TEMA 1 - INTRODUCCIÓN A LA BIOLOGÍA

Punto 1: Lógica molecular de los Organismos Vivos

La selección natural escogió elementos como el carbono como componentes mayoritarios de los organismos vivos, por su idoneidad para formar cadenas carbonadas y grupos funcionales, base de los componentes biológicos.

Las proteínas están constituidas por cadenas en las que se unen mediante enlace covalente 20 clases de aminoácidos diferentes.

Ideas:

• Origen Común de la Materia

• 1º lo mas fundamental

• Uniformidad química

• Selección del átomo de carbono

• Simple Complejo

• Variedad

Punto 2: Niveles de Organización

- El paso de un nivel a otro requiere un consumo de energía.

- Los dos primeros niveles, el atómico y el moléculas, son abióticos.

- CÉLULA: Unidad funcional y estructural de cualquier ser vivo. Pueden ser sencillas (procariota) o complejas (eucariota).

- TEJIDO: Asociación de células iguales que realizan la misma función y tienen un mismo origen

- ÓRGANO: Asociación de tejidos con una función biológica común.

- POBLACIÓN: Conjunto de individuos de la misma especie que habitan un área determinada.

- ECOSISTEMA: Conjunto de poblaciones (biocenosis o comunidad) que habitan un área determinada (biotopo) y se relacionan todos ellos.

- Los niveles inferiores cooperan para construir los superiores y así aprovechar mucho mejor la energía y los recursos del medio.

Punto 3 : Características esenciales de los Seres Vivos

- La Biología se ocupa del estudio de los seres vivos desde los diversos aspectos en que pueden ser considerados.

- SER VIVO u ORGANISMO:

Todo ser que presenta una seria de características que los distinguen de los seres inertes. ( Complejidad, Organización y Funcionamiento)

Cuerpos naturales que poseen ácidos nucleicos y proteínas y que son capaces de sintetizar tales moléculas por sí mismos.

- Todo ser vivo está constituido por una o varias célula, que son conjuntos organizados de moléculas, capaces de mantenerse estables frente al medio y de perpetuarse. El ser vivo realiza una serie de funciones que tienen dos objetivos:

• Mantenimiento del individuo

• Perpetuación de la especie

CARACTERÍSTICAS TÍPICAS DE LA VIDA:

Intercambio de Materia y energía con el medio: Tb conocido por nutrición y se realiza mediante un conjunto de reacciones enzimáticas que sufren los nutrientes en el interior de la célula, mas conocido por METABOLISMO:

-Anabolismo: Conjunto de reacciones químicas mediante la cual se producen sustancias complejas de sustancias sencillas

- Catabolismo: Conjunto de reacciones químicas mediante la cual se producen sustancias sencillas a partir de las complejas

Crecimiento: Aumento de masa celular por aumento del tamaño de las células o su cantidad. Consecuencia del anabolismo

Excitabilidad o irratabilidad: Capacidad de captar y responder a los estímulos o cambios físicos y químicos que se producen en el medio

Movimiento: Reacción de la excitabilidad

Adaptación: Facultad de todo ser vivo a resistir los cambios que se producen en el medio, para lo cual el organismo experimenta cambios. Esta puede ser temporal (aclimatación) o permanente (adaptación). Esta ultima se hereda y es el resultado de mutación y selección natural, que son la base de la evolución.

Reproducción: Proceso mediante el cual los seres vivos originan nuevos individuos semejantes a sus progenitores.

- Todas estas funciones se llaman FUNCIONES VITALES-

- Los fenómenos vitales son reacciones reguladas de las biomoléculas

- VIRUS: Complejos moleculares de nucleoproteínas que penetran en las células a las que parasitan y donde se multiplican con ayuda del material de la célula hospedante o célula huésped. Fuera de la célula son inertes.

Punto 4: Las Ciencias Biológicas

La Biología se considera un complejo de Ciencias Biológicas.

La Biotecnología consiste en la aplicación de las propiedades de los seres vivos a la obtención de bienes.

Punto 5: Historia de la Biología

Leer Fotocopia de Mercedes.

TEMA 2-BIOELEMENTOS Y BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS

Punto 1: Átomos y Elementos Básicos de la Materia Viva

- BIOELEMENTOS O ELEMENTOS BIOGÉNICOS: Base de la materia viva. Se dividen en :

Primarios o Plásticos: Los mas abundantes en la materia viva (98%). Hay 4 básicos: C,H,O,N

Secundarios: Ca, N, K, Mg. Su función es fisiológica en la célula (3%)

Oligoelementos o elementos trazas: (0.1%) Fe, I, Cr, Co, Br, etc... Son imprescindibles

Punto 2: Biomoléculas o Principios Inmediatos

- No existen libres, se unen formando Biomoléculas (unión química de bioelementos). Pueden ser:

• Inorgánicas: Agua y Sales Minerales

• Orgánicas: Exclusivas de los seres vivos. Su base química es el átomo de carbono.

Punto 3: Importancia del Átomo de Carbono

- Es muy importante pq va a dar lugar a las biomoléculas orgánicas

- El carbono se combina consigo mismo y covalentemente con el hidrógeno (hidrocarburos) para dar lugar a la materia viva

Punto 4: Agua

- Sin el agua no hay vida, porque de esta surgió la vida

- Es la molécula mas abundante de los seres vivos

IMPORTANCIA QUÍMICA:

• Molécula inorgánica.

• Se forma como un triángulo cuyo vértice es el oxigeno con un ángulo de 105º

• Es una molécula con enlaces covalentes y polar (O- y H+)

• Aparece líquida entre los 0º-100º debido a la disposición de las moléculas

• Las moléculas de agua se unen mediante puentes de hidrógeno

PROPIEDADES Y CARACTERÍSTICAS

• Es el disolvente universal por excelencia. Es el vehículo de transporte en el medio interno de un ser vivo

• Es un medio dispersante en el cual se van a dispersar moléculas que no son muy grandes

• Sustancia termoreguladora por excelencia debido a su alto calor específico.

• Al variar la temperatura de 4º (donde alcanza la máxima densidad) el agua disminuye de tamaño

• Gran fuerza de cohesión

• Bajo grado de ionización (se rompen los puentes de hidrógeno)

• Permite la transparencia de la luz

pH (ionización del agua)

En una disolución acuosa el producto iónico del agua se mantiene constante, solo pueden cambiar la proporción de iones, según esto pueden ser:

Neutras pH = 7

Ácidas pH < 7

Básicas pH >7

El producto iónico del agua (Kw) constituye la base para entender el pH, que es la concentración catiónica o de protones de una solución.

PH = lg [H3O+] (logaritmo de la concentración de los cationes de agua)

Punto 5: Sales Minerales

- Biomoléculas que tienen menor porcentaje en el cuerpo

- Hay 3 tipos:

• Disueltas: En el agua. Se disocian en sus iones correspondientes:

• Cationes: Na+, Ca2+, K+, Fe2+, Fe3+, Mg2+

• Aniones: Cl-, CO3 2-, HCO3-, NO3-, H2PO4, HPO42-

Funciones biológicas:

• Participan en la homeostasis

• Regulan la presión osmótica

• Na+, K+ favorecen la transmisión del impulso nervioso nervioso.

• Ca2+ favorece la contracción de los músculos, e intervienen en la coagulación sanguínea.

• Fe2+ intervienen en el transporte de oxígeno

-Sólidas:

• Son insolubles en agua

• Más abundantes: silicatos ( estructuras biológicas de los vegetales), carbonatos de calcio (CO3Ca), fosfatos ((Po4)2 Ca) de calcio

-Asociadas:

• I Tiroxina

• Mg Clorofila

• Fe Hemoglobina

• Siempre actúa con carácter + o -

Punto 6: Procesos Osmóticos

ÓSMOSIS: Paso o movimiento del agua a través de las membranas semipermeables.

PRESIÓN OSMÓTICA: Fuerza absorbente existente en dos medios de distintas concentraciones, en los cuales el agua tiende a ir del medio menos concentrado al menos diluido, con tal de igualarla. Hay tres tipos:

Isotónica: Cuando ambos medios tienen la misma concentración.

Hipertónico: La concentración del medio es mayor que la de la célula. (entonces la célula pierde agua y se produce una plasmolisis)

Hipotónico: La concentración de la célula es mayor que la del medio. (entonces el agua del medio entra en la célula y se produce una turgencia)

- Las células animales en medios hipotónicos estallan, porque ganan demasiada agua, se llama hemolisis.

Punto 7: Estados Físicos de la Materia Viva

TEMA 3 - GLÚCIDOS

Punto 1: Concepto y Características

Los glúcidos son la primera fuente de energía para todos los seres vivos.

• Químicamente hablando es un grupo muy homogéneo.

• Presentan en su composición química C, H, y O.

• Llamados polihidroxialdeidos o polihidroxicetonas

• Pueden ser aldeidos o cetonas

• Las unidades básicas del grupo de los glúcidos son los monosacáridos. Estos se unen entre si por un enlace o-glucosídico

• Los glúcidos, en general, son solubles en agua.

Punto 2: Clasificación

Se pueden clasificar en osas y en ósidos.

