1. CELULA ANIMAL1.1. ESTRUCTURAS Y FUNCIONES DE LAS CELULAS

1.1.1. ORGANELOS / ORGANULOS

Organelos, es decir, pequeñas estructuras que se especializan en realizar funciones específicas como el movimiento de la célula, la obtención de energía y la síntesis de moléculas grandes.

1.1.2. MEMBRANA CELULAR

Las membranas celulares aíslan el contenido de la célula mientras permiten la comunicación con el ambiente

Como sabes ya, todas las células al igual que muchos organelos dentro de las células eucarióticas, están rodeadas por membranas. Éstas desempeñan diversas funciones vitales:

• Aíslan selectivamente el contenido de la célula del medio externo, permitiendo que a través de la membrana se produzcan gradientes de concentración de sustancias disueltas.

• Regulan el intercambio de sustancias esenciales entre la célula y el fluido extracelular, o entre los organelos encerrados dentro de las membranas y el citosol circundante.

• Permiten la comunicación con otras células.• Permiten las uniones en el interior de las células y entre ellas.• Regulan muchas reacciones bioquímicas

La membrana plasmática, citoplásmica o plasmalema, es el límite entre el medio externo extracelular y el intracelular.

Composición química: Del análisis de membranas aisladas se ha comprobado que están formadas por lípidos, proteínas y en menor proporción por glúcidos.

• LIPIDOS. Las membranas plasmáticas de todas las células eucarióticas están formadas por tres tipos de lípidos: fosfolípidos, glucolípidos y esteroles (como el colesterol)

• POTEÍNAS Las proteínas les confieren a la membrana sus funciones específicas y son características de cada especie. Pueden tener un movimiento de difusión lateral, contribuyendo a su fluidez. La mayoría de ellas tienen estructura globular y se pueden clasificar según el lugar que ocupen en la membrana: PROTEINAS TRANSMEMBRANAS O INTRÍNSECAS y PROTEÍNAS PERIFÉRICAS O EXTRÍNSECAS

• GLÚCIDOS Los más abundantes son los oligosacáridos unidos mediantes enlaces de tipo covalentes a los dominios extracelulares de las proteínas y de los lípidos, formando glucoproteínas y glucolípidos.

La membrana es un filtro selectivo bidireccional. Puesto que su interior es hidrofóbico, impide todas las moléculas solubles en agua. Sin embargo, su permeabilidad selectiva permite la salida de catabolitos y algunas sustancias sintetizadas; igualmente, permite la entrada hacia el citosol de moléculas necesarias para su integridad metabólica. Receptores de membranas Las células son capaces de estimularse mediante señales externas, provocando un cambio conformacional de las proteínas receptoras de membrana. Ya que estas moléculas son proteicas, reconocen de forma específica a las moléculas-mensaje. Estas células se denominan en general “células diana”. A la molécula mensaje se le denomina primer mensajero, cuando se une a su receptor cambia la conformación de la proteína y produce una señal de activación de una segunda molécula o segundo mensajero. El segundo mensajero puede provocar efectos metabólicos importantes como la estimulación de la síntesis proteica.

HOMEOSTASIS

Homeostasis: Característica de un sistema abierto o de un sistema cerrado, especialmente en un organismo vivo, mediante la cual se regula el ambiente interno para mantener una condición estable y constante. El concepto fue creado por Walter Cannon y usado por Claude Bernard, considerado a menudo como el padre de la fisiología, y publicado en 1865.

La homeostasis y la regulación del medio interno constituye uno de los preceptos fundamentales de la fisiología, puesto que un fallo en la homeostasis deriva en un mal funcionamiento de los diferentes órganos.

Homeostasis biológica

Toda la organización y funcional de los seres tiende hacia un equilibrio espectral. Esta característica de dinamismo, en la que todos los componentes están en constante cambio para mantener dentro de unos márgenes el resultado del conjunto (frente a la visión clásica de un sistema inmóvil), hace que algunos autores prefieran usar el término homeocinesis para nombrar este mismo concepto.

En la homeostasis orgánica, el primer paso de autorregulación, es la detección del alejamiento de la normalidad. La normalidad en un sistema de este tipo, se define por los valores energéticos nominales, los resortes de regulación se disparan en los momentos en que los potenciales no son satisfactoriamente equilibrados, activando los mecanismos necesarios para compensarlo. Hay que tener en cuenta que las diferencias de potencial, no han de ser electromagnéticas, puede haber diferencias de presión, de densidades, de grados de humedad, etc. Por ejemplo, la glucemia, cuando hay un exceso (hiperglucemia) o un déficit (hipoglucemia), siendo la solución en el primer caso, de la secreción de insulina, y en el segundo, la secreción de glucagón todo ello a través del páncreas, y consiguiendo nivelar la glucemia.

TRANSPORTE DE SUSTANCIAS DE BAJA MASA MOLECULAR:

TRANSPORTE PASIVO Se hacen a favor de un gradiente; por lo tanto, este transporte no gasta energía. Difusión simple: Por este mecanismo entran en la célula sustancias solubles como O2, CO2; etanol, urea, etc., deslizándose por los fosfolípidos. Las moléculas que pueden pasar no tienen carga. Las

denominadas proteínas de canal forman canales acuosos a través de la bicapa lipídica que permite el paso de sustancias cargadas eléctricamente a favor de un gradiente de concentración. Difusión facilitada: Se transportan moléculas polares como glúcidos, nucleótidos, aminoácidos, etc., siempre se produce a favor de un gradiente electroquímico y es efectuada por unas proteínas que se denominan proteínas transportadoras o carriers. Cuando se unen a la molécula que tienen que transportar, sufren un cambio de conformación que ayuda a las moléculas en su paso por el canal.

TRANSPORTE ACTIVO Se realiza en contra de un gradiente de concentración, de presión osmótica o bien eléctrica; siempre se realiza con un consumo de energía. Solo lo pueden hacer cierto de tipo de proteínas. Un ejemplo clásico es la bomba de sodio-potasio que realizan las neuronas en el Sistema Nervioso:

POTENCIAL DE ACCIÓN El movimiento de los iones a través de una membrana celular neuronal se debe fundamentalmente a dos efectos: •difusión: en presencia de un gradiente de concentración •atracción eléctrica: en presencia de un campo eléctrico.

TRANSPORTE DE SUSTANCIAS DE ELEVADA MASA MOLECULAR Existen tres tipos de mecanismos principales: endocitosis, exocitosis y transcitosis. En todos ellos juega un papel fundamental las denominadas vesículas revestidas. A microscopía electrónica se observa que estas vesículas están revestidas por moléculas filamentosas de una proteína denominada clatrina.

ENDOCITOSIS: Es un proceso por el que la célula capta partículas del medio externo, lo hace mediante una invaginación de la membrana en la que queda incluida la partícula a ingerir. Posteriormente se estrangula la invaginación y la partícula queda encerrada. Dependiendo de la naturaleza y tamaño de la partícula englobada se distinguen dos tipos de endocitosis: PINOCITOSIS o endocitosis de fase fluida: consiste en pequeñas vesículas rodeadas de clatrina con un diámetro inferior a 150nm FAGOCITOSIS o endocitosis de fase sólida: Se forman grandes vesículas rodeadas de clatrina denominadas fagosomas, que pueden incluir microorganismos y restos celulares.EXOCITOSIS: Es el proceso por el cual las macromoléculas contenidas en vesículas endocíticas son transportadas desde el interior celular hasta la membrana plasmática, para ser vertidas al medio extracelular. Este vertido requiere que la membrana de la vesícula y la membrana plasmática se fusionen generando un poro a través del cual se libera el contenido de la vesícula al exterior. En este proceso es necesaria la colaboración del calcio y proteínas como la anexina y la calmodulina. Los restos de la parte interior de la vesícula se fusionan con la cara interior de la membrana plasmática. La parte exterior de la vesícula se fusiona con la cara externa de la membrana plasmática

TRANSCITOSIS: Es el conjunto de fenómenos que permiten a una sustancia atravesar todo el citoplasma celular. Implica el doble proceso de endocitosis y exocitosis. Ocurre en las células endoteliales que constituyen los vasos sanguíneos, transportando sustancias desde el torrente circulatorio a las células de los tejidos.

