menor).
El ARN es un filamento de una sola cadena, no forma doble hélice. La
presencia de un oxígeno en la posición 2' de la ribosa impide que se forme la
doble cadena de la manera en que se forma en el ADN. El filamento de ARN se
puede enrollar sobre sí mismo mediante la formación de pares de bases en
algunas secciones de la molécula.
Existen varios tipos de ARN cada uno con función distinta. Los que forman
parte de las subunidades de los ribosomas se les denomina ARN ribosomal
(rARN), los ARN que tienen la función de transportar los aminoácidos
activados, desde el citosol hasta el lugar de síntesis de proteínas en los
ribosomas; se les conoce por ARN de transferencia (tARN) y los ARN que
son portadores de la información genética y la transportan del genoma
(molécula de ADN en el cromosoma) a los ribosomas son llamados ARN
mensajero (mARN). El tamaño de las moléculas de ARN es mucho menor que
las del ADN. En el caso de E. coli va de menos de 100 nucleótidos en los tARN
hasta casi 4000 (4kb) en rARN.
Información genética. La estructura de la doble hélice para el ADN fue
originalmente propuesta por Watson y Crick (WyC) en 1953, postulando que la
secuencia en la cual se encuentran las bases a lo largo de la molécula de
ADN es lo que contiene la información genética. No existe ningún
impedimento estérico que limite la secuencia de bases, cualquier base puede
seguir a cualquier otra.
Transmisión.- Con estas bases, WyC propusieron el mecanismo de
duplicación del ADN por medio del cual, las dos células hijas provenientes de
una división celular contienen copias idénticas del ADN presente en la célula
que se dividió. A la duplicación del ADN se le conoce con el nombre de
replicación.
Durante la replicación, las dos cadenas se van separando y cada una de ellas
sirve de patrón para la síntesis de su cadena complementaria. Las bases se
van agregando una a una y la selección de cuál base entra en un sitio
específico de la cadena en formación, queda determinada por la base en la
cadena patrón con la que se va a aparear.
Al ARN que se sintetiza en esta forma se le denomina ARN mensajero o
mARN. La síntesis del ARN es catalizada por la ARN polimerasa, que al
igual que la ADN polimerasa es una enzima patrón-dependiente.
El mARN se une, en el citoplasma, a las dos subunidades ribosomales,
constituyendo el ribosoma activo, que es la estructura celular
responsable de la síntesis de proteínas. Es en este organelo donde el
mARN especifica la secuencia en que deben de insertarse los
aminoácidos en la síntesis de polipéptidos. Ésta es la forma en que la
información contenida en los cromosomas se traduce en la especificación
de la estructura primaria de las proteínas. Como ya se mencionó, la
estructura primaria determina la estructura tridimensional de la proteína, la que
a su vez determina su funcionalidad.
Al proceso de copiado de la información genética contenida en el ADN
cromosomal durante la síntesis del mARN se le llama transcripción. Al
proceso de lectura, en el ribosoma, de la información transportada por mARN,
durante la síntesis de proteína, se le conoce como traducción.
La porción de ADN que contiene la información para codificar una proteína
determinada se le da el nombre de gen y normalmente recibe el mismo nombre
de la proteína que codifica, usando casi siempre, una abreviación de tres letras.
A la porción de ADN que codifica un conjunto de proteínas que entran en un
paso del metabolismo se le llama operón. Por ejemplo; al conjunto de genes
que intervienen en la codificación de las proteínas que intervienen en la
utilización de lactosa se les llama lac operón.
El lenguaje utilizado para describir el proceso de dirección de la síntesis de
proteínas por los genes del cromosoma refleja la interpretación de que se trata
de un flujo de información.
Modificaciones. Al estudio de las bases moleculares de la herencia se le
conoce como genética molecular o biología molecular y a las modificaciones
artificiales del ADN con el fin de cambiar el mensaje genético que contiene se
le conoce como ingeniería genética.
ASPECTOS GENERALES DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS
Los ácidos nucleicos fueron descubiertos por Freidrich
Miescher (foto de la izquierda) en 1869.
Hay 2 tipos de ácidos nucleicos (AN): el ácido
desoxirribonucleico (DNA) y el ácido ribonucleico (RNA),
y están presentes en todas las células. Su función biológica
no quedó plenamente demostrada hasta que Avery y sus colaboradores
demostraron en 1944 que el DNA era la molécula portadora de la
información genética.
El DNA y el RNA se diferencian porque:
El peso molecular del DNA es generalmente mayor que el del RNA
El azúcar del RNA es ribosa, y el del DNA es desoxirribosa
El RNA contiene la base nitrogenada uracilo, mientras que el DNA presenta
timina
La configuración espacial del DNA es la de un doble helicoide, mientras que el
RNA es un polinucleótido lineal, que ocasionalmente puede presentar
apareamientos intracatenarios.
ENZIMAS
Los enzimas son catalizadores muy potentes y eficaces, químicamente son
proteínas.
Como catalizadores, los enzimas actúan en pequeña cantidad y se recuperan
indefinidamente No llevan a cabo reacciones que sean energéticamente
desfavorables, no modifican el sentido de los equilibrios químicos, sino que
aceleran su consecución.
CATALIZADOR
Un catalizador es una sustancia que acelera una reacción química, hasta
hacerla instantánea o casi instantánea. Un catalizador acelera la reacción al
disminuir la energía de activación.
CARACTERÍSTICA DE LAS ENZIMAS
Entre las características de las enzimas tenemos las siguientes:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Son moléculas estrictamente proteicas
Lo sintetizan tanto los seres autótrofos como los heterótrofos.
Pueden actuar a nivel intracelular o extracelular.
Actúan en el mismo lugar donde se segregan.
Son solubles en agua y tienen gran di fusibilidad en los líquidos orgánicos.
Según su composición molecular se distinguen en dos tipos.
Son activos a concentraciones pequeñas.
Son catalizadores orgánicos verdaderos.
ACCION ENZIMÁTICA
La característica más sobresaliente de los enzimas es su elevada
especificidad. Esta es doble y explica que no se formen subproductos:
a) Especificidad de sustrato
b) Especificidad de acción.
La acción enzimática se caracteriza por la formación de un complejo que
representa el estado de transición.
Algunas enzimas actúan con la ayuda de estructuras no proteicas. En función
de su naturaleza se denominan:
a) Cofactor. Cuando se trata de iones o moléculas inorgánicas.
b) Coenzima. Cuando es una molécula orgánica. Aquí se puede señalar, que
muchas vitaminas funcionan como coenzimas; y realmente las
deficiencias producidas por la falta de vitaminas responde más bien a que
no se puede sintetizar un determinado enzima en el que la vitamina es la
coenzima.
PROPIEDADES ENZIMATICAS
1. Son catalizadores típicos.
2. Son capaces de acelerar la velocidad de reacción sin ser consumidas en el
proceso.
3. Algunas enzimas, como la pepsina y la tripsina que intervienen en la
hidrólisis de muchos tipos de proteínas controlan muchas reacciones
diferentes.
4. Mientras que otras como la ureasa son muy específicas y solo pueden
acelerar una reacción.
5. Otras liberan energía para la concentración cardiaca y la expansión y
contracción de los pulmones.
6. Muchas facilitan la conversión de azúcar y alimentos en distintas sustancias
que el organismo precisa para la construcción de tejidos.
7. La reposición de células sanguíneas.
8. La liberación de energía química para mover los músculos.
EFECTO DE LOS COFACTORES SOBRE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA
A veces, un enzima requiere para su función la presencia de sustancias no
proteicas que colaboran en la catálisis: los cofactores. Los cofactores pueden
ser iones inorgánicos como el Fe++, Mg++, Mn++, Zn++ etc.
Casi un tercio de los enzimas conocidos requieren cofactores.
Cuando el cofactor es una molécula orgánica se llama coenzima. Muchas de
estas coenzimas se sintetizan a partir de vitaminas. En la figura inferior
podemos observar una molécula de hemoglobina (proteína que transporta
oxígeno) y su coenzima (el grupo hemo). Cuando los cofactores y las
coenzimas se encuentran unidos covalentemente al enzima se llaman grupos
prostéticos.
VITAMINAS
Las vitaminas son substancias químicas no sintetizables por el organismo,
presentes en pequeñas cantidades en los alimentos y que son indispensables
para la vida, la salud y la actividad. Las vitaminas no producen energía, por
tanto no producen calorías e intervienen como catalizador en las reacciones
bioquímicas provocando la liberación de energía.
Conociendo la relación entre el aporte de nutrientes y el aporte energético, para
asegurar el estado vitamínico correcto, es siempre más seguro privilegiar los
alimentos de fuerte densidad nutricional como legumbres, cereales y frutas
por sobre los alimentos meramente calóricos.
Las vitaminas se dividen en dos grandes grupos:
 Vitaminas Liposolubles
 Vitaminas Hidrosolubles
Existe un número de actividades cotidianas que interfieren al buen estado
nutricional y vitamínico, a los cuales se los debe considerar como contrarios a
las vitaminas, y están comprendidas principalmente por el tabaco, el alcohol, el
café y el té en exceso, ciertos medicamentos y los problemas de conservación
y cocción de los alimentos.
Algunas personas cuentan con carencias vitamínicas sistemáticas, y son
candidatos a predisponerse a problemas por carencia de atención a falencias
alimenticias. A este grupo de riesgo puede considerárselo frecuentemente
como víctimas de este tipo de problemas.
Existen otros componentes, específicamente ácidos considerados vitaminas
que se consideraban pertenecientes al grupo B (hidrosolubles), que aportan
nutrientes al organismo.
Vitaminas Liposolubles
En este grupo entran las vitaminas A, D, E y K. Las mismas son solubles en
los cuerpos grasos, son poco alterables, y el organismo puede almacenarlas
fácilmente; dado que el organismo puede almacenarlas como reserva y su
carencia estaría basada en malos hábitos alimentarios.
Vit.
Función
Fuente
A
Intervienen en el crecimiento,
Hidratación de piel, mucosas
pelo, uñas, dientes y huesos.
Ayuda a la buena visión.
Es un antioxidante natural.
D
Regula el metabolismo del
calcio y también en el
metabolismo del fósforo.
Hígado, Yema de huevo,
Lácteos, Zanahorias,
Espinacas, Brócoli, Lechuga,
Radiccio, Albaricoques,
Damasco, Durazno,
Melones, Mamón
Hígado, Yema de huevo,
Lácteos, Germen de trigo,
Luz solar
E
Antioxidante natural.
Estabilización de las
membranas celulares.
Protege los ácidos grasos.
K
Coagulación sanguínea.
Aceites vegetales, Yema de
huevo, Hígado, Panes
integrales, Legumbres
verdes, Cacahuate, Coco,
Vegetales de hojas verdes
Harinas de pescado, Hígado
de cerdo, Coles, Espinacas
Vitaminas Hidrosolubles
Están conformadas por las vitaminas B, como también por la C. Dentro de este
grupo de vitaminas, las reservas en el organismo no revisten importancia, por
lo que la alimentación diaria debe aportar y cubrir diariamente las necesidades
vitamínicas. Esto, se debe justamente a que al ser hidrosolubles su
almacenamiento es mínimo.
La necesidad de vitaminas hidrosolubles debe siempre tener en cuenta el nivel
de actividad física del individuo, dado que el ejercicio activa numerosas
reacciones metabólicas cuyas vitaminas son las coenzimas.
Vitamina
B1
B2
B3
B6
ácido
fólico
B12
C
Función
Fuente
Participa en el funcionamiento
del sistema nervioso.
Interviene en el metabolismo de
glúcidos y el crecimiento y
mantenimiento de la piel.
Carnes, yema de huevo,
levaduras, legumbres
secas, cereales
integrales, frutas secas.
Metabolismo de prótidos y
glúcidos
Efectúa una actividad
oxigenadora y por ello
interviene en la respiración
celular, la integridad de la piel,
mucosas y el sistema ocular por
tanto la vista.
Metabolismo de prótidos,
glúcidos y lípidos
Interviene en la circulación
sanguínea, el crecimiento, la
cadena respiratoria y el sistema
nervioso.
Metabolismo de proteínas y
aminoácidos
Formación de glóbulos rojos,
células y hormonas.
Ayuda al equilibrio del sodio y
del potasio.
Crecimiento y división celular.
Formación de glóbulos rojos
Carnes y lácteos,
cereales, levaduras y
vegetales verdes
Carnes, hígado y riñón,
lácteos, huevos, en
cereales integrales,
levadura y legumbres
Yema de huevos, las
carnes, el hígado, el
riñón, los pescados, los
lácteos, granos
integrales, levaduras y
frutas secas
Carnes, hígado,
verduras verdes oscuras
y cereales integrales.
Elaboración de células
Síntesis de la hemoglobina
Sistema nervioso
Sintetizada por el
organismo. No presente
en vegetales.
Si aparece en carnes y
lácteos.
Formación y mantenimiento del
colágeno
Antioxidante
Ayuda a la absorción del hierro
No hémico
Vegetales verdes, frutas
cítricas y papas
Tipos de Vitaminas y sus funciones
Vitamina A – Retinol
Es un alcohol primario que deriva del caroteno. Afecta la formación y
mantenimiento de membranas, de la piel, dientes, huesos, visión, y de
funciones reproductivas.
El cuerpo puede obtener vitamina A de dos maneras: fabricándola a base de
caroteno (encontrado en vegetales como: zanahoria, brécol, calabaza,
espinacas y col), o la otra alimentándose de animales que se alimenten de
estos vegetales, y que ya hayan realizado la transformación.
Vitamina B – Betacaroteno
Este grupo de vitaminas se reconoce porque son sustancias frágiles solubles al
agua. La mayoría de las vitaminas del grupo B son importantes para
metabolizar hidratos de carbono.
Vitamina B1 – Tiamina
Sustancia incolora. Actúa como catalizador de los hidratos de carbono. Lo que
hace en este proceso es metabolizar el ácido pirúvico, haciendo que el hidrato
de carbono libere su energía. LA tiamina regula también algunas funciones en
el sistema nervioso. La tiamina se encuentra, pero en cantidades bajas, en los
riñones, hígado y corazón.
Vitamina B2 – Riboflavina
La riboflavina actúa como enzima. Se combina con proteínas para formar
enzimas que participan en el metabolismo de hidratos de carbono, grasas y
especialmente en el metabolismo de las proteínas que participan en el
transporte de oxígeno. También mantiene las membranas mucosas.
Vitamina B3 – Niacina
Se conoce también con el nombre de vitamina PP. Funciona como co-enzima
que permite liberar energía de los nutrientes. Esta vitamina afecta directamente
el sistema nervioso y el estado de ánimo, por lo que se han utilizado sobredosis
experimentales en esquizofrénicos (aunque no se ha demostrado eficacia). Una
sobredosis es capaz también de reducir los niveles de colesterol. Pero
prolongada sobredosis son perjudiciales para el hígado.
Vitamina B5 – Acido pantoténico
Constituye una enzima clave en el metabolismo basal. Favorece el crecimiento
del cabello. Es fabricado por bacterias intestinales, y se encuentra en muchos
alimentos.
Vitamina B6 – Piridoxina
La Piridoxina es necesaria en la absorción y en el metabolismo de
aminoácidos. Actúa también en el consumo de grasas del cuerpo y en la
producción de glóbulos rojos. La Piridoxina es proporcional a las proteínas
consumidas en el cuerpo.
Vitamina B8 – Biotina
Participa en la formación de ácidos grasos y en la liberación de los hidratos de
carbono. Es co-enzima del metabolismo de glúcidos y lípidos. Es sintetizada
por bacterias intestinales y se encuentra en muchos alimentos.
Vitamina B9 – Acido fólico
Co-enzima necesaria para la formación de proteínas estructurales y
hemoglobina. Se usa para el tratamiento de la anemia y la psilosis. A diferencia
de otras vitaminas también hidrosolubles, la folacina se almacena en el hígado.
Vitamina B12 – Cianocobalamina
Es necesaria pero en pequeñas cantidades, para la formación de
nucleoproteínas, proteína, y glóbulos rojos. La falta de esta vitamina se debe a
la incapacidad del estómago para procesar Glucoproteínas (factor necesario
para absorber la vitamina B12). Esta vitamina se obtiene sólo del hígado,
riñones, carne, etc. por lo que a los vegetarianos se les aconseja tomar
suplementos vitamínicos B12.
Vitamina C – Acido ascórbico
Esta vitamina es importante en la formación de colágeno ya que sostiene
muchas estructuras corporales y tiene un papel muy importante en la formación
de huesos y dientes; además de favorecer la absorción de hierro.
La ausencia de Ácido ascórbico puede derivar en escorbuto, enfermedad que
consiste en la caída de dientes, debilitamiento de huesos, y aparición de
hemorragias. Todavía no está completamente probado que la vitamina C ayuda
a prevenir resfríos; pero sí está probado que, aunque el exceso se elimina
rápidamente por la orina, el excesivo consumo puede provocar cálculos a los
riñones y la vejiga.
Vitamina D – Calciferol
Tiene una importante función en la formación y manutención de huesos y
diente. Se puede obtener de alimentos como huevo, hígado, atún, leche; o
puede ser fabricado por el cuerpo cuando los esteroides se desplazan a la piel
y reciben luz solar. Su excesivo consumo puede ocasionar daños al riñón, y
pérdida del apetito.
Vitamina E – Alfatocoferol
La vitamina E posee la función de ayudar a la formación de glóbulos rojos,
músculos, y otros tejidos previniendo de la oxidación de la vitamina A y las
grasas.
Vitamina K – Fitomenadiona
Es necesaria para la coagulación de la sangre. Es necesaria porque produce
una enzima llamada protrombina; la que interfiere en la producción de fibrina;
que es la que finalmente interfiere en la coagulación. Normalmente se obtiene
de la alimentación y de la cantidad segregada por las bacterias intestinales.
HORMONAS
Las hormonas son sustancias químicas señalizadoras, sintetizadas por células
especializadas en glándulas endocrinas, antes de ser liberadas al torrente
sanguíneo y posteriormente la sangre las transporta hacia los órganos
efectores donde ejercerán efectos biológicos y fisiológicos específicos.
Cada hormona es el centro de un sistema de regulación hormonal muy
complejo y se sintetizan a partir de precursores y, frecuentemente, se
almacenan en células glandulares especializadas algunas son transportadas en
asociación con proteínas plasmáticas o transportadores hormonales a las que
se unen en forma reversible.
SISTEMA DE REGULACIÓN HORMONAL
En los tejidos blancos se encuentran las células efectoras que reciben la señal
hormonal, estas células poseen receptores hormonales (macromoléculas
capaces de unir sustancias biológicamente activas produciendo, como
resultado de esta interacción, una respuesta fisiológica) que unirán las
hormonas. La unión de la hormona pasa la información a la célula y
desencadena una respuesta.
Existen dos formas diferentes mediante las que un mensaje puede ser
transmitido de una hormona a la célula efectora.
Las hormonas lipófilicas entran a la célula y ejercen su efecto, en la mayoría
de los casos, sobre el núcleo, mientras que las hormonas hidrofílicas actúan
en la membrana celular.
Las hormonas lipofílicas, que incluyen a los esteroides, tiroxina y retinoides,
cruzan la membrana plasmática y se unen a receptores específicos dentro de
la célula efectora.
Las hormonas hidrofílicas, que involucran a hormonas derivadas de
aminoácidos, peptídicas y proteohormonas, se unen a receptores específicos
en el exterior de la membrana celular. Esto dispara la síntesis de los llamados
segundos mensajeros dentro de la célula que son los que llevarán a cabo la
respuesta celular a la acción hormonal.
Además de las hormonas clásicas o a larga distancia, existen hormonas
tisulares (parahormonas) que solo actúan en las inmediaciones de las células
glandulares que las producen. Llegan a su célula efectora por difusión a través
del espacio extracelular, antes que por transporte en la sangre. Estas
hormonas son abundantes en el tracto digestivo, donde regulan procesos
digestivos
Las hormonas transfieren señales moviéndose de su sitio de síntesis a su sitio
de acción, generalmente se transportan en la sangre, en este caso se dice que
poseen un efecto endocrino, por ejemplo la insulina. Por el contrario, las
hormonas tisulares, cuyas células efectoras están inmediatamente adyacentes
a las células glandulares que las producen, poseen un efecto paracrino, por
ejemplo las hormonas del tracto gastrointestinal.
Cuando las moléculas señalizantes ejercen su efecto en la misma célula que
las produjo, se dice que poseen un efecto autocrino, por ejemplo las
prostaglandinas. La insulina, formada en las células B pancreáticas, posee
tantos efectos endocrinos y paracrinos y muchas hormonas presentan efectos
duales como estos.
En la regulación del metabolismo de la glucosa y de los lípidos, la insulina
actúa como una hormona endocrina, mientras que emplea un mecanismo
paracrino para inhibir la formación y liberación de glucagón por las células A
vecinas en los islotes pancreáticos.
CLASIFICACIÓN DE LAS HORMONAS
Existen muchas hormonas y sustancias similares a hormonas y desde el punto
de vista de la bioquímica, estas hormonas se clasifican en lipofílicas e
hidrofílicas, debido a que refleja las diferencias entre sus mecanismos de
acción.
Las hormonas lipofílicas son relativamente pequeñas
se disuelven
pobremente en medio acuoso y no se acumulan en las células glandulares, por
el contrario, se liberan directamente luego de su biosíntesis (una excepción es
la tiroxina).
Durante su transporte en la sangre, están unidas a proteínas plasmáticas
específicas o transportadores hormonales, todas las hormonas lipofílicas
comparten un modo de acción común, se unen a receptores intracelulares y,
por lo tanto, afectan la transcripción, siendo estas: progesterona, estradiol,
testosterona, cortisol, aldosterona, calcitriol, iodotironinas.
Las hormonas hidrofílicas y las sustancias similares derivan de aminoácidos,
o son péptidos o proteínas compuestas por aminoácidos. Usualmente se
acumulan en cantidades significantes en las células glandulares y se liberan de
una manera controlada. La mayoría no requiere de transportadores en sangre
(excepto oxitocina, vasopresina, somatomedinas y calcitonina). Las hormonas
hidrofílicas ejercen sus efectos uniéndose a receptores en la membrana celular.
LA CELULA
ENUNCIADOS DE LA TEORÍA CELULAR
a) Todo organismo vivo se compone de
una o más células
b) La célula es la unidad básica y
funcional de todo organismo
c) Todas las células nacen de células
preexistentes.
DESCUBRIMIENTOS DE LA HISTORIA DE
LA BIOLOGIA
Se les dio más importancia a Matías
Scheleiden, Teodor Schwann, Rodolf
Virchaw porque relacionaron todos lo
descubrimientos anteriores y los ampliaron
con sus propias observaciones en tejidos
vegetales y animales, respectivamente, lo que llevó a elaborar la teoría celular.
UNIDAD DE MEDIDAS DE LAS CÉLULAS
Su tamaño varía y requieren de unidades muy pequeñas y estructuras internas.
La unidad básica lineal en el sistema métrico es el metro. El milímetro (mm) es
un milésimo 1/1000 de metro. La unidad mas conveniente es el micrómetro m
que recibe el nombre no es estándar de micra. Este equivale 1/1000000 de
metro o 1/1000 de milímetro que es imperaptible.
El micrómetro con el milímetro es la misma que esta última con el m (1/1000).
Por ello el micrómetro es demasiado grande para ciertas estructuras
subcelulares. Por lo que se usa el manómetro (nm) que equivale 1/1000000000
de m o 1/1000 de micrómetro.
Por lo tanto un milímetro es un milésimo de metro, un micrómetro es un
milésimo de milímetro y un manómetro es un milésimo de micrómetro.
FORMAS Y TAMAÑOS DE LAS CELULAS
Las células varían notablemente en cuanto a su forma, la que de una manera
se las distribuye en
CÉLULA DE FORMA VARIABLE O REGULAR.- Son células que
constantemente cambian de forma, según se cumplan sus diversos estados
fisiológicos. Ejm. Los leucocitos en la sangre son esféricos y en los tejidos
toman diversas formas.
CÉLULAS DE FORMA ESTABLE, REGULAR O TÍPICA.- La forma estable
que forman las células en los organismos multicelulares se debe a la forma en
que se han adaptado para cumplir ciertas funciones en determinados tejidos u
órganos. Son los siguientes:
Isodiamétricas: Son las que tienen sus dimensiones casi iguales. Pueden ser:
Esféricas: Como óvulos y los cocos (bacterias), glóbulos blancos
Cubical: Como las células del hígado.