OSAS (monómeros) Unidades Básicas Monosacáridos

OSIDOS (polímeros) Unidades Básicas Holósidos (disacáridos, oligosacáridos y polisacáridos) y los Heterosidos (glucolípidos y glucoproteínas)

MONOSACÁRIDOS

• Unidades básicas delos glúcidos.

• Sólidos cristalinos de color blanco, sabor dulce y solubles en agua.

• No hidrolizan (pq no se pueden obtener unidades más básicas)

• Presentan la siguiente fórmula: n varia de 3-7 (esta fórmula no nos dice ni la estructura real ni sus propiedades)

• Se representan mediante una fórmula lineal o proyecciones de Fischer. (estas fórmulas son correctas para las triosas y las tetrosas, pero no lo son para las demás, pq han de representarse en forma cíclica)

Compuestos Isómeros: Son aquellos compuestos químicos que presentan la misma fórmula empírica, pero se diferencian en su estructura en el espacio y se diferencian en sus propiedades físicas. (Ejemplo: Gliceraldehido y dihidroxiacetona)

• TIPOS DE ISOMERÍA

Isomería Funcional: Se diferencian estructuralmente

Isomería Estructural, geométrica o ESTEROISOMERÍA: Se debe a que en los monosacáridos aparecen carbonos asimétricos, que es aquel que tiene los 4 radicales o uniones distintas.

Dentro de los monosacáridos puede haber n carbonos asimétricos y aparecen esteroisómeros.

Se adoptan los prefijos D y L refiriéndose a la posición del grupo hidroxilo (OH) del carbono asimétrico mas alejado del carbono nº1.

Isómeros Enantiomorfos: Son aquellos que tienen su imagen especular (espejo), es decir, que los OH de los carbonos asimétricos nunca coinciden.

Isómeros Epímeros: Solo cambia un OH

Isomería Óptica: Cualquier monosacárido disuelto en agua puede desviar el plano de la luz polarizada hacia la derecha o hacia la izquierda.

Si lo desvía hacia la derecha, dextrogira

Si lo desvía hacia la izquierda, levógiro

DISACÁRIDOS

Son moléculas glucídicas formadas por la unión de 2 monosacáridos, formados por un enlace o-glucosídico.

Esta unión implica una pérdida de agua.

Son dulces, cristalinos, sólidos, blancos, solubles en agua, pero que pueden hidrolizarse (rompen el enlace para obtener 2 menores).

TIPOS:

• Sacarosa: Azúcar Común. Es el producto de la fotosíntesis que está presente en la savia elaborada de las plantas. Es el componente del azúcar común de uso culinario, por su sabor dulce. Se obtiene de la caña de azúcar y de la remolacha. Se forma a partir del enlace de la glucosa y la fructosa.

• Lactosa: Azúcar de la leche de los mamíferos. Se forma a partir de la Galactosa y la Glucosa

• Maltosa: Se produce por la hidrólisis del almidón y del glucógeno

• Celobiosa: Se produce por la hidrólisis.

POLISACÁRIDOS

• Son glúcidos de elevado peso molecular.

• Son poco solubles en agua, insípidos y no cristalizan

• Los polisacáridos se forman por la unión, siempre mediante enlace o-glucosídico, de n moléculas de disacáridos, siendo n>10

• Por hidrólisis, estas sustancias van a dar disacáridos, y si es una hidrólisis total monosacáridos.

Se clasifican según su función biológica: de reserva energética o estructurales.

De Reserva Energética: Almidón y Glucógeno: Son uniones de glucosa. Se diferencian en que el almidón es la reserva energética de las plantas, y el glucógeno es la reserva energética de los animales.

Estructurales:

• Celulosa. El enlace o-glucosídico, al contrario de los de reserva energética, es

• Quitina: Esta forma el exoesqueleto (esqueleto externo de los insectos)

PROTEOGLUCANOS Y GLUCOPROTEINAS Pg28

TEMA 4- Lípidos

Punto 1: Concepto

Son biomoléculas orgánicas formadas por carbono, hidrógeno y oxígeno, siendo el más abundante el hidrógeno. Aparece tb el P y N.

Punto 2: Características

• Es un grupo, químicamente hablando, muy heterogéneo

• Son untuosos al tacto (grasiento), y brilla

• Una inmensa mayoría, al llevar ácidos grasos, son saponificables.

Punto 3: Clasificación

Se clasifican químicamente como saponificables o insaponificables.

SAPONIFICABLES:

Este grupo posee ácidos grasos en su composición. Químicamente se conocen como éteres de acidos grasos.

ESTERIFICACIÓN:

Estos esteres pueden reaccionar con productos básicos cómo con el NaOH (hidróxido de sodio)

SAPONIFICACIÓN

· Ácidos Grasos:

Químicamente hablando es una larga cadena hidrocarbonada (que siempre tiene un nº par de átomos de carbono y no pasa de 24), que puede estar saturada (cuando tiene todos los H) o insaturada.

Son los componentes principales de los líquidos saponificables

El ácidos graso saturado más conocido es el “esteárico, tiene 18 átomos de C.

El ácido graso insaturado más conocido es el “oleico”, tiene 18 átomos de C.

Estos ácidos grasos tienen un marcado carácter anfipático, al introducirlo en el agua se crean las micelas.

· Grasas Neutras o acilglicéridos:

- Estas grasas derivan de la esterificación de la glicerina con 3 ácidos grasos.

- Cuando los ácidos grasos que se unen al glicerol son del tipo saturadas aparecen los compuestos biológicos llamados: grasas animales, mantecas o sebos. Tienen un punto de fusión alta, por eso son sólidas.

Cuando son ácidos grasos insaturados, el producto que aparece son los llamados aceites.

- Su importancia biológica reside en que son reserva energética.

En los animales se reservan en los adipositos (células encargadas de almacenar grasa).

En los vegetales se almacenan en las vacuolas de cualquier célula, sobre todo en el fruto y en la semilla

- Sirve de aislante térmico

· Ceras:

Son esteres formados por alcoholes de larga cadena y un ácido graso de larga cadena. Aparecen en tejidos impermeabilizantes.

· Fosfolípidos:

Rsultan de la esterificación de la glicerina, con un ácido graso saturado, uno insaturado y con un ácido fosfórico

Esta molécula tiene un fuerte carácter anfipático (polar o hidrófila); y otra parte hidrofoba (apolar). Este carácter anfipático le da su característica biológica principal, fabricar membranas celulares.

· Esfingolípidos:

Estos aparecen en las membranas de las neuronas

INSAPONIFICABLES:

Lípidos sin ácidos grasos en su composición, por lo tanto, no son jabones.

· Terpenos:

Derivan de los isoprenos (pg 38). Función Biológica: Dan olor, color, sabor, etc... a los vegetales.

· Esteroides:

Derivan del ciclopentano-perhidro-fenantreno. El más importante es el colesterol, el cual interviene en la fabricación de membranas biológicas, es el precursor de las sales biliares, de las membranas sexuales y de la vitamina D (tejido óseo).

TEMA 5- PROTEÍNAS

Punto 1: Concepto y Características

Las PROTEÍNAS son biomoléculas orgánicas formadas por C, H, O y N (es muy frecuente el S y menos frecuente son el P, Fe, Mg, Cu, etc...)

• Macromoléculas de peso moléculas muy elevado

• Químicamente hablando, muy homogéneo.

• 50% de la materia seca son proteínas

• Fundamentales química y estructuralmente

• Muy específicas (diferencia estructural)

• Expresión de la información genética

• Formadas por aminoácidos

• Son LARGAS CADENAS DE AMINOÁCIDOS

• Se fabrican continuamente en los ribosomas cerebrales

Punto 2: Aminoácidos

Los AMINOÁCIDOS son biomoléculas formadas por un grupo amino () y por (), y estos van unidos por el mismo carbono , que lleva un H y un R.

Todos los aminoácidos son asimétricos excepto la GLICINA o GLICOCOLA.

Debido a que los grupos amino y ácido tienen facilidad para ionizarse con facilidad se dice que los aminoácidos son compuestos ANFÓTEROS (se pueden comportar como ácidos o como bases según les convenga, ventaja para hacer frente a los cambios de pH del medio celular)

Punto 3: Clasificación

Hay 4 tipos de aminoácidos(de los 20 existentes): No polares, sin carga, ácidos y básicos. Existen 8 esenciales, que al no fabricarlo nuestro cuerpo, tenemos que tomarlo de los alimentos.

La unión de 2 aminoácidos se produce por un enlace PEPTÍDICO (enlace covalente fuerte que no permite el giro, lo cual es determinante para la configuración tridimensional de las proteínas).

Punto 4: Estructura

La función biológica de una proteína viene dada por su configuración electrónica. Se diferencian 4 niveles en la estructura de las proteínas:

1º Nivel o Estructura Primaria: nº, tipo, FORMA y orden de los aminoácidos que forman dicha proteína

2º Nivel o Estructura Secundaria: Es la 1º con una forma determinada, según los aminoácidos que forman la primera puede ser:

•  Hélice: Se forman puentes de hidrógeno cada 4 aminoácidos. Dan estabilidad a la estructura.

