Terico Biologa
Terico Biologa
Unidad I
Biologa Ciencia que estudia las mltiples formas que pueden
adoptar los seres vivos (estructura, funcin, carecimiento y relacin
con el medio fsico, biolgico y cultural). La biologa intenta
comprender el fenmeno como tal.
Caractersticas de los seres Vivos Pueden expresarse en trminos
de metabolismo, crecimiento, movimiento, reproduccin y
adaptacin.
Ciencia Conjunto organizado o sistema de conocimientos con
relacin a un objeto determinado.
Caractersticas:
Constituye un sistema de conocimientos interdependientes e
interrelacionados.
El conocimiento est relacionado con un mismo objeto de estudio
(se sintetizan en un todo unitario).
Ordenamiento de conocimientos segn reglas, principios y pautas
preestablecidas.
El conocimiento debe tener validez general.
Debe haber conformidad entre lo que se dice y lo que existe.
Cuerpo de ideas crecientes (aumento da a da).
Conocimiento basado en el razonamiento.
El conocimiento debe ser exacto, justo, riguroso y preciso.
Est sujeto a una constante verificacin que se lleva a cabo a
travs del mtodo cientfico.
Es falible.
Caducidad del conocimiento cientfico.
La ciencia es metodolgicamente atea y desde el punto de vista
lgico es amoral.
Muestra un intenso dinamismo.
El conocimiento cientfico debe ser obtenido a travs de tcnicas y
mtodos debidamente neo matizados (por medio del mtodo cientfico),
es decir que no debe ser logrado por intuicin, ni estar basado en
la emotividad.
Clasificacin de las ciencias:
Ciencias formales Lgica Construyen su propio objeto de estudio y
su
Matemtica relacin.
Sus objetos de estudio son ideales y su objetivo es hacer una
construccin de sistemas abstractos de pensamiento, la conciencia
extrae de s misma los conocimientos. Su mtodo es deductivo ya que
solo existe en la mente humana, la fuente de conocimiento es la
razn. Los enunciados de stas consisten en relaciones entre signos.
Tienen principios de contradiccin y razn suficientes y su certeza
es apodctica.
Ciencias Fcticas Naturales: Fsica, Qumica, Biologa,
Psicologa.
Culturales: Ps. Social, Socio., Economa, Cs.Polticas,
Historia.
Trabajan con objetos reales, incluyendo objetos fsicos y
psquicos. Sus objetos de estudio son hechos, procesos o cosas que
se dan en la experiencia, de naturaleza sensorial.Estas son
ciencias empricas, utilizan el mtodo cientfico o experimental. Son
modificables, sus conclusiones son demostraciones verificables,
provisorias. Su mtodo de estudio es la induccin.
El mtodo cientfico: En la ciencia es el conjunto de
procedimientos destinados a encaminar a la conciencia, a captar el
conocimiento de la verdad. Mediante este, se plantean problemas y
se ponen a prueba las hiptesis que se intentan resolver.Existen dos
tipos de mtodos cientficos: El mtodo experimental y el mtodo
racional.
Las etapas para llegar al conocimiento cientfico son: 1
Observacin y duda.
2 Hiptesis, sta debe ser factible y verificable, estn
complementadas por la induccin, analoga y deduccin.
3 Diseo de la prueba mediante distintos pasos, la recoleccin de
datos (posibilitan conclusiones), verificar si los resultados de la
prueba concuerdan con las hiptesis (en el caso de que concuerden
pasan a ser una verdad cientfica).
Ley: el conocimiento tiene que ser absoluto, de validez general
y no puede ser cambiante.
El conocimiento cientfico: Este no solo conoce sus limitos, sino
que se halla en constante actividad. Se caracteriza por ser
raciona, claro, preciso, sistemtico y metdico.
El conocimiento cientfico es general (universal), no se interesa
por hechos aislados sino en establecer leyes de validez
universal.El conocimiento cientfico prctico es verificable,
mientras que el formal se establece a travs de la demostracin.
Lenguaje cientfico: Puede cumplir la funcin informativa, es
decir, el cientfico materializa el producto de su investigacin a
travs de este.Se reconoce que una funcin lingstica est cumpliendo
una funcin informativa cuando tiene sentido decir de ella que es
verdadera o falsa.
Cada ciencia tiene su propio lenguaje.
Nomenclatura y unidades en biologa: equivalencias
Al tratar de las dimensiones de la clula y de las cantidades de
material presentes en el nivel celular, se necesitan unidades de un
tamao apropiadamente pequeo.Las unidades de longitud incluyen:
Micrmetro 0.001 mm
Nanmetro 10 mm
Angstrom 10 mmEl peso se expresa en:
Miligramos 10 gr.
Microgramos 10 gr.
Nanogramos 10 gr.
Pictogramos 10 gr.
Los principios unificadores de la biologa son aquellos comunes a
toda la biologa, estn relacionados a sus contenidos:
1. Continuidad gentica: Filogenia (desarrollo evolutivo de la
especie) / Ontogenia (desarrollo del individuo)
2. Los seres vivos estn sujetos a cambios y evolucin en el
tiempo. Si el cambio es brusco las especies no lo resisten y
desaparecen. Pueden darse cambios lentos (evolucin) o rpidos
(adaptacin).