Ovoide: Como el espermatozoide.
Aplanadas: sus dimensiones son mayores que su grosor generalmente forman
tejidos de revestimiento
Discoidal: Como glóbulo rojo
Poliédrica: Como células epiteliales
Estrellados: Como las neuronas.
Alargado: En las cuales un eje es mayor que los otros dos. Estas células
forman parte de ciertas mucosas que tapizan el tubo digestivo.
Prismáticas: Células glandulares
Fusiformes: Células musculares lisas.
Tubulares: Vasos liberianos
Cilíndricas: Células del tejido
Muscular: esquelético o estriado
TAMAÑO DE LAS CELULAS
El porque del diferente tamaño de las células, es un interrogante en el cual a
repuesta radica en la necesidad que tienen las células de intercambiar
nutrimentos y desechos con su entorno exterior a través de la membrana
plasmática. Al aumentar el tamaño de una célula aproximadamente esférica,
sus regiones más interiores se quedan cada vez más lejos de la membrana. La
difusión es un proceso muy lento, por ejemplo en una célula de 20cm de
diámetro las moléculas de oxígeno tardarían más de 200 días en difundirse
hasta el centro de la célula. Además, conforme crece la célula, su volumen
aumenta con mayor rapidez que su área superficie. Por ejemplo una célula
cuyo radio aumenta al doble tiene un volumen 8 veces mayor pero un área
superficie solo 4 veces mayor.
RELACIÓN ENTRE SUPERFICIE Y VOLUMEN
El volumen de núcleo es siempre muy reducido. Su relación con el del
citoplasma varía en las diferentes células, pero, es constante en las células del
mismo tejido que se encuentran en igual estado de equilibrio. En general varía
entre 1/20 y 1/100 del volumen del citoplasma
PARTES CONSTITUYENTES DE LA
CÉLULA
PROTOPLASMA: Es la fuente originaria de todas las manifestaciones del
fenómeno de la vida y está constituido por:
Citoplasma o citosoma.- Esta porción de protoplasma celular que rodea al
núcleo en la que está sumergido.
Diferenciaciones citoplasmáticas
Son porciones diferenciadas del citoplasma destinadas al cumplimiento de una
función determinadas son permanentes. Pueden existir en todas las células o
sólo en las de determinados tejidos.
Algunas diferenciaciones son internas o endoplasmitas. Otras aparecen en el
exterior de la célula y se dicen externas o exoplásmicas
ENDOPLÁSMICAS.- Utrículo primordial, centro celular, aparato reticular de
Golgi, condriosoma, plásticos, mionemas, miofibrillas, neurofibrillas, vacuolas.
EXOPLÁSMICAS.- Seudópodos, cílios, flagelos, blefaroplástos, membrana
ondulante, orgánulos.
CARIOPLASMA.- Se caracteriza por contener proteínas conjugada llamada
cromatina, el carioplasma se encuentra a veces en suspensión en el citoplasma
bajo forma de corpúsculo o gránulos irregulares. Pero en el caso mas general
el carioplasma constituye un corpúsculo definido limitado y bien aparente al que
se denomina núcleo.
SECRECIONES PROTOPLÁSMICAS
Son secreciones transitorias y constituidas por sustancias que proceden del
extremo medio externo o son producto de elaboración de la célula y
representan material de reserva o de eliminación. Constituido por:
Inclusiones citoplasmáticas o Internas.- son granulaciones que se
encuentran en el interior del citoplasma; pero por ser producto de metabolismo
celular tiene un carácter transitorio. En general son sustancias de secreción,
excreción o de reserva. Estas pueden ser:
a) Paraplasma o Hialoplasma: es la porción más fluida del citoplasma celular
comprendida entre las mallas de la red espongioplasma sustancia
interfibrilla de Fleming o hialoplasma.
b) Deutoplasma o vitelo: material nutricio de reserva en el óvulo
c) Espongioplasma: red de fibrilla que forma el retículo celular en oposición al
hialoplasma.
Membrana celular: es la encargada de envolver a la célula
CITOPLASMA Y CITOSOL
El citoplasma es el contenido celular localizado entre la membrana y el núcleo,
el citosol es la porción semifluida del citoplasma. Compuesto por nutrientes,
iones, proteínas solubles y otras pequeñas moléculas que participan en las
diferentes fases del metabolismo celular. También los orgánulos y las
inclusiones están en suspensión en el citosol. Además existe la matriz
citoplasmática. En la cual todos los organelos y sistemas de membrana están
suspendidos, la matriz citoplasmática se encuentra en constante movimiento a
lo que se conoce como ciclosis.
MICROSOMAS CITOPLASMÁTICA
En el agua de la célula que forma una fase coloide citoplasmático se
encuentran suspendidas granulaciones llamadas microsomas cuyo tamaño
oscila entre 0.05  y 0.2  , constituyendo la segunda fase del coloide. Están en
consecuencia, activadas por los movimientos brownianos y constituyendo la
matriz citoplasmática. Como son partículas hidrófilas pueden hacer variar al
coloide de sol a gel y viceversa. Están compuestas de partículas de hidratos de
carbono, especialmente de glucógeno, de grasas unidas a proteínas o
proteínas solas. Tienen forma punteadas, alargadas o redondeadas. Los
microsomas son de forma granular o filamentosa
Zonas de Citoplasma
Endoplasma y ectoplasma
En el citoplasma se distinguen dos zonas que difieren en su
aspecto: una delgada zona periférica hialina y aparentemente
homogénea, el ectoplasma; y una zona central más o menos
granulosa el endoplasma.
Endoplásmica: retículo primordial, centro celular, aparato reticular de Golgi,
condriosoma, plástico, mionemas, miofibrillas, neurofibrillas, vacuolas.
Exoplásmica: seudópodos, cilios, flagelos, blifaroplastos, membrana
ondulante, orgánulos
PROPIEDADES DEL PROTOPLASMA:
Propiedades Físicas:
Aspecto: a simple vista se muestra homogéneo.
Color: el citoplasma es generalmente incoloro. Puede presentar una coloración
más o menos intensa, debido a la presencia de sustancias coloreadas disueltas
en el o en suspensión
Transparencia: es transparente, traslúcido y a veces más o menos
opalescente.
Refrigerencia: el citoplasma tiene una refrigerancia superior a la del agua; es
menos refrigerente que los aceites.
Densidad: el citoplasma tiene una densidad ligeramente superior a la del agua
Difusibilidad: suspendido en agua, la absorbe aumentando su volumen, pero,
a la manera de los coloides, se difunde en ella con gran lentitud.
Coagulación: por acción del calor a más 60- 80º, coagula en una masa sólida
de consistencia blanda.
Elasticidad: el citoplasma puede absorber agua aumentando de volumen o
perderla, sufriendo una contracción más o menos grandes.
Consistencia y viscosidad: es más o menos viscoso. Su viscosidad depende
no solamente de l cantidad d agua, sino también de la temperatura.
Coherencia: como consecuencia de su viscosidad, el citoplasma revela una
cohesión a veces considerable.
Propiedades químicas:
Irritabilidad: responde a un estímulo y desaparece con la muerte celular
Conductibilidad: transmite una onda de excitación portada la célula, desde el
punto en que es estimulada.
Contractilidad: cambia de forma por lo general en sentido de acortamiento
cuando esta es estimulada.
Respiración: es el fenómeno por el que sustancias nutritivas y el oxígeno del
interior de las células se oxida y produce energía, bióxido de carbono y agua
Absorción: es la inhibición de ciertas sustancias disueltas, que serán
asimiladas por las células y que posteriormente serán utilizadas.
Secreción y excreción: es cuando la célula puede exteriorizar los diversos
materiales. Si el material que la célula exterioriza es un producto útil como una
enzima digestiva o una hormona, se denomina al fenómeno de secreción, pero
se exterioriza se denominará excreción.
Crecimiento y reproducción: las células tienen una dimensión de 550micras; si tiene lugar un crecimiento mayor de tejido, se necesita un
incremento del número de células; ello lleva a la división celular.
COMPONENTES DE LA CELULA
Las células son estructuras altamente organizadas en su interior, constituidas
por diferentes orgánulos implicados, cada uno de ellos en diferentes funciones.
Sin embargo, todas las células eucariotas, que son las de todos los seres vivos
con la excepción de las bacterias cuyas células son mucho más sencillas,
comparten un plan general de organización:
1. Una membrana que determina su individualidad
2. Un núcleo que contiene el material genético y ejerce el control de la célula
3. Un citoplasma Lleno de orgánulos, dónde se ejecutan prácticamente todas
las funciones.
1. MEMBRANA PLASMÁTICA
La célula está rodeada por una
membrana, denominada "membrana
plasmática", ésta
delimita el
territorio de la célula y controla el
contenido químico de la célula. La
membrana plasmática representa el
límite entre el medio extracelular y el
intracelular. Es de gran importancia
para los organismos, ya que a su
través se transmiten mensajes que
permiten a las células realizar
numerosas funciones. Es tan fina
que no se puede observar con el microscopio óptico, siendo sólo visible con el
microscopio electrónico.
Presenta las siguientes características:
1. Es una estructura continua que rodea a la célula. Por un lado está en
contacto con el citoplasma (medio interno) y, por el otro, con el medio
extracelular que representa el medio externo.
2. Contiene receptores específicos que permiten a la célula interaccionar
con mensajeros químicos y emitir la respuesta adecuada.
COMPOSICIÓN QUÍMICA
En la composición química de la membrana entran a formar parte lípidos,
proteínas y glúcidos en proporciones aproximadas de 40%, 50% y 10%,
respectivamente.
1.- LÍPIDOS:
En la membrana de la célula eucariota encontramos tres tipos de lípidos:
fosfolípidos, glucolípidos y colesterol. Todos tienen carácter anfipático ; es
decir que tienen un doble comportamiento, parte de la molécula es hidrófila y
parte de la molécula es hidrófoba por lo que cuando se encuentran en un
medio acuoso se orientan formando una bicapa lipídica
La membrana plasmática no es una estructura estática, sus componentes
tienen posibilidades de movimiento, lo que le proporciona una cierta fluidez.
Los movimientos que pueden realizar los lípidos son:
a) de rotación: es como si girara la molécula en torno a su eje. Es muy
frecuente y el responsable en parte de los otros movimientos.
b) de difusión lateral: las moléculas se difunden de manera lateral dentro de
la misma capa. Es el movimiento más frecuente.
flip-flop: es el movimiento de la molécula lipídica de una monocapa a la
otra gracias a unas enzimas llamadas flipasas. Es el movimiento menos
frecuente, por ser energéticamente más desfavorable.
d) de flexión: son los movimientos producidos por las colas hidrófobas de los
fosfolípidos.
La fluidez es una de las características más importantes de las membranas.
Depende de factores como:
o La temperatura, la fluidez aumenta al aumentar la temperatura.
o La naturaleza de los lípidos, la presencia de lípidos insaturados y de
cadena corta favorecen el aumento de fluidez; la presencia de colesterol
endurece las membranas, reduciendo su fluidez y permeabilidad.
2.- PROTEINAS
Son los componentes de la membrana que desempeñan las funciones
específicas (transporte, comunicación, etc).
c)
Al igual que en el caso de los lípidos , las proteínas pueden girar alrededor de s
u eje y muchas de ellas pueden desplazarse lateralmente (difusión lateral) por
la membrana. Las proteínas de membrana se clasifican en:
Proteinas integrales: Están unidas a los lípidos íntimamente, suelen
atravesar la bicapa lípidica una o varias veces, por esta razón se les llama
proteinas de transmembrana.
b) Proteinas periféricas: Se localizan a un lado u otro de la bicapa lipídica y
están unidas débilmente a las cabezas polares de los lípidos de la
membrana u a otras proteínas integrales por enlaces de hidrógeno.
3.-GLÚCIDOS
Se sitúan en la superficie externa de las células eucariotas por lo que
contribuyen a la asimetría de la membrana. Estos glúcidos son oligosacáridos
unidos a los lípidos (glucolípidos), o a las proteínas (glucoproteinas). Esta
cubierta de glúcidos representan el carne de identidad de las células,
constituyen la cubierta celular o glucocálix, a la que se atribuyen funciones
fundamentales:
a) Protege la superficie de las células de posibles lesiones
b) Confiere viscosidad a las superficies
celulares, permitiendo el deslizamiento de
células en movimiento, como , por ejemplo,
las sanguíneas
c) Presenta propiedades inmunitarias, por
ejemplo los glúcidos del glucocálix de los
glóbulos rojos representan los antígenos
propios de los grupos sanguíneos del grupo
sanguíneo ABO.
d) Interviene
en
los
fenómenos
de
reconocimiento
celular,
particularmente
importantes
durante
el
desarrollo
embrionario.
e) En los procesos de adhesión entre óvulo y espermatozoide.
a)
Estructura: Modelo del Mosaico Fluido
Con los datos ofrecidos por la microscopía electrónica y los análisis
bioquímicos se han elaborado varios modelos de membrana.
En la actualidad el modelo más aceptado es el propuesto por Singer y
Nicholson (1972), denominado modelo del mosaico fluido, que presenta las
siguientes características:
a) Considera que la membrana es como un mosaico fluido en el que la bicapa
lipídica es la red cemetantey las proteínas embebidas en ella,
interaccionando unas con otras y con los lípidos. Tanto las proteínas como
los lípidos pueden desplazarse lateralmente.
b) Los lípidos y las proteínas integrales se hallan dispuestos en mosaico.
c) Las membranas son estructuras asimétricas en cuanto a la distribución
fundamentalmente de los glúcidos, que sólo se encuentran en la cara
externa.
Las funciones de la membrana podrían resumirse en:
1. TRANSPORTE
El intercambio de materia entre el interior de la célula y su ambiente
externo.
2. RECONOCIMIENTO Y COMUNICACIÓN
Gracias a moléculas situadas en la parte externa de la membrana, que
actúan como receptoras de sustancias.
ORGANELOS DE LA CÉLULA EUCARIÓTICA
Organelos Citoplasmáticos:
Son estructuras altamente organizadas de forma y función específica en el
mantenimiento y reproducción de la célula.
ORGANELOS MEMBRANOSOS:
1. Membrana celular
2. Mitocondria
3. R Retículo endoplasmático liso (R.E.L)
4. Retículo endoplasmatico rugoso (R.E.R)
5. Aparato de golgi
6. Vesículas Secretoras
7. Lisosomas
8. Vesículas Recubiertas
9. Endosomas
10. Perioxisomas
11. Vacuolas
12. Cloroplastos
13. Núcleo
ORGANELOS NO MEMBRANOSOS:
1.
2.
3.
4.
5.
Microtúbulos
Centríolos
Cilios y flagelos
Filamento
Citoesqueleto
RETÍCULO ENDOPLÁSMICO
El retículo endoplasmatico es un
sistema de membranas internas que
transportan y almacena materiales
dentro de la célula y que divide al
citoplasma en un compartimiento
interconectado. Mide de una décima a
cinco centésimas de micra.
Retículo Endoplasmático Rugoso o Granular:
También es llamado ergatoplasma o sustancia basófila. Ergatoplasma nombre
dado por considerarse como asunto activo de transformaciones químicas,
particularmente de síntesis de proteínas y sustancia basófila por ser fácil de
teñir con sustancias básicas.
Ultraestructura:
Presenta una imagen de bolsas aplanadas
(cisternas)
y
túbulos
membranosos
interconectados,
sus
membranas
están
cubiertas en su superficie externa pro
ribosomas y polisomas. Tiene una estrecha
relación con la envoltura nuclear y el Aparato de
Golgi. Posee una finísima membrana proteica
que constituye túbulos, es bastante semejante
en composición química, ultraestructura y
dimensiones a la membrana plasmática, pero
presentan asociadas una gran cantidad de enzimas para sus funciones
específicas
LUMEN: luz de la red de cisternas de R.E.R, flujo luminosos; es un espacio que
hay en el interior de la red membranosa o de la vesícula que corresponden al
10% del volumen
Funciones:
Se le asigna la función de sintetizar la membrana nuclear y posiblemente
interviene en la formación de otras membranas:
Síntesis de proteínas: esta función es llevada a cabo en ribosomas adosados
a sus membranas. Las proteínas formadas entran a los sacos membranosos, y
siguen circulando por el sistema vascular citoplasmático. Las proteínas que se
produce en el R.E.R son:
1. Enzimas hidrolíticas: que van a formar parte de los lisosomas que más
adelante serán armados en el Aparato de Golgi.
2. Proteínas transmembrana: que tienden a quedarse directamente en la
propia membrana del R.E.R
3. Proteínas solubles en agua: que atraviesan la membrana y son vertidas
en el lumen (luz de la red de cisternas del R.E.R)
El R.E.R está muy desarrollado en aquellas células con gran actividad
secretora de proteínas, como los plasmocitos que fabrican enzimas, las células
hepáticas que producen células plasmáticas, etc.
RIBOSOMAS:
Cada ribosoma está constituido por 2 subunidades una mayor y la otra menor.
El tamaño de las unidades se establece en general por la función de la
velocidad con la cual se sedimenta en un campo centrífugo, la unidad que
expresa esa velocidad es el Sverbderg, y depende en no solo del tamaño de la
partícula sino también de su forma y densidad, del medio en el que esta
suspendida. Tiene una forma elipsoide suavemente alargada, el número de
ribosoma de cada célula es de 100 (cifra no estable). Recibe su nombre por su
contenido de ácido ribonucleico:
a) Ribosomas libres.- sintetizan proteínas que se encuentran dentro de la
célula, ya que se encuentran dentro de la célula, ya que se encuentran
flotando libremente en el citoplasma.
b) Ribosomas fijos.- a membrana, sintetizan proteínas destinada a insertarse
en la membrana plasmática o para exportación.
Codificación de Ribosomas en las Células:
Procariota: ribosoma 70S (50S y 30S)
Eucariota: ribosoma 80S (60S y 40S)
Retículo Endoplasmático liso o agranular:
Ultraestructura:
Se presenta como una serie de sacos o bolsas aplanadas y
túbulos membranoso, cuya localización y extensión es
variable y depende de la actividad metabólica particular de
la célula.
Al microscopio electrónico se observa que cada bolsa o
túbulo está constituido por una unidad de membrana que
limita una cavidad, esta puede ser prácticamente virtual o
mostrarse ocupada por material que está circulando por el
retículo.
La membrana que constituye sacos y túbulos es bastante
semejante en composición química, ultraestructura y
dimensiones a la membrana plasmática, pero presenta
asociadas una gran cantidad de enzimas para sus funciones específicas.
Funciones:
a) Circulación intracelular de sustancias que no se liberan al hialoplasma
b) Síntesis de lípidos: esteroides, fosfolípidos, triglicéridos.
c) Detoxificación de ciertas drogas, es decir, anulación de sus efectos
farmacológicos por modificaciones en su estructura química. Por ejemplo, la
administración de barbitúricos hace que se desarrolle el R.E.L de los
hepatocitos encargados de desdoblar esos fármacos.
d) En las células musculares estriadas recibe en nombre de retículo
sarcoplásmico y presenta una disposición muy particular, ligada con la
coordinación de la contra acción de fibras musculares
e) Por ello suele ser escaso en la mayoría de las células pero muy
abundante en aquellas muy especializadas. El metabolismo de lípidos y
hepatocitos. Además en las células con gran capacidad contráctil (como en
el músculo) en R.E.L en el almacenamiento y liberación de iones de calcio
que actúan el metabolismo contráctil.
APARATO DE GOLGI
El aparto de Golgi clasifica, altera químicamente y empaca moléculas
importantes en sacos membranosos que luego serán dirigidos a diferentes
partes de la célula
Fue descubierto por el científico italiano Camilo Golgi en 1898 en las células
nerviosas, mediante la impregnación de plata en la lechuza.
Ultraestructura:
La unidad básica del organelo es el sáculo, que consiste en una vesícula o
cisterna planada, cuando una serie de sáculos se apilan y forma un
dictiosoma. Además pueden observarse toda una serie de vesículas más o
menos esféricas a ambos lados entre los sáculos.
El conjunto de todos los dictiosomas y vesículas constituye el Aparato de
Golgi. El dictiosoma se encuentra en intima relación con el retículo
endoplasmatico lo que permite diferenciar dos caras:
a) Cara Cis: está estrechamente asociada en porción de transición del R.E.R.
lo que hace que las proteínas penetren por esta parte del dictiosoma; con
finas, parecidas al retículo endoplasmatico. Su significado viene del latín Cis
“a un lado”. Es la cara de entrada.
b) Cara Trans: Se encuentra en las células secretoras debidamente asociadas
a la cara trans del dictiosoma y a la vesícula en la cara de última cisterna.
Es de salida de las proteínas. Son gruesas parecidas a la membrana
plasmática.
c) Sáculo: O sacos membranosos, consiste en una vesícula o cisterna
aplanada. Las cisternas del aparato de Golgi están muy próximas entre sí
mientras que las del retículo endoplasmatico están separadas; las del
aparato de Golgi ocupan un espacio discreto en el citoplasma y las del
retículo endoplasmatico son más complejo en el citoplasma.
Cuando una serie de sáculos se apilan forman un dictiosoma. El dictiosoma
se encuentra en íntima relación con retículo endoplásmico. Por lo tanto el
dictiosoma es la fragmentación de porciones aplanadas que se producen
normalmente durante la mitosis, lo que contiene y a su reparto
aproximadamente hay una distribución equitativa entre sus células hijas. Su
forma y desarrollo varia considerablemente de una célula a otra y dentro de
una misma célula con su estado funcional, cada dictiosoma está formado por
cuatro a ocho sáculos excepto en algas que pueden contener hasta 20 sáculos.
Vesículas: Las vesículas se funden en la cara Cis del aparato de Golgi,
añadiéndole su membrana y vaciando su contenido en las bolsas de Golgi, las
cuales se denominaran vesículas
de transición. En el aparato de
Golgi
se
distingue
una
clasificación, alteración química y
empaquetamiento de moléculas
importantes lo cual a formar las
vesículas
intermedias,
estas
vesículas se estrangulan y separan
del aparato de Golgi en la cara
Trans denominándose vesículas
de secreción.
-Lumen: Debido a que es una
extensión del R.E.R su estructura
es muy similar.
Funciones del Aparato de Golgi
Secretora: la principal función del aparato de Golgi es la secreción de
proteínas producidas en los polisosomas del retículo endoplasmatico rugoso,
las cuales se incorporan en la cara Cis procedentes de las vesículas de
transición. A continuación migran a la cara Trans.
Cara Cis su función es seleccionar y procesar las proteínas que llegan a esas
cisternas procedentes del retículo endoplasmatico. Algunas enzimas que
contienen enzimas hidrolíticas se transforman en lisosomas.
Cara Trans.- Recibe las proteínas refinadas y las distribuye a través de las
vesículas y sus sitios específicos por toda la célula.
Formadora:
Formación del acrosoma: Durante la maduración de las espermátidas a
espermatozoides, varias vesículas del aparato de Golgi se fusionan dando una
vesícula mayor, que se va extendiendo y formando un casquete alrededor del
polo anterior del núcleo. Es Casquete se denomina acrosoma y contiene
diversas enzimas hidrolíticas que facilitarán la aproximación al óvulo.
Formación del fragmoplasto: En la división de células vegetales los
dictiosomas se agrupan alrededor de microtúbulos en la zona ecuatorial de la
célula y constituyen el fragmoplasto, este se transforma luego en la placa
celular, la cual establece la división entre las dos células hijas.
Transporte o circulación macromolecular en el interior de la célula
Muchos tipos de células diferentes pasan a través de alguna porción del
complejo de Golgi entre ellos glucoproteínas (conjugación entre proteínas e
hidratos de carbonos) y proteoglucanos, glucolípidos, glucoproteínas de la
membrana plasmática, proteínas de los lisosomas, material de la pared celular,
maduración de proteínas provenientes del retículo; intervienen en los procesos
de secreción, almacenamiento, transporte y transferencia de gluproteínas.
LISOSOMAS
Fue descubierto por De Duve en las células hepáticas de la rata en 1955. Son
organelos esféricos u ovalados cuando no son activados. Se encuentran
envueltos por una membrana mide de 0,2 a 0,5 – 0,8 m dependiendo donde
se encuentra.
Cuando se activa toma forma de vesícula su palabra viene de lisis rotura del
soma o cuerpo.
Contiene poderosas enzimas hidrolíticas, por lo tanto se las conoce como
bolsas suicidas porque si se rompiera su membrana las enzimas encerradas en
su interior terminarían por destruir a todas las células.