•  Laminar

3º Nivel o Estructura Terciaria: Auténtica conformación de las proteínas. Las cadenas -hélice se enrollan sobre sí mismas gracias a enlaces como los puentes disulfuros (fuerte) y enlaces débiles.

Hay dos tipos de estructuras:

• Fibrosas: Alargadas, insolubles, resistentes, estructurales. Con enlace  Laminar. (Ej: Colágeno y queratina forman base en el tejido conjuntivo)

• Globular: Esférica, solubles, menos resistentes. Función dinámica y reguladora (Ej: Lisozima presenta una estructura media entre los 2 modelos)

4º Nivel o Estructura Cuaternaria: Son 4 estructuras terciarias unidas 2 a 2. Cada cadena es una subunidad. El conjunto de subunidades forma un oligómero. Las interacciones que mantienen la estructura cuaternaria son los puentes de hidrógeno, las interacciones hidrófobas y electrostática.

Punto 5: Propiedades de las Proteínas

1. Desnaturalización: Las proteínas pueden perder su estructura natural, perdiendo por tanto la función biológica que realiza. Esto se consigue subiendo la Tª; pero algunas pueden renaturalizarse, volviendo a tener su función.

2. Conformación: La forma tridimensional característica de una proteína por su estado nativo (condiciones celulares como el pH y la temperatura)

Punto 6: Clasificación

Homoproteínas: En su secuencia química solo hay aminoácidos

• Escleroproteínas o fibrosas: Dan estructura y forma (Ej: Colágeno)

• Albúminas: Reserva alimenticia

• Globulinas: Defensivas

• Histonas: Proteínas Básicas. Función estructural del ADN

Heteroproteínas: Una parte está formada por aminoácidos y otra parte son grupos prostéticos.

• Glucoproteínas: Se le unen glúcidos

• Lipoproteínas: Se le unen lípidos

• Nucleoproteínas: Su unen con acidos nucleicos. (Virus y ribosomas)

• Fosfoproteínas: Contienen fosfatos (caseína leche)

Punto 7: Funciones de las Proteínas

Cada proteína realiza una función determinada y específica que depende de su estructura.

Acción Enzimática: Catalizan las reacciones químicas

Transporte: Las proteínas se unen a moléculas o iones específicos, y se separan en otro lugar.

Movimiento y Contracción: Contracción Muscular

Soporte Mecánico y estructural: Colágeno, queratina y elastina

Nutrición y Reserva: Albúminas, la caseína, proteínas de las semillas

Inmunidad: Inmunoglobinas

Regulación Hormonal: Paratoidea, insulina

Regulación de la diferenciación

Recepción y transmisión de señales: Rodopsina

Punto 8: Enzimas

Enzima: Proteína que actúa cómo biocatalizador. Son las proteínas que van a catalizar todas las reacciones químicas que se dan dentro de los seres vivos.

Catalizador: Producto que facilita, favorece y acelera una reacción química.

Reacción Química: Transformación de un sustrato a un producto, para la cual hay que superar la energía de activación.

CARACTERÍSTICAS DE LA ACCIÓN ENZIMÁTICA

Pequeña cantidad de enzimas + gran cantidad de sustratoenzimas se recuperan

La principal característica de los enzimas es su elevada especifidad. Esta es doble y explica que no se formen subproductos:

Especifidad de Sustrato: Molécula que recibe la acción enzimática

Especifidad de Acción: Cada reacción está catalizada por un enzima específico.

El sustrato se une a la enzima en el centro activo.

Algunos enzimas se unen a cofactores, que según sunaturaleza pueden ser:

Cofactor: Denominación que se reserva para iones o moléculas sencillas

Coenzima: Se usa cuando es cofactor es una molécula orgánica

MECANISMO DE ACCIÓN ENZIMÁTICA Y SU CINÉTICA

Este mecanismo de acción se presenta en 3 pasos:

1º Enzima reconoce sustrato, se unen y forman un complejo E-S

2º Transforma el sustrato

3º Aparece producto aparece y se recupera la enzima.

La velocidad a la que ocurre esta reacción tb está relacionada. Esta velocidad relaciona la cantidad que sustancia que se transforma en unidad de tiempo.

La regulación enzimática depende de una serie de factores:

• Presencia de concentración de sustrato

• Temperatura

• PH

• Inhibidores

Inhibidores: Sustancias químicas que disminuyen la actividad y la eficacia de la enzima. Pueden ser de 2 tipos:

Irreversibles: Paraliza la enzima para siempre

Reversibles: Paralizan la momentáneamente a la enzima. Y estos se pueden dividir en competitivos (compiten por el centro activo) y no competitivos (no compiten por el centro activo).

TEMA 6- ÁCIDOS NUCLEICOS

Punto 1: Concepto

Ácidos Nucleicos: Macromoléculas orgánicas formadas por C, H, O, N y P, formados por unidades básicas llamadas nucleótidos. Contienen la información hereditaria. Se transmiten de generación en generación por la reproducción celular. Hay 2 tipos: ADN y ARN.

ADN está localizado en el interior del núcleo, mientras que el ARN está dentro y fuera de este.

El ADN junto con el ARN interviene en la fabricación de proteínas

Punto 2: Nucleósidos y Nucleótidos

Nucleósido: Unidades básicas para fabricar los ácidos nucleicos, y estos se forman a partir de 1 pentosa + (enlace n-glucosídico) 1 Base Nitrogenada, las cuales proceden de la purina ( Adenina y Guanina) o de la pirimidina (Citosina, Timina, Uracilo)

Nucleótido: Nucleósido + (enlace éster) Fosfato

Punto 3: Funciones de los Nucleótidos

1º Unidades básicas para fabricar los ácidos nucleicos

2º Algunos poseen función coenzimática, intervienen en la catálisis enzimática. ATP y ADP transfieren energía

3º Mensajero Químico AMPC

Punto 4: Tipos de Ácidos Nucleicos

ADN

Composición: Es una cadena de desoxirribonucleótidos (Adenina, Guanina, Timina y Citosina) que se unen mediante un enlace fosfodiéster.

Estructura:

Estructura 1ª: Conocer la secuencia de nucleótidos del ADN

Estructura 2ª: Estructura en el espacio. El ADN es una doble cadena de nucleótidos, cada una es complementaria con la otra, antiparalelas, enrolladas alrededor de un eje imaginario, dando lugar así a una forma en el espacio en hélice. Son complementarios porque frente a una base nitrogenada esta su complementaria y se unen por enlaces puentes de hidrógeno. Estudiada por Watson y Crick en 1953.

Localización:

• Si la célula es eucariota:

El ADN está en el núcleo, es bicatenario lineal, y lleva unión de proteínas.

• Si es una bacteria o células procariotas:

El ADN está suelto en el protoplasmas, es bicatenario cíclico.

• Si es un virus:

Tiene un ADN sencillo, monocatenario, y puede ser lineal o cíclico

Función: Esta molécula es conocida como la molécula portadora de la información genética. Esta información esta escrita en un lenguaje de nucleótidos, y este se traduce en un lenguaje de aminoácidos, convirtiéndose al final en proteínas.

ARN

Composición: Es un polinucleótido del tipo ribosa, de tipo ribonucleótido cuyas bases nitrogenadas son la A, G, C, U. Es una cadena lineal y sencilla.

Tipos:

ARNr (ribosómico): Mas abundante (80%).Componente fundamental de los ribosomas, estructuras encargadas de la biosíntesis de las proteínas.

ARNm (mensajero): Menos abundante (2% - 5%)Cadena lineal de hebra única que es responsable del traslado de la información genética del ADN al citoplasma para la síntesis de proteínas.

ARNt (transferencia o soluble): 16 %. Forma de trébol. Será el encargado de captar los aminoácidos en el citoplasma y llevarlos a los ribosomas, donde los colocan en el lugar adecuado de acuerdo con la secuencia de ARNm para sintetizar las proteínas. Según determinadas bases ARNt se une a un aminoácido específico por el último triplete CCA

Punto 5: Código Genético

Código Genético: Es la relación de correspondencia entre los nucleótidos de un polinucleótido y los aminoácidos. Es:

-Degenerado: Pq un aminoácido puede estar determinado por varios tripletes.

-Universal: Es igual en todo el mundo.

TEMA 7- BASE QUÍMICA DE LA HERENCIA

Punto 1: Información Genética: ADN, Cromosomas y Genes

ADN es la base química de los cromosomas, los cuales se heredan, se transmiten y se pasan de padres a hijos.

Un gen es la unidad básica de la información genética. Cada gen codifica una proteína

Punto 2: Expresión de la Información Genética

a) Transcripción: Proceso de síntesis del ARN. Si es una célula eucariota, siempre ocurre en el núcleo, donde se fabrica ARNr, ARNt y ARNm. Actúa una enzima ARN polimerasa

La Transcripción del ARNm en una eucariota tiene las siguientes fases:

1ª Fase (Iniciación): Comienza a partir del ADN, el cual tiene una zona con una señal específica, TATA box, que es reconocida por la enzima. Esta zona se abre, se separan las bases nitrogenadas y comienza la trascripción

2ª Fase (Elongación): La cadena de ARN crece de 5' a 3'. Se transcriben exones e intrones.