3. Diversidad de formas: Justifica la evolucin.
4. Relacin en la estructura (base) y la funcin.
5. Adaptacin del organismo al medio ambiente.
6. Conducta a medida que se desarrollan los seres vivos.
7. Regulacin y homeostasis: Los organismos trabajan
interconectados y mantienen un equilibrio interno estable, mientras
que la relacin del organismo con el medio es inestable.
8. El hombre y el equilibrio biolgico; el hombre es consciente
de su evolucin, estn relacionados con las estructuras lgicas de la
biloga:
1. Biologa como ciencia INDUCTIVA
2. La HISTORIA de los conocimientos biolgicos.
Los principios unificadores son:
Todos los organismos estn formados por clulas: toda clula est
formada por otras clulas preexistentes, siendo esta la mnima unidad
de vida de los organismos.
Todos los organismos obedecen las leyes de la fsica y la
qumica.
Todos los organismos requieren de energa: la energa en un
organismo se mantiene siempre constante, solo que sufre
transformaciones. Es de gran importancia para realizar los
procesos.
Principios filosficos en las ciencias fcticas.
Estos principios hacen referencia al orden, evolucin y
estratificacin a que se halla sujeto el mundo real, y son
interdependientes.
Principio de origen: El mundo se halla estructurado en un
perfecto orden matemtico.
La biologa como ciencia fctica, al estudiar la realidad, adems
de buscar una explicacin de los fenmenos va descubriendo, entre
otros aspectos, un ordenamiento uniforme y regular.
Principio de evolucin: Aceptando que el mundo real tiene un
orden vemos que el mismo es progresivo y escalonado, tiene una
lenta y paulatina jerarquizacin. ste principio tiene dos etapas: el
origen de la vida y la diversidad de especies.
Principio organizador: Como resultado de ese orden y evolucin,
surge la estratificacin.
En el estrato inferior aparece el correspondiente al mundo de lo
inanimado de materia orgnica ESTRATO FISICO QUIMICO. Sobre ste se
levanta el segundo estrato denominado ESTRATO DE LO ORGANICO de la
materia animada (animales y vegetales), y en tercer lugar se
encuentra el ESTRATO SUPERIOR O ANTROPOLOGICO correspondiente al
hombre y su cultura.
Estratificacin del mundo real.
Cada uno de los estratos tiene sus propios principios, leyes y
niveles de organizacin. Existe una dependencia de los estratos
unidireccional. Hay elementos en los estratos inferiores contenidos
en los superiores. Dicha dependencia no anula la soberana o
autonoma de cada uno de ellos.
Nivel de organizacin de la materia.
Partculas sub atmicas: electrones, protones, neutrones. Estas
partculas elementales son del 1 nivel sub atmico.
El nivel intermedio superior se denomina Atmico. La unidades el
tomo y es el resultado de la integracin de diferentes partculas sub
atmicas.
Nivel Molecular: Los tomos tienden a combinarse y reaccionar
entre s dando lugar a la formacin de las molculas.
Por encima del nivel molecular esta el nivel celular, cuya
unidad es la clula.
Nivel Pluricelular: Las clulas se fueron integrando y
organizando hasta formar organismos pluricelulares. ste nivel puede
dividirse en unidades estructurales: clulas, tejidos y rganos (a la
vez se subdivide en sistemas y aparatos).
Nivel Ecolgico: Est representado por poblaciones de animales y
vegetales cuya unidad es el ecosistema.
Nivel Cultural: Es en el cual la complejidad llega a su mximo
grado.
El concepto de vida.
Aristteles La vida es aquello por lo cual un ser se nutre, crece
y perece por s mismo.
Santo Toms La vida es aquello que posee por s mismo un
movimiento o sus correspondientes operaciones, aquello que puede
moverse por s mismo.
Schroedinger Como obj. De estudio de la biologa, sigue leyes
dinmicas que tambin pueden regir en la fisicoqumica, no es posible
reducir a un determinismo mecanicista los fenmenos de la vida.
Teora de la biognesis: Es una regla biolgica segn la cual un ser
vivo solamente puede ser creado por otro u otros seres similares a
l. Esta teora va en contra de la generacin espontanea.
Teora de la eternidad de la vida: Difundida por las corrientes
filosficas idealistas. La vida es eterna, de carcter espiritual que
se perpeta en el tiempo.
Evolucin qumica y el origen de la vida:
La hiptesis, generalmente aceptada por los cientficos, es que la
vida se desarroll a partir de la materia inanimada. Este proceso
llamado Evolucin Qumica implico varias fases:
1- Pequeas molculas orgnicas se formaran de modo espontaneo y se
acumularan con el tiempo.
2- A partir de molculas ms pequeas se elaborarn las macro
molculas, como protenas y cidos nucleicos. Luego, las macro
molculas interactuaran entre s y se reunirn en estructuras ms
complicadas, que con el tiempo sern capaces de metabolizar y
duplicarse. Estos ensambles macro moleculares se convirtieron en
estructuras parecidas a clulas, que por ultimo llegaron a ser las
primeras clulas vivas.
Las grandes corrientes filosficas del pensamiento biolgico.
Vitalismo Cree que las leyes de la fsica y la qumica no pueden
explicar los fenmenos vitales, por lo cual debe aceptarse la
intervencin de una fuerza o principio distinto.
Mecanicismo No existen en biologa otras leyes que las fsicas y
las qumicas. Aceptan un determinismo de los fenmenos biolgicos.