2. CELULAS EUCARIOTAS Y PROCARIOTAS 2.1. ESTRUCTURA DE CELULAS EUCARIOTAS Y PROCARIOTAS

Células procariotas

Se llama procariota a las células sin núcleo celular definido, es decir cuyo material genético se encuentra disperso en el citoplasma. Las células procariotas estructuralmente son las más simples y pequeñas. Como toda célula, están delimitadas por una membrana plasmática que contiene pliegues hacia el interior (invaginaciones) algunos de los cuales son denominados laminillas y otro es denominado mesosoma y está relacionado con la división de la célula. La célula procariota por fuera de la membrana está rodeada por una pared celular que le brinda protección.

Celulas Eucariotas

Se llama célula eucariota a las células que tienen un núcleo definido gracias a una membrana nuclear donde contiene su material hereditario. Las células eucariotas tienen un modelo de organización mucho más complejo que las procariotas. Su tamaño es mucho mayor y en el citoplasma es posible encontrar un conjunto de estructuras celulares que cumplen diversas funciones y en conjunto se denominan organelas celulares.

2.2. ESTRUCTURAS DE VIRUS Y BACTERIA2.2.1. DIFERENCIACIAS ENTRE VIRUS Y BACTERIAS

VIRUS: del latín virus, «toxina» o «veneno») es un agente infeccioso microscópico acelular que solo puede multiplicarse dentro de las células de otros organismos. los virus se diseminan de muchas maneras diferentes y cada tipo de virus tiene un método distinto de transmisión. Entre estos métodos se encuentran los vectores de transmisión, que son otros organismos que los transmiten entre portadores. Los virus vegetales se propagan frecuentemente por insectos que se alimentan de su savia, como los áfidos, mientras que los virus animales se suelen propagar por medio de insectos hematófagos. Por otro lado, otros virus no precisan de vectores: el virus de la gripe (rinovirus) se propaga por el aire a través de los estornudos y la tos y los norovirus son transmitidos por vía fecal-oral, o a través de las manos, alimentos y agua contaminados. Los rotavirus se extienden a menudo por contacto directo con niños infectados. El VIH es uno de los muchos virus que se transmiten por contacto sexual o por exposición con sangre infectada

BACTERIAS: son microorganismos procariotas que presentan un tamaño de unos pocos micrómetros (por lo general entre 0,5 y 5 μm de longitud) y diversas formas incluyendo filamentos, esferas (cocos), barras (bacilos), sacacorchos (vibrios) y hélices (espirilos). Las bacterias son células procariotas, por lo que a diferencia de las células eucariotas (de animales, plantas, hongos, etc.), no tienen el núcleo definido ni presentan, en general, orgánulos membranosos internos. Generalmente poseen una pared celular y ésta se compone de peptidoglicano.

Características de los virus

A grandes rasgos, podemos definir a los virus como organismos acelulares (sin células), compuestos de ácido nucleico, que no tienen metabolismo propio y para replicarse necesitan habitar en las células de otro organismo vivo, las cuales se denominan células huésped.

Los virus no respiran, no se mueven ni crecen. Sin embargo, sí se reproducen y mutan y se pueden adaptar a nuevos huéspedes. Su tamaño es realmente muy pequeño, generalmente se encuentra entre los 20 a 300 nm. (milmillonésima parte de un metro). Una de las enfermedades más graves e importantes causadas por un virus es el HIV (virus de inmunodeficiencia adquirida).

Características de las bacterias

Las bacterias son microorganismos unicelulares. Su tamaño por lo general es de unos pocos micrómetros de largo y pueden adoptar diferentes formas según las cuales se las clasfica (barras curvas, esferas, barras, y espirales). Las bacterias tienen toda la estructura celular necesaria para su crecimiento y reproducción. En general, se reproducen de forma asexuada, aunque existen casos en los que el material genético necesario para la reproducción se transmite de una bacteria a otra.

Además, las bacterias no son necesariamente nocivas para el organismo; de hecho, determinadas partes de nuestro cuerpo, como por ejemplo los intestinos, necesitan mantener un determinado equilibrio en la cantidad de bacterias para funcionar correctamente. Si esas bacterias son eliminadas, por ejemplo cuando tomamos antibióticos para otras afecciones, pueden producirse diarreas. También hay ciertos alimentos que deben mantener una cantidad determinada de bacterias como por ejemplo el yogur y algunos quesos. Una de las bacterias más temidas, sobre todo en el pasado, cuando se sabía menos de

ella y no había tantos medicamentos, es la bacteria causante de tuberculosis, llamada mycobacterium tuberculosis o bacilo de Koch.

En qué se diferencian virus y bacterias

Al analizar detalladamente las características de virus y bacterias ha quedado claro que se trata de microorganismos diferentes, pero para que quede aún más claro vamos a analizar las diferencias que existen entre ellos.

Una de las principales diferencias radica en la forma de vida. En el caso de las bacterias está claro que se trata de un organismo vivo, ya que tienen una célula. En el caso de los virus no está tan claro, ya que no tienen células y por ende necesitan de un huésped para sobrevivir y reproducirse.

Otra de las diferencias es que las bacterias, en algunos casos como los que vimos, pueden resultar beneficiosas. En cambio, los virus no lo son (a excepción de algunos estudios que se están realizando de virus capaces de destruir tumores cerebrales).

También difieren en su tamaño, las bacterias en general son más grandes que los virus, ellas pueden llegar a medir unos 1000 nm., mientras que los virus miden entre 20 y 300 nm.

El modo de reproducción es otra de las características que diferencian a los virus de las bacterias, mientras que estas tienen en la mayoría de los casos una reproducción asexual, en el caso de los virus se invade una célula huésped, haciendo copias del ADN viral / ARN, destruyendo la célula huésped e invadiendo nuevas células que serán infectadas.

En el caso de las bacterias, la infección es localizada, mientras que en el caso de los virus se produce de forma sistémica.

3. FUNCIONES CELULARES3.1. RESPIRACION CELULAR AEROBIA Y ANAEROBIA

3.1.1. RESPIRACION AEROBIA

En presencia de oxígeno, el ácido pirúvico proveniente de la glucólisis, se oxida totalmente en la mitocondria, este proceso se divide en dos fases. En la primera, el ácido pirúvico ingresa a la mitocondria donde es fraccionado y oxidado completamente hasta liberar CO2. Como oxidantes actúan coenzimas, que a su vez son reducidas. El hidrógeno unido a las coenzimas es transferido en la segunda fase al oxígeno molecular, con formación de agua.

La degradación del ácido pirúvico se lleva a cabo en la matriz mitocondrial, donde se encuentran las enzimas del ciclo de Krebs (Hans Krebs postuló esta vía metabólica en 1937 y posteriormente recibió el premio Nobel por su trabajo) o de los ácidos tricarboxílicos, conocido también como ciclo del ácido cítrico. Los sistemas Red-0x del transporte de electrones se encuentran adosados a las crestas mitocondriales, terminando con la fosforilación oxidativa, la que ocurre tanto en bacterias aeróbicas como en las mitocondrias de células eucarióticas.