3ª Fase (Terminación): Existe una señal de terminación que indica el fin del gen, que todavía no se conoce con seguridad.

4ª Fase (Maduración): El ARN sintetizado se le llama ARN transcrito primario. Se eliminan los intrones, mediante corte y empalme, uniéndose los exones entre sí. Algunas veces se produce la corrección del ARN una vez transcrito.

Intrones: Secuencias intermedias que no codifican proteínas

Exones: Regiones que cifran las proteínas.

b) Traducción: Síntesis de una proteína. El ARNm lleva la información genética en un lenguaje de nucleótidos. El ARNt transporta aminoácidos. Los ribosomas se encargan de unir el ARNm con el ARNt. Estos ribosomas están formados por 2 unidades (cabeza y casco de soldado): la parte pequeña (cabeza) recibe el ARNm, y lo recibe por su extremo 5'. La subunidad A y P sirven para recoger el ARNt.

Se distinguen varias fases:

1ª Fase o de Iniciación: El ARNm llega a la parte pequeña del ribosoma, y entra por el lado 5'

2ª Fase o de Elongación: El ARNm pasa por la parte pequeña, y encaja en las subunidades A y P, donde hay 2 aminoácidos, que se unen, dejando un hueco libre donde entra un tercer aminoácido que viene en el ARN

3ª Fase o de Terminación: Llega un codón del ARNm que indica el fin, y la proteína sale fuera.

Punto 3: Regulación y Control de la Expresión Genética

Si la expresión genética no es regulada, tanto en cantidad como en tiempo, se produciría un despilfarro de energía y un caos metabólico. No es la misma regulación en una célula procariota que en una célula eucariota, especializada.

El modelo del OPERÓN, control y regulación de la síntesis de proteínas (expresión genética) es el que se acepta actualmente; siendo el más estudiado el Operón Lac.

Los elementos que componen el modelo del operón son:

(p) Promotor: Secuencia a la que se une a la ARN polimerasa para la transcripción.

(o) Operador: Secuencia inmediatamente anterior a los genes estructurales y que puede ser bloqueada por una proteína represora.

(e) Genes Estructurales: Codifican las proteínas de un proceso metabólico

(r) Gen Regulador: Codifica la proteína represora.

Punto 4: Replicación del ADN

La célula hija hereda de la madre toda su información genética. Las células se dividen por mitosis (antes de dividirse la célula madre se duplica el ADN). El proceso de duplicación es un acontecimiento clave en el ciclo celular e imprescindible para que se realice la división celular.

La continuidad de la vida se basa en transmitir la información genética con una exacta fidelidad y sin errores. La idea de la replicación viene de Watson y Crick. En 1957 Mesensol y Stahl comprueban esa idea y la experimentan con su modelo, llamado SEMICONSERVATIVO.

La replicación semiconservativa en la célula eucariota del ADN. Fases:

• Fase de Iniciación: Comienza en un punto de iniciación, actúa una enzima, el ADN polimerasa que separa las bases nitrogenadas, y fabrica una burbuja de replicación.

• Fase de Elongación: La doble orquilla abre la cadena, y llegan nucleótidos dATP, dTTP, dCTP, dGTP, creando las nuevas cadenas.

Punto 5: Mutaciones

Son los cambios o alteraciones del material genético que se pueden heredar y detectar.

TIPOS:

• Genómicas: Es la que afecta al nº de cromosomas

• Cromosómicas: La que afecta a un cromosoma o a su estructura.

• Génicas: La que afecta a un gen. (altera una o varias B.N.)

CAUSAS:

• Espontáneas: Surgen de forma natural. Pueden ocurrir durante la replicación del ADN

• Inducidas: Debidas a un agente mutágeno. Pueden sustituir o midificas B.N.

CONSECUENCIAS:

• Origen y evolución de las especies

• Variedad genética de cada especie

• Aparición de enfermedades hereditarias.

Punto 6: Tecnología del ADN

Ingeniería Genética: Ciencia que se ocupa de manipular los genes y los productos. Sus métodos son conocidos como técnicas del ADN recombinante. Esta técnica toma un fragmento de ADN de un ser vivo y lo une a otro ADN de otro ser vivo y se hacen in-vitro.

TEMA 8- ORGANIZACIÓN Y ESTRUCTURA CELULAR

Punto 1: Información Genética: ADN, Cromosomas y Genes

Célula: Unidad básica de un ser vivo. Esta nace, rece, se desarrolla, se relaciona con el entorno (para obtener materia y energía), y se reproduce.

Teoría Celular: Consiste en estudiar la célula. Esta se debe a muchos científicos. En 1965 Hooke le da nombre a la célula.

• 1835 Schleiden y Shwann -> Padres de la teoría celular: “La célula es la unidad anatómica y fisiológica de cualquier ser vivo”

• Virchow afirmó que cada célula viene de otra

• Ramón y Cajal -> Gracias a él se acepta la teoría celular por su descubrimiento de las neuronas.

La Teoría Celular dice:

Todos los seres vivos están formados por células

La célula es la unidad fisiológica más pequeña

La célula es la unidad anatómica de los seres vivos

La célula es la unidad genética de todos los seres vivos, cualquier célula viene de otra célula

La célula es la unidad hereditaria, transmite su ADN.

Punto 2: Organización Celular

Membrana Celular: Estructura delgada. Barrera que separa a las células de su entorno, pero no la aísla, pq permite el intercambio entre el interior celular y el exterior.

Citoplasma o Citosol: Medio interior de la célula; es un medio fluido donde se encuentra todo el contenido celular. Se realizan numerosas reacciones bioquímicas.

Material Genético o ADN: Es la molécula que dirige la vida celular, y se transmite generación tras generación.

PROCARIOTA

La organización procariota es muy antigua y sencilla. Es + grande que la eucariota. Tiene un núcleo indefinido. ADN sin proteínas. 1 cromosoma. Genes continuos. Sin orgánulos membranosos. Ribosomas 70s. Con mesosomas. División Simple.

EUCARIOTA

Tiene una antigüedad de 1700 millones de años. + chica que la procariota. Núcleo definido. ADN ligado a proteínas. Varios cromosomas. Genes fragmentados. Con orgánulos membranosos. Ribosomas 80s. Sin mesosomas. División mitótica.

TEORIA DE MARGULIS: Surge por procesos de invaginación (mesosomas cubren el ADN) celular y de endosimbiosis (una procariota se come otra más pequeña, surgiendo la eucariota.

Punto 3: Estructura Célula Eucariota

3.1. Estructuras Celulares

MEMBRANA CELULAR (Membrana Plasmática): Barrera que separa el interior y el exterior celular, no aísla a la célula porque permite la comunicación. Mantiene la integridad de las células

Composición: Presenta abundantes fosfolípidos. Aparece tb el colesterol (exclusivo de las células animales. Los fosfolípidos forman una doble capa en la membrana celular (micelas). Estos se mueven por difusión lateral y rotación, y rara vez en flip-flop

Presenta tb. proteínas tipo globulares. Pueden ser intrínsecas (al lado de los fosfolípidos) o extrínsecas (dentro de la célula, pegadas a la membrana)

Presenta glúcidos oligosacáridos, pueden ser de tipo glucolípidos o glucoproteínas. Estos forman la estructura llamada glucocálix (situado en el exterior, es la zona de identificación de la célula).

Estructura: En 1972 Singer y Nicolson le dan el nombre de “Mosaico Fluido”. Es una doble capa de fosfolípidos, y entre esta se encuentran las proteínas y aparecen el colesterol entre ellos. Es una estructura asimética y viscosa.

Funciones: Señala el límite entre el interior y el exterior celular. Su misión es estructural. Recibe información externa y la transmite. Controla el gradiente electroquímico. Permite el paso entre el interior y el exterior (permeabilidad de membrana), lo cual permite el transporte a través de la membrana.

Tipos de Transporte a través de la membrana:

Difusión:

• Pasiva: Sin gasto de energía. Paso libre de una sustancia a través de la membrana y siempre a favor del gradiente de concentración.

• Activa: Gasto de Energía. Difusión facilitada. Pasan gracias a una proteína que hay en la membrana.

Transporte Activo: En contra del gradiente de concentración. Gran gasto energético. (Bomba Na+/K+) (Bomba Ca2+)

Endocitosis: Es un proceso que lleva a cabo la membrana celular mediante la creación de pseudópodos (falsos brazos) (invaginación). Este proceso lo hace cuando la célula quiere capturar células de gran tamaño.

• Fagocitos: Comer células

• Pinocitosis: Captura líquidos

Esta tb se puede hacer mediante Receptores de Membrana

Exocitosis

PARED CELULAR: Cubierta gruesa y rígida cuya composición química es de celulosa y pectina.

Estructura: Forma geométrica. Formada por (exterior-interior):

-Pared Primaria: Celulosa, microfibrillas

-Lamina Media: Pectina

-Pared Secundarioa: Celulosa, microfibrillas

Algunas plantas rellenan esta pared de lignina, que le aporta resistencia. Tb. la llenan de suberina, da lugar al suber.

Función: Protectora y de exoesqueleto. Tiene zonas de punteadura, donde la pared se hace mas estrecha y se produce el intercambio con el exterior.