Pluralismo Consideran la generacin espontanea y la eternidad de
la vida.
Holismo Todas las partes de un sistema dado no puede ser
determinado por las partes que lo componen por s solas. Es una
concepcin basada en una integracin total. La suma de los todos.
Materialismo Slo la materia existe independientemente de nuestra
conciencia, y sta es un fenmeno derivado de procesos objetivos que
afectan a la materia.
Teoras y leyes en biologa.
Teora celular: Afirma que todo ser vivo est formado por clulas y
sus productos, que la formacin de la clula se produce por la
divisin de otra clula preexistente. La composicin qumica y el
desarrollo metablico de los organismos tienen similitudes
fundamentales a los seres vivos.
Teora del gen: Explica el mecanismo por el cual se trasmiten las
caractersticas hereditarias de los descendientes a travs de los
cromosomas. El gen es la unidad de material hereditario, est
constituido por ADN y protenas.
Ley de la recapitulacin de la filogenia: La ontogenia (historia
del desarrollo de la vida de los individuos de una especie) es la
recapitulacin de la filogenia (historia evolutiva de las
especies).
Ley de la universalidad del cdigo gentico: Casa aminocido es
codificado por un triplete de nucletidos.
Ley de la herencia mendeliana: Base de la transmisin de los
caracteres hereditarios (las dos leyes de Mendel).
Teora de evolucin: Las plantas y animales se desarrollaron por
otros organismos preexistentes.
Teora de Darwin: Tambin denominada Teora de la seleccin natural,
la seleccin es el mecanismo fundamental de la ascendencia y es
producida por las caractersticas de los seres vivos.
Unidad III: Nivel de organizacin celular
La vida presenta niveles estructurales jerrquicos de los cuales
cada uno se basa en el nivel previo y provee el fundamento para el
nivel superior. Toda la vida est construida sobre un fundamento
qumico que se basa en elementos, cada uno de los cuales es un tipo
nico de materia. Un tomo es la partcula mas pequea de un elemento
que conserva las propiedades del mismo, cualquier divisin que se
realice a un tomo producir partculas subatmicas (protones y
neutrones). Los tomos se pueden combinar de maneras especficas para
formar molculas, aunque muchas de estas sean formadas
espontneamente, las mayores y ms complejas son formadas slo por los
seres vivos. Los cuerpos de los seres vivos estn formados
particularmente por molculas complejas. Las molculas orgnicas se
basan en el elemento carbono.
La clula es la unidad ms pequea de vida, la diferencia entre una
clula viva y un conjunto de elementos qumicos, ilustra algunas de
las propiedades emergentes de la vida.
Todas las clulas tienen genes que proporcionan la informacin
necesaria para controlar su vida. Algunas subestructuras, llamadas
organelas u organoides, cumplen la funcin de fbricas qumicas en
miniatura utilizando la informacin contenida en dichos genes y a la
vez mantienen viva la clula.La clula est separada del mundo
exterior por una membrana delgada que a al mismo tiempo encierra el
medio acuoso llamado citoplasma.
Algunos organismos, principalmente microscpicos, estn compuestos
solo de una clula, pero los organismos mayores se componen de
muchas clulas, cuyas funciones son diferenciadas. En estos
organismos multicelulares, las clulas del mismo tipo forman
tejidos, los cuales realizan una funcin particular. Algunos tipos
de tejidos se combinan para formar una unidad estructural llamada
rgano. Varios rganos, que de manera conjunta realizan una sola
funcin, reciben el nombre de sistema de rganos. Todos los sistemas
que funcionan de manera conjunta forman un ser vivo individual, un
organismo.
Niveles, caractersticas y ejemplos:
Partcula subatmica Son las partculas que conforman un tomo
(Protn, Neutrn, Electrn).
Atmico Es la partcula mas pequea de un elemento que conserva las
propiedades del mismo (carbono, hidrogeno, nitrgeno)
Molecular Combinacin de tomos como por ej. Agua, glucosa,
colesterol.
Macromolecular Estructuras polimrica (ej. Cadena polipeptdica,
ADN, ARN)
Supra macromolecular Asociacin de varias molculas y
macromolculas (cromatina, membranas celulares)
Sub-celular (organelas) Estructura dentro de la clula que
realiza una funcin especfica (mitocondria, nuclolo,
cloroplastos)
Celular La unidad de vida ms pequea (neuronas, linfocitos)
Tejido Grupo de clulas parecidas que realizan una funcin
especfica (tejido nervioso, tejido epitelial)
rgano Una estructura dentro de un organismo, generalmente
compuesta de diversos tipos de tejidos, que forman una unidad
funcional (cerebro, hgado)
Sistema de rganos Dos o ms rganos que trabajan juntos en la
ejecucin de una funcin corporal especfica (sist. Digestivo, sist.
Nervioso)
Organismo Un ser vivo individual, compuesto de muchas clulas
(caballo)
Poblacin Miembros de una especie que haban en la misma rea
(tropilla de caballos)
Comunidad Dos o ms poblaciones de diferentes especies que viven
e interactan en la misma rea (vboras, arbustos, arboles, pastos,
monos,etc)
Ecosistema Una comunidad junto con los elementos no vivos que la
rodean (selva)
Biosfera La parte de la tierra habitada por seres vivos, incluye
componentes vivos y no vivos (superficie de la tierra)
La materia viva: caractersticas generales, organizacin
fsico-qumica y propiedades.