Esta se realiza en presencia de abundante oxigeno del aire el cual se usa para descomponer la glucosa. La respiración aerobia se divide en dos tipos:

• Externa.• Interna.

Externa: Es el intercambio de O2 y CO2 entre el organismo y su medio. En casi todos los organismos multicelulares y en casi todos los vertebrados, con excepción de unas cuantas salamandras que carecen de pulmones y branquias, la respiración externa se hace en estructuras especializadas llamados órganos respiratorios, como los ya dichos pulmonares y branquiales.

Interna: Esta consiste en el proceso gradual de reacción química entre el O2 y las pequeñas moléculas orgánicas procedentes del alimento.

Glucolisis

La glucólisis (o glicólisis) es una vía catabólica a través de la cual tanto las células de los animales como vegetales, hongos y bacterias oxidan diferentes moléculas de glúcidos y obtienen energía. El hecho de que esta vía ocurra en organismos muy diversos, indica que es una vía metabólica conservada, es decir presente en organismos filogenéticamente distantes.

En la glucólisis se pueden establecer dos fases

• La primera fase es endergónica, porque se consumen 2 ATP, y consta en la transformación de una hexosa (por ejemplo, glucosa) en dos triosas (dihidroxicetona 3 P y gliceraldehído 3P). La segunda fase es exergónica, dado que se forman 4 ATP utilizando la energía liberada de la conversión de 2 gliceraldehídos 3P en 2 piruvatos.

• La glucólisis ocurre a través de reacciones enzimáticas, donde cada enzima cataliza una reacción o paso específico. De esta forma, cuando se hace referencia a una isomerasa, lo es a una específica para determinada molécula, y no a una isomerasa universal que catalice cualquier reacción de isomerización. Lo mismo sucede con las quinasas, deshidrogenasas, etc.

Ciclo de Krebs

El ciclo de Krebs (conocido también como ciclo de los ácidos tricarboxílicos o ciclo del ácido cítrico) es un ciclo metabólico de importancia fundamental en todas las células que utilizan oxígeno durante el proceso de respiración celular. En estos organismos aeróbicos, el ciclo de Krebs es el anillo de conjunción de las rutas metabólicas responsables de la degradación y desasimilación de los carbohidratos, las grasas y las proteínas en anhídrido carbónico y agua, con la formación de energía química.

El ciclo de Krebs es una ruta metabólica anfibólica, ya que participa tanto en procesos catabólicos como anabólicos. Este ciclo proporciona muchos precursores para la producción de algunos aminoácidos, como por ejemplo el cetoglutarato y el oxalacetato, así como otras moléculas fundamentales para la célula.

El ciclo toma su nombre en honor del científico anglo-alemán Hans Adolf Krebs, que propuso en 1937 los elementos clave de la ruta metabólica. Por este descubrimiento recibió en 1953 el Premio Nobel de Medicina.

Cadena De Transporte De Electrones

es una serie de mecanismos de electrones que se encuentran en la membrana plasmática de bacterias, en la membrana interna mitocondrial o en las membranas tilacoidales, que mediante reacciones bioquímicas producen trifosfato de adenosina (ATP), que es el compuesto energético que utilizan los seres vivos. Sólo dos fuentes de energía son utilizadas por los organismos vivos: reacciones de reducción-oxidación) y la luz solar (fotosíntesis). Los organismos que utilizan las reacciones redox para producir ATP se les conoce con el nombre de quimioautótrofos, mientras que los que utilizan la luz solar para tal evento se les conoce por el nombre de fotoautótrofos. Ambos tipos de organismos utilizan sus cadenas de transporte de electrones para convertir la energía en ATP.

3.1.2. RESPIRACION ANAEROBIA

La respiración anaeróbica, aquella que no utiliza oxígeno como el aceptor final de electrones, es realizada por algunas procariotas que viven en ambientes anaeróbicos, como el suelo saturado de agua, aguas estancadas, y en los intestinos de los animales. Como en la respiración aeróbica, los electrones son transferidos en la respiración anaeróbica, de la glucosa al NADH; mediante una cadena de transporte de electrones que se acopla a la síntesis de ATP, por quimiosmosis. Los productos finales de este tipo de respiración anaeróbica son el dióxido de carbono, una o más sustancias inorgánicas reducidas, y ATP.

Fermentación

Ciertas bacterias, así como algunos hongos, regularmente utilizan la fermentación, una ruta anaeróbica que no implica una cadena de transporte de electrones. Durante la fermentación se forman sólo dos moléculas de ATP por glucosa (mediante fosforilación a nivel de sustrato durante la glucólisis). Se podría esperar que una célula que obtiene energía de la glucólisis pudiera producir piruvato, que es el producto final de la glucólisis. Sin embargo, esto no puede suceder porque cada célula tiene una cantidad limitada de NAD+, y éste es necesario para continuar la glucólisis. Si prácticamente todos los NAD+ se reducen a NADH durante la glucólisis, entonces, la glucólisis se detiene y no se produce más ATP.En la

fermentación, las moléculas de NADH transfieren sus átomos de hidrógeno a las moléculas orgánicas, por lo tanto la regeneración del NAD+ es necesaria para mantener la glucólisis en marcha.

4. PROCESOS CELULARES4.1. PROCESO DE MITOSIS

4.1.1. MITOSIS

Mitosis, que deriva de un término griego que significa “tejer”, es la segmentación de una célula que tiene lugar después de que se haya duplicado el material genético, lo que permite que cada una de las células generadas dispongan de la totalidad de los cromosomas.

Se trata, por lo tanto, de la acción que reparte la información hereditaria que se halla en el ADN de manera equitativa. El proceso de mitosis genera células que resultan idénticas desde el punto de vista genético. La meiosis (otro proceso de división celular), en cambio, produce células que son genéticamente distintas.

La mitosis es, en definitiva, un procedimiento en el que las células se multiplican y que tiene gran incidencia en el crecimiento, el desarrollo y la capacidad de regeneración del organismo. La conformación de dos nuevos núcleos se conoce como cariocinesis, mientras que la división del citoplasma recibe el nombre de citocinesis.

Ciclo Celular

Cuando las células alcanzan un cierto tamaño, generalmente paran de crecer o se dividen. Las etapas por las que pasa una célula en general desde su origen mediante una división celular hasta la siguiente división para formar dos células hijas se conoce colectivamente como ciclo celular. El tiempo del ciclo celular varía ampliamente, pero en las células vegetales y animales que crecen activamente, es alrededor de 8 a 20 horas. El ciclo celular consiste en dos fases principales, interfase y fase M, ambas se pueden distinguir bajo un microscopio óptico

La reproducción asexual en organismos unicelulares

La reproducción asexual es el tipo de reproducción más sencillo y primitivo, no requiere células especializadas. Como forma general, una célula, llamada “célula madre”, se divide dando lugar a dos o más células llamadas “células hijas”, con la misma información genética que la célula madre.

Este tipo se llama también reproducción vegetativa porque la realizan células somáticas, las que forman las distintas partes del cuerpo del progenitor.