Enzimas hidrolíticas:
Actualmente se conocen unas cuarenta enzimas lisosómicas. Todos ellos son
enzimas hidrolíticas, como proteasas, nucleasas, glucosidasas, lipasas,
fosfolipasas, fosfatasas y sulfatasas. Además todas son hidrolasas ácidas con
una actividad óptima cerca del pH cinco, el pH que se mantiene dentro de este
orgánulo. Las más importantes de estas enzimas son las fosfatasas ácidas.
Hidromazas lisosómicas:
Son utilizadas para degradar cualquier exógeno o constituyentes pueden haber
sido inmediato. Eliminar cualquier constituyente como macromoléculas u
organelos que ya no sean útiles en las células.
Los lisosomas mantienen su enzimas fuera del contacto del citosol cuyo pH es
de 7,2 de esta forma se asegura su actividad, pero al mismo tiempo se protege
al propio citosol en caso de que se produjera algún escape de enzimas hacia
fuera.
Lisosoma primario o Protolisosomas:
Se desprenden del aparato de Golgi de la superficie trans o de la maduración
de las vesículas. Los lisosomas primarios son organelos recién formados
limitados por una sola membrana y que varían notablemente de tamaño, su
apariencia es homogénea, pero el contenido de los lisosomas es muy variable
básicamente. El lisosoma primario es una partícula virgen en la cual sus
enzimas digestivas aún no han tomado parte en la hidrólisis.
Lisosomas secundarios:
En los lisosomas secundarios se distinguen dos grupos que son vacuolas
heterofágicas o heterolisosomas o fagolisosomas y vacuolas autofágicas
también denominadas autolisosomas.
Las vacuolas heterofágicas se forman por la fusión de los lisosomas primarios
con vacuolas citoplasmáticas que contienen sustancias extracelulares llevadas
a la células por alguno de los varios procesos de la endocitosis después de la
fusión de las hidrolasas del lisosoma primario son liberadas por la vacuola
(llamado fagosomas) .
Las vacuolas autofágicas contienen partículas aisladas del propio citoplasma
de la célula incluyendo mitocondrias y fragmentos del R.E.R y R.E.L. La
formación de vacuolas autofágicas y heterofágicas va seguida de la digestión
enzimática de su contenido.
Cuerpos residuales:
Las sustancias endocitadas y partes de organelos autofagocitados que no son
digeridos dentro de los lisosomas secundarios y son transferidos al citoplasma
donde son retenidos por lo común temporalmente dentro de las vacuolas como
residuo los lisosomas que contienen muchos residuos se conocen como
cuerpos residuales (telolisosomas o cuerpos densos). Los residuos no
digeridos suelen tomar la forma de verticilos de membrana, granos, masas
amorfas, partículas semejantes a ferritinas o de figuras de mielina.
Heterofágia:
Los materiales extracelulares que entran a
la célula por endocitosis son encerrados
dentro de vacuolas llamadas fagosomas.
Estos materiales pueden mas tarde ser
expulsado de la célula sin sufrir alteración
alguna por exocitosis o bien los fagosomas
pueden fusionarse con uno o más
lisosomas primarios que vacían sus
hidrolasas digestivas en partículas recién
formadas llamadas lisosomas secundarios.
La digestión lisosomal del material
endocitado se conoce como heterofágia.
Funciones de los lisosomas:
1. Nutrición vía una función digestiva en protozoarios y muchas células de
metazoarios.
2. Nutrición vía autofágica células durante condiciones ambientales
desfavorables.
3. Lisis de organelos durante la diferenciación celular y metamorfosis.
4. Eliminación de partes celulares desgastadas y proteínas desnaturalizadas.
5. Defensa contra la invasión de bacterias y virus mediante los macrófagos de
la circulación.
6. Destrucción de eritrocitos envejecidos y de células muertas.
7. Disolución de coágulos y trombos.
8. Queratinización de la piel.
9. Secreción de hidrolasas por los espermatozoides para la penetración de
estos durante el proceso de fecundación.
10. Digestión del vitelo durante el desarrollo embrionario.
11. Reabsorción del hueso.
12. Reabsorción en el riñón y vejiga urinaria.
MITOCONDRIA
Las mitocondrias fueron observadas y aisladas por
primera vez a partir de células hace casi 130 años
cuando Kôllicker disgregó mecánicamente, estos
organelos del tejido del músculo estriado de
insectos y estudió su comportamiento osmótico en
varias soluciones salinas. Kôllicker concluyó que esos gránulos eran
estructuras independientes asociadas en forma directa a la estructura interior
de la célula. En 1890 Altmann identificó grupos específicos de esos gránulos a
los que llamó bioblastos este término fue después reemplazado cuando
Benda introdujo el término mitocondria (del griego mito=filamento,
chondrio=gránulo) debido a la apariencia filamentosa de estos gránulos. En
conclusión fueron descritas por Altmann 1890, pero habían sido observadas
por Flemming y Kôllicker.
Las mitocondrias son los sitios de la respiración celular aeróbica, proceso que
incluye casi todas las reacciones que convierte energía química de
determinados alimentos en ATP.
A las mitocondrias se las conocen también con el nombre de condrioma por
ser un orgánulo múltiple formado por estructuras bacilares, condriocontos o
granulares. Los elementos que forman el condrioma recibe el nombre general
de condriosoma.
Las mitocondrias son organelos de forma ovoidal que miden alrededor de unas
dos micras de largo (más o menos del tamaño de una bacteria). Tanto la forma
como el tamaño dependen del estado fisiológico de la célula, del pH del medio
y de la presión osmótica. El número de mitocondrias por célula varía, algunas
células por lo común organismos unicelulares contienen una sola mitocondria y
los pluricelulares va desde 40 a 5000 mitocondrias.
Ultraestructura:
Presentan doble membrana
mitocondrial
y
una
membrana interna que mide
o
80 A de grosor. El espacio
que existe entre estas dos
membranas se denomina
espacio
infraestructural
que mide más o menos
o
100 A
Membrana Interna: aquí encontramos las siguientes enzimas: enzimas de la
cadena respiratoria, enzimas sintetizadoras de ATP y succionato
deshidrogenada.
Espacio entre las membranas: aquí encontramos las enzimas:
adenilatocinasa nucleosidasa difosfocinasa
Membrana externa: encontramos las enzimas monoamino oxidasa y
citocromo.
Cresta Mitocondriales:
Estas proyecciones, llamadas crestas,
varían en número y forma. Con claras
excepciones
las
crestas
de
las
mitocondrias de la célula animal superiores casi logran extenderse hasta la
matriz.
En general son laminares y perpendiculares al eje mayor de la mitocondria. En
algunos casos adaptan disposiciones por ejemplo las espermatogonias
humanas son partículas de este mismo eje. También podemos encontrar
diferente forma de esta crestas como: tubular, angular, corta, escasa, etc.
Partículas Elementales de Green:
La membrana se encuentra salpicada por estas partículas, que presentan
forma de hongo, poliédrica o redonda. Es considerada como pequeñas
partículas en las membranas que se fijan a la cámara exterior de la membrana
interior y a la externa de la interior. Son las unidades elementales que realizan
las actividades químicas de la mitocondria por lo que se considera la unidad
subfuncional de la mitocondria, porque activa la generación de ATP,
metabolismo de hidratos de carbono, pero especialmente debido a que en las
crestas se encuentran los sitios complejos donde se realizan la respiración
celular que es el proceso mediante el cual las sustancias nutritivas son
transformadas con la participación del oxígeno en enlaces energéticos de ATP
necesarios para realizar las diversas funciones celulares.
Matriz mitocondrial:
El espacio intracelular se encuentra ocupado por una sustancia que el material
fijado con ácido ósmico, aparece en menor opacidad y aspecto homogéneo
constituyendo la llamada matriz. Se ha descrito como disertado en ella algunos
gránulos esféricos, escasos y no constantes, denominados gránulos
mitocondriales.
La matriz es un líquido semejante a un gel rodeado por la membrana interna y
el espacio intermembranosos lleno de líquido entre las membranas internas y
externas, contiene varias enzimas. La matriz contiene varias enzimas del ciclo
de Krebs, así como también sales y agua, suspendidos en la matriz hay
filamentos de DNA circular y ribosomas.
ADN Mitocondrial ADNmt:
El genoma mitocondrial contiene un total de 37 genes de los cuales:
1. 13 genes codifican para ARNs mensajero por lo tanto para 13 proteínas.
2. 22 genes codifican 22 ARNs de transferencia
3. 2 genes codifican para 2 ARNs ribosómico
El ARNmt proporciona el código genético para el 10% aproximado de la
proteína mitocondrial especialmente los polipéptidos hidrófobos de la
membrana mitocondrial interna.
La genética del ADNmt se diferencia del ADN nuclear por 4 aspectos:
1. Herencia Materna: las mitocondrias y por tanto el ADNmt, solo se transmite
a través del óvulo, cuyo citoplasma es mucho mas grande que el del
espermatozoide que no contribuye con mitocondrias en la fecundación por
lo tanto es heredado exclusivamente de la madre.
2. Poliplasma: en cada célula hay ciento o miles de moléculas de ADNmt
3. Segregación mitótica: durante la división celular, las mitocondrias se
distribuyen al azar entre las células hijas.
4. Alta velocidad de mutación: la tasa de mutación espontánea del ADNmt
es 10 veces mayor que en el ADN nuclear.
Investigaciones recientes de las mitocondrias:
Una comparación reciente de muestras de ADNm humano sugiere que la
humanidad desciende de una mujer que vivió en África hace entre 140.000 y
290.000 años. Muestras genéticas tomadas de grupos étnicos africanos,
asiáticos, australianos, europeos y de Nueva Guinea han revelado un número
específico de tipos de ADNm. La comparación de estos tipos ha permitido a los
científicos construir un árbol genealógico que sugiere que los distintos grupos
empezaron probablemente a evolucionar por separado. En este árbol, el ADNm
africano ocupa la rama más larga y antigua y de ella brotan los demás grupos
étnicos. Probablemente había muchas otras mujeres vivas en la época de la
llamada Eva mitocondrial, pero sus líneas de herencia materna se han
extinguido. Esto ocurre habitualmente cuando una generación de una familia no
produce ninguna hija.
Funciones de la mitocondria:
Producción de energía:
Las funciones celulares dependen de un
aporte continuo de energía obtenido a
partir de la degradación de moléculas
orgánicas durante el proceso de
respiración celular la energía liberada
durante este proceso se almacena
finalmente en forma de moléculas de
ATP que constituye una reserva de
energía rápidamente disponible para
todas
las
funciones
metabólicas
celulares. Los principales sustratos para
la respiración celular con los azúcares
simples y los lípidos sobre todo la
glucosa y ácidos grasos
Glucólisis es la respiración celular de la glucosa que se inicia en le citosol
donde es degradada hasta hormar ácido pirúvico produciendo una cantidad
pequeña de ATP. (Respiración celular) luego el ácido pirúvico pasa al interior
de la mitocondria donde tras su transformación en Acetil CoA se incorpora al
ciclo de Krebs en un proceso que produce una gran cantidad de ATP. La
glucólisis puede ocurrir en ausencia de oxígeno glucólisis anaeróbica, mientras
que la respiración mitocondrial es dependiente de un aporte continuo de
oxígeno y se denomina respiración aeróbica. En contraste los ácidos grasos
pasan directamente al interior de las mitocondrias donde también se
transforman en acetil CoA y se incorporan al ciclo de Krebs produciendo ATP.
Producción de precursores para la síntesis de diversas sustancias:
Síntesis de aminoácidos, ácidos grasos, glucosa, etc.
Síntesis de proteínas en los ribosomas de las mitocondrias se sintetizan
proteínas codificadas por el ADN mitocondrial, aunque representan solo el 5 –
10% de total de proteínas mitocondriales.
PERIXOSOMAS
El huso moderno del término microcuerpo data desde 1954 en los trabajos de
J. Rhoden quien descubrió la estructura y propiedades de estos organelos en el
tejido del riñón de ratón. En 1965 De Duve demostró que los microcuerpos del
hígado de rata contenían un número de oxidasa que transfieren átomos de
hidrógeno al oxígeno molecular formando por lo tanto peróxido de hidrógeno
( H 2O2 ). De Duve acuñó el término peroxisoma para estos organelos, aunque
una actividad peroxidática verdadera solo se demuestra por lo general en vito,
donde las condiciones favorece solo liberación del peróxido de hidrógeno por la
catalasa y no por una peroxidasa. Sin embrago, debido a que el peróxido de
Hidrógeno es un intermediario en la reacción el término peroxisoma puede ser
apropiada. Los peroxisomas son organelos de estructura esférica u ovoide que
tienen una membrana limitante, un diámetro de casi 0.5 a 1.5 m y una matriz
granular amorfa en ocasiones con inclusiones cristaloides
Varias enzimas están presenten en los peroxisomas:
1. Ácido úrico oxidasa
2. Acetil- CoA oxidasa
3. NADH- glioxilato reductasa
4. NADP- isocitrato deshidrogenada
5. Catalasa
Cuando la enzima ácido úrico oxidasa está presente en grandes cantidades,
suele tomar la forma de un nucloide paracristalino al centro del organelo
Funciones:
Se piensa que la catalasa de los peroxisoma participan en la degradación del
H 2O2 , el cual es extremadamente tóxica; la fuente de este compuesto se
encuentra en otras peroxisomales (ejemplo aquellas catalizadas por la flavín
oxidasa). La enzima ácido úrico oxidasa es importante en la vía catabólica que
degrada a las purinas.
Los peroxisomas abundan en las células que participan en el metabolismo de
lípidos. Los peroxisomas del hígado poseen un sistema importante para la beta
oxidación de los ácidos grasos. Al microscopio eléctrico se observa una
proximidad entre los peroxisomas y las mitocondrias. Los productos de la
actividad de los peroxisomas pueden servir de sustrato para la actividad
mitocondrial.
GLIOXISOMA
En 1967 R. W. Breidenbach y H. Beepers descubrieron que los microcuerpos
de las células almacenadotas de grasa de semilla oleaginosas en proceso de
germinación contenías enzimas del ciclo glioxilato, además de enzimas
peroxisomales, utilizaron el término glioxisoma para referirse a esas partículas.
Los Glioxisomas no se encuentran en todas las partes de las plantas
Las células vegetales contienen 2 tipos principales de microcuerpos. Una
variedad de peroxisoma se encuentra en las hojas e intervienen en la
fotosíntesis y otros tipos de microcuerpos llamados glioxisomas. Este contiene
enzimas y convierten los lípidos, almacenados en la semilla de las plantas, en
azucares. Mismos que utilizan las plantas jóvenes como fuente de energía y
como un componente para sintetizar otros compuestos. Las células animales
carecen de glioxisomas y por tanto no pueden convertir lípidos en azucares
1. Fotosíntesis: conversión enzimática de la energía luminosa en energía
química mediante la formación de carbohidratos y oxígeno a partir de CO2 y
H 2 O en las células de las plantas verdes.
2. Fotorrespiración: consumo de Oxigeno y liberación de CO2 por células
fotosintéticas o por plantas en presencia de luz.
El término glioxisoma por lo común se reserva para los organelos del
endospema almacenado de grasa o de cotiledones de semillas oleaginosas en
procesos de germinación.
CENTROSOMA O CITOCENTRO O CENTRÓSFERA
También es llamado Aparato Centrosomal
El Centrosoma es aquel que ayuda a la formación y organización de los
microtúbulos del huso acromático y también a su autoduplicación antes de la
división celular. Fue descubierto en 1887 por Fleman y Van Beredem.
Características Generales:
Mide 0.2  de diámetro y 0.5  de largo.
El centrosoma se encuentra cerca de uno de los polos de la célula y
dispuestos entres sí en ángulo recto. Cuando tiene una localización cercana al
núcleo no está en división celular. También se puede encontrar en la periferia
como por ejemplo en las células nerviosas. Se encuentra en función de lo que
está realizando. No está limitado por membrana.
La composición química del centrosoma está dada por agua, proteínas,
glúcidos, lípidos, ADN y ARN. Entre las proteínas, la más importante es la
tubulina. En el centrosoma también hay enzimas de la glucólisis de la
fosforilización y ATP asa.
Se encuentra en todas las células animales, pero no se han encontrado
centrocentros en las células de numerosos vegetales, sin embargo en estas
plantas si se han encontrados las estructuras que generalmente derivan de él
(es decir aparto mitótico) que en ellos lo hacen a partir de un par de casquetes
polares de citoplasma.
Estructura:
El citocentro se halla ubicado en el centro de
la célula y está formado por un par de
pequeños gránulos en forma de bastón a los
que se le denomina centríolo, cuando se
divide toma el nombre de diplonema, a su
alrededor se observa una zona clara
centrosoma que a su vez esta rodeada por
una zona densa centrósfera de la que parten
algunas estriaciones que reciben el nombre de
asteres o astrófera esto se observa cuando a
célula está en reposo.
Ultraestructura:
Microtúbulos de cilios y flagelos: el espacio
central está formado por una sustancia
granulosa densa, cada centríolo está formado
por 2 cilindros de aproximadamente 150nm de
longitud, cada uno de ellos está formado por
nueve grupos de 2 o 3 microtúbulos adosados
unos a otros en toda su longitud a lo largo de
la generatriz. Cada uno de los túbulos tiene
o
150 a 200 A de decímetro. Los 2 bastoncillos
que forman el centríolo se encuentran
orientados en el espacio cortándose según un esqueleto recto.
CENTROSOMA
CENTRIOLOS
CENTRIOLO
Funciones:
Forma el huso acromático en el proceso de división celular
Participa en la formación de cilios y flagelos y cuando participa en estos toma el
nombre de cuerpo basal o cinetosomas, blefaroplastos o granulos basales.
Origen de los centríolos:
Los centríolos no son elementos autoduplicables. Los centríolos se forman en
las proximidades de los centríolos preexistentes. Los nuevos centríolos
(gránulos deprocentriolos) parecen en ángulo recto con respecto a los antiguos
permanecen siempre separados por una distancia considerable (hasta 0.1  ).
Ambas centríolos viejos y nuevos quedan mirándose por su extremo proximal.
El mecanismo de formación de los tripletes microtubulares han sido estudiados
en los cuerpos basales de células ciliadas inmaduras.
CITOESQUELETO
El citoesqueleto es una red tridimensional intrincada de
filamentos proteínas que se encarga de conservar la
morfología de celular y su capacidad para generar
movimientos coordinados a través de organelos o vesículas
dentro del citoplasma, es decir que actúa como bastidor
para la organización de la célula y la fijación de orgánulos y
enzimas, además de estas actividades ayuda en el proceso
de división celular. El citoesqueleto no es una estructura
permanente sino que se desambla y reconstruye sin cesar.
El citoesqueleto es también llamado sistema microtrabecular.
El citoesqueleto proporciona el soporte para las estructuras celulares móviles
especializadas como cilios y flagelos responsables de la propiedad contráctil de
las células. El citoesqueleto esta compuesto por: microfilamentos, filamentos
intermedios, microtúbulos.
Microfilamentos o filamentos de
actina.
Estructura:
Son redes tridimensionales. Estos
filamentos
delgados
o
microfilamentos se integran con 2
cadenas de subunidades globulares,
actina G, actina F
Los microfilamentos son hebras de
7nm de grosor y poseen un extremo
positivo de crecimiento más rápido
que su extremo negativo
Proteínas:
La actina constituye alrededor del 15% del contenido total de proteínas de
células no musculares solo una mitad de su actina total se encuentra en forma
de filamentos ya que la Actina G está unida por proteínas pequeñas profelina y
timosina
Los microfilamentos delgados están compuestos de actina e interactua con la
miosina para llevar a cabo el movimiento intracelular o celular
Entre las demás proteínas que participan en los microfilamentos están la
globulena y la troponiosina.
Funciones:
1. Contracción muscular
2. Cambios en la forma celular, incluida la división citoplásmica en las células
animales.
3. Interviene en el movimiento citoplasmático y en el movimiento de
seudópodos
Filamentos intermedios:
Constan de 8 subunidades formadas por cadenas proteicas que semejan
cuerdas. Miden de 8 – 12nm de diámetro y de 10 – 100mm de longitud
Es el componente más estable
Las proteínas varían según el tejido
Cinco tipos filamentos:
Filamento de Vimentina: se encuentra en células de embrión, células de
origen mesenquimatoso, fibroblastos, leucocitos, células endoteliales. Su
dunción es rodear la envoltura nuclear.
Filamento de Queratina: se encuentra en células epiteliales, pelo y uñas lo
cual ayuda al soporte de ensambles de células y proporciona fuerza de tensión
al citoesqueleto, ayuda a la formación de desmosomas.
Filamento de Desmina: se encuentra en todos los polos de células
musculares. Su función es enlazar miofibrillas en músculo estriado.
Neurofilamento: se halla en las neuronas es aquel que forma el citoesqueleto
de axones y dendritas (sostén)
Filamentos Gliales: se halla en los astrositos, sirve de soporte de la estructura
de la célula glial SNC
Funciones:
1. Mantenimiento de la forma de la célula
2. Sujeción a microfilamentos en células musculares
3. Soporte de extensiones de células nerviosas
4. Unión de células
5. Permite la división del citoplasma
MICROTÚBULOS:
Son estructuras rectas y ligeramente curvos de 25nm son tubos formados por
subunidades proteicas espirales, son estructuras cilíndricas rectas, rígida y
huecas.
Cada microtúbulo consta de 13 protofilamentos de tubulina
Funciones:
1. Permite el movimiento de cromosomas en la división celular
2. Permite el movimiento de organelos dentro del citoplasma
3. Permite el movimiento de cilios y flagelos
4. Forma el huso mitótico
CILIOS Y FLAGELOS
Tanto los cilios como los flagelos contienen microtúbulos dispuestos en un
anillo de nueve pares fusionados que rodea a un par central no fusionado
(ordenación 9 + 2). Los nueve pares externos tienen “brazos” de proteínas que
interactuán con pares adyacentes y proporcionan la fuerza para la flexión. Los
cilios y flagelos nacen de los cuerpos basales formados a partir de centríolos
situados apenas debajo de la membrana plasmática. Los pares de microtúbulos
nacen del cuerpo basal.
Cilios
Los cilios son también llamados pestañas vibrátiles,
son aquellas prolongaciones de la membrana
plasmática que miden entre 0.5  de diámetro y de 3
– 25  de largo. Estas extensiones tienen un
movimiento rítmico coordinado, oblicuo, este
movimiento está dado por un sistema de
neurofibrillas que unen las hileras de los cuerpos
basales situados en la raíz de los cilios, esto se
semeja a un movimiento remado; esto puede ser un
ritmo ciliar sincrónico cuando el movimiento de todos los cilios se efectúan al
mismo tiempo, y metacrónico cuando el movimiento de los cilios se efectúa en
diferentes tiempos.
Ejemplos:
En los animales multicelulares pequeños los cilios se utilizan para locomoción.
Las células revisten estructuras tan diversa como las branquias de los ostiones
(donde mueven agua rica en alimentos y oxígeno), los oviductos de mamíferos
hembras (donde desplazan los huevos del ovario al útero) y las vías
respiratorias en casi todos los vertebrados (despegando moco que lleva
residuos y microorganismo de la traquea y los pulmones)
El movimiento del flujo de la materia viva en la célula de las hojas vegetales se
denomina ciclosis.
Flagelos
Los flagelos son extensiones mas largas
que los cilios, miden 0.5  de diámetro y 100
– 200  de largo, normalmente son menos
numerosos e imparten una fuerza
perpendicular a la membrana plasmática
como la hélice de una lavela de motor
Ejemplos:
Euglena tiene un flagelo
Tridiomonas tiene cuatro flagelos
Giardia Lambia tiene ocho flagelos.
REPRODUCCIÓN
“Todo individuo biológico desciende necesariamente de otro”, permitiendo la
perpetuación de las especies, originando seres vivos con características de
otros, por lo tanto la fecundación señala el origen de la reproducción.
REPRODUCCIÓN SEXUAL ISOGÁMICA
Los gametos son morfológicamente y físicamente iguales, pero sexualmente
distintos solo se distinguen en la cópula.
Se da en los organismos unicelulares (protozoarios).
REPRODUCCIÓN SEXUAL HETEROGÁMICA
También llamada anisogámica (óvulo más grande que el espermatozoide). Los
gametos que intervienen pertenecen al sexo masculino o microgameto.
Se llama heterogamia porque habla de la unión de gametas diferentes. El óvulo
y espermatozoide son células haploides (tiene la mitad de los cromosomas de
una diploide). El huevo o cigoto es una célula diploide (células somáticas en
pares homólogos de doble juego).