La materia viva o protoplasma puede ser considerada como materia
prima de los seres vivos, puede integrarse en diferentes
estructuras o formar parte de la sustancia fundamental de las
clulas. Dependen de su material qumico, considerado de un sistema
heterogneo, que no presenta en todos sus puntos las mismas
propiedades fsicas.
La biologa estudia los seres vivos, el concepto de vivo esta
dado por las siguientes propiedades:
Organizacin especfica: La materia viva est organizada de tal
manera que, si fragmentamos la unidad vital mnima (clula), sta
pierde las propiedades que caracterizan al ser vivo del que se
parte.
Composicin qumica compleja: La complejidad es ascendente,
comienza en los tomos, pasa por molculas, organoides, organismos
unicelulares y pluricelulares, tejidos, rganos y sistemas de
rganos.
Crecimiento: Hay dos tipos de crecimiento, Hiperplacio (cuando
aumenta de tamao un rgano por el aumento del volumen o cantidad de
las clulas) e Hipertrofio (cuando aumenta de tamao un rgano por
aumento de tamao de sus clulas).
Reproduccin: El ser vivo puede dar origen a un individuo similar
a s mismo. Existe una reproduccin sexual as como una asexual
(bacterias).
Metabolismo: Los mecanismos fsico-qumicos que realiza el
organismo vivo se denomina metabolismo, ste a su vez se divide en
anabolismo (sntesis de molculas simples o complejas) y catabolismo
(degradacin de molculas simples o complejas). El proceso del
anabolismo se denomina endergnico ya que utiliza energa; mientras
que el del catabolismo se denomina exergeno ya que se libera la
energa.
Irritabilidad: Capacidad de reaccionar ante determinados
estmulos.
Adaptacin: Capacidad de sobrevivir en distintos ambientes, si
esto persiste en el tiempo se da el proceso de evolucin.
Componentes qumicos de la materia viva.
Carbono (C), hidrgeno (H), oxgeno (O), nitrgeno (N), fosforo (P)
y azufre (S) son los elementos qumicos suficientes para construir
todos los organismos. stos se denominan BIOMOLECULAS por su funcin
en la constitucin de los seres vivos. Alrededor del 99% del
organismo sta formada a partir de stos 6 elementos, por lo que
tambin pueden denominarse BIOELEMENTOS PRIMARIOS. El resto de los
componentes incluyen elementos como calcio, sodio, potasio, etc. y
se denominan BIOELEMENTOS SECUNDARIOS, tambin esenciales para el
organismo.
Existen biomolculas comunes a todos los seres vivos entre las
cuales hay SUSTANCIAS ORGANICAS como las protenas, los lpidos, los
hidratos de carbono los cidos nucleicos y las vitaminas, pero
tambin hay sustancias inorgnicas como el agua y el dixido de
carbono. A dems, todos los seres vivos poseen pequeas cantidades de
minerales, que son compuestos inicos.
A las molculas orgnicas se las denomina compuestos del carbono,
ya que se caracterizan por tener una estructura formada de cadenas
de tomos de carbono enlazados entre s, a los que estn unidos tomos
de hidrogeno.
Funciones de las biomoleculas.
Estructural o constructiva: Constituyen los materiales de
construccin utilizadas para la formacin y el funcionamiento de las
clulas, y para el reemplazo de las estructuras daadas.
Energtica: Almacenan y aportan la energa necesaria para mantener
la organizacin y el funcionamiento del organismo.
Regulador: Controlan y regulan reacciones qumicas en las que
intervienen.
El agua en los seres vivos.
Una gran parte de la masa de casi todos los organismos es
simplemente agua. El agua disuelve muchos tipos diferentes de
compuestos n gran cantidades. Debido a sus propiedades solventes y
a la tendencia de los tomos de ciertos compuestos de formar iones
en solucin, desempea un papel importante al facilitar las
reacciones qumicas.
El agua disuelve a las sales (como el cloruro de sodio) mediante
hidratacin y estabilizacin de los iones Cl y Na, como consecuencia
de la reduccin de las redacciones inicas que existen entre
ellos.
El agua es un reactivo o producto de muchas reacciones qumicas
que ocurren en los tejidos vivos. Acta como reactivo en la
fotosntesis y es uno de los productos en la reaccin general de la
respiracin, tambin es la fuente del oxgeno del aire. sta se produce
en todas las reacciones de condensacin que dan lugar a las macro
molculas ms importantes (polisacridos, protenas y cidos nuclicos) y
como reactivo interviene en las reacciones opuestas de hidrlisis,
que catalizan los distintos tipos de hidrolasas (enzimas), que dan
como resultado la produccin de monosacridos, aminocidos y
nucletidos respectivamente.
Los minerales.
El sodio, el potasio, el calcio, el fosforo, el magnesio y el
hierro, entre otros minerales, son fundamentales para los
organismos. En los seres vivos pueden encontrarse como sales
minerales de tres modos:
Disueltos en los medios celulares internos y externo donde son
necesarios en cantidades mnimas como reguladores de las reacciones
qumicas. Ej. Sodio y potasio para transmisin de impulso
nervioso.
Formando estructuras slidas que tienen funcin de sostn o
protectora, como las sales de calcio que componen el esqueleto
interno, el externo y el corazn de algunos organismos.