Existen 2 tipos de células: las somáticas y las sexuales. las células somáticas son todas las células que forman los tejidos y los órganos conformando el cuerpo de los seres vivos, se originan a partir de la célula madre y tras el proceso de diferenciación celular forman todos los otros tipos de células. son células diploides, es decir que contienen 2 pares de cromosomas, a diferncia de las sexuales (o germinales) q solo contienen 1 par(se reproducen por meiosis) y su función es la reproduccion. las células somáticas se reproducen por mitosis, un proceso de divición y multiplicación celular por el cual se forman 2 células idénticas a la progenitora con el mismo número de cromosomas

4.2. PROCESO DE MEIOSIS4.2.1. MEIOSIS

Meiosis es una de las formas de la reproducción celular. Este proceso se realiza en las glándulas sexuales para la producción de gametos. Es un proceso de división celular en el cual una célula diploide (2n) experimenta dos divisiones sucesivas, con la capacidad de generar cuatro células haploides (n). En los organismos con reproducción sexual tiene importancia ya que es el mecanismo por el que se producen los óvulos y espermatozoides (gametos).1 Este proceso se lleva a cabo en dos divisiones nucleares y citoplasmáticas, llamadas primera y segunda división meiótica o simplemente meiosis I y meiosis II. Ambas comprenden profase, metafase, anafase y telofase.

Se denomina gametogénesis a la formación de células sexuales o gametas. Se realiza por medio de la meiosis, forma de reproducción sexual de organismos superiores. La producción de gametas se hace a partir de células germinales que en su núcleo portan el número de cromosomas propio de cada especie, con lo cual son diploides. Luego de las dos divisiones de la meiosis se obtienen células sexuales haploides, es decir, con la mitad de la dotación de cromosomas. La gametogénesis se divide en espermatogénesis, que es la producción de espermatozoides y en ovogénesis, la producción de óvulos.

ESPERMATOGENESIS

es un proceso que se lleva a cabo en los testículos (gónadas), que son las glándulas sexuales masculinas. En su interior se encuentran los túbulos seminíferos, pequeños conductos enrollados de 30-60 cm de longitud y 0,2 mm de diámetro cada uno. Los dos testículos contienen alrededor de un millar de túbulos seminíferos. En el epitelio de los túbulos asientan las células germinativas o espermatogoniaón y la

liberación del empaquetamiento del ADN de los espermatozoides en la pubertad. También es el mecanismo encargado de la producción de espermatozoides; es la gametogénesis en el hombre.

OVOGENESIS

La ovogénesis es el proceso de formación de los óvulos o gametos femeninos que tiene lugar en los ovarios de las hembras.

Las células germinales diploides generadas por mitosis, llamadas ovogónias, se localizan en los folículos del ovario, crecen y tienen modificaciones, por lo que reciben el nombre de ovocitos primarios. Éstos llevan a cabo la primera división meiótica, dando origen una célula voluminosa u ovocito secundario que contiene la mayor parte del citoplasma original y otra célula pequeña o primer cuerpo polar.

Estas dos células efectúan la segunda división meiótica; del ovocito secundario se forman otras dos células: una grande, que contiene la mayor parte del citoplasma original, y otra pequeña o segundo cuerpo polar. Los cuerpos polares se desintegran rápidamente, mientras que la otra célula se desarrolla para convertirse en un óvulo maduro haploide.

5. Herencia y Genetica5.1. Principios básicos de la genética mendeliana

GENETICA

es el área de estudio de la biología que busca comprender y explicar cómo se transmite la herencia biológica de generación en generación. Se trata de una de las áreas fundamentales de la biología moderna, abarcando en su interior un gran número de disciplinas propias e interdisciplinarias que se relacionan directamente con la bioquímica y la biología celular.

El principal objeto de estudio de la genética son los genes, formados por segmentos de ADN y ARN, tras la transcripción de ARN mensajero, ARN ribosómico y ARN de transferencia, los cuales se sintetizan a partir de ADN. El ADN controla la estructura y el funcionamiento de cada célula, tiene la capacidad de crear copias exactas de sí mismo tras un proceso llamado replicación.

LEYES DE MENDEL

Las leyes de Mendel son el conjunto de reglas básicas sobre la transmisión por herencia genética de las características de los organismos padres a sus hijos. Estas reglas básicas de herencia constituyen el fundamento de la genética. Las leyes se derivan del trabajo realizado por Gregor Mendel publicado en el año 1865 y en 1866, aunque fue ignorado por mucho tiempo hasta su redescubrimiento en 1900.

Ley de Mendel: Principio de la uniformidad de los híbridos de la primera generación filial (segregación equivalente)

Establece que si se cruzan dos razas puras (un homocigoto dominante con uno recesivo) para un determinado carácter, los descendientes de la primera generación serán todos iguales entre sí, fenotípica y genotípicamente, e iguales fenotípicamente a uno de los progenitores (de genotipo dominante), independientemente de la dirección del cruzamiento. Expresado con letras mayúsculas las dominantes (A = amarillo) y minúsculas las recesivas (a = verde), se representaría así: AA + aa = Aa, Aa, Aa, Aa. En pocas palabras, existen factores para cada carácter los cuales se separan cuando se forman los gametos y se vuelven a unir cuando ocurre la fecundación.

2° Ley de Mendel: Ley de la segregación de los caracteres en la segunda generación filial

Esta ley establece que durante la formación de los gametos, cada alelo de un par se separa del otro miembro para determinar la constitución genética del gameto filial. Es muy habitual representar las posibilidades de hibridación mediante un cuadro de Punnett.

según la interpretación actual, los dos alelos, que codifican para cada característica, son segregados durante la producción de gametos mediante una división celular meiótica. Esto significa que cada gameto va a contener un solo alelo para cada gen. Lo cual permite que los alelos materno y paterno se combinen en el descendiente, asegurando la variación.

Para cada característica, un organismo hereda dos alelos, uno de cada progenitor. Esto significa que en las células somáticas, un alelo proviene de la madre y otro del padre. Estos pueden ser homocigotos o heterocigotos.

3° Ley de Mendel: Ley de la independencia de los caracteres hereditarios

En ocasiones es descrita como la 2ª Ley, en caso de considerar solo dos leyes (criterio basado en que Mendel solo estudió la transmisión de factores hereditarios y no su dominancia/expresividad). Mendel concluyó que diferentes rasgos son heredados independientemente unos de otros, no existe relación entre ellos, por lo tanto el patrón de herencia de un rasgo no afectará al patrón de herencia de otro. Solo se cumple en aquellos genes que no están ligados (es decir, que están en diferentes cromosomas) o que están en regiones muy separadas del mismo cromosoma.

5.2. TRANSMISION DE INFORMACION GENETICA

HERENCIA es el proceso por el cual las características de los individuos se transmiten a su descendencia, ya sean características fisiológicas, morfológicas o bioquímicas de los seres vivos bajo diferentes condiciones ambientales.

Sabemos que en el lenguaje genético las bases nitrogenadas corresponden a las letras de nuestro alfabeto. Las células utilizan este lenguaje para expresarse mediante la síntesis o fabricación de proteinas, que veremos a continuación.

Las proteínas son moléculas orgánicas largas y complejas hechas de combinaciones de 20 clases diferentes de unidades llamadas aminoácidos. Varios aminoácidos forman un polipéptido, éste debe adquirir una estructura tridimensional para llegar a ser una proteína.

Del ADN a la proteína

Una porción de ADN sirve para la expresión de cierta proteína. sin embargo, la síntesis de proteínas debe hacerse resolviendo dos problemas: primero, el ADN que contiene la información genética, no puede salir del núcleo debido a su gran tamaño; segundo, los elementos citoplasmáticos requieren un sistema de traducción entre el lenguaje de los nucleótidos y el de los aminoácidos.