3.2. Citoplasma

Espacio comprendido entre la membrana celular y la del núcleo. Este contiene hialoplasma (contenido líquido del citoplasma) que es un 85% de agua, y un 25% de proteínas o enzimas, pq se producen reacciones químicas. Aparece tb. un citoesqueleto, debido al tamaño y a la complejidad de la célula. Surge para organizar todo su interior.

Los orgánulos celulares están suspendidos por el citoplasma.

3.2.1. Orgánulos citoplasmáticos no membranosos.

CENTRIOLOS: Estructura microtubular y situada muy cerca del núcleo. Son exclusivos de las eucariotas animales Los centriolos están formados por 9 cadenas, formadas a su vez por 3 pequeños tubitos. El aster es la fibra de proteína que rodean los centriolos. Este interviene en el movimiento de las célula, fabrican el aparato locomotor de las células (Cirios). Interviene tb. en la división celular, formando el huso acromático.

RIBOSOMAS: Químicamente están formado por ARNr y proteínas. Estructuralmente están formados por subunidades 80s, formados a su vez por unidades 60s y 40s. Estas están sujetas en el citoplasma, las cuales encajan dejando un pequeño espacio para que entre el ARNm. Las procariotas tienen ribosomas 70s formados por 50s y 30s.

Se encuentra libre y tb. asociado al retículo endoplasmatico. Cuando los ribosomas se asocian entre eloos dan lugar a los polisomas.

Interviene en la síntesis de proteínas. Es el encargado de sintetizar las proteínas.

3.2.2. Orgánulos citoplasmáticos membranosos.

3.2.2.1. Sistemas de Membrana

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO: Auténtica red de membrana en el interior del citoplasma. Suele formarse a partir de la membrana nuclear. Hay 2 tipos:

• Retículo Endoplasmático Rugoso: Tienen en su superficie externa gran cantidad de ribosomas pegados. Se encarga de recoger las proteínas y transportarla hacia fuera. Tb. crea las glucoproteínas (une los glúcidos y las proteínas)

• Retículo Endoplasmático Liso: Es una auténtica fábrica de lípidos. Une los lípidos a la proteína que venía de antes, formando lipoproteínas.

APARATO DE GOLGI: Estructuralmente tiene forma de sacos apilados. Al final se presentan unas vesículas grandes (de secreción) y pequeñas (encargadas de dar origen a los lisosomas).

Su función es meramente de almacenamiento de productos químicos fabricados en la célula para su posterior distribución. Tb. se encarga de reparar las sustancias que llegan mal terminadas.

3.2.2.2. Orgánulos Membranosos no Energéticos

LISOSOMAS: Son vesículas de membrana sencialla y de tamaño pequeño. Son muy abundantes en la eucariota animal.

Funcion: Digestión de la célula. Está lleno de enzimas digestivas (hidrolasas). Estas enzimas hacen un pH ácido (5). Poseen una pared interior de glúcidos, que resiste la acción hidrolítica de esas enzimas.

Existen 2 tipos de lisosomas:

• Primarios: De pequeño tamaño que no ha intervenido en la digestión

• Secundarios: Realizan la digestión

La digestión que realizan puede ser:

• Intracelular: de sustancias internas o externas a la célula

• Extracelular: El lisosoma sale de la célula y suelta sus hidrolasas

PEROXISOMAS: Son pequeños orgánulos que contienen catalasas y oxidasas (enzimas de oxidación). Es un orgánulo antiguo, que interviene en algunas rutas metabólicas (lípidos glúcidos).

VACUOLAS: Aparecen en los vegetales. Son pequeñas y numerosas en las células jóvenes (meristemáticas), disminuyendo el número con la edad de la célula, hasta fundirse en una única vacuola muy grande y central que comprime citoplasma y núcleo contra la membrana plasmática. En los animales, las vacuolas se corresponden con estructuras relacionadas con el sistema lisosomal.

Función: Almacenar el exceso de agua. Contienen azúcares disueltos, almidón y proteínas, pigmentos y sdales minerales.

3.2.2.3. Orgánulos Membranosos Energéticos o Bimembranosos

MITOCONDRIAS: Descubiertas por Altmann 1886 llamadas bioblastos. Se encuentran en cualquier célula viva (sobre todo aerobias). Son “fábricas de energía”. Algunas células debido a su intensa función son muy ricas en mitocondrias.

Tiene forma alargada, y al ser un orgánulo móvil, cambia su forma. Puede dividirse (por partición o segmentación).

Presenta dos membranas: interna o externa. Estas separan 2 cámaras: interna o matriz mitocondrial o externa (mas permeable). En esta última aoarecen un tipo de -oxidación

La matriz interna hace invaginaciones interna que se llaman “crestas mitocondriales”. Aquí se realiza la cadena respiratoria (Ciclo de Krebs Oxidación del ácido pirúvico de los ácidos grasos y de los aminoácidos). En estas crestas hay una gran cantidad de proteínas con función enzimática y está el complejo ADN sintetasa.

En la matriz hay ADN mitocondrial, ARN mitocondrial, incluso se han encontrado ribosomas mitocondriales. La función principal de la mitocondria es la formación de ATP.

PLASTOS: Exclusivos de los vegetales. Hay 2 tipos: cromoplastos (pigmentos que le dan color) y los leucoplastos (sin pigmentos).

Los cloroplastos son los más importantes, pq en ellos se realiza la fotosíntesis (transformación de la energía solar). Son muy abundantes en las células parenquimáticas. Tienen una forma redondeada y observada, se descubren 2 membranas que son planas (sin invaginaciones)

Los cloroplastos llevan un pigmento (clorofila) que le da color. (orgánulos ovalados) La 1ª de sus membranas es muy permeable y la interna más selectiva. (Conjunto de tilacoides Grana) (dentro tilacoides clorofila)

El resto del interior del cloroplasto se llama estroma (líquido viscoso).

La fase luminosa de la fotosíntesis se hace en los tilacoides. La fase oscura se produce en los estromas (mediante el ciclo de Calvin, por el cual se usa el CO2)

3.3. Núcleo

Estructura constante en la célula eucariota. Alberga la información genética contenida en el ADN, y dirige toda la actividad celular (cerebro de la célula). Este núcleo presenta variedad de formas y de tamaño, según el momento de vida celular, ya que la célula presenta 2 períodos de vida interfásica, en uno de ellos la célula crece y en el otro se divide.

En núcleo interfásico se distinguen las siguientes estructuras:

CARIOTECA: Formada por 2 membranas celulares. Una externa y otra interna. Presentan poros (zonas donde se interrumpen las membranas) donde se unen ambas membranas, y funcionan como diafragma (se abre y se cierra).

NUCLEOPLASMA: Medios líquidos que obligan a hacer soluciones coloidales.

NUCLEOLOS: Fábrica de ribosomas. El núcleo suele estar formado por 2 o 3 nucleolos. Cuando el núcleo entra en división desaparecen.

CROMATINA: Complejo de nucleoproteínas., formada por fibras de ADN y proteínas, y estas son las histonas. La cromatina no se ve en unidades independientes, y son distintas fibras de ADN. La cromatina tiene información genética.

Existe tb. un núcleo mitótico:

Al final de la interfase la cromatina se empieza a hacer visible, y es que el ADN se condensa, se enrolla y se pliega y forma como una especie de bucle; esto es debido a que el ADN se ha duplicado. Ya on se habla de cromatina, se habla de cromosomas, que alcanzan un grado máximo de condensación durante una fase que se llama metafase.

El cromosoma metafásico presenta 2 unidades fundamentales llamadas cromátidas. Son simétricas e idénticas. La zona donde se unen ambas cromátidas se llama centrómero. Cinetócoro es una zona de anclaje que está a cada lado del centrómero. Los extremos de las cromátidas reciben el nombre de telómeros.

CLASIFICACIÓN CROMOSOMAS

-Metacéntricos: Los 2 brazos tienen la misma longitud pq el centrómero está en el centro.

-Submetacéntricos: Un brazo mayor que otro.

-Acrocéntricos: Gran diferencia de tamaño entro los brazos superiores e inferiores.

-Telocéntricos: Un solo brazo ya que el centrómero está en el extremo del cromosoma

NÚMERO DE CROMOSOMAS

Todas las células vivas suelen llevar un número par de cromosomas, el cual identifica la especie de su portador. Cromosomas emparejados = homólogos. Un juego cromosomas homólogos (23) proceden del padre y otro de la madre. Todas las parejas excepto la ultima (sexuales) recibe el nombre de autosomas. Todas las células del ser humano se llaman somáticas y son diploides, excapto las células reproductoras (haploides)

TEMA 9- LA CÉLULA VIVA

Punto 1: Concepto de Materia Viva

Célula: Unidad básica de todo ser vivo. Sistema abierto y dinámico, ya que es capaz de realizar un conjunto de procesos encaminados a la autoconservación y mantenimiento del individuo frente al medio (nutrición y relación) y a su perpetuación a lo largo del tiempo (reproducción).

Vida: Conocimiento de la fisiología celular

Sensibilidad o Irritabilidad: Capacidad de percibir estímulos y reaccionar a los mismos.