Asociadas a molculas orgnicas.
Los minerales deben obtenerse por medio de la dieta, tanto en
los alimentos como disueltos en el agua potable, ya que el
organismo no puede fabricarlos.
Hidratos de carbono.
Son un grupo variado de compuestos, constituidos por C, H y O.
En algunos casos pueden tener adems N o S. Tambin se los llama
glcidos, carbohidratos o azucares.
Los monosacridos o azucares simples estn compuestos por una sola
unidad de azcar (cadena de 3 a 8 tomos de carbono) como por ejemplo
la glucosa (glcido de 6 carbonos). Pueden unirse entre s y dar
origen a compuestos ms grandes, los oligosacridos (entre ellos
disacridos, formados a partir de la unin de dos monosacridos) y los
polisacridos (construidos entre 11 y varios miles de
monosacridos).
Entre los disacridos ms conocidos se encuentran la sacarosa
(azcar comn), la lactosa (azcar de la leche) y la maltosa.
El almidn, el glucgeno y la celulosa son tres tipos de
polisacridos.
Funciones que cumplen los carbohidratos en los seres vivos:
Energtica y reserva de energa: La glucosa es la principal fuente
de energa que emplea la mayora de los seres vivos en la respiracin
celular. El almidn en las plantas y el glucgeno en los animales,
por otro lado constituyen reservas de energa que se almacenan y que
las clulas emplean cuando lo requieren.
Estructural: Algunos polisacridos actan como material de
construccin y de sostn de las clulas. Ej. Celulosa y quitina.
Componentes de otras biomolculas: La ribosa forma parte de los
cidos nuclicos. Otros glcidos se asocian con protenas
(glicoprotenas) o con lpidos (glucolpidos) y forman parte de la
membrana celular.
Lpidos.
Las grasas se incluyen en el grupo de los lpidos, entre los que
se encuentran tambin los aceites, las ceras y el colesterol, que
comparten la siguiente caracterstica: Son insolubles en el agua y
solubles en solventes orgnicos (benceno, cloroformo, acetona,
etc.).
Tanto en las grasas como en los aceites estn presentes los
triglicridos, stas son molculas que resultan de la combinacin de
tres cidos grasos con una molcula de glicerol. Las largas cadenas
de cidos grasos formadas por tomos de carbono e hidrogeno le dan a
estas molculas la propiedad de ser hidrofbica (molculas que son
repelidas por el agua, o que no se pueden mezclar con ella).
Los fosfolpidos son los principales componentes de las membranas
celulares, que tambin incluyen otros lpidos como el colesterol.
Tienen una cabeza hidroflica (tiende a acercarse al agua) y una
cola hidrofbica.
Los lpidos cumplen funciones esenciales en los seres vivos:
Estructural: Los fosfolpidos y el colesterol son componentes
fundamentales de la membrana celular.
Energtica: Los triglicridos se almacenan en el tejido adiposo de
muchos animales y en las semillas, son utilizados para la obtencin
de energa cuando hay poca disponibilidad de glcidos.
Protectora: Las ceras forman cubiertas alrededor de las semillas
y los frutos de las plantas, y sobre la piel, los pelos y las
plumas de algunos animales brindndoles proteccin.
Reguladora del metabolismo: Las vitaminas A, D, K y E y algunas
hormonas, son lpidos que regulan numerosos procesos.
Regulador de la temperatura: En animales de zonas fras o
ambientes marinos, las grasas almacenadas en el tejido adiposo
debajo de la piel actan como aislantes y favorecen la regulacin de
la temperatura corporal.
Protenas.
Son polmeros de aminocidos, se unen entre s mediante uniones
peptdicas. Todas las funciones bsicas de las clulas dependen de
protenas especficas.
Las propiedades de las protenas varan considerablemente. Las
protenas fibrosas, como la queratina y el colgeno, son insolubles;
mientras que las globulares, como las protenas sanguneas, son
solubles en agua y sus molculas adquieren una configuracin esfrica.
Tambin existen protenas conjugadas, unidas a porciones no
proteicas.
Existen cuatro niveles de organizacin estructural de las
protenas:
Estructura primaria: Hace referencia a las secuencias, es decir
a la cantidad y al orden en que se ubican los aminocidos en la
cadena polipeptdica.
Estructura secundaria: Corresponde al primer plegamiento de la
cadena polipeptdica en forma de hlice (como un resorte), o de hoja
plegada (como un abanico).
Estructuras terciaria: Corresponde a un plegamiento de la cadena
sobre s misma, que adopta la estructura especial tridimensional
definitiva.
Estructura cuaternaria: En el caso particular de la hemoglobina,
cuatro cadenas globulares se unen y forman la protena, que funciona
como transportadora de oxgeno en los glbulos rojos. Cada cadena
incluye un grupo hemo con un tomo de hierro donde se une el
oxgeno.
Enzimas.
Son catalizadores orgnicos mediante los cuales las clulas
realizan y aceleran reacciones bioqumicas. Un catalizador es una
sustancia que acelera las reacciones qumicas sin modificarse, esto
indica que puede ser usado una y otra vez.
El conjunto de las enzimas constituye el grupo de molculas ms
extenso y especializado del organismo.