CONCEPTOS

GEN: Un gen es una unidad de información en un locus de Ácido desoxirribonucleico (ADN) que codifica un producto funcional, o Ácido ribonucleico (ARN) o proteínas y es la unidad de herencia molecular.1 2 También se conoce como una secuencia de nucleótidos en la molécula de ADN. Esta función puede estar vinculada con el desarrollo o funcionamiento de una función fisiológica. El gen es considerado la unidad de almacenamiento de información genética y unidad de la herencia, pues transmite esa información a la descendencia.

CROMOSOMA: Orgánulo en forma de filamento que se halla en el interior del núcleo de una célula eucariota y que contiene el material genético; el número de cromosomas es constante para las células de una misma especie. se denomina cromosoma (del griego χρώμα, -τος chroma, color y σώμα, -τος soma, cuerpo o elemento) a cada una de las estructuras altamente organizadas, formadas por ADN y proteínas, que contiene la mayor parte de la información genética de un individuo.

En las divisiones celulares (mitosis y meiosis) presenta su forma más conocida, cuerpos bien delineados en forma de X, debido al grado de compactación y duplicación.

ALELO: alelo resulta ser cada una de las formas alternativas que presenta un gen, que ocupa la misma posición en cada par de cromosomas homólogos, se diferencia en su secuencia y que se puede manifestar en modificaciones concretas de la función de ese gen.

El término alelo tiene su origen en el de alelomorfo, en forma de alelas, que es lo mismo a decir que es algo que se presenta de diversas formas dentro de una población de individuos. Al alelo se lo debe también entender como el valor de dominio que se le atribuye a un determinado gen cuando compite con otro gen por la ocupación de la posición final en los cromosomas

LOCUS: es una posición fija en un cromosoma, como la posición de un gen o de un marcador (marcador genético). En biología, y, por extensión, en computación evolutiva, se lo usa para identificar posiciones de interés sobre determinadas secuencias.Una variante de la secuencia del ADN en un determinado locus se llama alelo.

HIBRIDO: es el organismo vivo animal o vegetal procedente del cruce de dos organismos por la reproducción sexual de razas, especies o subespecies distintas, o de alguna o más cualidades diferentes.

Hibridación natural: cuando el híbrido se cruza en ambientes naturales, sin intervención humana.

Hibridación artificial: cuando el híbrido se logra por un mecanismo como puede ser un inseminador artificial, o simplemente porque en estado de cautividad el hombre aparea animales. En el caso de vegetales se utiliza el procedimiento de polinización artificial.

HOMOCIGOTO: Un organismo es homocigótico respecto a un gen cuando los dos alelos codifican la misma información para un carácter, por ejemplo color de la flor en la arvejilla. Para nombrarlos se utilizan letras mayúsculas y minúsculas; así se dice que AA es Homocigótica Dominante y aa es Homocigótico Recesivo.

HETEROCIGOTA es en genética un individuo diploide que para un gen dado, tiene en cada uno de los cromosomas homólogos un alelo en el mismo locus (se expresa, por ej.: Aa); que posee dos formas diferentes de un gen en particular; cada una heredada de cada uno de los progenitores.

5.3. ESTRUCTURA DEL ADN

Los Ácidos Nucleicos son las biomoléculas portadoras de la información genética. Son biopolímeros, de elevado peso molecular, formados por otras subunidades estructurales o monómeros, denominados Nucleótidos De acuerdo a la composición química, los ácidos nucleicos se clasifican en Ácidos Desoxirribonucleicos (ADN) que se encuentran residiendo en el núcleo celular y algunos organelos, y en Ácidos Ribonucleicos (ARN) que actúan en el citoplasma.

Las Bases Nitrogenadas son las que contienen la información genética. En el caso del ADN las bases son dos Purinas y dos Pirimidinas. Las purinas son A (Adenina) y G (Guanina). Las pirimidinas son T (Timina) y C (Citosina). En el caso del ARN también son cuatro bases, dos purinas y dos pirimidinas. Las purinas son A y G y las pirimidinas son C y U (Uracilo).

Ácido Desoxirribonucleico (ADN), material genético de todos los organismos celulares y casi todos los virus. Es el tipo de molécula más compleja que se conoce. Su secuencia de nucleótidos contiene la información necesaria para poder controlar el metabolismo un ser vivo. El ADN lleva la información necesaria para dirigir la síntesis de proteínas y la replicación. En casi todos los organismos celulares el ADN está organizado en forma de cromosomas, situados en el núcleo de la célula. Está formado por la unión de muchos desoxirribonucleótidos. La adenina enlaza con la timina, mediante dos puentes de hidrógeno, mientras que la citosina enlaza con la guanina, mediante tres puentes de hidrógeno.

COMPOSICION QUIMICA DEL ADN

La estructura de soporte de una hebra de ADN está formada por unidades alternas de grupos fosfato y azúcar (desoxirribosa).27 El azúcar en el ADN es una pentosa, concretamente, la desoxirribosa.

Ácido fosfórico:

Su fórmula química es H3PO4. Cada nucleótido puede contener uno (monofosfato: AMP), dos (difosfato: ADP) o tres (trifosfato: ATP) grupos de ácido fosfórico, aunque como monómeros constituyentes de los ácidos nucleicos sólo aparecen en forma de nucleósidos monofosfato.

Desoxirribosa:

Es un monosacárido de 5 átomos de carbono (una pentosa) derivado de la ribosa, que forma parte de la estructura de nucleótidos del ADN. Su fórmula es C5H10O4. Una de las principales diferencias entre el ADN y el ARN es el azúcar, pues en el ARN la 2-desoxirribosa del ADN es reemplazada por una pentosa alternativa, la ribosa.25

Las moléculas de azúcar se unen entre sí a través de grupos fosfato, que forman enlaces fosfodiéster entre los átomos de carbono tercero (3 , «tres prima») y quinto (5 , «cinco prima») de dos anillos′ ′ adyacentes de azúcar. La formación de enlaces asimétricos implica que cada hebra de ADN tiene una dirección. En una doble hélice, la dirección de los nucleótidos en una hebra (3 → 5 ) es opuesta a la′ ′ dirección en la otra hebra (5 → 3 ). Esta organización de las hebras de ADN se denomina antiparalela;′ ′ son cadenas paralelas, pero con direcciones opuestas. De la misma manera, los extremos asimétricos de las hebras de ADN se denominan extremo 5 («cinco prima») y extremo 3 («tres prima»),′ ′ respectivamente.

Bases nitrogenadas:

Las cuatro bases nitrogenadas mayoritarias que se encuentran en el ADN son la adenina (A), la citosina (C), la guanina (G) y la timina (T). Cada una de estas cuatro bases está unida al armazón de azúcar-fosfato a través del azúcar para formar el nucleótido completo (base-azúcar-fosfato). Las bases son compuestos heterocíclicos y aromáticos con dos o más átomos de nitrógeno, y, dentro de las bases mayoritarias, se clasifican en dos grupos: las bases púricas o purinas (adenina y guanina), derivadas de la purina y formadas por dos anillos unidos entre sí, y las bases pirimidínicas o bases pirimídicas o pirimidinas (citosina y timina), derivadas de la pirimidina y con un solo anillo.25 En los ácidos nucleicos existe una quinta base pirimidínica, denominada uracilo (U), que normalmente ocupa el lugar de la timina en el ARN y difiere de ésta en que carece de un grupo metilo en su anillo. El uracilo no se encuentra habitualmente en el ADN, sólo aparece raramente como un producto residual de la degradación de la citosina por procesos de desaminación oxidativa.