Tactismos: Movimientos celulares provocados por estímulos externos, que pueden ser positivos (dirigidos hacia el estímulo) o negativos (alejándose del estímulo).

Punto 2: Ciclo Celular

Conjunto de cambios que sufre una célula desde que se ha formado hasta que se divide.

En las células eucariotas el ciclo celular se divide en 2 fases: interfase (formada por un momento G1, S1, G2) y fase M (mitosis o citocinesis).

Interfase: Período de tiempo que transcurre entre 2 divisiones sucesivas y ocupa la mayor parte del ciclo celular.

Durante este período, la célula tienen una gran actividad metabólica (crece). Períodos:

1º Período G1: La célula sintetiza proteínas y se dedica a aumentar el nº de orgánulos citoplasmáticos. Se alcanza el punto de no retorno (punto R) a partir del cual la célula realizará el proceso completo.

2º Período S: Se replica el ADN del núcleo. Esta fase es larga, dependiendo de la temperatura y tipo de célula, en los mamíferos dura 7 horas.

3º Período G2: Dura desde el final de la replicación hasta que los cromosomas se condensan al inicio de la mitosis. Dura muy poco (3 horas mamíferos) En esta fase las células se redondean.

Punto 3: Mitosis y Citocinesis

División Mitótica (conservadora): Proceso por el cual una célula madre origina 2 células hijas con el mismo número y tipo de cromosomas. Es la división mas común de todos los seres vivos.

Un ser unicelular por mitosis da lugar a nuevos seres, mientras que en los pluricelulares crece el individuo, se regeneran estructuras corporales, sustituyen células muertas, etc...

FASES

Profase: Los centríolos duplicados se alejan el uno del otro y aparece el huso acromático. Desaparecen los nucleolos y los cromosomas se condensan dando lugar a las cromátidas. Comienza a desaparecer la membrana nuclear.

Metafase: Cromosomas se sitúan en el ecuador de la célula. El huso acromático pasa por el centrómero y da forma de estrella.

Anafase: (menos duración) El huso acromático tira de los cromosomas y los rompe por la mitad, separando las cromátidas.

Telofase: Desaparece huso acromático. Se desenrollan los cromosomas apareciendo la cromatina. Aparece la membrana nuclear dando lugar a los nucleolos y a 2 núcleos distintos en la misma célula, situándose en los polos.

Aquí acaba la mitosis, empezando la citocinesis: división del citoplasma.

Punto 4: Meiosis

Mecanismo especial de división celular, por el cual a partir de una célula madre (2n) se van a originar 4 células hijas (n). (reduccional). Durante este proceso se realiza una recombinación genética, el individuo entonces es capaz de fabricar sus propios cromosomas, de ahí la gran variedad de individuos.

FASES:

MEIOSIS 1

Profase 1: Los cromosomas se condensan, estos homólogos se aparean (pegan) y se le llama sinapsis y ocurre en la recombinación genética. Al final se separan, desaparece la membrana nuclear y aparece el huso acromático.

Metafase 1: Huso acromático formado, centríolos en los polos y los cromosomas homólogos quedan unos en frente de otro.

Anafase 1: Los cromosomas se separan sin romperse

Telofase 1: Se divide la célula madre y aparecen 2 cromosomas en cada célula.

MEIOSIS 2

Profase 2: Cromosomas llegan duplicados con las cromátidas unidas a nivel del centrómero.

Metafase 2: Cromosomas se incorporan al huso y se colocan en una placa metafásica.

Anafase 2: Centrómeros se separan, cromátidas hermanas se convierten en cromosomas, que se trasladan a los polos opuestos.

Telofase 2: Se condensan los cromosomas y se crean las membranas nucleares.

IMPORTANCIA DE LA MEIOSIS

La meiosis es el mecanismo para crear células reproductoras, consiguiendo gran variabilidad genética. La meiosis puede ser masculina o femenina (gametogenésis).

Punto 5: Nutrición Celular

Proceso biológico que va a permitir a la célula tomar materia y energía de su entorno, para poder construir su propia estructura y hacerla funcionar.

Fases:

1º Ingestión: Toma materia

2º Digestión: Transformación del material ingerido y transformación en nutrientes.

3º Metabolismo: Reacciones químicas de la célula

4º Excreción y secreción

Existen varios tipos de nutrición, dependiendo de la fuente de carbono.:

• Fuente = CO2 Nutrición autótrofa, seres litotrofos.

• Fuente = Moléculas Orgánicas sencillas Seres heterótrofos.

• Fuente = Luz Solar Seres fotosintéticos

• Fuente = Moléculas Orgánicas Seres Quimiosintéticos.

• Fuente = O2 Aerobias

TEMA 10- METABOLISMO CELULAR

Punto 1: Concepto de Metabolismo

La nutrición implica numerosas reacciones químicas, para aprovechar los nutrientes. El metabolismo es el conjunto de reacciones que ocurren dentro de la célula. Hay 2 tipos:

1) CATABÓLICAS: Reacciones destructivas o de descomposición. Consisten en transformar moléculas complejas ricas en energía en moléculas más sencillas, consiguiendo:

• Materia prima para la célula

• Energía para el trabajo que hace el ser vivo

El catabolismo son reacciones químicas convergentes, ya que de complejas materias se obtienen sustancias sencillas.

2) ANABÓLICAS: Reacciones constructivas. Crean moléculas complejas a partir de moléculas sencillas.

Rutas Metabólicas

Son todas las reacciones químicas que ocurren dentro de la célula que están interconectadas y ocurren simultáneamente. Pueden ser:

• Lineales: Hay un sustrato inicial, unos productos intermedios y un producto final.

• Cíclicas

Cualquier ruta metabólica está controlada por enzimas específicas.

Punto 2: Metabolismo y Energía

La materia viva tiene un funcionamiento ordenado y controlado, lo cual no sería posible sin energía. Esta energía procede del sol, y va a ser capturada por los seres autótrofos y convertida y guardad en moléculas orgánicas sencillas. (Plantas- Almidón/ Animales- Glucógeno)

Esa energía biológica hay que convertirla en energía útil o de trabajo (ATP). El ATP lo obtienen todas las células al catabolizar la glucosa.

Punto 3: Catabolismo Celular

1. Son reacciones destructivas

2. Reacciones de Oxidación

3. Reacciones químicas Exotérmicas.

Procesos catabólicos más importantes: Respiración Celular y Fermentaciones.

RESPIRACIÓN CELULAR

Proceso químico más importante para obtener energía a partir de nutrientes orgánicos.

Se dice que la respiración es un catabolismo total, pq a partir de moléculas orgánicas se obtienen moléculas inorgánicas muy sencillas.. S Se obtiene gran cantidad de ATP.

1 C6H12O6 --- 36 ATP

1 Fermentación --- 2 ATP

Cuando el último aceptor de electrones es el O2, se llama respiración aerobia.

RESPIRACIÓN CELULAR AEROBIA

Proceso bioquímico que ocurre en las mitocondrias. La molécula más comúnmente utilizada para la respiración es la glucosa:

6 O2 + C6H12O6 6CO2 + 6H2O + ATP

La Respiración Celular aerobia es considerada como la ruta central de todo el catabolismo celular.

Este catabolismo de los glúcidos tiene 3 momentos:

• Fase 1 : Glucólisis: Ocurre fuera de la mitocondria, en el citoplasma. Es general para cualquier ser vivo. Consiste en convertir la glucosa (6C) en 2 moléculas de ácido pirúvico (3C). Dentro de la matriz el ac. Pirúvico se combina con CoA, resultado el acetil coenzima A, perdiendo CO2, e- y H+.

• Fase 2 : Ciclo de Krebs (ciclo del ác. Cítrico): Ocurre en la matriz mitocondrial. El acetil CoA se une al oxalacético (4C) y crea el ác. Cítrico (6C). Se pierde CO2 (descarbonización), H+ (deshidrogenación) y e- y en algunas aparece ATP. Todos los electrones e hidrogeniones van a ser capturados por los coenzimas NAD+ y FAD+

• Fase 3: Cadena Respiratoria: Ocurre en las crestas mitocondriales. Los transportadores de protones y electrones (NADH2 y FADH2) que previamente se formaron en la glucólisis se dirigen a la cresta mitocondrial para entregar al último aceptor sus electrones y sus hidrogeniones mediante una oxidación. Se va a liberar energía en la cresta mitocondrial, apareciendo cerca de 30 ATPs.

2) FERMENTACIONES: No necesitan oxígeno.

Tipo de catabolismo parcial, ya que el resultado final va a ser otra molécula orgánica. La realizan fundamentalmente los seres unicelulares.

Se realiza en la mitocondria y tiene en común con la respiración la glucólisis. En la fermentación , a partir del ácido pirúvico se sigue otro cámino: el de la fermentación láctica ( producto final ácido láctico obteniendo 2 ATP y productos lácteos) o el de la fermentación alcohólica (producto final alcohol etílico).

Células Facultativas: Respiran sin o con oxígeno

Células Estrictas: Siempre hacen fermentaciones.