Nombre de las gónadas
Nombre de las gametas
Macrogameta o gameta femenina:
OVULO
OVARIOS
animales y vegetales superiores animales y vegetales superiores
Microgameta o gameta masculina:
Oosfera
Arquegonios u oogones
vegetales inferiores
vegetales inferiores
ESPERMATOZOIDE
TESTÍCULOS
animales
animales
Anterozoide
Anteridios
vegetales
vegetales
FORMAS DE REPRODUCCIÓN Y DESARROLLO EN
LOS ANIMALES
Ovíparos: peces (fecundación externa) y aves (fecundación interna).
Ovovíparos: peces y reptiles.
Vivíparos: mamíferos, algunos peces y reptiles.
FECUNDACION
La concepción tiene lugar cuando se produce la unión del óvulo y el
espermatozoide en una de las trompas de Falopio. De esta unión surge una
célula fertilizada llamada cigoto, integrada por cuarenta y seis cromosomas,
dos de los cuales son cromosomas sexuales (XY= varón, XX= mujer). El cigoto
se fragmenta y forma el blastocisto, que se implanta en el útero.
El desarrollo del embrión o del feto depende de la placenta, que porta las
sustancias nutricias y filtra las pérdidas entre el cuerpo de la madre y el del
niño en gestación. El embrión está protegido por dos membranas (el amnios y
el corion) y el líquido amniótico. Durante el primer trimestre se perfilan los
órganos principales y durante el segundo y tercer trimestre, estos órganos
maduran y el feto experimenta un desarrollo considerable.
En biología, fusión de los materiales de los núcleos de dos gametos que da
lugar a la formación de un cigoto, o embrión. La conjugación es un tipo de
fecundación que puede ocurrir en las bacterias, algas y otros organismos
inferiores, que se produce por la transferencia o intercambio de material
genético entre dos células, o por su fusión en una. En la mayoría de las formas
superiores, la reproducción es el resultado de la unión de dos gametos
distintos, o heterogametos, uno masculino y otro femenino, y por lo general, el
término fecundación se limita a la descripción de este proceso.
El gameto femenino, llamado huevo, óvulo, o célula
germinal femenina, es relativamente grande,
contiene una reserva de nutrientes (yema y en
ocasiones clara), y por lo general, carece de
movilidad. Los gametos masculinos, llamados
espermatozoides,
espermatozoos,
o
células
germinales masculinas, contienen una reserva muy
pequeña de alimento, tienen centrosomas, y son
móviles. Los gametos tienen sólo una dotación de
cromosomas y son, por tanto, haploide; el cigoto
que resulta de su unión tiene una dotación cromosómica doble y es diploide.
FECUNDACIÓN CRUZADA
La mayoría de las plantas y animales se caracterizan
porque los óvulos de un organismo son fecundados por
el espermatozoide de otro. Esta clase de fecundación
es muy importante, ya que permite que exista una gran
variedad como consecuencia de la recombinación de
genes. La autofecundación, es decir, la fecundación de
un óvulo por un espermatozoide producido por el
propio organismo, limita la variedad, ya que no se
introducen caracteres hereditarios nuevos. La mayor
parte de las especies de plantas y animales son dioicas es decir, los
espermatozoides y los óvulos se desarrollan en organismos separados. En las
especies monoicas, o hermafroditas, éstos son producidos por el mismo
individuo. En dichas especies la autofecundación se evita debido a que el
desarrollo de los óvulos y de los espermatozoides se produce en momentos
distintos, o como en el caso de las lombrices de tierra, a causa de la
localización de los órganos sexuales y de la forma de apareamiento.
Para que la fecundación se lleve a cabo con éxito, la célula germinal femenina
y la masculina deben haber alcanzado un estado de madurez adecuado.
Cuando el espermatozoide o el óvulo maduro de especies iguales o
estrechamente relacionadas entran en contacto, la célula espermática se
introduce en el óvulo. Los óvulos de los mamíferos y de muchos otros
animales, pueden ser penetrados en cualquier punto de su superficie. Los
óvulos de algunos peces, moluscos, insectos y otros organismos están
rodeados por una membrana firme y el espermatozoide sólo puede acceder a
ellos a través de una apertura, llamada micrópilo, que se localiza sobre la
superficie de esta membrana. Por lo general, sólo una célula espermática
puede entrar en un óvulo.
En la mayoría de las especies la polispermia, en la que más de un
espermatozoide logra con éxito entrar en el huevo, es anormal. En tales casos,
sólo uno de los espermatozoides participa en la fecundación del huevo. Al
iniciarse la mitosis, o multiplicación celular del embrión, el espermatozoide y el
núcleo del óvulo se disponen juntos hasta llegar a confundirse. En muchas
especies las células germinales masculinas y femeninas son complementarias
en muchos aspectos; el óvulo proporciona la mayor parte del citoplasma y
nutrientes para el embrión; el espermatozoide aporta el centrosoma activo y el
estímulo inicial para la mitosis.
Aunque para dar origen a un embrión casi todos los óvulos necesitan ser
fecundados por un espermatozoide, los óvulos de ciertos invertebrados se
desarrollan sin que exista fecundación. Esta forma de reproducción se
denomina partenogénesis. Los descendientes que proceden de progenitores de
diferentes especies reciben el nombre de híbridos y por lo general son
estériles, aunque con frecuencia son más grandes y fuertes que aquellos.
FECUNDACION IN VITRO
Tecnología de reproducción asistida en que se fecundan uno o varios óvulos
fuera del organismo materno. Durante décadas se ha usado en embriología
animal experimental, y desde 1978 se ha aplicado con éxito en la reproducción
humana. Se estimula la maduración de muchos óvulos mediante inyección
diaria de hormonas (se puede hacer con un solo óvulo). Los óvulos se extraen
mediante técnicas ecográficas (lo más frecuente) o mediante laparoscopia
(introducción de un sistema óptico y quirúrgico por una incisión de 1-2 cm en la
pared abdominal).
Los óvulos extraídos se mantienen en un medio líquido especial al que se
añade semen lavado e incubado. Después de 18 horas se extraen los óvulos,
se cultivan en un medio adecuado y se examinan 40 horas después. Los
óvulos fecundados y con desarrollo embrionario normal se implantan en el
útero materno. Por lo general, se transfieren múltiples embriones para
incrementar la probabilidad de gestación. Si hay más de cuatro embriones
normales se pueden congelar algunos para futuros intentos, y así se evita el
riesgo de embarazos múltiples. Tras la implantación, se administran
inyecciones de progesterona todos los días. La probabilidad de que una
gestación llegue a término es del 20%.
PROCESO DE FECUNDACIÓN NATURAL
Definición
Para un primer acercamiento al tema en cuestión, podemos decir que la
fecundación in vitro es una técnica de reproducción artificial que consiste en
lograr la fecundación del óvulo femenino en un tubo de vidrio, superando las
dificultades que conlleva con anterioridad: la extracción y conservación de los
gametos y finalmente las que supone el trasplante del óvulo fecundado
(embrión) en el útero materno.
FECUNDACIÓN HUMANA: Aspectos médicos:
1. Cuando nace una mujer, ésta trae en sus ovarios cerca de dos millones de
ovocitos, que irán madurando uno en cada ciclo menstrual (esto es
alrededor de 450 durante toda su vida fértil).
2. Mes a mes, por acción de la FSH (hormona folículo estimulante) que actúa
sobre el ovario, se inicia el proceso de maduración de un nuevo ovocito, y
por acción de la LH (hormona luteinizante) es expulsado del folículo cuando
ha alcanzado su madurez, la trompa de Falopio lo captura, y en la parte que
corresponde al tercio distal de esta es donde debe encontrarse con el
espermatozoide para ser fecundado.
3. En respuesta a la FSH, en la primera parte del ciclo, el ovario produce una
hormona, el estradiol, que puede ser valorado en la sangre y así saber el
grado de madurez del folículo.
4. Los espermatozoides, son formados en los testículos del varón a partir de la
pubertad por efecto de la FSH y de la LH. Esta última estimula la liberación
de la testosterona que es la responsable de la maduración de los mismos.
5. Tanto el gameto femenino como el masculino tienen 44 cromosomas más 2
sexuales. En el óvulo estos dos cromosomas son XX¸ en el espermatozoide
uno es X y el otro es Y. Durante el proceso de maduración pierden 23
cromosomas. Así los ovocitos tienen 23 cromosomas más uno X, mientras
que los espermatozoides tienen éstos 23 más uno X ó uno Y.
6. Durante la relación sexual, el hombre deposita en el fondo de la vagina
millones de espermatozoides algunos de los cuales en cinco minutos
alcanzarán las trompas. Si en ese momento se encuentran con un óvulo
tendrá lugar el proceso llamado fecundación. Para que ésta sea viable es
necesaria la presencia de 300 millones de espermatozoides en el aparato
genital femenino, en un promedio de 60 mil por milímetro cúbico de semen,
con una cantidad aproximada de 5 cm cúbicos. De esos 300 millones,
solamente uno, en ese período breve de 5 minutos, alcanzará, la
fecundación.
PROCEDIMIENTO DE FECUNDACIÓN
1. "El óvulo es protegido por una membrana como si tuviera pelos, membrana
pelúcida y por una corona con rayos que es la corona radiante o corona
radiata que le sirve de protección.
2. Al llegar el espermatozoide a la trompa el óvulo hace un proceso de
denudación, es decir, que deja la corona radiata, o sea, se despoja de la
vestidura exterior para permitir que el espermatozoide pueda entrar sin
inconvenientes, de otro modo, no podría entrar.
3. Luego se produce el reconocimiento: la membrana del óvulo se acerca a la
membrana de la cabeza del espermatozoide y se opera el reconocimiento,
vale decir, las dos células se reconocen como de la misma especie.
4. El paso siguiente es el de la penetración: la cabeza del espermatozoide
atraviesa esa membrana pelúcida y entra en el cuerpo del óvulo para luego
producirse la fusión de las membranas: la que envolvía al óvulo y la que
envolvía a la cabeza del espermatozoide. Estos procesos son continuos si
se los deja progresar. Siempre generan un ser humano. Este proceso es
irreversible
5. Luego, se produce el bloqueo de la polispermia, es decir, cuando el
espermatozoide entró, se produce un mecanismo hormonal determinado, en
virtud del cual ningún otro espermatozoide puede entrar. Podrá entrar
excepcionalmente como en el caso de los mellizos, pero en rigor, los
mellizos constituyen una patología de la procreación.
6. En este momento, se activan sustancias que van a permitir que los dos
materiales genéticos (materno y paterno) que están compactados se estiren
de manera que aumentan su tamaño y es lo que se conoce como
pronúcleos. Al ovocito en este estado se lo llama ovocito pronuclear.
7. Han transcurrido horas de la penetración y entre otras cosas, ya está
determinado el sexo del nuevo ser humano.
8. Enseguida, al cabo de dos horas, se realiza un proceso en el cual se
duplica el ácido desoxirribonucleico (ADN) e inmediatamente se fusionan
los dos pronúcleos, cada uno de los cuales, al perder las membranas que
los envolvían, aportan 23 cromosomas, haciéndose una célula diploide con
46 cromosomas.
9. Esto es lo que se conoce como singamia y estamos ahora en presencia del
huevo o cigoto. Lacadena Calero, ejemplifica con estos términos, "se pasa
de la existencia dos realidades (los dos gametos) a una nueva realidad
única, el cigoto", que tiene una potencialidad propia y una autonomía
genética ya que, aunque dependa de la madre para subsistir, su desarrollo
se va a realizar de acuerdo con su propio programa genético.
10. Inmediatamente después esta célula se divide en dos y tenemos lo que se
conoce como embrión, en el cual una de ellas se dividirá también en dos. A
medida que se siga dividiendo pierde su capacidad y se van diferenciando
los distintos seguidos.
11. Al cabo de 48 hrs., se encuentra, ya, en el estado de mórula (16 a 20
células) y se desplaza por la trompa hasta 4 ó 6 días después de la
fecundación; para caer luego en la cavidad uterina.
12. El embrión en estado de blastocito (16 ó 32 células) comienza a fijarse en
las paredes del útero, tardando aproximadamente, otra semana, en
producirse la implantación o anidación. Entonces se distinguen en él dos
partes: una el embrión propiamente dicho, y la otra la placenta. Alrededor
de 14 ó 15 días posteriores a la fecundación aparece la cresta neural, un
rudimento del futuro sistema nervioso.
13. Desde la 6 u 8 semana después de la fecundación se lo comienza a llamar
feto.
14. La Comisión Warnock, de Inglaterra, intentó utilizar la palabra pre-embrión
(o también denominado embrión pre-implantorio) para designar al embrión
antes de completar la anidación, es decir hasta 14 días después de la
fecundación.
MECANISMO DE LA FECUNDACIÓN
FASE DE APROXIMACIÓN
En primer lugar en la zona pelúcida del óvulo se
ubican receptores específicos para la fijación de
los espermatozoides. Los espermatozoides
también tienen células específicas para fijarse al
óvulo.
Luego el óvulo va liberar una sustancia, la fertilicina junto con otras células
complementarias de unas moléculas llamadas antifertilicinas (pared del
espermatozoide) para atraer a los espermatozoides y provocar la aglutinación
de los mismos. La cabeza del espermatozoide libera proteínas específicas para
poder adherirse al óvulo que son hialouronidasa y protesa.
Estas sustancias disuelven rápidamente a la sustancia intercelular que está
uniendo a las células de la corona radiada y a las de la zona pelúcida.
Todo esto sucede solamente en el sitio de contacto óvulo-espermatozoide, el
resto queda intacto.
FASE DE PENETRACIÓN
El óvulo en este momento se va a sentir activado.
En el instante en que el espermatozoide trata de separar las dos zonas va a
formar un túbulo llamado acosómico que se va ha unir a las rugosidades de la
membrana vitelina del óvulo, entonces formará un abultamiento que va ha
englobar al espermatozoide y va a formar el llamado cono de recepción.
Este acrosoma va ha penetrar a través de este cono en el interior del óvulo.
La penetración del espermatozoide va a formar un gran
número de pequeñas vacuolas citoplásmicas, llenas de
enzimas y otras sustancias, entre la membrana
plasmática y la membrana vitelina.
Membrana plasmática = espermatozoide
membrana
vitelina = óvulo
Estas vacuolas reciben el nombre de gránulos
corticales. El contenido de los gránulos corticales va a
hacer que se separen las membranas e impedir que
penetre nuevos espermatozoide, al mismo tiempo que
se destruyen los receptores de fertilicida. La membrana
vitelina se va ha llamar membrana de fecundación que
impide la llegada de nuevos espermatozoides. La
cabeza del espermatozoide o acrosoma es la única que ingresa y la cola se
desprende es decir solo entre el núcleo y el centríolo, este núcleo va a recibir el
nombre de pronucleo y va a aumenta de tamaño a medida que se acerca al
pronucleo del óvulo.
FASE DE CONJUGACIÓN
Unos tres minutos después de la penetración vamos
a ver que el núcleo del espermatozoide, por un
mecanismo de hidratación, se hincha, se agranda,
aumenta de tamaño y aya está listo el pronucleo
masculino.
El núcleo del óvulo organiza sus cromosomas y ya
está listo el pronucleo femenino. Los pronucleos
formados se acercan, unen sus membranas
nucleares las que se rompen dejando en libertad los
contenidos nucleares que inmediatamente se unen,
formándose de esta manera el cigoto o huevo
fecundado con un solo núcleo, se manera que resulta
una sola célula con 46 cromosomas propios de la
especie humana.
El huevo o cigoto entrará en mitosis, pero para que esto suceda, necesitamos
descansar 24 horas para acumular energías.
a) De los trescientos millones de espermatozoides o cuatrocientos millones
eyaculados en al vagina, solamente unos pocos entran al oviducto, unas
pocas decenas rodean al óvulo y uno solo tendrá el privilegio de fusionarse
con el macrogameto.
b) Los espermatozoides probablemente pueden vivir en el tracto femenino
hasta 3 días, pero son fértiles generalmente de 12 24 horas.
c) El espermatozoide tarda más o menos 5 min. para llegar al tercio superior
de la trompa.
d) Más o menos 15 seg. necesitan los espermatozoides para atravesar las
capas ovulares.
e) Se llama cariogamia a la unión de los núcleos de las células germinales.
GAMETOGÉNESIS
La gametogénesis es un proceso biológico por el cual se originan los gametos
masculino y femenino, en el testículo y en el ovario respectivamente.
El origen del espermatozoide se denomina espermatogénesis. El origen del
óvulo se denomina ovogénesis.
Las células primarias o germinativas de los gametos son células diploides que
sufrirán meiosis transformándose en células haploides.
OVOGÉNESIS U OVULOGÉNESIS
Se relaciona con el origen del óvulo. Es un proceso biológico que se cumple en
los ovarios, siguiendo cuatro periodos o fases:
Fase
de
proliferación
o
multiplicación:
las
células
germinativas,
que
están
localizadas en la corteza periférica,
se dividen por mitosis para dar
origen a otras células de nombre
ovogonios u oogonios, fenómeno
que concluye al tercer mes de vida
embrionaria y antes del nacimiento
del nuevo ser ya no existen
ovogonios
porque
se
han
transformado en ovocitos de primer
orden u ovocitos primarios y en este estado permanecen hasta la edad de la
pubertad.
Fase de crecimiento: se lo encuentra en el desarrollo embrionario. Los
ovogonios crecen y se transforman en ovocitos de primer orden o primarios.
Estos ovocitos primarios comienzan a diferenciarse al quinto mes de vida fetal.
Se rodean de células foliculares para dar origen a los folículos primordiales.
Para el nacimiento la niña va a tener aproximadamente 400000 ovocitos
primarios.
Según avanza la edad de la niña los folículos van disminuyendo (atresia
folicular). Es interesante anotar que los folículos primordiales detienen su
actividad hasta la edad de la pubertad en donde suceden otros fenómenos. En
otras palabras los folículos entran en reposo hasta la pubertad.
Fase de maduración o fase meiótica: en esta fase los ovocitos de primer
orden entran en meiosis. Esta meiosis pasa por dos divisiones mitóticas:
Ecuacional o Normal (Meiosis I) y Reduccional (Meiosis II).
En la primera división meiótica se originan las células llamadas ovocitos de
segundo orden. Le recordamos que esto sucede en la edad de la pubertad.
Algo muy especial: del ovocito de primer orden nace solamente un ovocito de
segundo orden muy bien nutrido y en proceso de gran maduración.
También del ovocito de primer orden sale una célula abortiva de carácter
degenerativo y que se denomina primer corpúsculo polar (núcleo que se sitúa
como una mota en el polo animal
del óvulo).
Existe
una
segunda
división
meiótica en al que el ovocito de
segundo orden, si es que es
fecundado, da lugar a una célula
madura que es la ovátida y a otra
célula que es el segundo corpúsculo
polar, que se degenera y le permite
al óvulo disminuir el número de
cromosomas.
Recordemos que la división meiótica
permite la reducción a la mitad del
número de cromosomas, lo que
quiere decir que el óvulo es una
célula haploide.
Fase de diferenciación: como su
nombre
nos
indica
va
a
diferenciarse como célula única, con estructura única y con características
específicas.
En esta fase el citoplasma del óvulo se convierte en una bodega de sustancias
de nutrición y es el vitelo. También en la periferia del citoplasma se encuentran
unos pequeños gránulos llamados corticales que provienen del aparato de
Golgi. Sigue diferenciándose la célula óvulo y se observa que alrededor de la
membrana celular o plasmática hay una zona elástica o transparente que lleva
el nombre de zona pelúcida. Esta zona pelúcida está rodeada por una capa de
células foliculares que en conjunto forman la corona radiada. El núcleo no está
en el centro del óvulo, sino que se localiza en un polo formando lo que se
denomina la vesícula germinativa. Los núcleos que están en el interior del
nucleolo toman el nombre de mancha germinativa.
ESPERMATOGENESIS
Se relaciona con el origen del espermatozoide, fenómeno que se realiza en los
tubos seminíferos que se encuentran enrollados en el testículo y que reunidos
darían una longitud de 250 m. Los espermatozoides solamente aparecen en la
pubertad, mientras que las células germinativas están en el varón cuando este
es embrión. El tiempo de formación de los espermatozoides es más o menos
de 65 días.
Fase de multiplicación o proliferación: los túbulos están formados por tejido
epitelial glandular, por lo tato son células especializadas, que son las células
germinativas primordiales diploides 2n, que se dividen por mitosis para dar
lugar a otras células que serán la madre de futuros espermatozoides, estas
células son denominadas espermatogonias, las que permanecen, estacionadas
o en estado latente hasta llegar a la pubertad.
Fase de crecimiento: las espermatogonias (2n) a partir de la pubertad crecen
transformándose en espermatocitos de primer orden. Proliferación y
crecimiento duran toda al vida fértil del varón y se observarán nuevas capas de
espermatogonias, las que entrarán en fase de crecimiento.
Fase meiótica: los espermatocitos de primer orden que son células diploides
sufren dos divisiones meióticas. En la primera división se originan células 2n
que son los espermatocitos de segundo orden dos por cada espermatocito de
primer orden. En la segunda división meiótica cada uno de los espermatocitos
de segundo orden originan dos células de nombre espermátidas, obteniéndose
4 espermátidas cada una de ellas con la mitad del contenido nuclear, es decir ,
23 cromosomas, de los cuales 22 son autosomas y uno es cromosoma sexual
sea X, o sea Y, de modo que un par de espermátidas tendrá cromosomas X y
el otro par cromosomas Y, lo que equivale a decir que posteriormente el varón
tendrá el 50% de los espermatozoides con cromosomas X, y el 50% con
cromosoma Y.
Fase de diferenciación celular: el citoplasma y el núcleo de la espermátida
maduran, luego degenera el citoplasma y el núcleo se hace más grande parar
constituir la cabeza del espermatozoide, en la que se observa una prominencia
o dilatación que es el acrosoma, cuyas enzimas disolverán las membranas del
óvulo en el momento de la fecundación. A continuación se observa que
comienza a aparecer un flagelo, que va creciendo y desarrollándose; en este
flagelo se encuentran muchas mitocondrias que darán gran energía de
movimiento para el traslado del espermatozoide.
Con la presencia de las partes anotadas la célula definitiva se ha diferenciado
llevando el nombre de espermatozoide. Cada espermatozoide produce 4
espermatozoides que caen en la luz de los túbulos para posteriormente
avanzar por las vías que ya estudiamos.
ESPERMATOZOIDE
El espermatozoide es la célula reproductora
sexual masculina o gameto masculino encargada
de fecundar al óvulo, aportando la información
genética complementaria a la de la célula
femenina. Su tamaño es unas 10.000 veces más
pequeño que el óvulo.
Estructura
Al observar una pequeña gota de semen en el
microscopio, podemos ver los espermatozoides
en continuo movimiento y que en cada uno de ellos se puede distinguir tres
elementos principales:
LA CABEZA
La cabeza, es la parte fecundadora, es la parte más importante del
espermatozoide ya que contiene la carga genética (23 cromosomas, en el
pronúcleo) que unidos a los 23 del óvulo dan lugar a la célula madre formando
46 cromosomas agrupados en pares. Por tanto, es la parte que se inserta en
el óvulo en la fecundación. A esta parte de la cabeza se la conoce como el
acrosoma.
El acrosoma tiene enzimas, como la hialuronidasa y la acrosina que facilitan la
penetración, debilitando mediante la degradación de las paredes del óvulo,
concretamente, la zona pelúcida que rodea al ovocito. Esto facilita la fusión de
la parte de la membrana del espermatozoide que contacta con la membrana
del ovocito, de tal modo que se abre un canal al interior del óvulo.
El espermatozoide entra desnudo de su membrana al interior del óvulo,
dejando atrás la membrana ya vacía. Por tanto, todas las mitocondrias del
cigoto son maternas.
Tanto el pronúcleo como el acrosoma están envueltos en medio de una
pequeña cantidad de citoplasma y revestidos por una membrana plasmática
que une la cabeza al cuerpo del espermatozoide.
En los seres humanos la medida de la cabeza del espermatozoide es de 5µm
(micrómetro) de longitud.
EL CUERPO
El cuerpo del espermatozoide une la cabeza y la cola. En el encontramos el
almacén de energia del espermatozoide gracias a la presencia de mitocondrías
que son las encargadas de proporcionar energia para que puedan moverse y
llegar a alcanzar el óvulo. Esta energia se obtiene mediante la producción de
ATP (adenosina trifosfato).