Las enzimas son protenas que tienen uno o ms lugares denominados
sitios activos a los cuales se une el sustrato, es decir la
sustancia sobre la que acta la enzima. El sustrato es modificado
qumicamente y convertido en uno o ms productos. Las enzimas
aceleran la reaccin hasta que se alcanza un equilibrio, y pueden
ser tan eficientes como para que la velocidad de reaccin sea de 10
a 10 veces ms rpida que en ausencia del catalizador.
Una caracterstica muy importante de la actividad enzimtica es su
especificidad, de manera que cada enzima particular acta solo sobre
un determinado sustrato. Las enzimas pueden ser tan especficas que
son incapaces de actuar sobre sustancias estrechamente
relacionadas.
Cuando las enzimas pierden su estructura tridimensional
caracterstica, se dice que estn desnaturalizadas.
cidos Nucleicos.
Estos son macromolculas formadas por la polimerizacin (unin) de
muchos nucletidos. Cada nucletido est formado por una base
nitrogenada, un azcar y un grupo fosfato.
Existen dos tipos de cidos nucleicos: ADN y ARN, la diferencia
entre estos se da por el azcar que los acompaa, para el ADN la
desoxirribosa y para el ARN la ribosa.
Existen varios tipos de ARN:
ARNm lleva la informacin gentica desde el ncleo a los lugares
donde se realice la sntesis proteica.
ARNt transporta los aminocidos recogidos de el citoplasma hasta
los ribosomas para participar en la sntesis proteica.
ARNr codifica el mensaje que trae el ARNm.
Las bases nitrogenadas pueden ser pricas o pirimdicas. Las
pricas son adenina (A) y guanina (G); las pirimdicas son la timina
(T), citocina (C) y uracilo (U), ste ltimo reemplaza a la timina en
el ARN.
Los azucares de los cidos nucleicos son monosacridos
pertenecientes al grupo de las pentosas, por lo que tienen 5 tomos
de carbono en forma cclica pentagonal.
El grupo fosfato se combina con dos azucares a la vez, sirviendo
de enlace a dos nucletidos vecinos, permitiendo formar los
polinucletidos, alineados a lo largo de la cadena.
El ADN est constituido por dos hemicadenas de polinucletidos
enrollados en forma helicoidal, alrededor de un eje central. Los
nucletidos estn agarrados a los nucletidos de la hemicadena opuesta
por intermedio de sus bases, que se enfrentan y se unen entre s por
puentes de hidrogeno con doble o triple ligadura.
Las hemicadenas de fosfato-azcar forman la columna vertebral del
helicoide y las bases estn dispuestas hacia el interior.
La diferencia esencial entre ADN y ARN, adems del reemplazo de
la desoxirribosa por la ribosa, y de timina por uracilo, es que el
ARN est constituido por una cadena nica y que sus dimensiones son
ms reducidas que las del ADN.
La localizacin del ADN se remite casi a la totalidad del mismo
al ncleo en forma de cromatina y cromosomas; y en una pequea
cantidad en las mitocondrias y centriolos.
En el citoplasma se puede encontrar ARN al igual que en el ncleo
(nuclolos). Dentro del citoplasma se distribuyen en su mayor
dimensin en la estructura de los ribosomas y en muy pequea cantidad
en las mitocondrias y los centriolos.
La funcin que cumple el ADN no es nica, controla la actividad
total de la clula y constituye el archivo de la informacin gentica
que est comprendida en la transmisin de los caracteres
hereditarios. Debido a su propiedad de auto duplicacin, asegura en
el fenmeno de divisin celular que cada clula hija reciba el mismo
nmero de cromosomas que la clula madre. Es el responsable de la
sntesis del ARN.
El ARN cumple la funcin de transcribir el mensaje gentico en el
ADN y traducirlo a protenas.
Unidad IV: Estructura Celular.
La clula: concepto, forma, tamao y caractersticas generales.
Clula: Unidad anatmica, biolgica, fisiolgica y vital de todos
los seres vivos. Las clulas que forman nuestro cuerpo son
eucariotas. Sus partes principales son el ncleo y el
citoplasma.
La forma de las clulas es generalmente esfrica, aunque la
apariencia final depende de la existencia de la pared celular, la
presencia del citoesqueleto y la adhesin a otras clulas vecinas. El
tamao de una clula se regula por una relacin de volumen/superficie
(mientras menor sea, menos materiales se podrn intercambiar) y por
la capacidad del ncleo para producir copias de molculas que regulan
los procesos celulares.
Caractersticas generales:
Existen dos clases de clulas: Procariotas y eucariotas. La
principal diferencia entre ambas es que las procariotas no poseen
envoltura nuclear y los cromosomas se hallan en contacto directo
con el resto del protoplasma.En las clulas eucariotas existe una
complicada envoltura nuclear en la que se dan todos los
intercambios nuclenicosplasmticos.
Desde el punto de vista evolutivo se considera a las procariotas
antecesoras de las eucariotas.
La membrana plasmtica separa el contenido de la clula del medio
externo; se trata de una bicapa lipdica con protenas intercaladas
en su superficie. Una de las funciones de la membrana plasmtica es
la de controlar selectivamente el trafico de solutos. En clulas
vegetales, la membrana esta reforzada y cubierta por la pared
celular.
La presencia de ncleo caracteriza a la clula eucariota, casi
todas las clulas son mono nucleadas, pero existen algunas
binucleadas y polinucleadas.
Los papeles esenciales del ncleo son: almacenar la informacin
gentica, duplicar el ADN y llevar a cavo la transcripcin del
mismo.