Timina:

En el código genético se representa con la letra T. Es un derivado pirimidínico con un grupo oxo en las posiciones 2 y 4, y un grupo metil en la posición 5. Forma el nucleósido timidina (siempre desoxitimidina, ya que sólo aparece en el ADN) y el nucleótido timidilato o timidina monofosfato (dTMP). En el ADN, la timina siempre se empareja con la adenina de la cadena complementaria mediante 2 puentes de hidrógeno, T=A. Su fórmula química es C5H6N2O2 y su nomenclatura 2, 4-dioxo, 5-metilpirimidina.

Citosina:

En el código genético se representa con la letra C. Es un derivado pirimidínico, con un grupo amino en posición 4 y un grupo oxo en posición 2. Forma el nucleósido citidina (desoxicitidina en el ADN) y el nucleótido citidilato o (desoxi)citidina monofosfato (dCMP en el ADN, CMP en el ARN). La citosina siempre se empareja en el ADN con la guanina de la cadena complementaria mediante un triple enlace, C≡G. Su fórmula química es C4H5N3O y su nomenclatura 2-oxo, 4 aminopirimidina. Su masa molecular es de 111,10 unidades de masa atómica. La citosina se descubrió en 1894, al aislarla del tejido del timo de carnero.

Adenina:

En el código genético se representa con la letra A. Es un derivado de la purina con un grupo amino en la posición 6. Forma el nucleósido adenosina (desoxiadenosina en el ADN) y el nucleótido adenilato o (desoxi)adenosina monofosfato (dAMP, AMP). En el ADN siempre se empareja con la timina de la cadena complementaria mediante 2 puentes de hidrógeno, A=T. Su fórmula química es C5H5N5 y su nomenclatura 6-aminopurina. La adenina, junto con la timina, fue descubierta en 1885 por el médico alemán Albrecht Kossel.

Guanina:

En el código genético se representa con la letra G. Es un derivado púrico con un grupo oxo en la posición 6 y un grupo amino en la posición 2. Forma el nucleósido (desoxi)guanosina y el nucleótido guanilato o (desoxi)guanosina monofosfato (dGMP, GMP). La guanina siempre se empareja en el ADN con la citosina de la cadena complementaria mediante tres enlaces de hidrógeno, G≡C. Su fórmula química es C5H5N5O y su nomenclatura 6-oxo, 2-aminopurina.

También existen otras bases nitrogenadas (las llamadas bases nitrogenadas minoritarias), derivadas de forma natural o sintética de alguna otra base mayoritaria. Lo son por ejemplo la hipoxantina, relativamente abundante en el tRNA, o la cafeína, ambas derivadas de la adenina; otras, como el aciclovir, derivadas de la guanina, son análogos sintéticos usados en terapia antiviral; otras, como una de las derivadas del uracilo, son antitumorales.

Las bases nitrogenadas tienen una serie de características que les confieren unas propiedades determinadas. Una característica importante es su carácter aromático, consecuencia de la presencia en el anillo de dobles enlaces en posición conjugada. Ello les confiere la capacidad de absorber luz en la zona ultravioleta del espectro en torno a los 260 nm, lo cual puede aprovecharse para determinar el coeficiente de extinción del ADN y hallar la concentración existente de los ácidos nucleicos. Otra de sus características es que presentan tautomería o isomería de grupos funcionales, debido a que un átomo

de hidrógeno unido a otro átomo puede migrar a una posición vecina; en las bases nitrogenadas se dan dos tipos de tautomerías: tautomería lactama-lactima, donde el hidrógeno migra del nitrógeno al oxígeno del grupo oxo (forma lactama) y viceversa (forma lactima), y tautomería imina-amina primaria, donde el hidrógeno puede estar formando el grupo amina (forma amina primaria) o migrar al nitrógeno adyacente (forma imina). La adenina sólo puede presentar tautomería amina-imina, la timina y el uracilo muestran tautomería doble lactama-lactima, y la guanina y citosina pueden presentar ambas. Por otro lado, y aunque se trate de moléculas apolares, las bases nitrogenadas presentan suficiente carácter polar como para establecer puentes de hidrógeno, ya que tienen átomos muy electronegativos (nitrógeno y oxígeno) que presentan carga parcial negativa, y átomos de hidrógeno con carga parcial positiva, de manera que se forman dipolos que permiten que se formen estos enlaces débiles.

PROTEINAS ESTRUCTURALES DEL ADN

Las proteínas que se unen al ADN pueden clasificarse en términos de clases estructurales (refiriéndose al motivo de unión al ADN) en las siguientes grandes "familias" :

Helice-vuelta-helice (helix-turn-helix o HTH): Muchos dominios dentro de las proteínas de unión a DNA en procariotes contienen la estructura de hélice-vuelta-hélice, el cual posee 2 hélices a con la misma orientación que se encuentran conectadas con una región en forma de asa

DEDOS DE ZINC (Zinc fingers): Los dedos de Zinc son estructuras de unión al ADN que requieren de Zinc para su actividad de unión, y fueron llamados así porque su estructura primaria podía ser dibujada en papel con un átomo de Zinc uniendo residuos de cisteínas e histidinas distantes con una secuencia intermedia descrita como una asa

Cierre de leucina (leucine zipper o ZIP): Este motivo de unión se observó por primera vez en la secuencia de aminoácidos del factor de transcripción GCN4 de levadura, en el factor de transcripción C/EBP en mamíferos, y en los productos de los oncogenes FOS, JUN y MIC que actúan como factores de transcripción. Cuando las secuencias de estas proteínas fueron trazadas en una espiral, aparece un patrón muy remarcado de residuos de leucina

HOJAS BETA (beta sheets): Todas las proteínas mencionadas anteriormente contienen hélices alfa que presumible-mente interactúan con la hendidura mayor del ADN. Sin embargo existen estudios en los cuales se describe otra familia de proteínas de unión al ADN, que a diferencia de las anteriores se caracterizan por tener dos cadenas anti-paralelas de hojas-beta en vez de hélices alfa. La interacción de este complejo es entre las hendiduras del ADN de doble cadena y en la torsión hacia la derecha de la estructura de las hojas-beta. La estructura de los represores arc y metJ de E. coli confirman la estructura de hoja-beta para una interacción específica deADN con su hendidura mayor.

5.4. REPLICACION DEL ADN

El proceso de replicación de ADN es el mecanismo que permite al ADN duplicarse (es decir, sintetizar una copia idéntica). De esta manera de una molécula de ADN única, se obtienen dos o más "réplicas" de la primera. Esta duplicación del material genético se produce de acuerdo con un mecanismo semiconservador, lo que indica que las dos cadenas complementarias del ADN original, al separarse, sirven de molde cada una para la síntesis de una nueva cadena complementaria de la cadena molde, de

forma que cada nueva doble hélice contiene una de las cadenas del ADN original. Gracias a la complementación entre las bases que forman la secuencia de cada una de las cadenas, el ADN tiene la importante propiedad de reproducirse idénticamente, lo que permite que la información genética se transmita de una célula madre a las células hijas y es la base de la herencia del material genético.

El dogma central de la biología molecular es:ADN ———> ARN ——–> PROTEINAS replicación –> transcripción –> traducción

Se conocen tres tipos principales de ARN y todos ellos participan de una u otra manera en la síntesis de las proteínas. Ellos son: El ARN mensajero (ARNm), el ARN ribosomal (ARNr) y el ARN de transferencia (ARNt). ARN mensajero (ARNm) Consiste en una molécula lineal de nucleótidos (monocatenaria), cuya secuencia de bases es complementaria a una porción de la secuencia de bases del ADN. El ARNm dicta con exactitud la secuencia de aminoácidos en una cadena polipeptídica en particular. Las instrucciones residen en tripletes de bases a las que llamamos Codones.