LA COLA O FLAGELO
Es la parte final del espermatozoide y la encargada de proveerle movilidad. De
este modo y mediante el movimiento de la cola o flagelo los espermatozoides
son capaces de moverse y ascender a través del cuello uterino hacia las
trompas de Falopio donde pueden encontrar el óvulo. Dentro de las trompas de
Falopio los espermatozoides avanzan 1-2 cm, por hora aproximadamente.
En los seres humanos, la cola de los espermatozoides es de 50 µm de longitud.
FUNCIÓN
Durante el acto sexual, el semen es depositado en la vagina de la mujer. Este
líquido contiene alrededor de 300 a 500 millones de espermatozoides que, en
la vagina, avanzan más o menos a 1cm. por hora, mediante movimientos
originados por su cola o flagelo.
Muchos espermatozoides van quedando en el camino ya que mueren; otros, se
desorientan, y algunos se van a la trompa, donde no existe óvulo.
Finalmente, los espermatozoides llegan hasta el óvulo, y solo uno de ellos logra
fecundarlo. El encuentro de la célula sexual femenina y la célula sexual
masculina se realiza en el primer tercio de las trompas de Falopio, que es la
parte más cercana al ovario.
El espermatozoide al llegar al óvulo es capaz de fecundarlo rompiendo la
barrera exterior del óvulo, de forma que la fusión de ambos gametos (femenino
y masculino) da lugar al cigoto, que mediante el proceso de multiplicación
celular va desarrollándose en lo que conocemos como el proceso del
embarazo.
OVULO
El óvulo es la célula sexual femenina más grande de la especie human, mide
unas 200 y es hasta 90000 veces más grande que el espermatozoide. Se
forma en los ovarios, dentro de una bolsa llamada folículo de Graaf. Es de
forma redondeada, tiene un proceso especial que se llama ovulación, no tiene
capacidad de movimiento de traslación, las contracciones del músculo liso de
las trompas lo desplazan. Tiene membrana plasmática, citoplasma cargado de
nutrientes (vitelo), más gránulos corticales, un núcleo excéntrico; nucleolos,
una zona pelúcida alrededor de su membrana, la corona radiada.
DIFERENTES TIPOS DE ÓVULOS
Los huevos originados e los animales hembras tienen algunas diferencias. Si
tomamos en cuanta la cantidad de nutrientes que se almacenan, es decir,
tomando en cuenta el vitelo, existen tres clases o tipos de huevos.
Alecito o Isolecito: Son pequeños, sin vitelo o poca cantidad de vitelo, que se
distribuye equitativamente.(invertebrados y mamíferos)
MIXOLECITOS: Tanto el deutoplasma como el citoplasma se
encuentran mezclados. Tienen mayor cantidad de deutoplasma
acumulado en un solo polo (polo vegetativo); mientras que en el
polo animal se encuentra el núcleo rodeado de pequeña cantidad
de citoplasma sin deutoplasma. (anfibios)
HETEROLECITOS: Son grandes con vitelo en gran cantidad y se
llaman telolecitos por la abundante cantidad de vitelo que se
localiza en un polo del huevo. Alrededor del núcleo se forma una
zona la mancha germinativa.
CENTROLECITO: el vitelo se encuentra en la parte central del
huevo. Se caracterizan porque el deutoplasma está entre dos
capas de citoplasma. La parte central está rodeada de
deutoplasma y luego una fina capa de citoplasma que se
comunica mediante finos puentes citoplasmáticos a otra porción
de citoplasma ubicado en la periferia del óvulo. (Artrópodos)
ESTRUCTURA DEL ÓVULO
En su estructura presenta una membrana
plasmática, citoplasma cargado de
nutrientes (vitelo) más gránulos corticales,
un núcleo excéntrico (vesícula
germinativa); nucleolos (mancha
germinativa), una zona pelúcida alrededor
de su membrana, la corona radiada o
disco alrededor de la zona pelúcida y un
espacio llamado perivitelino que está entre
la zona pelúcida y la membrana nuclear.
En el núcleo encontramos una red
cromática de aspecto granuloso, jugo
nuclear y el nucleolo.
Los nucleolos son corpúsculos esferoides. La formación de los nucleolos en el
núcleo da lugar a unas manchas que tienen el nombre de manchas
germinativas.
El jugo nuclear también toma el nombre de: Trofoplasma –es el vitelo de
formación en la estructura del óvulo, llamado también citoplasma-.
a) La célula femenina emitida por el ovario y dispuesta para la fecundación es
el óvulo que se forma en los ovarios mediante un proceso especial llamado
ovulación.
b) El óvulo es un célula esférica de 200 que no posee movimiento de
translación y tiene 24 horas de vida.
c) Aunque el óvulo permanece 24 horas en las trompas de Falopio, la
fecundación puede darse de 8 a 20 horas desde la ovulación.
TIPOS DE SEGMENTACIÓN
SEGMENTACIÓN TOTAL U HOLOBLASTICA
Es holoblástica cuando todo el huevo se divide en sus blastómeros.
Esta puede ser: Regular o igual y Desigual o irregular.
Segmentación Irregular o Desigual: como el caso de los huevos mixolecitos,
en donde los cuatro primeros blastómeros son desiguales, pero en la tercera
división los que están en un polo son mas pequeños (microblastómeros) que
los que se encuentran en el otro polo (macroblastómeros). En un tercer plano
se forma la mórula.
Los óvulos mixolecitos son
propios de los anfibios (ranas,
salamandras).
SEGMENTACIÓN PARCIAL O
HEROBLASTICA
Es heroblástica cuando sólo lo
hace el núcleo del huevo sin
que este se divida. Este puede
ser discoidal y periférica.
Segmentación Discoidal: como
el caso de los óvulos o huevos
telolecitos, en los cuales el
núcleo se divide en varias células
que forman un conglomerado
que se mantiene en un polo del
huevo y ahí se origina el
embrión. Cada una de las células
que se dividieran se van a rodear
de citoplasma y se van a seguir
dividiendo hasta formar un
casquete.
Segmentación Periférica: como
sucede
con
los
huevos
centrolecitos, en donde el núcleo
se divide en dos núcleos ameboides que se dividen sucesivamente y
desplazan hacia la membrana del huevo, por debajo de la cual forman una
capa de células; de este modo queda formada directamente la blástula.
DESARROLLO Y CRECIMIENTO DEL NUEVO SER
ETAPAS DEL DESARROLLO EMBRIONARIO
El cigoto fecundado se encuentra en la ampolla del tercio exterior o distal de la
trompa de Falopio. Ha entrado en descanso de 24 horas. Pasadas estas 24
horas, el cigoto entra inmediatamente es desarrollo por medio de la división
mitótica, fase que se denomina segmentación.
SEGMENTACIÓN
Holoblástica igual, regular o total
La célula huevo o cigoto fecundado comienza un proceso de crecimiento, por
medio de una división mitótica.
La
segmentación
comienza con
la división del
huevo en dos
células las que llevan el nombre de blastómeros. En este primer plano ya se
observa la presencia de los pronucleos.
En un segundo plano estos blastómeros se dividen originando cuatro células,
estas vuelven a dividirse y dan ocho células, luego se originan dieciséis,
ochenta y dos y así sucesivamente. Aquí se nota que las células resultantes no
crecen en tamaño, contrariamente son cada vez más pequeñas y el embrión
crece por el aumento del número de las células.
Las sucesivas divisiones que se producen en esta fase, dan como resultado
una masa esférica, compacta, maciza de células, conjunto celular que por
parecerse a una mora se le DENOMINA MÓRULA, que en definitiva es el
embrión.
En la mórula se observan dos capas de células unas más claras y otras más
oscuras. La capa externa o periférica con células pequeñas, zona denominada
trofoblasto y la capa interna con células más grandes, zona que lleva el nombre
de embrioblasto.
BLÁSTULA
A medida que la segmentación avanza se observa que las células de la zona
central, interna o embrioblasto de la mórula son empujadas hacia la membrana
vitelina gracias a la formación de
un líquido proveniente del útero y
forman una segunda membrana
llamada Blastodermo.
Entonces el espacio o cavidad
que dejaron las células que se
fueron hacia la membrana, va
agrandándose más y más y toma
el nombre de blastocele o
vesícula blastodérmica o cavidad
de segmentación.
La capa externa o trofoblasto
que dará origen a la placenta, más el embrioblasto que dará lugar a una forma
embrionaria, que evoluciona a partir de una mórula que se denomina
blastocisto. La implantación en el útero se realiza en esta etapa
aproximadamente al octavo día de la fertilización.
GASTRULACIÓN
En esta etapa el blastodermo se invagina por la parte inferior, en ese momento
el embrión toma la forma de una copa, dejando una abertura al exterior llamada
Blastóporo (que eventualmente se convertirá en el recto), a la vez va a
desaparecer el blastocele y se formará una nueva cavidad llamada cavidad del
arquenterón (esta evolucionará a la
cavidad del tracto digestivo), formando ya
dos capas: endodermo y ectodermo.
Finalmente se formará la tercera capa
embrionaria o Mesodermo que lo hace a
partir del endodermo, el cual da origen a
una invaginación llamados pliegues
mesodérmicos o bolsas celómicas que se
intercalan entre el endodermo y el ectodermo, crecen y se fusionan formando
una sola cavidad denominada celómica limitada por dos capas: una que toma
contacto con el ectodermo, recibiendo el nombre de Somato-pleura, otra que
toma contacto con el ectodermo y se llama Esplacno-pleura. De esta cavidad
celómica quedan posteriormente restos que constituyen las cavidades
pericardiaca, pleural y peritoneal. Las tres membranas embrionarias así
formadas (ectodermo, mesodermo y endodermo) van a dar origen ulteriormente
a todos los órganos, aparatos y sistemas del organismo humano.
ORGANOGÉNESIS
La organogénesis que etimológicamente significa el origen de los órganos, es
un capítulo de la Embriología que estudia la formación y diferenciación de
órganos y sistemas en el desarrollo embrionario. Para que esto suceda es
necesario que haya cambios de las células embrionarias tanto en su estructura
como en su función, originándose la diferenciación celular. Si las células se
diferencian, es porque adquieren formas y estructuras específicas y funciones
determinadas. Estas células del mismo origen, de la misma estructura y de la
misma función se agrupan y forman un tejido. A medida que se forman los
tejidos, estos se agrupan para constituir los órganos (organogénesis).
Las
hojas
germinativas:
ectodermo,
endodermo y mesodermo, formadas por
grupos de células diferenciadas son las
destinadas a producir los diferentes órganos.
EL ECTODERMO se derivarán la epidermis,
pelos, uñas, glándulas mamarias, glándulas
subcutáneas, mucosa nasal, mucosa bucal,
mucosa anal, el sistema nervioso central y el
periférico, la hipófisis, el oído interno, la retina,
el esmalte de los dientes.
DEL ENDODERMO se originará el revestimiento epitelial del tubo digestivo,
revestimiento epitelial del tubo respiratorio y el de la vejiga y uretra. Se
originan el hígado, el páncreas, las amígdalas, la tiroides, las paratiroides, el
timo.
DEL MESODERMO se derivan los tejidos de sostén del organismo, el tejido
muscular, el tejido óseo, el tejido cartilaginoso, el tejido subcutáneo, corazón,
vasos y células sanguíneas, riñones, gónadas y glándulas suprarrenales,
dentina, cemento y pulpa del diente.
CICLO CELULAR
El ciclo celular es una sucesión de crecimiento y división celulares. Cuando las
células alcanzan determinado tamaño, deben dejar de crecer o bien dividirse.
En las células capaces de dividirse, el ciclo celular es el periodo que va desde
el principio de una división hasta el inicio de la siguiente y se representa en
diagramas circulares.
El lapso que se requiere para completar un ciclo celular es el tiempo de
generación. Este tiempo varía mucho, pero es de 8 a 20 horas en células
vegetales y animales en crecimiento activo.
EL CICLO CELULAR CONSTA DE DOS FASES PRINCIPALES: LA MITOSIS
Y LA INTERFASE.
La primera fase, la interfase, es el periodo entre las divisiones celulares,
durante el cual la célula adquiere nutrimentos del medio, crece y duplica sus
cromosomas, cumpliendo con los episodios G1, S y G2.
La segunda fase, la mitosis (también llamada división celular), es un proceso
complejo que asegura que ceda nuevo núcleo reciba el mismo número y los
mismos tipos de cromosomas característicos del núcleo original. Esta fase
comprende a la citocinesis, que suele comenzar antes de que se complete la
mitosis, es la división del
citoplasma celular para formar
dos células.
INTERFASE
La interfase ha sido dividida por
los biólogos celulares en tres
subfases, llamadas G1, G2 y S.
G1 Primer intervalo o periodo
presíntesis de ADN
El tiempo que transcurre entre la
mitosis y el comienzo de la fase
S es la fase G1 (G corresponde a
“gap”, que significa intervalo en
inglés, porque se trata de un
lapso en el cual no ocurre síntesis de DNA). El crecimiento celular ocurre
durante la fase G1, que suele tener una duración de 8 horas. Hacia el final de
esta fase aumenta la actividad de las enzimas necesarias para la síntesis de
DNA, estas enzimas junto con muchos otros factores, hacen posible que la
célula entre en la fase S.
S Periodo de síntesis de ADN
Hay ciertos elementos que van a participar para que se realice la síntesis de
ADN y la duplicación de los cromosomas. Encontramos:
a) Unas unidades de construcción que son los desoxirribonucleótidos, la
adenina, citosina, guanina y timina.
b) Fuentes de energía que van a ser suministradas por los
desoxirribonucleótidos-trifosfato (dATP, dGTP, dCTP, dTTP).
c) Información: la molécula original de ADN va a servir de molde y se va a
autoduplicar en dos moléculas idénticas a la original.
d) Para que se lleve a cabo la autoduplicación este proceso va a ser catalizado
por una enzima específica llamada: ADN polimeraza o ADV dependiente.
e) El asiento celular en este proceso es el núcleo de al célula específicamente
en la cromatina.
G2 Segundo intervalo o periodo postsintesis de ADN
Una vez que se completa la fase S, la célula entra en una segunda fase de
intervalo, la fase G2. la célula ya está autorizada para efectuar la división
celular antes de hacerlo en la fase G2. Durante la mayor parte de la G2 se
sintetizan las mol´ñeculas necesarias de DNA para la división celular. El fin de
la fase G2 es marcado por el comienzo de la mitosis. La fase G2 va a marcar el
inicio de la mitosis aquí prácticamente los cromosomas están condensados.
Aunque la designación de primer nexo en la síntesis de DNA hace suponer que
la célula está descansando, no sucede así. La mayor parte del crecimiento y de
la actividad de la célula ocurre durante la fase G1. la célula quiere nutrimentos
de su medio, lleva a cabo sus funciones especializadas y creer.
El proceso que alterna una fase mitótica y una fase de crecimiento o interfase
se denomina ciclo celular.
a)
b)
c)
d)
e)
f)
El ciclo celular dura 20 horas y así tenemos que:
La mitosis dura una hora.
El periodo G1 dura 8 horas.
El periodo S dura 6 o 7 horas aproximadamente.
El periodo G2 dura 4 y media horas.
La célula pasa la mayor parte de su vida (el 90%) en interfase.
El término interfase se aplica al intervalo que media entre fases consecutivas
de la mitosis.
LAS CÉLULAS TIENEN INTERFASES DE DIFERENTE DURACIÓN
Como las células procarióticas son estructural y funcionalmente muy diferentes
de la célula eucariótica sus ciclos celulares difieren en varios aspectos.
Muchos tipos de células de mamíferos progresan lentamente durante la
interfase, pasando cinco horas en la etapa G1, aproximadamente 7 duplicando
su DNA durante la fase S y 3 en G2 preparándose para la división. Aunque la
división celular generalmente dura en promedio una hora, algunos tipos
celulares tienen ciclos celulares muy cortos, mientras que otros pueden durar
semanas o toda su vida sin dividirse. Estas diferencias en la duración del ciclo
celular en general se originan por diferencias en la duración de la fase G1.
Por ejemplo, las divisiones celulares tempranas de un embrión animal ocurren
en una sucesión rápida casi carente por completo de la fase G1, y por lo tanto,
casi no hay crecimiento entre ambas divisiones. Por el contrario, las neuronas
del cerebro de los mamíferos no se dividen y permanecen en la fase G1
durante toda su vida.
LA MITOSIS
La mitosis es un proceso continuo, pero clásicamente se la divide en 5 etapas
par su mejor estudio. Es un tipo de división celular indirecta. En este proceso
se va a establecer la cariocinesis (división del núcleo y los cromosomas) y la
Citocinesis (división del citoplasma y todos sus organelos).
PROFASE
La primera etapa de la mitosis la profase comienza cuando los largos hilos de
cromatina comienzan a condensarse y a formar los cromosomas mitóticos.
Se observa que los dos centríolos se separan y migran hacia los polos
opuestos en la célula, organizando entre ellos un sistema de microtúbulos que
permitirán la migración ordenada de los cromosomas. Recibe el nombre de
aparato mitótico el sistema de microtúbulos que se extienden a través de la
célula, de un polo a otro, constituido por:
a) Los centríolos, rodeados por una zona clara llamada centrosoma; a medida
que migra, cada centríolo organiza un nuevo centríolo hijo, de modo que al
llegar a los polos, se observan un par de centríolos en posición
perpendicular.
b) Los ásteres, un conjunto de microtúbulos más cortos que se extienden o
irradian desde cada centríolo.
c) El huso acromático o huso mitótico, de forma
ovoide, formado por numerosos microtúbulos
sin ramificaciones. Esta formado por:
1. Fibras fusiformes: que se extienden de un
centríolo al otro centríolo.
2. Fibras Cromosómicas: que se dirigen
desde el centríolo al centrómero del
cromosoma.
3. Radiaciones
Astrales:
que
irradian
alrededor del centrosoma. Partes del centríolo.
La envoltura nuclear se desorganiza y sus fragmentos pasan a ser
indistinguibles del retículo endoplasmatico. También desaparece al nucleolo, al
disgregarse los gránulos que lo constituyen.
PROMETAFASE
En esta etapa, los cromosomas condensados migran hacia la placa ecuatorial
de la célula (o más específicamente, hacia la placa ecuatorial del huso
acromático). Este movimiento de los cromosomas a la placa ecuatorial va a
tener el nombre de Metakinesis.
METAFASE
Los cromosomas con las cromátidas hermanas
completamente encendidas y en su grado de máxima
condensación, se alinean en el plano central de la célula.
Cada cromosoma de manera independiente del resto,
está unido por su centrómero a una fibra del huso
acromático, mientras sus brazos se hayan orientados en
distintas direcciones.
ANAFASE
Es un periodo relativamente rápido, en el cual las dos
cromátidas hermanas que componen cada cromosoma
se separan por fisión del centrómero, y se dirigen hacia
los polos opuestos de la célula, con una velocidad que
puede alcanzar los 0,4. En cada polo llega a formarse
los cromosomas hijos.
Dentro del centrómero se encuentra un anillo proteico llamado cinetocoro en el
cual se van a fijar los microtúbulos del huso acromático y permite también la
migración de los cromosomas.
TELOFASE
Al terminar la migración de los dos grupos de cromosomas
hijos, el huso mitótico y los asteres se desorganizan.
Alrededor de cada grupo cromosómico se organiza una
envoltura nuclear, a partir de fragmentos que parecen
provenir del retículo endoplásmico y que pueden incluir
restos de la envoltura original.
Así quedan los dos núcleos hijos. Los cromosomas se
dispersan y toman el aspecto de cromatina que tenían antes de iniciarse la
división mitótica. Los nucleolos reaparecen en este momento, a partir de los
organizadores nucleolares. En la telofase también desaparecen los
microtúbulos del huso.
TIEMPO DE DURACIÓN DE LAS FASES DE
LA MITOSIS
Profase : 50 – 60 min.
Metafase : 20 min.
Anafase : 18 min.
Telofase : 30 – 35 min.
CITOCINESIS EN LA CÉLULA ANIMAL Y VEGETAL
CELULA ANIMAL
La citocinesis de una célula animal comienza con la formación de un anillo de
microfilamentos de actina perpendiculares al huso, alrededor de la región
ecuatorial de la célula.
El anillo se contrae hasta formar un surco que se profundiza de manera gradual
y termina por separa el citoplasma en dos células hijas, cada una con un
núcleo completo.
CELULA VEGETAL
En las células vegetales, al citocinesis ocurre a
través de la formación de una placa celular, una
división que se forma en la zona ecuatorial del huso
y crece lateralmente a la pares celular. La placa
celular se genera a partir de una línea de vesículas que se originan en el
complejo de Golgi. Las vesículas contienen materiales para la construcción
tanto de una pared celular primaria para cada célula hija cómo de una lámina
media que cementará entre sí las paredes celulares primarias.
Las membranas de las vesículas se fusionan para convertirse en la membrana
plasmática de cada célula hija.
MEIOSIS
CONCEPTO DE MEIOSIS
La meiosis es un tipo especial de división nuclear, restringida específicamente
al tejido reproductor y se puede considerar como una modificación de la
mitosis. Esta da origen a células que van transformándose por último en
gametos masculinos y femeninos, cada uno conteniendo la mitad del número
cromosómico que se encuentra en las otras células que del organismo. El
hecho más significativo es que los cromosomas materno y paterno están
separados uno del otro al azar y, distribuidos en los cuatro núcleos resultantes,
los cuales tienen ahora la mitad de cromosomas de los que poseía la célula
madre.
MITOSIS REDUCCIONAL O MEIOSIS I
Los 2 cromosomas de cada par se separan y se distribuyen entre las células
formadas.
MITOSIS ECUACIONAL O NORMAL O MEIOSIS II
Los cromátides de cada cromosoma se separan y se distribuyen entre las
células hijas y así se obtiene en definitiva cuatro células.
MEIOSIS I
PROFASE I
La profase I es mucho más larga que la mitosis normal. Esta se subdivide en
cinco subfases que van a experimentar los cromosomas homólogos:
a) Leptotema = leptos = estrecho, delgado
b) Zigotema = zygos = yugo
c) Paquitema = pachys = grueso
d) Diplotema= diploos = doble
e) Diacinesis
Al inicio de la profase I se observan como filamentos largos u finos, estos
presentan unos gránulos llamados cromómeros.
La forma que el cromosoma va tomando de filamento largo y delgado que
presenta cromómeros y distribuido de manera anárquica es el Leptotema.
Aquí los cromosomas se emparejan con sus homólogos y este apareamiento
se realiza entre cromómero y cromómero. El pareo de homólogos en la profase
I se va a llamar sinapsis o bivalente.
Recordando que cada cromosoma se constituye se dos cromátidas, entonces
al emparejarse con su homólogo las cuatro cromátidas formarán la tétrada o
también llamada divalente. Al buscar pareja los cromosomas ya entran en
estado Zigotema.
Los cromosomas al mostrarse contraídos (espiralizados), tienen un aspecto
grueso y corto han llegado al estado de Paquitema.
Cuando se a dado el proceso de la sinapsis las cromátides se forman una
alrededor de la otra y al ser observadas al microscopio unas estructuras
llamadas quiasmas. Estas estructuras son en forma de x y nos van a indicar
los puntos de cruce.
Al doblarse una alrededor de otra se producen rupturas que dan lugar al
intercambio de materiales de cromátide entre los cromosomas homólogos
durante la meiosis denominando este entrecruzamiento o crossing-over.
Entonces llegamos al estado de Diplotema. Por último encontramos a la
Diacinesis que comprende la separación de los filamentos cromosómicos
cruzados anteriormente resultado cromosomas con material intercambiado o
cromosomas mixtos.
METAFASE I
Los cromosomas se ordenan por pares homólogos en la placa ecuatorial y
unen sus centrómeros al huso acromático entonces tiene lugar un proceso de
reorganización cromosómica o genómica, que es la fuente de la variabilidad,
así como se dio también en el entrecruzamiento.
ANAFASE I
Los centrómeros se van a partir a y se dirigen hacia los
polos de la célula y cada uno de ellos arrastra a los
cromosomas homólogos. Aquí se separan cromosomas y no solo cromátidas;
esta es la diferencia de la Anafase de la mitosis.
TELOFASE I
Cuando los cromosomas han llegado a los polos, se
desorganizan el huso acromático y los ásteres, se
reorganizan la envoltura nuclear y los nucleolos, y
quedan constituidos los dos núcleos hijos. Los
cromosomas pueden permanecer aún parcialmente
condensados. Simultáneamente se produce la
Citocinesis lo cual da como resultado dos células
hijas con un número haploide de cromosomas.