Mtodos de estudio: El concepto de poder resolutivo.
El poder resolutivo hizo evolucionar a la ciencia biolgica a
travs de los mtodos de estudio.
El poder resolutivo del microscopio por ej. Indica la capacidad
para resolver estructuras.
La membrana celular.
Composicin y organizacin celular:
La membrana celular es esencial en la vida de la clula, es una
estructura dinmica y fluida formada por fosfolipidos y
protenas.
Generalmente est rodeada por un medio acuoso, por lo que las
molculas de fosfolipidos se disponen en una bicapa con sus colas
hidrofbicas apuntando hacia el interior y sus cabezas hidrfilas de
fosfato apuntando hacia el exterior.
La estructura de la bicapa tambin es fluida.
En algunos organismos, la bicapa de fosfolipidos alberga grandes
cantidades de molculas de colesterol que le otorgan rigidez y
disminuyen la permeabilidad a molculas solubles pequeas.
Las superficies interior y exterior de la membrana celular
difieren de manera considerable en su composicin qumica. En general
tienen concentraciones diferentes de distintos tipos de lpidos. En
mucha clase de clulas, la capa externa es particularmente rica en
glucolpidos y glucoprotenas.
Las cadenas de carbohidratos que sobresalen de la capa exterior
de la membrana, unidas a lpidos y a protenas, estn implicadas en la
adhesin de las clulas entre s y en el reconocimiento de molculas de
la superficie de la membrana.
Hay protenas entre el interior y el exterior de la membrana, las
cuales sirven de transporte. Desempean un papel importante en la
permeabilidad, ya sea como canales o como transportadoras. Las
protenas pueden ser perifricas e integrales.
Fluidez de la membrana, su importancia biolgica.
Tanto los lpidos como las protenas pueden tener una considerable
libertad de movimiento lateral dentro de la membrana. La fluidez de
la bicapa es la responsable del proceso de auto sellado que
presentan las clulas.
Existen numerosos procesos fisiolgicos que son posibles gracias
a la fluidez del movimiento que la membrana le concede a las
protenas, como los procesos de transporte, el agrupamiento de
receptores transmembranosos e interaccin con protenas canales en
respuesta a un estimulo, endocitosis, exocitosis, etc.
Permeabilidad de la membrana.
Transporte pasivo: El movimiento de sustancias qumicas dentro de
un sistema o entre el sistema y el medio se produce en forma
espontanea desde regiones donde el potencial qumico es mayor hacia
donde es menor. Este tipo de transporte impulsado por gradiente no
requiere gasto de energa.
Transporte activo: Va en contra de la gradiente. Est medido por
protenas de transporte, requiere de energa para llevarse a cabo. La
energa la consigue aprovechando el gradiente electro-qumico o
mediante ATP. Existen dos tipos de transporte activo: el primario
(mediado por ATP asas) y el secundario (mediado por protenas
transportadoras)
Difusin: Es el desplazamiento neto de molculas a presin y
temperatura constante desde zonas de mayor concentracin hacia zonas
de menor, es el mecanismo principal de movimiento de molculas en
una clula. Este no requiere de energa externa.
En la difusin simple la fuerza impulsora es el gradiente de
potencial qumico, mientras que en la difusin facilitada puede ser
el gradiente de potencial qumico como el electroqumico. Este ltimo
se produce a travs de protenas integrales de membrana.
En todas las membranas hay dos tipos de transporte
facilitado:
Canales: Son estructuras proteicas que forman un conducto en la
membrana a travs del cual pueden pasar determinados solutos por
difusin. Estos canales forman conductos hidrfilos para el pasaje de
sustancias hidrfilas, se los llama canales inicos porq permiten el
acceso de iones exclusivamente. El agua tambin atraviesa la bicapa
por este canal.
Transportadores: Son estructuras proteicas que se asocian en
forma especfica con la molcula que ser transportada y las desplazan
a travs de la membrana. Ej. Las bombas.
Diferenciaciones de membrana.
Corresponde a regiones identificables morfolgicamente, adaptadas
de manera especial para diferentes funciones como secrecin,
adherencia mecnica o interacciones con otras clulas o con las
matrices celulares.
Matriz citoplasmtica y citoesqueleto.
La matriz citoplasmtica o citoplasma est constituida por
molculas de ARN, protenas globulares, enzimas, etc., tiene un
citoesqueleto que permite el sostn de la clula e interviene en los
movimientos intracelulares.
Sistema de endomembranas.
Las clulas poseen estructuras internas que las dividen en
compartimientos especializados, limitados por membranas cerradas y
permeables, en forma selectiva. Cada compartimiento es
funcionalmente diferente y contiene un grupo caracterstico de
enzimas que realizan las funciones propias de cada organela. En el
espacio funcional estn interconectados.
El sistema de endomembranas est constituido por vacuolas y
vesculas, el retculo endoplasmtico, el complejo de golgi y los
lisosomas.
Organoides del citoplasma.
Membrana nuclear: Limite entre el interior del ncleo y el
citoplasma. Permite su comunicacin. En su capa externa contiene
ribosomas que sintetizan protenas.
Retculo endoplasmatico: se divide en Retculo endoplasmtico liso
(divide la clula en compartimentos, transporta sustancias y
sintetiza lpidos) y Retculo endoplasmtico rugoso (sintetiza
protenas, divide tambin la clula).