ARN ribosomal (ARNr) Este tipo de ARN una vez trascrito, pasa al nucleolo donde se une a proteínas. De esta manera se forman las subunidades de los ribosomas.

ARN de transferencia (ARNt) Este es el más pequeño de todos, tiene aproximadamente 75 nucleótidos en su cadena, además se pliega adquiriendo lo que se conoce con forma de hoja de trébol plegada. El ARNt se encarga de transportar los aminoácidos libres del citoplasma al lugar de síntesis proteica. En su estructura presenta un triplete de bases complementario de un codón determinado, lo que permitirá al ARNt reconocerlo con exactitud y dejar el aminoácido en el sitio correcto. A este triplete lo llamamos Anticodón.

6. MACROMOLECULAS / BIOMOLECULAS6.1. ESTRUCTURA Y FUNCIONES DE LAS MOLECULAS BIOLOGICAS

CARBOHIDRATOS

CARBOHIDRATOS o HIDRATOS DE CARBONO ,son llamados también glúcidos . Son compuestos ternarios formados por tres bioelementos (C,H,O), son de origen vegetal y tienen sabor dulce por eso se encuentran en el grupo de los azucares y sus derivados.

Los hidratos de carbono son importantes para los seres vivos, en especial la glucosa, un azúcar sencillo presente en los frutos carnosos, en la alimentación su importancia constituye en formar sustancias de reserva en los animales (glucógeno) y en los vegetales (almidón), su funciones de servir de combustible en los procesos metabólicos, aunque contienen menos energía que las grasas (1 gramo de glucosa es igual a 4.1 calorías ) .Los mas sencillos se denominan MONOSACARIDOS , o azucares simples (por ejemplo , ribosa , glucosa, galactosa, lactosa , sacarosa ), y los mas complejos reciben el nombre de POLISACARIDOS , o azucares compuestos . Entre estos , los mas abundantes son el glicógeno, el almidón y la celulosa , que es el material estructural fundamental de todos los organismos vegetales.

son compuestos que están formados por carbono (C), hidrógeno (H) y oxígeno (O) con la formula general (CH2O)n. Los carbohidratos incluyen azúcares, almidones, celulosa, y muchos otros compuestos que se encuentran en los organismos vivientes, generalmente blancos y cristalinos, solubles en agua y con un sabor dulce.

son las moléculas orgánicas más abundantes en la naturaleza y se encuentran en todas las células realizando una gran variedad de funciones tales como: son la principal fuente de energía y de reserva, son componentes estructurales, desempeñan un papel clave en el reconocimiento inmune de las células,

Monosacáridos

Son la unidades más sencillas de los carbohidratos. Algunos monosacáridos tienen un papel muy importante en los seres vivos.

GLUCOSA (C6H12O6).- Es una aldohexosaconocida también conocidacon el nombre de dextrosa. Es el azúcar más importante. Es conocidacomo “el azúcar de la sangre”, ya que es el más abundante, además de ser transportada por el torrente sanguíneo a todas las células de nuestro organismo.

FRUCTOSA.- La fructosa es una cetohexosa de fórmula C6H12O6. La fructosa también se conoce como azúcar de frutas o levulosa. Este es el más dulce de los carbohidratos. Tiene casi el doble dulzor que el azúcar de mesa (sacarosa)La siguiente tabla muestra el dulzor relativo de diversos azúcares.

RIBOSA (C5H10O5).- Es una aldopentosa presente en el adenosin trifosfato (ATP) que es una molécula de alta energía química, la cual es utilizada por el organismo.La ribosa y uno de sus derivados, la desoxirribosa, son componentes de los ácidos nucleicos ARN y ADN respectivamente.

Disacáridos

Los disacáridos están formados por dos moléculas de monosacáridos que pueden ser iguales o diferentes. Los disacáridos no se utilizan como tales en el organismo, sino que éste los convierte a glucosa. En este proceso participa una enzima específica para cada disacárido, lo rompen y se producen los monosacáridos que los forman.

SACAROSA C11H22O11. Este disacárido esta formado por una unidad de glucosa y otra de fructuosa, y se conoce comúnmente como azúcar de mesa. La sacarosa se encuentra libre en la naturaleza; se obtiene principalmente de la caña de azúcar que contiene de 15-20% de sacarosa y de la remolacha dulce que contiene del 10-17%.

LACTOSA (C11H22O11).- Es un disacárido formado por glucosa y galactosa. Es el azúcar de la leche; del 5 al 7% de la leche humana es lactosa y la de vaca, contiene del 4 al 6%.

MALTOSA(C11H22O11) Es un disacárido formado por dos unidades de glucosa. Su fuente principal es la hidrólisis del almidón, pero también se encuentra en los granos en germinación.

Polisacáridos

Son los carbohidratos más complejosformados por muchas unidades de monosacáridos La masa molecular de los polisacáridos es de miles de gramos / mol. Polisacáridos importantes.-

ALMIDÓN.-.- Este polisacárido está formado por unidades de glucosa, por tanto es un polímero de ésta. Se encuentra en los cereales como maíz, arroz y trigo, también se encuentra en las papas.

CELULOSA.- La celulosa, al igual que el almidón es un polímero de glucosa. El tipo de enlace que une las moléculas de glucosa en la celulosa, es diferente del enlace que une las del almidón, por esta razón la celulosa no se puede utilizarse por el organismo humano como alimento, ya que carece de las enzimas necesarias para romper ese tipo de enlace, pero tiene un papel importante como fibra en el intestino grueso. El algodón por ejemplo, es casi celulosa pura, la madera tambiénes fuente de celulosa.

GLUCÓGENO.- Es la reserva de carbohidratos en el reino animal. Se almacena especialmente en el hígado y en los músculos. Conforme el organismo lo va requiriendo, el glucógeno se convierte a glucosa la cual se oxida para producir energía.

LIPIDOS

Los lípidos son polímeros naturales, un conjunto de moléculas orgánicas, la mayoría biomoléculas, compuestas principalmente por carbono e hidrógeno y en menor medida oxígeno, aunque también pueden contener fósforo, azufre y nitrógeno. Tienen como característica principal el ser hidrófobas (insolubles en agua) y solubles en disolventes orgánicos como la bencina, el benceno y el cloroformo. En el uso coloquial, a los lípidos se les llama incorrectamente grasas, ya que las grasas son sólo un tipo de lípidos procedentes de animales. Los lípidos cumplen funciones diversas en los organismos vivientes, entre ellas la de reserva energética (como los triglicéridos), la estructural (como los fosfolípidos de las bicapas) y la reguladora (como las hormonas esteroides).

FUNCIONES Los lípidos desempeñan diferentes tipos de funciones biológicas:

Función de reserva energética. Los triglicéridos son la principal reserva de energía de los animales ya que un gramo de grasa produce 9,4 kilocalorías en las reacciones metabólicas de oxidación, mientras que las proteínas y los glúcidos sólo producen 4,1 kilocalorías por gramo.

Función estructural. Los fosfolípidos, los glucolípidos y el colesterol forman las bicapas lipídicas de las membranas celulares. Los triglicéridos del tejido adiposo recubren y proporcionan consistencia a los órganos y protegen mecánicamente estructuras o son aislantes térmicos.

Función reguladora, hormonal o de comunicación celular. Las vitaminas liposolubles son de naturaleza lipídica (terpenos, esteroides); las hormonas esteroides regulan el metabolismo y las funciones de reproducción; los glucolípidos actúan como receptores de membrana; los eicosanoides poseen un papel destacado en la comunicación celular, inflamación, respuesta inmune, etc.