Punto 4: Balance Energético del Catabolismo de los Glúcidos

Fase 1: Glucólisis: 2 ATP + 2 NADH2

Fase 2: Ciclo de Krebs: 2 ATP + 6 NADH2 + 2 FADH2 + CO2

Fase 3: Cadena Respiratoria : 32 ATP + H2O + NAD+

1 mol glucosa 686 Kcal

36 ATP 263 Kcal

1 ATP 7.3 Kcal

Sólo un 40% de la glucosa se convierte en ATP, el resto se hace calor.

Las células pueden tb. catabolizar lípidos y proteínas:

Fosforilación Oxidativa: ADP + Pi ATP

Punto 5: Anabolismo Celular

Características:

• Reacción constructiva o de síntesis

• Reacciones endotérmicas Consumen ATP

• Reducciones Oxidoreducción

• Reacciones típicas anabólicas: Fotosíntesis, quimiosíntesis, etc..

FOTOSÍNTESIS

Gracias a este proceso se nutren todos los seres vivos de la tierra, dando lugar a los distintos niveles tróficos.

Consiste en fabricar materia orgánica a partir de la inorgánica mediante una energía física:

nCO2 + nH2O - (luz) (CH2O)n + nO2

Tiene 2 fases:

-Fase luminosa: Ocurre siempre en presencia de luz solar. Interviene el agua, la luz y la clorofila. Se hace en los tilacoides. La luz es abaorvida por la clorofila, rompiendo el agua (fotolisis) y desprendiendo electrones.

-Fase Oscura: No necesita luz, ocurre en el estroma. Ingredientes necesarios: CO2, y los obtenidos en la fase exterior, excepto el O2 que es expulsado. Estos ingredientes entran a formas parte del ciclo de Calvin (ruta metabólica cíclica):

6 CO2+18 ATP + 12 NADPHC6H12O6 + 18 ADP + 18 Pi + 12 NADP+

TEMA 11- MICROBIOLOGÍA

Punto 1: Microorganismos

Microbiología: Ciencia encargada de estudiar los microorganismos, virus y relaciones de estos seres con otros seres vivos microscópicos y con el medio ambiente.

HISTORIA

1686 Comienza la microbiología con Leuwenhock al usar el 1º microscopio.

1887 Comienza microbiología moderna con Pasteur (Pasteurización)

1890 Koch descubre vacilo de la tuberculosis

Ambos comienzan la fabricación de vacunas

1893 Ivanowski descubre el mal del mosaico del tabaco (virus)

CONCEPTO

Microorganismos: Seres vivos que sólo son observables al microscopio.

CARACTERÍSTICAS

1º Pequeño tamaño permite intercambio de materiales con su entorno siendo la obtención de alimentos y la liberación de residuos fácil.

2º Se multiplican fácilmente y a gran velocidad

3º De un solo individuo surgen muchos, ya que se reproducen por bipartición

4º Son grandes productores de sustancias

5º Son cosmopolitas y se adaptan con mucha facilidad.

6º Sujetos ideales para la investigación científica

7º Se utiliza el microscopio para estudiarlos, han de ser teñidos mediante disolución. Son sembrados para ser estudiados.

Punto 2: Clasificación

Acelulares: Virus

Bacterias (moneras)

Procariotas

Celulares: Cianobacterias (moneras)

Protozoos (Protista)

Eucariotas Algas Unicelulares (Protistas)

Hongos (Hongos)

Punto 3: Formas Acelulares

Las más sencillas son los plásmidos, los priones, y los viroides. No son seres vivos, son estructuras biológicas orgánicas que se encuentran dentro de un ser vivo. Pueden permanecer latente, o revolverse contra el ser vivo y llegar a matarlo.

Punto 4: Los Virus

Son estructuras complejas orgánicas, conocidos como formas acelulares. No son seres vivos: no se nutren, ni se relacionan y para reproducirse necesitan de una célula viva

Características:

• Carecen de orgánulos celulares.

• Contienen un ácido nucleico en su composición. (ADN o ARN, cíclico o lineal)

• Son parásitos obligados de células vivas

• Visibles únicamente al microscopio.

• Cristalizan al separarlos de las células vivas

• Causantes de múltiples infecciones.

• Atraviesan los filtros que retienen a las bacterias (filtros de porcelana)

• Sensibles a los fenómenos físicos, pero son resistentes a los antibióticos.

Clasificación:

Se les clasifica en adenovirus (ADN) o en retrovirus (ARN)

Estructura:

Cualquier virus tiene cápsida: formada por capsómeros (proteínas) y en su interior tienen un A.N..

Algunos poseen envoltura celular.

Esta estructura puede adquirir varias formas: icosaédrica, helicoidal, compleja o esférica.

Punto 5: Ciclo Vital: Ciclo Lítico y Lisogénico

Los virus fuera de la célula son inertes, esperan encontrar una célula hospedadora sobre la que puedan fijarse e introducir su genoma para llevar a cabo su reproducción.

En el estado intracelular el genoma vírico es capaz de inhibir la expresión génica de la célula hospedadora, y dirige toda la maquinaria metabólica celular hacia su reproducción, produciendo ARNm vírico y proteínas víricas.

Ciclo vital del virus se divide en 5 fases:

Fijación: Célula hospedadora presenta en su membrana celular unos receptores específicos, que pueden ser reconocidos por los virus e infectarlos. La unión entre virus y membrana puede ser mecánica (bacteriófago hinca sus patas en un lugar de anclaje) o por una reacción química.

Penetración: Distintos modos de penetración:

• Mecanismo Bacteriófago: Virus infecta bacterias. Penetran en la célula mediante una inyección, introduciendo su A.N. quedando fuera el resto del virus.

• Penetración Directa: Entra el virus entero (endocitosis)

• Fusión de membrana: Entran virus con envoltura, al ser semejante al de la célula hospedadora.

• Eclipse: La célula puede detectar el virus, atacarlo y destruirlo, usando enzimas de restricción y el interferón (defensas específicas). Si el genoma vírico no es destruido, este controlará el metabolismo celular. En función de la duración de esta fase podemos distinguir 2 caminos: lítico o lisogénico.

Lítico: Virus se apropia de la célula y se multiplica masivamente, paraliza el ADN celular y comienza la replicación, la transcripción y traducción de su genoma vírico.

Lisogénico: Virus permanece en estado de latencia en el interior de la célula, e introduce su ADN en el de la célula. Célula parasitada se llama lisogénica, y el virus se llama provirus. Puede surgir un factor externo que active el virus y entonces comienza el ciclo lítico.

• Fase de ensamblaje: Todas las partes del virus se unen y se forma un virus nuevo.

• Liberación: Salida fuera de la célula del virus. Puede ser por:

• Gemación: Sales unas protuberancias en la membrana celular, que absorbe el virus y lo arrastra.

• Lisis: Rotura de la membrana de la célula, provocando la muerte de esta.

• Exocitosis: Invaginación dentro / fuera, saliendo el virus de la membrana.

Punto 6: Virus Interesantes

ADN: Herpes, viruela, peste, hepatitis B.

ARN: Gripe, fiebre aftosa, SIDA

Punto 7: Bacterias

Son formas microscópicas celulares procariotas y moneras.

Las características son semejantes a las de un ser microscópico citados anteriormente.

Formas que puede tomar las bacterias: Cocos, bacilos, vibriones y espirilos.

Pared celular da 2 grupos de bacterias: G+ (gram) o G-

La membrana hace unas invaginaciones, que se llaman mesosomas, que hacen la respiración celular.

Tiene ribosomas 70s

Tiene ADN, que esta suelto. Tiene tb. un ADN circular muy pequeño llamado plásmido.

Clasificación e Importancia de las Bacterias

Atendiendo a su tipo de nutrición las clasificamos:

• Autótrofas Fotosintéticas: Conocidas como cianobacterias o bacterias verde azuladas. Llenaron el planeta de O2. Son los seres vivos más abundantes del fitoplancton.

• Heterótrofos: Mas evolucionadas y modernas. Se adaptan a cualquier medio. Se les clasificas como:

• Saprófitas: Encargadas de descomponer la materia orgánica mediante fermentaciones y putrefacciones.. Gran interés ecológico e industrial para el hombre. Son cultivables a gran escala para realizar transformaciones químicas o obtener productos de gran valor. Son pequeñas factorías vivientes muy utilizadas en la ingeniería genética.

• Simbióticas: Relación beneficiosa entre seres vivos (animal o planta). Animales: Facilitan la digestión en el estómago de los rumiantes; aparecen también en la flora bacteriana manteniendo el pH nivelado. Plantas: (rhizobium) vive en las raíces leguminosas, fija el nitrógeno atmosférico a la planta para que entre, favoreciendo la entrada del nitrógeno en el ecosistema.

• Parásitos: Causan enfermedades infecciosas parasitando la célula y destruyendo los tejidos vivos, de los cuales se alimenta. También puede crear infección fabricando toxinas (tétanos). Estas enfermedades se pueden tratar con antibióticos.

Crecimiento Bacteriano

Es el tiempo necesario para que una población de bacterias crezca, se dividan y mueran. Se suelen dividir por bipartición, la cual conlleva la replicación del ADN bacteriano. Este crecimiento se divide en: latencia, exponencial, fase estacionaria y muerte.