INTERCINESIS
Se denomina así al período que tiene lugar entre la meiosis I y la meiosis II. En
este periodo no se realiza la duplicación del ADN y las cromátides aún están
unidas y los cromosomas no se han extendido por completo.
MEIOSIS II
Los procesos que se realizan durante esta división son completamente
semejantes a los de una mitosis que ocurriera en la
célula haploide.
PROFASE II
Es muy corta con n cromosomas cada una de las
células hijas de la diada. Se produce la condensación
de los cromosomas, desintegración de los nucleolos,
migración de los centríolos a los polos; duplicación de
los centríolos, formación del huso acromático y desorganización de la envoltura
nuclear. El centro celular se divide en dos y migra, cada una, hacia el polo
opuesto, para formar entre ellos el huso acromático.
METAFASE II
Los cromosomas se ubicaran en el plano ecuatorial por
sus centrómeros en las fibras del huso, este es
perpendicular al de la meiosis I.
ANAFASE II
Las dos cromátidas de cada cromosoma se separan y
se dirigen cada uno a un polo de la célula, y
posteriormente van a ser llamados cromosomas.
TELOFASE II
Se forman cuatro células hijas n
cromátides cada una y esta es
llamada tétrada por las cuatro; estas
cromátidas mediante la duplicación
del ADN pasan a ser cromosomas.
Ocurre la llegada de los grupos cromosómicos a los polos, desorganización del
huso acromático, reorganización de la envoltura nuclear, reorganización del
nucleolo.
CONSECUENCIA DE LA MEIOSIS
a) Reducción del número de cromosomas a la mitad.
b) Los cuatro gametos obtenidos son distintos entre sí y distintos entre sus
progenitores como consecuencia del sobrecruzamiento y de la
reorganización cromosómica en la metafase I.
COMPARACIÓN ENTRE MITOSIS Y MEIOSIS
MITOSIS
MEIOSIS
Ocurre en la mayoría de los tipos de Ocurre en la formación de gametos
células eucarióticas
en células eucarióticas.
Los cromosomas homólogos se
No hay apareamiento de homólogos. aparean en sinapsis y entonces
puede ocurrir entrecruzamiento.
Se mantiene el número de
El número de cromosomas se
cromosomas.
reduce de diploide a monoploide.
Una división
Dos divisiones.
Se producen dos células hijas.
Se producen cuatro células hijas
Las células hijas tienen
las células hijas son idénticas entre combinaciones variadas de
sí y a la célula madre.
cromosomas y no son idénticas a la
célula madre.
GENETICA
GREGOR JOHAM MENDEL
n 1865, el monje agustino austriaco Gregor Joham Mendel, abad
del monasterio de Brünn (Chequia), formuló
las leyes hereditarias que llevan su nombre,
fruto de sus estudios tras un descubrimiento
ocurrido en su jardín con determinadas
especies vegetales.
Mendel trabajó sobre la transmisión de los caracteres de
las plantas a través de sucesivas generaciones, en lo
que hoy constituye el fundamento de la genética
moderna. El interés por conocer esos principios partió de
su experimentación con siete características diferentes
de variedades de guisantes puras. Mendel observó que se obtenían híbridos, si
cruzaba una variedad de tallo corto con otra de tallo largo; estos descendientes
conservaban el parecido con los ascendientes de tallo alto.
Los estudios de Mendel se basaron en cuatro aspectos:
a) Estudiar la transmisión de caracteres aislados;
b) Contar el número de descendientes de cada tipo;
c) Cruzar cepas o razas puras; y
d) Elegir una planta en la cual el origen de los gametos podía ser controlado.
En primer lugar cruzaba dos individuos puros que diferían en la manifestación
de uno de los caracteres. Los descendientes del primer cruzamiento eran
híbridos. A continuación cruzaba estos híbridos entre sí. La primera generación
era la llamada paterna P, o F0; la segunda, la primera generación filial o F1, la
tercera, la segunda generación filial o F2.
Sus principales experimentos, llevados a cabo sobre más de 27.000 plantas de
distintas variedades del guisante oloroso, concluyeron y fueron resumidos en
leyes, las de la dominancia y la segregación de caracteres. En 1865 presentó
los resultados ante la Sociedad de Ciencias Naturales de Brünn, los cuales
fueron publicados al año siguiente. Sus estudios no fueron valorados hasta
1900, al ser redescubiertos por Hugo de Vries, Karl Frich Correns y Erich
Tschermack.
PRIMERA LEY DE LA UNIFORMIDAD DE LA PRIMERA
GENERACION
Si se cruzan dos individuos (P) homocigóticos para un solo par
de alelos, pero con distinta expresión, todos los descendientes de
la primera generación, que se denominarán híbridos F1, son
idénticos. Expresado de una forma más clara: cuando se realiza el cruzamiento
entre individuos de la misma especie pertenecientes a razas puras, todos los
híbridos de la primera generación filial son iguales.
Estos híbridos manifiestan enteramente el carácter de uno de los progenitores
(carácter dominante), mientras que el carácter del otro progenitor no se
muestra, como si estuviera oculto o desaparecido (carácter recesivo), o bien
los híbridos muestran un carácter intermedio entre los dos padres
(codominancia).
Mendel llamó "factores" a los responsables de la herencia biológica. Hoy día a
estos "factores" se les denomina genes, los cuales se encuentran ubicados en
lugares específicos de los cromosomas llamados locus.
Los cromosomas homólogos tienen los mismos genes, de tal forma, que se
corresponden exactamente punto por punto; por tanto, cada célula no tiene
uno, sino dos genes para regir un carácter determinado.
Así pues, cualquier carácter hereditario estará determinado por dos genes, uno
procedente del padre y otro de la madre. A estos genes que rigen un carácter
se les llama alelos. Si estos alelos son iguales, al individuo se le denomina
homocigótico o puro, y si son distintos, heterocigótico o híbrido.
Al conjunto de los genes de un individuo se le denomina genotipo, y al
conjunto de características de dicho individuo fenotipo.
Mendel trabajó con la arveja de jardín, una leguminosa que tiene muchas
ventajas en los estudios genéticos, como producir varias generaciones, se
autofecunda, es lo suficientemente simple y presenta rasgos claramente
observables.
En sus trabajos Mendel centró su atención en un solo rasgo, seleccionando
de siete características de la planta de arveja que se distinguían fácilmente y
que pasamos a detallar:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Color de la cubierta de la semilla (gris-blanca).
Textura de la semilla (lisa-rugosa).
Color de las semillas (amarillo-verde).
Tamaño de la planta (alta-enana).
Posición de las flores en el tallo (axilar-terminal).
Color de la vaina (verde-amarilla).
Forma de la vaina (inflado-constreñido).
Otro aspecto importante que utilizó fue lo de líneas puras, obtuvo plantas de
arveja con una característica que le interesaba estudiar. Luego cruzó dos
variedades puras de arveja para la característica elegida, plantas de tallo alto
con plantas de tallo enano, y analizó la descendencia. Las plantas obtenidas
las denominó, primera generación final o F 1.
Los cruzamientos dirigidos a obtener híbridos para
una característica se denominan cruzamientos
monohíbridos o simplemente monohíbridismo, y los
individuos de la F1 se denominan híbridos
mendelianos, porque son producto del cruzamiento de
dos líneas puras.
Figura 1. Resultados si el genotipo es homocigoto dominante.
Durante los cruzamientos con variedades puras en la F1 los híbridos
presentaban siempre una sola de las características de sus progenitores.
Mendel llamó carácter dominante al rasgo expresado en todos los híbridos de
la F1 y carácter recesivo al que no se manifiesta la F1. Luego permitió que las
plantas de F1 se autofecundaran y analizó la descendencia de la segunda
generación filial a F2 donde:
75% de los descendientes presentaron carácter dominante y un 25% el
carácter recesivo, proporción fenotípica de 3:1 en relación a dominantes y
recesivos.
Mendel interpretó los resultados de la siguiente manera: si en los
cruzamientos de dos líneas puras, en la F1, aparece sólo una de las dos
características, se podría inferir que un progenitor transmitió un factor a la
descendencia a través de los gametos. Esto explicaría por qué los híbridos se
parecerían a un solo progenitor.
Sin embargo, cuando se autofecundan los individuos de F1, aparecen la F2 las
dos características en una proporción de 3:1, de lo que se puede deducir que el
carácter recesivo también se transmite a la descendencia a través de los
gametos, y que durante esta transmisión no hay mezclas.
Estos resultados permitieron postular el principio de la segregación " al
cruzarse entre sí los híbridos obtenidos en la primera generación, los
caracteres antagónicos que poseen se separan y se reparten sin mezclarse
entre los distintos gametos, apareciendo luego en la descendencia".
Primera ley de Mendel
Esta es La primera ley de Mendel vista en imágenes.
Pl
ant
as heterocigóticas
+Primera generación filial
heterocigóticas
Plantas
Primera generación filial
Mendel luego de haber cruzado una planta enana con una gigante y obtener
los resultados mencionados en los dibujos anteriores, tomó dos plantas de la
primera generación y las cruzó entre sí, obteniendo una segunda generación
con las siguientes características:
Segunda generación filial.
PRIMERA LEY DE MENDEL
Enunciado de la ley: A esta ley se le llama también Ley de la uniformidad de
los híbridos de la primera generación (F1). , y dice que cuando se cruzan dos
variedades individuos de raza pura ambos (homocigotos) para un determinado
carácter, todos los híbridos de la primera generación son iguales.
El experimento de Mendel.Mendel llegó a esta conclusión trabajando con una Figura 1
variedad pura de plantas de guisantes que producían
las semillas amarillas y con una variedad que producía
las semillas verdes. Al hacer un cruzamiento entre estas
plantas, obtenía siempre plantas con semillas amarillas.
Interpretación del experimento.El polen de la planta progenitora aporta a la
descendencia un alelo para el color de la semilla, y el
óvulo de la otra planta progenitora aporta el otro alelo
para el color de la semilla; de los dos alelos, solamente
se manifiesta aquél que es dominante (A), mientras que el recesivo (a)
permanece oculto.
Otros casos para la primera ley.La primera ley de Mendel se cumple también para el Figura 2
caso en que un determinado gen de lugar a una
herencia intermedia y no dominante, como es el caso
del color de las flores del "dondiego de noche" (Mirabilis
jalapa). Al cruzar las plantas de la variedad de flor
blanca con plantas de la variedad de flor roja, se
obtienen plantas de flores rosas. La interpretación es la
misma que en el caso anterior, solamente varía la
manera de expresarse los distintos alelos.
SEGUNDA LEY DE MENDEL O LEY DE LA DISYUNCION
Al cruzar entre sí los híbridos de la generación F1 se obtienen en la F2 distintos
tipos de descendientes, parte de los cuales son como los individuos de P. Los
genes que han constituido pareja en los individuos de la F1, se separan al
formarse las células reproductoras de éstos. Así, al cruzar los híbridos de la F1
entres sí, obtenemos el desarrollo mostrado en los gráficos, que corresponde
exactamente a lo observado por Mendel. En la F2, las 3/4 partes de los
individuos obtenidos presentaban semillas lisas, y el 1/4 restante, rugosas.
Segunda ley de Mendel
Enunciado de la ley
se le llama de la separación o disyunción de los alelos.
El experimento de Mendel.
Mendel tomó plantas procedentes de
Figura 3
las semillas de la primera generación
(F1) del experimento anterior (figura 1)
y las polinizó entre sí. Del cruce obtuvo
semillas amarillas y verdes en la
proporción que se indica en la figura 3.
Así pues, aunque el alelo que
determina la coloración verde de las
semillas parecía haber desaparecido
en la primera generación filial, vuelve a
manifestarse
en
esta
segunda
generación.
Descendencia en un
monohibridismo
intermedio
1-Razas puras, 2Híbrido intermedio
Interpretación del experimento.
Los dos alelos distintos para el color de la semilla presentes en los individuos
de la primera generación filial, no se han mezclado ni han desaparecido ,
simplemente ocurría que se manifestaba sólo uno de los dos. Cuando el
individuo de fenotipo amarillo y genotipo Aa, forme los gametos, se separan los
alelos, de tal forma que en cada gameto sólo habrá uno de los alelos y así
puede explicarse los resultados obtenidos.
Otros casos para la segunda ley.
En el caso de los genes que presentan herencia
intermedia, también se cumple el enunciado de la
segunda ley. Si tomamos dos plantas de flores
rosas de la primera generación filial (F1) del cruce
que se observa en la figura 2 y las cruzamos entre
sí, se obtienen plantas con flores blancas, rosas y
rojas, en la proporción que se indica en el
esquema de la figura 4. También en este caso se
manifiestan los alelos para el color rojo y blanco,
que permanecieron ocultos en la primera
generación filial.
RETROCRUZAMIENTO
En el caso de los genes que manifiestan herencia dominante, no existe ninguna
diferencia aparente entre los individuos heterocigóticos (Aa) y los
homocigóticos (AA), pues ambos individuos presentarían un fenotipo amarillo.
La prueba del retrocruzamiento, o simplemente cruzamiento prueba, sirve para
diferenciar el individuo homo del heterocigótico. Consiste en cruzar el fenotipo
dominante con la variedad homocigoto
recesiva (aa).
Figura 5
Segundo experimento
Si
es
El propósito del siguiente experimento fue homocigótico,
la
observar las variaciones que, para cada toda
pareja de caracteres diferentes, aparecían descendencia será
en la descendencia del híbrido y deducir igual, en este caso
cumple
la
la ley según la cual se trasmitirían en las se
primera Ley de
generaciones sucesivas.
Mendel.(figura 5).
Aplicando el principio de continuidad,
Mendel sembró las semillas obtenidas de
Figura 6
la generación F1 y dejó que las flores de
esta primera generación se reprodujeran
es
por autofecundación, de modo que los Si
óvulos fueran fecundados sólo por polen heterocigótico, en
descendencia
de la misma flor. Las flores que obtuvo de la
volverá
a aparecer
este modo, siguiendo con el ejemplo que
antes hemos propuesto, eran, según sus el carácter recesivo
datos originales, 705 violetas y 224 de en una proporción
color blanco. Esto significaba que el del 50%. (figura 6).
carácter supuestamente "desaparecido"
volvía a encontrarse en la segunda
generación, o F2, en una proporción de alrededor de un 25% de la
descendencia.
F2 obtenida por la autofecundación de la F1
F2 o segunda generación filial
En
todos
los
cruzamientos
programados que realizó, con los
siete
caracteres
estudiados,
analizando un único rasgo cada
vez, obtuvo resultados semejantes,
como se indica en el siguiente
cuadro. Los resultados no están
referidos a tantos por ciento sino la
proporción en relación a la unidad.
Se averigua dividiendo el resultado mayor por el menor.
TERCERA LEY DE MENDEL LEY DE LA INDEPENDENCIA DE LOS
CARACTERES.
Mendel efectuó también cruces con plantas que diferían en dos características
(dihibridismo): por ejemplo, guisantes de semilla lisa y amarilla a un tiempo con
otros de semilla verde y rugosa. De esta forma obtuvo la tercera ley, que dice:
Si se cruzan razas que difieren en uno o más alelos, los alelos son
independientes o ligados y siguen las dos primeras leyes de Mendel. Es decir,
cada uno de los caracteres hereditarios se transmite a la progenie con total
independencia de los restantes.
La proporción obtenida por Mendel fue de 9 plantas de semilla amarilla y lisa; 3
plantas de semilla amarilla y rugosa; 3 plantas de semilla verde y lisa; y 1
planta de semilla verde y rugosa. Por tanto, 9:3:3:1. Las posibles
combinaciones entre los gametos masculinos y femeninos se describen
mediante los llamados tableros de Punnett
TERCERA LEY DE MENDEL
Enunciado de la ley
independiente de caracteres, y hace referencia al caso de que se contemplen
dos caracteres distintos. Cada uno de ellos se transmite siguiendo las leyes
anteriores con independencia de la presencia del otro carácter.
El experimento de Mendel.
Figura 7
Mendel cruzó plantas de guisantes de semilla amarilla
y lisa con plantas de semilla verde y rugosa (
Homocigóticas
ambas
para
los
dos
caracteres). (Figura 7)
Figura 8
Las semillas obtenidas en este cruzamiento eran
todas amarillas y lisas, cumpliéndose así la primera
ley para cada uno de los caracteres considerados, y
revelándonos también que los alelos dominantes para
esos caracteres son los que determinan el color
amarillo y la forma lisa.
Las plantas obtenidas y que constituyen la F1 son
dihíbridas (AaBb).Estas plantas de la F1 se cruzan
entre sí, teniendo en cuenta los gametos que
formarán cada una de las plantas y que pueden verse
en la figura 8.
En el cuadro de la figura 9 se ven las semillas que
aparecen y en las proporciones que se indica.
Se puede apreciar que los alelos
de los distintos genes se
transmiten con independencia
unos de otros, ya que en la
segunda generación filial F2
aparecen guisantes amarillos y
rugosos y otros que son verdes y
lisos, combinaciones que no se
habían dado ni en la generación
parental (P), ni en la filial primera
(F1).
Figura 9
Asímismo,
los
resultados
obtenidos para cada uno de los
caracteres
considerados
por
separado, responden a la segunda
ley.
Interpretación del experimento.
Los
resultados
de
los
experimentos de la tercera ley
refuerzan el concepto de que los
genes son independientes entre sí,
que no se mezclan ni desaparecen generación tras generación. Para esta
interpretación fue providencial la elección de los caracteres, pues estos
resultados no se cumplen siempre, sino solamente en el caso de que los dos
caracteres a estudiar estén regulados por genes que se encuentran en distintos
cromosomas. No se cumple cuando los dos genes considerados se encuentran
en un mismo cromosoma, es el caso de los genes ligados. Tercer
experimento
Después de dilucidar el mecanismo de la herencia de un rasgo o carácter,
Mendel se planteó cuáles serían los resultados si consideraba
simultáneamente la herencia de dos caracteres, cruzamiento híbridobrido.
Para averiguarlo, realizó los cruzamientos entre dos plantas "puras":unas cuyas
semillas eran amarillas y de contorno liso, y otras cuyas semillas eran verdes y
de contorno rugoso.
Por los experimentos previos sabía que:
A = factor dominante que determina semillas amarillas.
a = factor recesivo que determina semillas verdes.
Y a su vez:
L= factor dominante que determina semillas de contorno liso.
I= factor recesivo que determina semillas de contorno rugoso.
De acuerdo con este hecho, si el comportamiento de los factores era semejante
al del cruzamiento monohíbrido (considerando sólo un carácter), podía esperar
que el 100% de la F1 resultante en este caso, tuviera un fenotipo dominante
para los dos caracteres. Es decir, que fueran todas plantas de semillas
amarillas
y
de
contorno
liso.
Y
ése
fue
precisamente el resultado que obtuvo.
A continuación, plantó las semillas de esta F1 y dejó que se autofecundaran.
Analizó los descendientes, que correspondían a la F2, y de las 556 semillas que
obtuvo, si consideraba sólo el color de las mismas el resultado era:
416 semillas amarillas.
140 semillas verdes.
lo cual, expresado en porcentajes, es:
74,8% semillas amarillas: 25,2% semillas verdes.
Esto significaba que la F2 respondía aproximadamente a la proporción 3:1
predicha por la segunda ley.
Si, en cambio, consideraba el contorno de las semillas, el recuento era de:
423 semillas lisas.
133 semillas rugosas.
que, en porcentajes, era:
76,1% semillas lisas: 23,9% semillas rugosas.
Nuevamente obtenía una proporción cercana a 3:1.
Pero la pregunta importante por plantear era la siguiente: ¿El carácter "color de
la semilla" se heredaba independientemente del carácter " contorno de la
semilla"? ¿0 bien se mantenía un vínculo entre ambos, de tal modo que sólo
aparecieran las combinaciones originales, es decir, color amarillo + contorno
liso, o color verde + contorno rugoso?
Cuando Mendel hizo el recuento, pero ahora
considerando ambos caracteres a la vez, obtuvo
los siguientes resultados:
315 semillas amarillas y lisas.
101 semillas amarillas y rugosas
108 semillas verdes y lisas
32 semillas verdes y rugosas
¿Qué le indicaban a Mendel estas parejas de
caracteres, algunas iguales a las parentales y
otras "nuevas" o recombinadas?
Las combinaciones nuevas le daban la pauta para asegurar que los caracteres
color y contorno no quedaban "ligados" según la combinación parental, sino
que se separaban y recombinaban independientemente.
La conclusión a la que llegó Mendel después de analizar el cruzamiento del
dihíbrido se conoce como Tercera Ley de Mendel o ley de la distribución o
transmisión independiente de los caracteres.
En un individuo, los factores pertenecientes a un determinado carácter se
separan durante la formación de los gametos independientemente de otros
factores que determinan otros caracteres. En ellos se verifican las leyes
matemáticas de la combinatoria.
En concreto, esto significa que la probabilidad de que un individiio herede un
determinado carácter es independiente de la probabilidad de que herede otro
distinto.
De esta forma, calculó qué probabilidad tiene una planta de poseer
simultáneamente semillas amarillas y de contorno liso, multiplicando las
probabilidades individuales de que aparezca cada rasgo. El mismo cálculo se
puede hacer para averiguar la probabilidad de cualquier otra combinación.
De acuerdo con lo que se acaba de exponer, tendríamos los resultados
presentados en el siguiente cuadro:
La posibilidad amarilla y lisa
de que una
semilla sea...
amarilla
rugosa
...es igual a la amarilla (3/4)
probabilidad
de que sea...
amarilla (3/4)
verde (1/4)
verde (1/4)
multiplicada lisa (3/4)
por
la
posibilidad de
que sea...
rugosa (1/4)
lisa (3/4)
rugosa (3/4)
Es decir
y verde y lisa
verde
rugosa
y
3/4 x 3/4 = 9/16 3/4 x 1/4 = 3/16 1/4 x 3/4 = 3/16 1/4 x 1/4 =
1/16
Expresado en 56.25%
procentajes:
18.75%
18.75%
6.25%
Los
315/556=56.6% 101/556=18.2% 108/556=19.4% 32/556=5.8%
resultados de
Mendel
fueron:
CROMOSOMAS
Cada cromosoma está hecho de una larga y enrollada molécula de ADN, la
famosa doble hélice.
Nombre que recibe una diminuta estructura filiforme formada por ácidos
nucleicos y proteínas presente en todas las células vegetales y animales. El
cromosoma contiene el ácido nucleico, ADN, que se divide en pequeñas
unidades llamadas genes. Éstos determinan las características hereditarias de
la célula u organismo. Las células de los individuos de una especie
determinada suelen tener un número fijo de cromosomas, que en las plantas y
animales superiores se presentan por pares. El ser humano tiene 23 pares de
cromosomas. En estos organismos, las células reproductoras tienen por lo
general sólo la mitad de los
cromosomas
presentes
en
las
corporales o somáticas. Durante la
fecundación, el espermatozoide y el
óvulo se unen y reconstruyen en el
nuevo organismo la disposición por
pares de los cromosomas; la mitad de
estos cromosomas procede de un
parental, y la otra mitad del otro.
Cada 1,8 metros de longitud de la
cadena de ADN humano contienen más de 3 billones de pares de bases
químicas – esas son las letras digitales en el código de la vida.
FORMA DE LOS CROMOSOMAS
EL CARIOTIPO HUMANO
El objetivo de esta práctica es aprender a reconocer los cromosomas humanos,
elaborar un cariotipo a partir de una fotografía y saber determinar las anomalías
cromosómicas más frecuentes.
La célula con la que vamos a trabajar se ha obtenido a partir de un cultivo de
sangre periférica, después se hizo un tratamiento con tripsina y posteriormente
tinción con Giemsa para obtener un bandeo G. La microfotografía así obtenida
pertenece a una persona que no tiene ninguna anomalía cromosómica.
La dotación cromosómica normal de la especie humana es de 46,XX para las
mujeres y de 46, XY para los varones.
En el cariotipo humano los cromosomas se ordenan de mayor a menor. Hay
cromosomas grandes, medianos y pequeños. Al ordenar los comosomas se
constituyen 7 grupos atendiendo no sólo al tamaño sino también a la forma de
las parejas cromosómicas, dentro del cariotipo humano podemos encontrar
cromosomas metacéntricos (tienen los dos brazos aproximadamente iguales en
longitud), submetacéntricos (con un brazo más pequeño que otro) y
acrocéntricos (con un brazo corto muy pequeño).