Función transportadora. El transporte de lípidos desde el intestino hasta su lugar de destino se realiza mediante su emulsión gracias a los ácidos biliares y a las lipoproteínas.

Función Biocatalizadora.En este papel los lípidos favorecen o facilitan las reacciones químicas que se producen en los seres vivos. Cumplen esta función las vitaminas lipídicas, las hormonas esteroideas y las prostaglandinas.

ACIDOS GRASOS SATURADOS E INSATURADOS

SATURADOS (sin dobles enlaces en su molécula) como el PALMÍTICO y el ESTEÁRICO. Todos los enlaces de la molécula rotan libremente y son moléculas lineales. Los lípidos que tienen en su composición muchos ácidos grasos SATURADOS son LÍPIDOS SÓLIDOS (tocinos) pues los ácidos grasos se "empaquetan" uniéndose muy bien entre ellos al ser lineales, por lo que poseen alto punto de fusión.

iNSATURADOS (con un doble enlace como el OLEICO, a nivel del doble enlace la molécula no puede rotar y forma un ángulo, o con varios como LINOLEICO (2), LINOLÉNICO (3) y ARAQUIDÓNICO (4)). Estos tres últimos se denominan ácidos grasos esenciales pues hay que tomarlos en la dieta, ya que los mamíferos no los podemos sintetizar. Los lípidos que tienen en su composición muchos ácidos grasos INSATURADOS son LÍPIDOS LÍQUIDOS (aceites) pues los ácidos grasos no se "empaquetan" bien, uniéndose entre ellos con dificultad al formar ángulos su molécula, por ello tienen bajo punto de fusión.

PROTEINAS

Son moléculas formadas por cadenas lineales de aminoácidos. Por sus propiedades físico-químicas, las proteínas se pueden clasificar en proteínas simples (holoproteidos), formadas solo por aminoácidos o sus derivados; proteínas conjugadas (heteroproteidos), formadas por aminoácidos acompañados de sustancias diversas, y proteínas derivadas, sustancias formadas por desnaturalización.

Las proteínas ocupan un lugar de máxima importancia entre las moléculas constituyentes de los seres vivos (biomoléculas). Prácticamente todos los procesos biológicos dependen de la presencia o la actividad de este tipo de moléculas. Bastan algunos ejemplos para dar idea de la variedad y trascendencia de las funciones que desempeñan. Son proteínas:

Casi todas las enzimas, catalizadores de reacciones químicas en organismos vivientes Muchas hormonas, reguladores de actividades celulares La hemoglobina y otras moléculas con funciones de transporte en la sangre Los anticuerpos, encargados de acciones de defensa natural contra infecciones o agentes patógenos Los receptores de las células, a los cuales se fijan moléculas capaces de desencadenar una respuesta

determinada La actina y la miosina, responsables finales del acortamiento del músculo durante la contracción El colágeno, integrante de fibras altamente resistentes en tejidos de sostén. Funciones de reserva. Como la ovoalbúmina en el huevo, o la caseína de la leche.

Todas las proteínas realizan elementales funciones para la vida celular, pero además cada una de éstas cuenta con una función más específica de cara a nuestro organismo. Debido a sus funciones, se pueden clasificar en:

1. Catálisis: Está formado por enzimas proteicas que se encargan de realizar reacciones químicas de una manera más rápida y eficiente. Procesos que resultan de suma importancia para el organismo. Por ejemplo la pepsina, ésta enzima se encuentra en el sistema digestivo y se encarga de degradar los alimentos.

2. Reguladoras: Las hormonas son un tipo de proteínas las cuales ayudan a que exista un equilibrio entre las funciones que realiza el cuerpo. Tal es el caso de la insulina que se encarga de regular la glucosa que se encuentra en la sangre.

3. Estructural: Este tipo de proteínas tienen la función de dar resistencia y elasticidad que permite formar tejidos así como la de dar soporte a otras estructuras. Este es el caso de la tubulina que se encuentra en el citoesqueleto.

4. Defensiva: Son las encargadas de defender el organismo. Glicoproteínas que se encargan de producir inmunoglobulinas que defienden al organismo contra cuerpos extraños, o la queratina que protege la piel, así como el fibrinógeno y protrombina que forman coágulos.

5. Transporte: La función de estas proteínas es llevar sustancias a través del organismo a donde sean requeridas. Proteínas como la hemoglobina que lleva el oxígeno por medio de la sangre.

6. Receptoras: Este tipo de proteínas se encuentran en la membrana celular y llevan a cabo la función de recibir señales para que la célula pueda realizar su función, como acetilcolina que recibe señales para producir la contracción.

ACIDOS NUCLEIDOS

Los Ácidos Nucleicos son las biomoléculas portadoras de la información genética. Son biopolímeros, de elevado peso molecular, formados por otras subunidades estructurales o monómeros, denominados Nucleótidos De acuerdo a la composición química, los ácidos nucleicos se clasifican en Ácidos Desoxirribonucleicos (ADN) que se encuentran residiendo en el núcleo celular y algunos organelos, y en Ácidos Ribonucleicos (ARN) que actúan en el citoplasma.

Las Bases Nitrogenadas son las que contienen la información genética. En el caso del ADN las bases son dos Purinas y dos Pirimidinas. Las purinas son A (Adenina) y G (Guanina). Las pirimidinas son T (Timina) y C (Citosina). En el caso del ARN también son cuatro bases, dos purinas y dos pirimidinas. Las purinas son A y G y las pirimidinas son C y U (Uracilo).

Ácido Desoxirribonucleico (ADN), material genético de todos los organismos celulares y casi todos los virus. Es el tipo de molécula más compleja que se conoce. Su secuencia de nucleótidos contiene la información necesaria para poder controlar el metabolismo un ser vivo. El ADN lleva la información necesaria para dirigir la síntesis de proteínas y la replicación. En casi todos los organismos celulares el ADN está organizado en forma de cromosomas, situados en el núcleo de la célula. Está formado por la unión de muchos desoxirribonucleótidos. La adenina enlaza con la timina, mediante dos puentes de hidrógeno, mientras que la citosina enlaza con la guanina, mediante tres puentes de hidrógeno.

Se conocen tres tipos principales de ARN y todos ellos participan de una u otra manera en la síntesis de las proteínas. Ellos son: El ARN mensajero (ARNm), el ARN ribosomal (ARNr) y el ARN de transferencia (ARNt).

ARN mensajero (ARNm) Consiste en una molécula lineal de nucleótidos (monocatenaria), cuya secuencia de bases es complementaria a una porción de la secuencia de bases del ADN. El ARNm dicta con exactitud la secuencia de aminoácidos en una cadena polipeptídica en particular. Las instrucciones residen en tripletes de bases a las que llamamos Codones.

ARN ribosomal (ARNr) Este tipo de ARN una vez trascrito, pasa al nucleolo donde se une a proteínas. De esta manera se forman las subunidades de los ribosomas.

ARN de transferencia (ARNt) Este es el más pequeño de todos, tiene aproximadamente 75 nucleótidos en su cadena, además se pliega adquiriendo lo que se conoce con forma de hoja de trébol plegada. El ARNt se encarga de transportar los aminoácidos libres del citoplasma al lugar de síntesis proteica. En su estructura presenta un triplete de bases complementario de un codón determinado, lo que permitirá al ARNt reconocerlo con exactitud y dejar el aminoácido en el sitio correcto. A este triplete lo llamamos Anticodón.