Punto 10: Biotecnología

Ciencia aplicada que comprende un conjunto de técnicas procedentes de la biología celular y la bioquímica, empleada con fines industriales y científicos. Los virus son muy usados para curar enfermedades.

TEMA 12- INMUNOLOGÍA

Punto 1: Concepto de Infección

Infección: Entrada e invasión en un ser vivo por un agente patógeno micro-orgánico. Este agente patógeno es capaz de hacer daño en el hospedador, y si se multiplica sin control puede llegar a producir la muerte del huésped.

Una infección consiste en alterar órganos del hospedador o alterar las funciones de ese ser vivo.

Infectación: Producida por un ser pluricelular.

Pandemia: una sola infección que afecta a todo.

Endemia: Infección que afecta siempre al mismo lugar.

Los seres pluricelulares han desarrollado un medio interno rico en nutrientes, estable y acogedor para las propias células, y por tanto los microbios quieren usarlo para satisfacer sus necesidades biológicas. Cualquier ser pluricelular no permitirá esa invasión, usando unas barreras defensivas.

Punto 2: Mecanismo de Defensa Orgánica

INESPECÍFICAS

Su mecanismo de acción no tendrá en cuenta el tipo de agente patógeno.

Tipos:

- Externas:

• Piel: 1ª y mejor barrera defensiva. Es impenetrable. Ayudada por las glándulas sebáreas y el sudor, dándole a la piel un pH ácido.

• Mucosas: Piel modificada que recubre las cavidades de nuestro cuerpo que dan al exterior.

• Flora Bacteriana Autóctona: Microorganismos propios del cuerpo que lo defienden fabricando una especie de antibiótico.

• pH ácido del estómago.

-Internas:

• Inflamación: Al superar las barreras externas se ponen en alerta las barreras internas, formada por células como:

• Mastocitos (tejido conjuntivo) que liberan histaminas provocando las inflamaciones.

• Macrófagos: Intervienen en el proceso inflamatorio, fagocitando todo lo extraño que entra.

ESPECÍFICAS

Llevadas a cabo por el sistema inmunitario o inmune, el cual es el sistema más complejo de un vertebrado. Se distribuye por todos nuestros órganos y fluidos vasculares y los intersticiales. Se concentra en órganos especializados como la médula ósea, el bazo, el timo y los nódulos linfáticos. Este sistema se renueva continuamente ya que da inmunidad al individuo.

Su mecanismo de acción se basa en un aprendizaje, ya que reconoce lo propio y lo que no lo es.

A este sistema inmunitario se le define como la resistencia que presentan los organismos superiores frente a las infecciones provocadas por los gérmenes patógenos.

La respuesta inmune es el conjunto de fenómenos para neutralizar específicamente al antógeno.

La reacción inmune es un recuerdo que tiene ese organismo de una infección.

Punto 3: Componentes del Sistema Inmunitario.

• Órganos Primarios: Se fabrican y se maduran los linfocitos que participan en ese sistema defensivo, como por ejemplo la médula ósea, timo.

• Órganos Secundarios: Lugar donde se almacenan los linfocitos: ganglios linfáticos, bazo, amígdalas y vegetaciones. Estos órganos activan los linfocitos, y una vez activados pasan a la sangre y a la linfa. Los ganglios linfáticos pertenecen al llamado sistema linfático. Son pequeños ensanchamientos de ese sistema. Es ahí donde se va a reconocer al antígeno en cuestión.

• Células Inmunocompetentes:

• Células Accesorias: Macrófagos, presentan y alertan a los linfocitos el agente invasor.

• Linfocitos: Células sanguíneas (glóbulos blancos o leucocitos) fabricados en la médula ósea, y su maduran en ella reciben el nombre de Linfocitos B, los cuales pueden ser:

• Células Plasmáticas: Fabrican anticuerpos, y terminada la infección desaparecen.

• Células Con memoria: Sobreviven a la infección y pervive como un recuerdo.

Estas células dan lugar a la respuesta humoral. Los linfocitos que son fabricados en la médula ósea y maduran en el timo y se llaman Linfocitos Y, y pueden ser:

• Reguladores T8: Pueden ser Colaboradores o Supresores

• Citotóxico T4

• Anticuerpos o inmunoglobulinas: Son proteínas globulares fabricadas por los linfocitos B plasmáticos. Son sustancias químicas muy específicas ya que su misión es reconocer el antígeno en cuestión. (cada antígeno tiene su anticuerpo). Presentan una estructura en Y formado por 2 cadenas largas de aminoácidos H y otra 2 cortas L. Las cadenas Ly H se unen por puentes disulfuro. Existe un dominio variable el cual diferencia los distintos tipos de anticuerpos. Dependiendo de esta región: IgG, IgA, IgM, IgD y IgE.

Punto 4: Concepto y Naturaleza de Antígenos

Antígeno: Cualquier sustancia capaz de estimular / inducir una respuesta inmunitaria. Estas sustancias pertenecen a virus, bacterias, células cancerosas,...

Un antígeno, según su naturaleza química puede ser:

• proteína de gran tamaño con forma determinada (normal)

• sustancia glucídica, sobre todo polisacáridos, unidos a una proteína (minoritario)

• lípidos (muy raro)

El antígeno para actuar se une a un anticuerpo específico

Punto 5: Respuestas Inmunitarias

Inmunidad: Capacidad que tiene cualquier ser vivo de enfrentarse a las infecciones y salir victorioso.

TIPOS:

HUMORAL

Consiste en hacer frente a la infección fabricando anticuerpos o inmunoglobulinas.

1º El antígeno es capturado por un macrófago, el cual avisará a Linfocitos B en los ganglios linfáticos. (Presentación)

2º Un solo linfocito B es el específico del antígeno invasor, el cual al reconocer al antígeno, comienza a crecer y a dividirse dando 2 tipos de linfocitos:

• Linfocitos B plasmáticos (anticuerpos específicos): Acaba con el anticuerpo por lisis o por aglutinación. La respuesta plasmática es una respuesta humoral muy específica (intervienen proteínas). Respuesta inmunológica primaria.

• Linfocitos de Memoria Inmunológica: Guardan un recuerdo del antígeno invasor, y permanecen en la sangre, por si el cuerpo vuelve a ser atacado por el mismo antígeno. Evita padecer de nuevo la infección. Respuesta inmunológica secundaria.

RESPUESTA CELULAR

No intervienen los anticuerpos. Defensa útil para los microorganismos que consiguen entrar dentro de las células vivas. Es llevada por los Linfocitos T. Ellos por si solos son incapaces de reconocer el antígeno, necesitan la presentación de este, que la hace cualquier célula infectada ACP ((Células Presentadoras del Antígeno), las cuales al defenderse del antígeno consiguen sus proteínas.

Una vez descubierto el antígeno surgen los Linfocitos Th (T4) (auxiliares) colaboradores, se dividen y avisan a linfocitos B, y avisa a mas linfocitos Tc (T8) (citotóxicos) asesinos, que eliminan células malignas del cuerpo. Al final de la infección surgen los Linfocitos Ts (T8) (supresores) que paralizan las respuesta inmunológica.

Punto 7: Tipos de Inmunidad

NATURAL: Ha cogido y superado una infección

• Activa: Se adquiere cuando un ser vivo supera una infección, fabricando sus propios anticuerpos, quedando el recuerdo.

• Pasiva: Exclusiva de los mamíferos; la madre transmite a su hijo anticuerpos prestados, quedando el hijo sin el recuerdo.

ARTIFICIAL:

• Activa: Conseguida mediante vacunas, las cuales inoculan un preparado artificial que contiene el antígeno (atenuado o muerto) el cual tiene su capacidad antigénica (estimula el sistema inmunitario, pero no tiene carácter patógeno). Las vacunas son usadas como medida preventiva ya que provocan memoria inmunológica y se fabrican anticuerpos propios.

• Pasiva: Mediante sueroterapia. Consiste en ayudar a curar a un individuo que está enfermo o se piensa que lo esta. Se inyectan anticuerpos fabricados por otro ser vivo, quedando así sin memoria inmunológica.

Punto 8: Alteraciones del Sistema Inmunológico

El funcionamiento del sistema inmunológico no es siempre correcto dando lugar a alteraciones como: hipersensibilidad, auto-inmunidad, inmunodeficiencia.

Hipersensibilidad:

Producción de una respuesta inmune adecuada y exagerada ante un antígeno, causando a veces daño a los propios tejidos del cuerpo.

Las sustancias que originan las alergias son alergenos.

Mecanismo: Contacto con el alergeno -> provoca fabricación de IgE -> estos anticuerpos se van a los mastocitos -> no hay hipersensibilidad en el primer contacto, pero luego los mastocitos fabrican unas sustancias químicas (histaminas) que provocan las alergias.

Auto-inmunidad:

Pérdida de la capacidad para diferenciar entre lo propio y lo extraño, provocando el ataque hacia el propio cuerpo, atacando los linfocitos a nuestras células

Inmunodeficiencia:

Situaciones patológicas como resultado de la ausencia o el fracaso de la función normal de los elementos del sistema inmunológico. Hay 2 tipos:

Congénita o primaria: (genética) inmunodeficiencia severa y combinada, necesita Médula Ósea. Adquirida o Secundaria: Obtenidas por infección