Concretamente en el cariotipo humano hay 7 grupos de cromosomas. Dentro
de cada grupo vamos a ordenar y reconocer los cromosomas con la ayuda de
un
idiograma:
Un idiograma es la representación esquemática del tamaño, forma y patrón de
bandas de todo el complemento cromosómico, los cromosomas se sitúan
alineados por el centrómero, y con el brazo largo siempre hacia abajo.
Los grupos que comprende el cariotipo humano son los siguientes:
CROMOSOMAS GRANDES
1. Grupo A, (cromosomas 1, 2 y 3), meta y submetacéntricos
2. Grupo B, (cromosomas 4 y 5), submetacéntricos
CROMOSOMAS MEDIANOS
1. Grupo C, (cromosomas 7, 8, 9, 10, 11, 12 y además los
cromosomas X),
Submetacentricos
2. Grupo D, (cromosomas 13, 14 y 15) acrocéntricos
CROMOSOMAS PEQUEÑOS
1. Grupo E, (cromosomas 16, 17 y 18) submetacéntricos
2. Grupo F, (cromosomas 19 y 20) metacéntricos
3. Grupo G, (cromosomas 21 y 22) acrocéntricos
Por acuerdo los cromosomas sexuales X e Y se separan de sus grupos
correspondientes y se ponen juntos aparte al final del cariotipo.
GRUPO A
El cromosoma 1 es el más grande del complemento. En el brazo corto, cerca
del centrómero, suele presentar dos bandas y el resto del brazo aparece con
una tinción más clara por ausencia de bandas.
El cromosoma 2 es submetacéntrico y se distingue porque ambos brazos
tienen muchas bandas, lo que le hace aparecer bastante teñido.
El cromosoma 3 es el más pequeño del grupo, es el más metacéntrico y sus
dos brazos son muy parecidos en bandeo.
GRUPO B
El cromosoma 4 se distingue porque el brazo largo presenta varias bandas y
suele aparecer bastante teñido.
El cromosoma 5 tiene una banda en el brazo corto, y en el brazo largo
aproximadamente a la mitad presenta un bloque más teñidos debido a la unión
de varias bandas
A continuación vamos a resolver el grupo más difícil que es el C. Este grupo
consta de 7 pares de cromosomas de tamaño mediano submetacéntricos,
además en este grupo deberían incluirse los cromosomas X (uno o dos según
el sexo). El cromosoma X es fácil de distinguir porque tiene un brazo corto
relativamente grande con una banda en posición intermedia de ese brazo.
Además en el brazo largo tiene una banda que es equidistante del centrómero
de la banda del brazo corto, el resto del brazo largo suele aparecer menos
teñido, aunque dependiendo del contraste de la tinción puede aparecer alguna
banda tenue al final.
Para acabar con el resto de
cromosomas sexuales diremos que
el Y suele presentarse bastante
teñido, situarse en la periferia
celular y suele tener las cromátidas
paralelas.
Con este criterio y antes de
continuar con el grupo C,
podemos aislar los cromosomas
sexuales de nuestra fotografía :
Una vez separados los cromosomas sexuales, continuemos con el grupo C. Si
aislamos los 14 cromosomas que lo componen tendríamos:
GRUPO C
El cromosoma 6 se confunde a veces con los del grupo B. Tiene un brazo
corto con una banda distal, entre el centrómero y esa banda hay una zona de
tinción muy débil. En el brazo largo podemos observar varias bandas.
El cromosoma 7 es parecido al anterior tiene una banda distal en el brazo corto
pero se distingue del 6 en que en el brazo largo presenta dos bandas muy
claras y definidas.
El cromosoma 8 es de los más difíciles de distinguir, pues dependiendo de la
tinción, más concretamente de su contraste, pueden aparecer bandas en el
brazo largo o no, lo más sencillo es dejarlo para el final, cuando se han resuelto
el resto de cromosomas del grupo.
El cromosoma 9 se distingue muy bien pues tiene una banda intersticial
bastante grande en el brazo corto y dos bandas muy nítidas en el largo.
El cromosoma 10 es de los más sencillos de determinar, ya que es el único del
grupo que posee 3 bandas muy claras en el brazo largo, siendo la más próxima
al centrómero más intensa que las otras dos.
Los pares 11 y 12 son difícilmente
distinguibles si no se ponen los 4
cromosomas juntos. Su patrón de
bandas es el mismo una banda
intersticial en el brazo corto y un
bloque muy teñido hacia la mitad del
brazo largo. Teniendo los 4
cromosomas juntos, los dos que
presenten mayor distancia entre el
centrómero y el bloque del brazo
largo son el 11 y los otros dos el 12.
El Grupo D es el más fácil de
distinguir de los veinte que quedan por colocar, ya que está formado por 6
cromosomas acrocéntricos, medianos y satelizados, es decir que si los
aislamos de los que nos quedan serían los siguientes:
GRUPO D
El cromosoma 13 presenta una banda cerca del centrómero y luego dos
bandas que a veces aparecen juntas en la zona más distal pero sin llegar a ser
teloméricas.
El cromosoma 14 tiene dos bandas en
el brazo largo, una cerca del
centrómero y otra más alejada del
mismo pero si llegar a ser tan distal
como las del cromosoma 13.
El cromosoma 15 se distingue porque
posee una banda hacia la mitad del
brazo. Además la mitad proximal del
brazo aparece más teñida que la
mitad distal.
El grupo E consta de 3 pares de cromosomas de tamaño pequeño que
son submetacéntricos, por lo tanto para continuar con nuestro ejercicio vamos
a aislar esos seis cromosomas que son los
quedan:
más grandes de los que nos
GRUPO E
El cromosoma 16 es el submetacéntrico
más grande de los pequeños, suele
aparecer bastante claro o presentando
alguna banda en el brazo largo
El par 17 es más submetacéntrico que el
anterior y presenta una banda en el brazo
largo.
El cromosoma 18 es el que tiene el brazo
corto más pequeño del grupo y presenta
dos bandas en el brazo largo.
Ya sólo nos quedan 4 parejas de cromosomas:
Estos cromosomas conforman los grupos F y G siendo los del F meta o
submetacéntricos y los del G acrocéntricos y satelizados
GRUPO F
El cromosoma 19 no presenta ninguna banda en ninguno de los brazos
cromosómicos a esta resolución
El cromosoma 20 tiene una banda en el brazo corto
GRUPO G
Este grupo es quizás el más famoso
porque tiene los cromosomas más
pequeños y por su presencia en las
alteraciones más frecuentes de la
especie humana. Para distinguir un
par cromosómico de otro hay que
fijarse en la distinta tinción de la zona
pericentromérica. El cromosoma 21
presenta una banda oscura de
aspecto arriñonado que no está
presente en el 22. El cromosoma 22 a
veces tiene una banda hacia la mitad
del brazo largo.
El cariotipo una vez completado sería
el siguiente:
ANORMALIDADES CROMOSOMICAS
Este trabajo de investigación fue realizado con el fin de investigar y conocer los
diferentes tipos de malformaciones genéticas que ocurren en los cromosomas
humanos. Igualmente este análisis, además de servirnos para ampliar nuestros
conocimientos acerca de la genética, es valido como examen semestral de
biología.
Los cromosomas son filamentos en espiral que contiene el DNA. Los humanos
tenemos 23 pares de cromosomas. Algunos tipos de alteraciones
cromosomicas afectan el numero de cromosomas, a todo un cromosoma o solo
a un fragmento del mismo.
Los errores que rara vez se producen durante la replica del DNA son los que
causan las mutaciones que sufren los cromosomas. Estas mutaciones también
pueden ser causadas por temperaturas altas, la radiación y varios compuestos
químicos. La mayoría de las anormalidades cromosómicas perjudican el
organismo que las porta. Estas mutaciones son transmitidas hereditariamente y
por esta razón, el numero de personas portadoras de genes mutados tiende a
aumentar debido a la reproducción de especies, pero también tiende a
disminuir debido a que los individuos con mutaciones genéticas no sobreviven
o se reproducen menos que sus semejantes.
Los genes que causan mutaciones cromosómicas en su mayoría son genes
dominantes. Una persona que tenga justo una copia del gen recesivo se
determina como portador, ya que esta persona tiene el gen pero no es afectado
por el. En la figura de arriba el verde representa el gen dominante y el azul al
portador.
Algunos tipos de mutaciones que causan anormalidades son el ganar o el
perder por completo o parcialmente un nucleótido (molécula formada por una
pentosa, una base nitrogenada y un fósforo inorgánico). Además, estas pueden
causar modificaciones más obvias o graves alterando la propia forma y el
numero de los cromosomas. Algunos tipos de mutaciones cromosómicas son:
la monosomía, la disomía, la trisomía, la euploidía, la aneuploidía, la aberración
cromosomica, el síndrome de down, el síndrome de klinnefelter, el síndrome de
turner, la deficiencia cromosómica, la translocación y la inversión. Las
anormalidades referidas tienden a producir incapacidades graves dependiendo
que pareja de cromosomas afecta. Como un solo grupo, estos desordenes
cromosómicos afectan a 7 de cada 1000 infantes.
Algunas descripciones cortas de algunas anormalidades mencionadas son:
Una deficiencia cromosomica es cuando a un cromosoma le hacen falta genes
(cigotos). Una translación es cuando un parte de un cromosoma se pasa a otro
creando 4 cromosomas distintos, causando que dos parejas de cromosomas
no sean homologuitas. Una inversión es un cambio en el orden de los genes de
un cromosoma. Una monosomía es cuando el numero de cromosomas es
inferior al normal e impar (Ej. 45 cromosomas/ 21 pares + 1). Una disomía es
cuando cada cromosoma se encuentra duplicado y una trisomía cuando hay
más cromosomas de lo normal e impar (Ej. 47 cromosomas/ 23 pares +1).
ALTERACIONES CROMOSÓMICAS
Algunas alteraciones genéticas no afectan a genes concretos sino a todo el
cromosoma o a un segmento cromosómico. Por ejemplo, la presencia de tres
copias del cromosoma 21 produce el síndrome de Down, pese a que no existe
ninguna alteración de los genes de los cromosomas. Otras alteraciones
cromosómicas por duplicación son el síndrome de Edwards, en el que
aparecen 3 copias del cromosoma 18, y el síndrome de Patau, que se
caracteriza porque los individuos que lo padecen tienen 3 copias del
cromosoma 13.
Las alteraciones cromosómicas pueden consistir en duplicación (como en los
síndromes descritos anteriormente), pérdida (como ocurre en el síndrome de
Turner, en el que falta un cromosoma X y las personas que lo padecen tienen
un fenotipo femenino), ruptura (como en el síndrome del maullido de gato que
se origina por una deleción parcial del brazo corto del cromosoma 5) o
reorganización del material cromosómico.
En conjunto, las alteraciones cromosómicas afectan a 7 de cada 1.000 nacidos
vivos y son responsables de cerca del 50% de los abortos espontáneos en los
tres primeros meses de embarazo.
Cromosoma 1
Melanoma maligno
Cáncer de próstata, el tumor más frecuente en el hombre
Cromosoma 2
Síndrome de Waardenburg que se caracteriza por sordera y alteraciones en los
ojos
Cáncer de colon
Cromosoma 3
Cáncer de pulmón
Demencia
Cromosoma 4
Enfermedades de Hungtinton con deterioro intelectual progresivo
Poliquistosis renal
Cromosoma 5
Atrofia muscular espinal
Cáncer de colon
Cromosoma 6
Hemocromatosis que es una absorción normal de hierro
Atrofia espinocerebelar que conduce a perdida de coordinación muscular
Cromosoma 7
Fibrosis quísquica en la que hay segregación anormal de mucus
Obesidad severa demostrada en ratones
Cromosoma 8
Linfoma de Burkitt, cáncer que afecta a niños africanos
Progeria que es manifiesta en el envejecimiento prematuro de los niños
Cromosoma 9
Melanoma o cáncer de piel
Mal de Bourneville caracterizado por crisis epilépticas y retraso mental
Cromosoma 10
Neoplasia endocrina múltiple en la que se desarrollan tumores en glándulas
Cataratas congénitas
Cromosoma 11
Anemia de células falciformes por la que los glóbulos rojos se deforman
Ataxia con degeneración del cerebelo
Cromosoma 12
Fenilcetonuria por falta de una enzima que desencadena retraso mental
Cromosoma 13
Tumor en la retina
Cáncer de glándula mamaria y de ovario
Cromosoma 14
Enfermedad de Alzheimer que causa pérdida de memoria y degeneración
cerebral
Cromosoma 15
Síndrome de Marfán caracterizado por presentar estatura alta, dedos largos y
delgados y pies planos
Epilepsia juvenil
Cromosoma 16
Enfermedad poliquísquica renal caracterizada por engrandecimiento del riñón y
fallo renal
Cromosoma 17
Cáncer de glándula mamaria y ovario
Diferentes tipos de tumores
Cromosoma 18
Cáncer en el páncreas
Psicosis maniaco depresiva
Cromosoma 19
Distrofia miotónica con pronunciada debilidad muscular
Endurecimiento de las arterias por acumulación de colesterol
Cromosoma 20
Inmunodeficiencia severa por un defecto metabólico
Cromosoma 21
Esclerosis lateral amiotrófica
Síndrome de Down por 3 cromosomas 21
Cromosoma 22
Neurofibromatosis de tipo 2 con tumores auditivos y cutáneos
Cromosoma X
Distrofia muscular de Duchenne con progresiva debilidad muscular en los niños
Hemofilia
Daltonismo
Cromosoma Y
Disgenesia gonadal que impide el desarrollo de las glándulas masculinas.
HISTOLOGIA
TEJIDOS DEL CUERPO HUMANO
TEJIDO EPITELIAL
Características generales de los tejidos epiteliales
En
los
tejidos
epiteliales, las células
están estrechamente
unidas
entre
sí
formando láminas. La
matriz extracelular es
escasa y se ubica por
debajo de las de
Figura 1
Figura 2
células
epiteliales
(Figura 1). Ella forma una delgada capa llamada lámina basal.
Las células soportan las tensiones mecánicas, por medio de resistentes
filamentos proteicos que se entrecruzan, en el citoplasma de cada célula
epitelial, formando el citoesqueleto. Para transmitir la tensión mecánica de una
célula a las siguientes, estos filamentos están unidos a proteínas
transmembrana ubicadas en sitios especializados de la membrana celular.
Estas proteínas se asocian, en el espacio intercelular, ya sea con proteínas
similares de la membrana de las células adyacentes, o con proteínas propias
de la lámina basal subyacente (Figura 2)
Los tejidos epiteliales limitan tanto las
cavidades internas como las superficies libres
del
cuerpo. La presencia de uniones
especializadas entre sus células permite a los
epitelios formar barreras para el movimiento de
agua, solutos o células, desde un compartimiento
corporal a otro. Como se ilustra en la figura 3, un
epitelio separa el lumen intestinal de los tejidos
Figura 3
subyacentes; y un epitelio separa a la pared
intestinal de la cavidad abdominal.
Estructura General de los Tejidos Epiteliales
La estructura básica de los tejidos epiteliales corresponde a una lámina
continua de células estrechamente asociadas entre sí, la que se adhiere a la
matriz extracelular subyacente a ella.
Existe, sin embargo, una variedad de formas de tejido epitelial, especializada
cada una de ellas en una o más funciones específicas.
Su función característica es formar barreras selectivas capaces de cubrir las
superficies externas del organismo, y delimitar las diferentes superficies
internas existentes en los distintos órganos.
Son así capaces de modular la relación entre el tejido subyacente al epitelio y
el medio que baña su superficie libre. A este gran grupo pertenecen los
epitelios de revestimiento.
Los epitelios pueden contener células especializadas en sintetizar moléculas
específicas y secretarlas hacia la superficie que revisten
Los epitelios también pueden organizarse en glándulas, las que corresponden
a estructuras complejas cuyas células están destinadas fundamentalmente a la
secreción. A este grupo pertenecen los epitelios glandulares
La estructura del epitelio se mantiene estable gracias a una dinámica bien
regulada entre los procesos de proliferación, diferenciación y descamación que
enfrentan sus células.
El caso más notable lo constituye la epidermis, epitelio plano pluriestratificado
cornificado que sirve de protección ante los traumatismos mecánicos y forma
una barrera impermeable al agua, capaz de proteger a los organismos
terrestres de la desecación
La superficie de los epitelios que realizan esta función está bañada por un
líquido y en la cara luminal de las células presenta numerosos cilios
El epitelio de revestimiento de la tráquea es un buen ejemplo, ya que tanto las
partículas y como los microorganismos presentes en el aire inhalado son
atrapados en el mucus que baña su superficie y el desplazamiento de ellos es
realizado por el movimiento coordinado de sus cilios
El batido de los cilios consiste en un desplazamiento hacia adelante, parecido
al golpe de un látigo, que termina con el cilio completamente extendido,
perpendicular a la superficie celular, y con su extremo en la capa de mucus
(movimiento efectivo)
Clasificación tradicional de los epitelios
Considerando el número de capas celulares que forman los distintos tipos de
epitelios que existen en el organismo, ellos se subdividen en:
a) Epitelios simples o monoestratificados: láminas epiteliales formadas por
sólo una capa de células
b) Epitelios estratificados: formados por dos o más capas celulares
c) Epitelios seudoestratificados: son aquellos que parecen estratificados
pero todas sus células llegan a la membrana basal mientras que sólo las
células más altas forman la superficie luminal
TEJIDO CARTILAGINOSO
Cartílago
Está formado por una abundante matriz
extracelular en la cuál los condrocitos se ubican
en espacios llamados lagunas
Los condrocitos sintetizan y secretan los
componentes orgánicos de la matriz extracelular
que
son
básicamente
colágeno,
ácido
hialurónico. Proteoglicanos y glicoproteínas, y
según las características de la matriz se distingue
cartílago hialino y fibroso. Existe además el
cartílago elástico en el cuál la elastina forma parte de la matriz extracelular.
Los vasos sanguíneos no penetran a la matriz cartilaginosa y los condrocitos se
nutren con material que difunde desde de los capilares sanguíneos del tejido
conjuntivo adyacente.
Cada placa o lámina de tejido cartilaginoso está rodeada por el pericondrio que
corresponde a tejido conjuntivo denso en el cuál se distingue una capa externa
fibrosa y una capa interna celular en la cual se ubican las células que pueden
dar origen a los condroblastos (Fig.3), que corresponden a precursores de los
condrocitos y que difieren de ellos solo en su edad y en su mayor actividad de
la síntesis de componentes de la matriz intercelular cartilaginosa.
Los condroblastos
presentan
un
ergastoplasma y un
aparato de Golgi
muy desarrollados y
presentan vesículas
y
granos
de
secreción, lo cuál
guarda relación con
su rol de sintetizar y
Figura 4
Figura 5
secretar los distintos
componentes de la matriz extracelular cartilaginosa (Fig. 4) que está formada
principalmente por colágeno de tipo II, proteoglicanos de condroitin y
keratansulfato, ácido hialurónico y glicoproteínas.
Al disminuir su actividad de síntesis disminuye el desarrollo tanto del
ergastoplasma como del aparato de Golgi, acumulan glicógeno y lípidos en su
citoplasma y se les llama condrocitos (Fig. 5).
HISTOGÉNESIS DEL CARTÍLAGO
El tejido cartilaginoso se origina en el mesenquima, a partir de células
mesenquimaticas que se redondean y agrupan en conglomerados con escaso
material intercelular entre ellas. Este conjunto de células precartilaginosas se
llama blastema. Las células del blastema son inducidas a sintetizar matriz
cartilaginosa y a partir de ese momento se les llama condroblastos, ellas se
separan progresivamente a medida que aumenta la cantidad de matriz
sintetizada y pasan a llamarse condrocitos. El tejido mesenquimático que rodea
a la masa condrogénica pasará a constituir el pericondrio.
Crecimiento del cartílago
Las placas de tejido cartilaginoso pueden aumentar su volumen mediante dos
mecanismos:
Crecimiento por
aposición
Ocurre desde el
pericondrio,
en
cuya capa celular
se localizan células
indiferenciadas
capaces
de
dividirse
dando
Figura 1
Figura 2
origen células que
se diferenciaran a condroblastos y que producirán tejido cartilaginoso sobre la
superficie del cartílago preexistente, quedando los condroblastos atrapados en
la matriz que producen y pasando a ser condrocitos (Figs. 1 y 2).
Crecimiento intersticial
Ocurre porque los condrocitos son capaces de dividirse y la matriz cartilaginosa
es distensible. Las células hijas ocupan inicialmente la misma laguna pero a
medida que ellas secretan nueva matriz intercelular se van separando. Estas
células hijas pueden volver a dividirse formándose los llamados grupos
isógenos, que se encuentran frecuentemente en cartílagos en crecimiento
CARTÍLAGO HIALINO
El cartílago Hialino es el más abundante del cuerpo, tiene un aspecto azul
vidrioso, se encuentra en el esqueleto nasal, la laringe, la tráquea, los
bronquios, los arcos costales (costillas) y los extremos articulares de los
huesos, es avascular, nutriéndose a partir del líquido sinovial.
El colágeno corresponde a alrededor del 40% de los componentes orgánicos
de la matriz cartilaginosa. Está organizado principalmente como fibrillas de
colágeno II que se disponen como un red laxa en toda la matriz del cartílago
hialino.
Los principales glicosaminoglicanos corresponden a ácido hialurónico y a
proteoglicanos de condroitin y queratán-sulfato. En la matriz cartilaginosa el
ácido hialurónico se asocia a entre 80 a 200 unidades de proteoglicanos, por
medio de proteínas de enlace
CARTÍLAGO ELÁSTICO
Su estructura es
parecida a la del
cartílago
hialino,
con una capa de
pericondrio
asociado
y
los
condrocitos
rodeados de la
Figura 1
Figura 2
matriz intercelular,
pero en su matriz existen además láminas o fibras elásticas (Fig. 1) las cuales
se concentran en la matriz interterritorial (Fig. 2).
Cartílago fibroso o fibrocartílago
Contiene
condrocitos,
generalmente
encapsulados en una matriz intercelular parecida
a la del cartílago hialino, pero con manojos de
fibrillas de colágeno I, orientados en diversas
direcciones, ocupando la matriz intercelular (Fig.
1
Figura 1
TEJIDO CONJUNTIVO
Definición y funciones de los tejidos conjuntivos
Los tejidos conjuntivos, derivados del mesenquima, constituyen una familia de
tejidos que se caracterizan porque sus células están inmersas en un abundante
material intercelular, llamado la matriz extracelular.
Existen 2 variedades de células conjuntivas:
Células estables, las que se originan en el mismo tejido y que sintetizan los
diversos componentes de la matriz extracelular que las rodea
Población de células migratorias, originadas en otros territorios del organismo,
las que llegan a habitar transitoriamente el tejido conjuntivo.
La matriz extracelular es una red
organizada, formada por el ensamblaje de una
variedad de polisacáridos y de proteínas
secretadas por las células estables, que
determina las propiedades físicas de cada una
de las variedades de tejido conjuntivo (Fig. 1)
Existen varios tipos de tejidos conjuntivos.
Localizados en diversos sitios del organismo,
adaptados a funciones específicas tales como:
1. Mantener unidos entre sí a los otros tejidos del individuo, formando el
estroma de diversos órganos
2. Contener a las células que participan en los procesos de defensa ante
agente extraños: constituyendo el sitio donde se inicia la reacción
inflamatoria
3. Constituir un medio tisular adecuado para alojar células en proceso de
proliferación y diferenciación para formar los elementos figurados de la
sangre correspondientes a glóbulos rojos y plaquetas, y a los distintos tipos
de glóbulos blancos, los que migran luego a los tejidos conjuntivos, para
realizar en ellos sus funciones específicas ya sea como células cebadas,
macrófagos, células plasmáticas, linfocitos y granulocitos
4. Almacenar grasas, para su uso posterior como fuente de energía, ya sea
por ellos mismos o para otros tejidos del organismo
5. Formar láminas con una gran resistencia a la tracción, tal como ocurre en la
dermis de la piel, y en los tendones y ligamentos
6. Formar placas o láminas relativamente sólidas, caracterizadas por una gran
resistencia a la compresión
7. Formar el principal tejido de soporte del organismo, caracterizado por su
gran resistencia tanto a la tracción como a la compresión
Células conjuntivas
Las células que
están
presente,
normalmente,
en
los
tejidos
conjuntivos
corresponden
a
dos
grupos
distintos:
Células
propias
Figura 1
Figura 2
de cada tipo de
tejido conjuntivo, las que constituyen una población celular estable,
responsable de la formación y mantención del tejido al que pertenecen, razón
por la cuál se las llama células de sostén.

Células conjuntivas libres, que han llegado a residir en los tejidos
conjuntivos. Estas células se forman en los órganos hematopoyéticos,
circulan
Matriz extracelular
El análisis de la composición molecular del espacio intercelular demuestra que
las tres principales clases de macromoléculas extracelulares son:
a) Cadenas de polisacáridos de la clase de los glicosaminoglicanos, que
pueden unirse covalentemente a proteínas, formando macromoléculas más
complejas llamadas proteoglicanos.
b) Proteínas fibrosas que se organizan para formar estructuras bien definidas
de la matriz extracelular como son las fibrillas colágenas, la lámina densa
de las láminas basales y las fibras elásticas.
c) Glicoproteínas de adhesión como fibronectina que asocian entre sí a
células, fibras y proteoglicanos del tejido conjuntivo y como laminina que
asocia la lámina basal a las células que están rodeadas por ella.
Fibroblastos y fibrocitos
Es la célula propia de los tejidos conjuntivos
fibrosos, cuya principal función es sintetizar y
mantener a la matriz extracelular propia del tejido.
De acuerdo a su actividad biosintética se pueden
distinguir morfológicamente: fibroblastos que
corresponden a la célula en un estado de alta
actividad (Fig.1) fibrocitos que son las células poco
activas o en reposo.
Los fibroblastos se distinguen estructuralmente por su aspecto fusiforme y su
abundante citoplasma basófilo; los fibrocitos son más pequeños y su
citoplasma es suavemente acidófilo
La
organización
ultraestructural de
los
fibroblastos
diferenciada refleja
el compromiso de
este tipo de células
en la síntesis de
moléculas
que
Figura 5
Figura 6
forman la matriz
extracelular. Poseen un retículo endoplásmico desarrollado, un Golgi
perfectamente definido y escasas vesículas de secreción, organelos que se
relacionan con la síntesis de moléculas precursoras del colágeno, elastina,
proteoglicanos y glicoproteínas de la MEC (Fig.5).
Presentan un desarrollado citoesqueleto de microtúbulos y de microfilamentos
de actina implicados en procesos de motilidad celular. Esta propiedad es
importante en la cicatrización de heridas, ya que los fibroblastos tiene la
capacidad de migrar hacia la zona lesionada, proliferar y producir los
componentes de la matriz extracelular.
En los tejidos conjuntivos fibrosos reticulares las células propias del tejido,
responsable de la síntesis y mantención del estroma reticular reciben el nombre
de células reticulares. Este nombre suele inducir a confusión ya que
inicialmente se usó para denominar a las células asociadas al estroma reticular,
actualmente se distingue la célula reticular propiamente tal de otras células que
pueden asociarse al estroma como son por ejemplo los macrófagos fijos. La
estructura de las células reticulares es similar a la de los fibroblastos (Fig.6).
Tejido conjuntivo laxo
Se caracteriza por
la presencia de una
población
relativamente
alta
de
células
residentes, ya sea
propias
como
fibroblastos
y
Figura 1
Figura 2
adipocitos
o
migratorias como macrófagos y células cebadas, separadas por la matriz
extracelular formada por fibras colágenas y elásticas, laxamente dispuestas en
una sustancia fundamental bastante fluida (Figs. 1 y 2)
Las
fibras
colágenas
que
predominan están
formadas
por
microfibrillas
de
colágeno
I
asociadas
a
cantidades
Figura 3
Figura 4
variables
de
microfibrillas de colágeno III pero en menor cantidad. Estas fibras colágenas le
confieren resistencia a la tracción (Fig.3).
Las fibras elásticas, aunque menos abundantes que las de colágeno, cumplen
un rol importante ya que le otorgan al tejido la capacidad de retomar su
organización original luego de ser traccionado (Fig.4).
La
sustancia
fundamental,
que
ocupa los espacios
entre las fibras,
tiene como principal
componente
a
grandes moléculas
de
ácido
Figura 5
Figura 6
hialurónico, el cual
estabiliza una importante cantidad de agua, adoptando la estructura de un gel
poco consistente, de modo que existen innumerables espacios
intermoleculares que sirven de reservorio al líquido intersticial ("fluido tisular").
Este fluido facilita la difusión del oxígeno y nutrientes desde los capilares del
conjuntivo hacia células de otros tejidos (epitelios, cartílago o músculo) y de los
productos de desecho del metabolismo en sentido inverso. La capacidad de la
sustancia fundamental de acumular líquido es la base del proceso llamado
edema. (Fig. 5).
Debido a la variedad de células que lo habitan y a la capacidad de acumular
líquido proveniente del plasma sanguíneo, el conjuntivo laxo juega un rol muy
importante en la iniciación del proceso de defensa orgánica a través de la
generación de las respuestas inflamatoria e inmune
TEJIDO CONJUNTIVO FIBROSO DENSO
Presenta un contenido relativamente bajo de células, las que corresponden
principalmente a fibroblastos. Su matriz extracelular es muy abundante, y su
principal componente son gruesas fibras colágenas. La sustancia fundamental
es relativamente escasa, predominando proteoglicanos de dermatan-sulfato.
De acuerdo a la forma en que se disponen las fibras de colágeno, se distingue:
Tejido
conjuntivo
denso
desordenado.
Las
fibras
colágenas forman
una
red
Figura 1
Figura 2
tridimensional
lo
que le otorga resistencia en todas las direcciones. Asociada a esta red
colágena existen fibras elásticas. Entre las fibras colágenas y elásticas se
ubican las células, principalmente fibroblastos y se encuentra por ejemplo en la
dermis y formando la cápsula de órganos como los ganglios linfático y el
hígado.
TEJIDO CONJUNTIVO ELÁSTICO
Es una variedad de tejido fibroso denso en el cuál las fibras conjuntivas
presentes corresponden a fibras o láminas elásticas dispuestas en forma
paralela. Los espacios entre las fibras elásticas están ocupados por una fina
red de microfibrillas colágenas con unos pocos fibroblastos.
El tejido conjuntivo elástico forma capas en la pared de los órganos huecos
sobre cuyas paredes actúan presiones desde adentro, como es el caso de los
pulmones y de los vasos sanguíneos y forma algunos ligamentos como los
ligamentos amarillos de la columna vertebral.
Tejido conjuntivo reticular
Figura 1
Figura 2
Es una variedad
de tejido conjuntivo
especializado que
forma una malla
tridimensional
estable, que otorga
un
soporte
Figura 3
Figura 4
estructural a las
células migratorias de órganos relacionados directamente con los leucocitos de
la sangre como son el bazo (Fig.1), los ganglios linfáticos (Figs. 2 y 3) y la
médula ósea hematopoyética.
Las células reticulares, que corresponden a fibroblastos especializados, que
secretan las microfibrillas de colágeno III las que se asocian en manojos
formando las fibras reticulares. Estas se disponen formando una malla fibrilar
(Fig. 4) fina a lo largo de la cual se ubican las células reticulares, cuyos
procesos envuelven las fibras reticulares (Fig. 5) y a la escasa sustancia
fundamental. El sistema trabecular formado por la asociación de fibras y células
genera matriz con características de esponja en la cual células y fluidos pueden
desplazarse.
TEJIDO ADIPOSO
Es
un
tejido
conjuntivo
especializado en el
que predominan las
células conjuntivas
llamadas
adipocitos.
Los
lipoblastos, células
Figura 1
Figura 2
precursoras
de
adipocitos producen cantidades importantes de colágeno I y III, pero los
adipocitos adultos secretan muy bajas cantidades de colágeno y pierden la
capacidad de dividirse (Figs.1 y 2).
El tejido adiposo es uno de los tejidos más abundantes y representa alrededor
del 15-20% del peso corporal del hombre y del 20-25% del peso corporal en
mujeres. Los adipocitos almacenan energía en forma de triglicéridos. Debido a
la baja densidad de estas moléculas y su alto valor calórico, el tejido adiposo es
muy eficiente en la función de almacenaje de energía.
TEJIDO MUSCULAR
Este tejido, de origen mesenquimático, está constituido por:
a) Células musculares (fibras musculares), capaces de generar movimientos
al contraerse bajo estímulos adecuados y luego relajarse y
b) Tejido conjuntivo estrechamente asociado a las células musculares. Este
actúa como sistema de amarre y acopla la tracción de las células
musculares para que puedan actuar en conjunto. Además, conduce los
vasos sanguíneos y la inervación propia de las fibras musculares
TIPOS DE TEJIDO MUSCULAR
En los vertebrados, se distinguen 3 tipos de músculo: esquelético, estriado o
voluntario, cardíaco, estriado involuntario, liso
Cada tipo de músculo tiene células de estructura distinta, adaptadas a su
función específica, pero en todos ellos la maquinaria intracelular contráctil está
formada por filamentos que se orientan paralelos a la dirección del movimiento.
Todas las variedades de células musculares aprovechan la energía química
almacenada en el ATP y la transforman en energía mecánica.
TEJIDO MUSCULAR ESQUELÉTICO
Este tejido está formado por manojos de células cilíndricas (10-1muy largas (de
hasta 30 cm), multinucleadas y estriadas transversalmente, llamadas también
fibras musculares esqueléticas (Figs 1 y 2). Los núcleos de las fibras se ubican
vecinos a la membrana plasmática (sarcolema), que aparece delimitada por
una lámina basal (lámina externa). El tejido conjuntivo que rodea a las fibras
musculares contiene numerosos vasos sanguíneos (Fig 3) y nervios y se
dispone de manera de transferir, en la forma más efectiva posible, la
contracción de las fibras musculares a los sitios de inserción del músculo.
Cada fibra muscular recibe una terminación del axón de una neurona motora,
formándose en la zona de unión una estructura denominada placa motora.
El músculo esquelético se une a los huesos a través de los tendones y que son
estructuras continuas con la envoltura conjuntiva llamada epimisio, que rodea
externamente al músculo completo. El tejido conjuntivo penetra al interior del
músculo formando el perimisio, que corresponde a delgados septos de tejido
conjuntivo que envuelven a manojos o fascículos de fibras musculares. A partir
del perimisio, se origina el endomisio formado por delgadas vainas de fibras
reticulares que rodean cada una de las fibras musculares. Los vasos
sanguíneos penetran al músculo a través de estos septos conjuntivos.
La inervación del tejido muscular esquelético se relaciona directamente con la
regulación de la contracción de cada fibra muscular y en consecuencia con el
estado de tensión del músculo completo.
Fibras nerviosas efectoras
a) Fibras alfa: inervan las fibras musculares a través de la placa motora. Dan
origen a la unidad motora
b) Fibras g: inervan las fibras intrafusales
Receptores sensoriales
El tejido muscular esquelético contiene terminaciones nerviosas espirales,
sensibles a la distensión y a la tensión. Estas se asocian a un tipo especial de
fibras musculares, las fibras intrafusales, para formar un órgano sensitivo: el
huso neuromuscular.
MÚSCULO CARDÍACO
El músculo cardíaco
(Fig 1) está formado
por
células
musculares
ramificadas,
que
poseen 1 o 2
núcleos y que se
unen entre sí a
Figura 1
Figura 2
través de un tipo de
unión propia del músculo cardíaco llamada disco intercalar (Fig 2). A diferencia
del músculo esquelético, las fibras musculares cardíacas corresponden a un
conjunto de células cardíacas unidas entre sí en disposición lineal.
Las células musculares cardíacas, de unos 15 u
os 100 um
de largo, tienen el núcleo ubicado al centro del citoplasma (Fig 3) y presentan
estriaciones transversales similares a las del músculo esquelético (Fig 4 y 5)).
El retículo sarcoplásmico no es muy desarrollado y se distribuye
irregularmente entre las miofibrillas, que no aparecen claramente separadas.
Sin embargo, las mitocondrias, que son extremadamente numerosas, están
distribuidas regularmente dividiendo a las células cardíacas en miofibrillas
aparentes.
En el sarcoplasma hay numerosas gotas de lípido y partículas de glicógeno.
Con frecuencia las células musculares cardíacas presentan pigmentos de
lipofuscina cerca de los polos nucleares. Las células están rodeadas por una
lámina externa, comparable a la lámina basal de los epitelios.
Existen ciertas diferencias estructurales entre el músculo de los ventrículos y
de las aurículas. Las células musculares de las aurículas son mas pequeñas y
vecinos al núcleo, en asociación con complejos de Golgi presentes en esa
zona, se observan gránulos de unos 0.4 umm de diámetro que contienen el
factor natriurético auricular, auriculina o atriopeptina.
Estructuralmente, las miofibrillas del músculo cardíaco, son esencialmente
iguales a la del las miofibrillas del músculo esquelético. Por otra parte, los
túbulos T del músculo cardíaco son de mayor diámetro que los del músculo
esquelético y se ubican a nivel del disco Z.
Los túbulos se asocian generalmente con una sola expansión de las cisternas
del retículo sarcoplásmico. De manera que lo característico del músculo
cardíaco son las díadas, compuestas de un túbulo T y de una cisterna de
retículo endoplásmico
MUSCULO LISO
El músculo liso está formado por fibras musculares lisas que corresponden a
células uninucleadas, delgadas y aguzadas en los extremos, cuya longitud
varía entre 20 y 500 um. Este tipo de músculo forma la porción contráctil de la
pared de diversos órganos tales como tubo digestivo y vasos sanguíneos , que
requieren de una contracción lenta y sostenida. Las células se organizan en
grupos, formando haces, rodeados de tejido conjuntivo fibroso que contiene
vasos sanguíneos.
El núcleo de las fibras musculares lisas se ubica en el centro de la fibra y los
organelos citoplasmáticos tales como mitocondrias, aparato de Golgi, retículo
endoplásmico rugoso y ribosomas libres se localizan, mayoritariamente, en la
vecindad de los polos nucleares. El resto del citoplasma está ocupado por
abundantes miofilamentos finos de actina, una proporción menor de
miofilamentos gruesos de miosina, y un citoesqueleto de filamentos intermedios
formados por desmina. Existen, también, numerosos cuerpos densos,
estructuras que anclan filamentos finos.
Las fibras musculares lisas se disponen
desplazadas una respecto de la otra, de manera
que el extremo delgado de una fibra se ubica
vecino a la parte ancha de la fibra vecina. Esta
disposición de las fibras y la localización del
núcleo en el centro, explica el aspecto del
músculo liso en corte transversal.
Las fibras musculares lisas están rodeadas por
una lámina basal (lámina externa) comparable a la lámina basal de los
epitelios. Por fuera de la lámina externa, se dispone una trama de fibras
reticulares.
En sitios discretos, las células adyacentes están asociadas por uniones de
comunicación ("nexos"), de estructura y función similares a la explicada en
tejidos epiteliales
TEJIDO OSEO
Estructura y características del tejido óseo
El tejido óseo es una variedad de tejido
conjuntivo que se caracteriza por su rigidez y
su gran resistencia tanto a la tracción como a
la compresión
Está formado por la matriz ósea, que es un
material intercelular calcificado y por células,
que pueden corresponder a:
Osteoblastos: encargados de sintetizar y
secretar la parte orgánica de la matriz ósea
durante su formación. Se ubican siempre en
la superficie del tejido óseo ya que este sólo
puede crecer por aposición)
Osteocitos, responsables de la mantención de la matriz ósea, que se ubican
en cavidades o lagunas rodeadas por el material intercelular calcificado. La
nutrición de los osteocitos depende de canalículos que penetran la matriz ósea
y conectan a los osteocitos vecinos entre sí y con canales vasculares que
penetran al hueso o que se ubican en las membranas conjuntivas que revisten
las superficies del hueso (periostio y endostio).
De hecho Ningún osteocito se encuentra a más de una fracción de mm de un
capilar sanguíneo.
Osteoclastos, células responsables de la reabsorción del tejido óseo, que
participan en los procesos de remodelación de los huesos y pueden
encontrarse en depresiones superficiales de la matriz ósea llamadas lagunas
de Howship.
LA MATRIZ INTERCELULAR ÓSEA
La matriz intercelular ósea está formada por:
Matriz orgánica u osteoide que corresponde al 50% del peso seco del hueso
Más del 90% de ella corresponde a fibrillas de colágeno organizadas en
laminillas de unos 5 um de grosor.
En cada laminilla ósea, las fibrillas colágenas están paralelas entre si, pero las
laminillas sucesivas alternan ordenadamente la orientación de sus fibrillas en
ángulos rectos.
Esta disposición alternada de las fibrillas colágenas en laminillas sucesivas
destaca particularmente al observar cortes de hueso con microscopía de luz
polarizada.
El resto de los componentes orgánicos son principalmente glicoproteínas como
la osteonectina, proteínas ricas en ácido g-carboxiglutámico como la
osteocalcina, y proteoglicanos de condroitín y queratán-sulfato. Son
moléculas ricas en grupos ácidos con gran tendencia a asociarse entre sí,
capaces de unirse a calcio y que juegan un rol importante en el proceso de
mineralización de la matriz ósea.
Sales minerales inorgánicas depositadas en el osteoide, que confieren al
tejido su rigidez y dureza y actúan como una reserva de sales minerales,
sensible a estímulos endocrinos.
Las más abundantes son fosfato de calcio amorfo y cristales de hidróxidos
de calcio y de fosfato llamados hidroxiapatita (Ca10 (PO4)6(OH)2). Los
cristales de hidroxiapatita son aplanados (30nm por 3 nm) y se adosan a lo
largo de las fibrillas colágenas, a intervalos de unos 67 nm.
La superficie del cristal está hidratada y existe una vaina de agua e iones
rodeándolo, lo que facilita el intercambio de iones entre el cristal y el líquido
intersticial.
CELULAS DEL TEJIDO OSEO
Células osteoprogenitoras
Células osteoprogenitoras: son células alargadas con citoplasma poco
prominente, que proceden de las células mesenquimáticas primitivas y forman
una población de células troncales capaces de dividirse y dar origen a células
que se diferencian a osteoblastos
OSTEOBLASTOS
Los osteoblastos son células diferenciadas que
sintetizan el colágeno y la sustancia fundamental
ósea.
Cuando están en plena actividad su forma es cuboide con un citoplasma
basófilo, que refleja su ergastoplasma muy desarrollado, tienen además un
prominente aparato de Golgi.
Son células polarizadas que vacían sus productos de secreción por la zona del
citoplasma en contacto con la matriz ósea ya formada, (matriz intercelular
preósea o osteoide)
Los osteoblastos son células poliédricas con largas y delgadas prolongaciones
citoplasmáticas que son rodeadas por el osteoide producido y que se asocian
mediante uniones de la comunicación con prolongaciones similares de los
osteoblastos vecinos.
Los osteoblastos tienen dos destinos posibles: ser rodeados por la matriz ósea
que producen y pasan a ser osteocitos o permanecer en la superficie del tejido
óseo recién formado, aplanándose y constituyendo las células de revestimiento
óseo.
OSTEOCITOS
Son las células propias del tejido óseo formado.
Su citoplasma presenta ergastoplasma, aparato
de Golgi y puede presentar lisosomas.
Son capaces de sintetizar y de reabsorber, en
forma limitada, a componentes de la matriz ósea
("osteolisis osteocítica"), procesos que tienen
importancia en la regulación de la calcemia. Cada
osteocito, bañado por una delgada capa de
líquido tisular, ocupa su laguna y proyecta sus prolongaciones citoplasmáticas
por los canalículos, dentro de los cuales, toma contacto con prolongaciones de
osteocitos vecinos mediante uniones de comunicación, o con células de
revestimiento óseo bañadas por el líquido tisular del tejido conjuntivo que rodea
a los capilares sanguíneos.
Osteoclastos
Son células móviles, gigantes y
multinucleadas y se localizan adosadas
a la superficie de tejido óseo que debe
ser removido.
Se originan por fusión de monocitos que
han abandonado la sangre circulante y
pertenecen de hecho al sistema de
fagocitos mononucleares.
Contienen numerosos lisosomas y en la
superficie del osteoclasto que esta en
contacto con la matriz a remover se distinguen dos zonas distintas: un anillo
externo o zona clara que corresponde a una especialización de la superficie
celular en que la membrana se asocia estrechamente al hueso que delimita el
área que se va a reabsorber, y la región central o borde estriado que presenta
profundos repliegues de la superficie celular bajo los cuales de concentran gran
cantidad de lisosomas y mitocondrias, además de ergastoplasma y cisternas
del Golgi.
La membrana de los lisosomas primarios se fusiona con la membrana celular
que reviste a los repliegues del borde festoneado, liberando las enzimas
lisosomales hacia el exterior y produciendo una acidificación del microambiente
que baña al tejido óseo a reabsorber.
El borde festoneado contiene además gran cantidad de vesículas endocíticas y
lisosomas secundarios, indicando que ocurre además un proceso de
fagocitosis del material parcialmente solubilizado por el ambiente ácido y la
acción lítica de las enzimas lisosomales.
TEJIDO NERVIOSO
Características y funciones básicas del tejido nervioso
Se origina desde el ectodermo y sus principales componentes son las células,
rodeadas de escaso material intercelular.
Las células son de dos clases diferentes: neuronas o células nerviosas y
neuroglia o células de sostén.
Es el tejido propio del Sistema Nervioso el cuál, mediante la acción coordinada
de redes de células nerviosas:
a) Recoge información procedente desde receptores sensoriales
b) Procesa esta información, proporcionando un sistema de memoria y
c) Genera señales apropiadas hacia las células efectoras.
Las células de sostén rodean a las neuronas y desempeñan funciones de
soporte, defensa, nutrición y regulación de la composición del material
intercelular
El Sistema Nervioso Central (SNC), se origina desde el epitelio del tubo
neural y su tejido nervioso contiene neuronas, células de neuroglia y capilares
sanguíneos que forman la barrera hemato-encefálica.
El Sistema Nervioso Periférico (SNP), que conecta los receptores sensoriales
con SNC. y a este con las células efectoras, se desarrolla a partir de la cresta
neural y sus células se asocian a otros tejidos del organismo. Sin embargo, es
una extensión del tejido nervioso del SNC ya que zonas de las neuronas
sensitivas y efectoras y todas las interneuronas se encuentran en el SNC,
mientras que los ganglios nerviosos y los nervios periféricos corresponden al
tejido nervioso propio del SNP.
Neuronas
Son las células funcionales del tejido nervioso.
Ellas se interconectan formando redes de
comunicación que transmiten señales por zonas
definidas del sistema nervioso.
Las funciones complejas del sistema nervioso
son consecuencia de la interacción entre redes
de neuronas, y no el resultado de las
características específicas de cada neurona
individual.
La forma y estructura de cada neurona se relaciona con su función
específica, la que puede:
1. Recibir señales desde receptores sensoriales
2. Conducir estas señales como impulsos nerviosos, que consisten en
cambios en la polaridad eléctrica a nivel de su membrana celular
3. Transmitir las señales a otras neuronas o a células efectoras
En cada neurona existen cuatro zonas diferentes
1. El pericarion que es la zona de la célula donde se ubica el núcleo, y desde
el cuál nacen dos tipos de prolongaciones.
2. Las dendritas que son numerosas y aumentan el área de superficie celular
disponible para recibir información desde los terminales axónicos de otras
neuronas
3. El axón que nace único y conduce el impulso nervioso de esa neurona
hacia otras células ramificándose en su porción terminal (telodendrón)
4. Uniones celulares especializadas llamadas sinapsis, ubicadas en sitios de
vecindad estrecha entre los botones terminales de las ramificaciones del
axón y la superficie de otras neuronas.
5. El tamaño de las células nerviosas es muy variable pero su cuerpo celular
puede llegar a medir hasta 150 um y su axón más de 100 cm
6. Cada zona de las células nerviosas se localiza de preferencia en zonas
especializadas del tejido nervioso.
Los cuerpos celulares, la mayor parte de las dendritas y la arborización terminal
de una alta proporción de los axones se ubican en la sustancia gris del SNC y
en los ganglios del SNP.
Los axones forman la parte funcional de las fibras nerviosas y se concentran en
los haces de la sustancia blanca del SNC; y en los nervios del SNP
Células de sostén
En el tejido nervioso del SNC, por cada neurona
hay entre 10 a 50 células de neuroglia, y que a
diferencia de las neuronas retienen su capacidad
de proliferar
Existen 4 clases de células de neuroglia:
1)
2)
3)
4)
Astrocitos (astroglia)
Oligodendrocitos (oligodendroglia)
Células ependimarias
Microglia
En el tejido nervioso del SNP, tanto las neuronas, en los ganglios, como los
axones ubicados en las fibras nerviosas, están rodeadas por de células de
sostén.