Aparato de Golgi: Empaqueta los lpidos y protenas que se
sintetizan en el R.E. y los distribuye. Colabora con la formacin de
membranas, vacuolas y lisosomas.
Mitocondrias: Encargada de la respiracin celular, consiste en la
transformacin del alimento y el oxgeno dando como resultado energa
(ATP).
Lisosomas: Poseen enzimas hidroliticas que limpian la clula.
Digestin intracelular, degrada macromolculas y organoides viejos de
la clula.
Organoides, inclusiones y diferenciaciones citoplasmticas.
La clula no es meramente una bolsa de lquidos, enzimas y
sustancias qumicas, tambin contiene estructuras fsicas altamente
organizadas, muchas de las cuales se llaman organelas, y cuta
naturaleza fsica es tan importante para el funcionamiento celular
como lo son los constituyentes qumicos.
Entre las organelas se incluyen aquellas como la membrana
nuclear, membrana celular, el R.E, el aparato de Golgi, las
mitocondrias, lisosomas y los centriolos.
El ncleo interfsico.
El ncleo es el centro de control de la clula, contiene grandes
cantidades de ADN, las cuales determinan las caractersticas de las
enzimas citoplasmticas que rigen la actividad del citoplasma.
Tambin controla la reproduccin; en primer lugar, los genes se
reproducen a s mismos, despus de lo cual la clula se divide por un
proceso especial llamado mitosis, para dar origen a la formacin de
dos clulas hijas, cada una de las cuales recibe uno de los dos
conjuntos de genes.
La envoltura nuclear se llama membrana nuclear, se encuentra por
varios polos nucleares.
El nuclolo no tiene una membrana delimitadora, es una estructura
que contiene una gran cantidad de ARN y protenas de dos tipos
encontradas en los ribosomas. Aumenta de tamao cuando la clula
sintetiza protenas de forma activa. Las sntesis de ARN se almacenan
en ste.
UNIDAD V: Tejidos.
Caractersticas generales: Puede definirse como un grupo o capa
de clulas de la misma especializacin que, en conjunto, se
distinguen por sus funciones especiales. Cada variedad de tejido
consta de clulas con tamao, forma y disposicin caractersticas.
Clasificacin:
Epitelial Consiste en lminas continuas de clulas que
proporcionan una cubierta protectora a todo el cuerpo y contiene
terminaciones nerviosas, sensoriales.
Funciones:
* Proteccin: Las clulas que lo compone se mantienen slidamente
unidas formando una o varias capas. Se clasifican de acuerdo al
nmero de capas que lo componen (monoestratificados y
estratificados), la forma de sus clulas (planas, cubicas o
cilndricas) y las especializaciones de las mismas.
* Glandular: Se caracteriza por su funcin secretora, existen
tres tipos de glndulas: exocrinas, endocrinas y mixtas.
* Sensorial: Se localizan en los rganos de los sentidos.
Transmiten un impulso nervioso que llega al cerebro por una va
sensorial especfica.
Conectivo Renen, dan apoyo y protegen a los otros tres tipos de
tejidos. Est formado por clulas, fibras y matriz. Dentro de ste hay
dos tipos bsicos: laxo (sirve de sostn a todos los otros tejidos y
a los vasos sanguneos) y denso (sirve de sostn para los
msculos).
Dentro de los conectivos se encuentran los especializados:
* Adiposo: Contribuyen a la regulacin hormonal, reservan
energa.
* Cartilaginoso (sostn): Es avascular (no tiene irrigacin
propia). Se divide en fibrosos (permiten movimientos y cambios de
forma), hialino y elstico.
* seo: Es de sostn, tiene irrigacin propia. Junto con el
conducto sanguneo constituyen el sistema de Habers.
Muscular Responsable de los movimientos corporales, est formado
por msculos estriado esqueltico, estriados cardiacos y muscular
liso (involuntario).
Nervioso Recibe informacin almacenada y eferente (hacia afuera);
y la reenva.
Tejido nervioso: tipos celulares.
El tejido nervioso est compuesto por neuronas, especializadas en
conducir impulsos nerviosos electroqumicos y clulas gliales
(micrglia, astrocitos, oligodendrocitos y schwann)
El impulso nervioso.
El potencial de accin se desencadena cuando la membrana se
despolariza generando el impulso nervioso. ste ltimo tiene dos
tipos de conduccin: saltatoria y continua.
Barrera hemoencefalica.
Los astrocitos rodean los capilares sanguneos constituyendo la
barrera hemoencefalica en el cerebro, cerebelo y el bulbo raqudeo.
sta bloquea el pasaje de sustancias nocivas desde la sangre hacia
el tejido nervioso.
Sealizacin intercelular.
Hay tres tipos:
Paracrina Las molculas actan como mediadores afectando nicamente
las clulas del ambiente intermedio de la clula seal.
Sinptica Cuando una neurona es activada, enva impulsos elctricos
a lo largo de su axn, el terminal nervioso segrega una seal qumica
(neurotransmisor) y entra en contacto con su clula diana a travs de
sinapsis qumica.
Endocrina Segregan sus molculas seal (hormonas) en el torrente
sanguneo, el cual transporta la seal hasta las clulas dianas
distribuidas por el cuerpo.
Sinapsis: Son conexiones entre los botones terminales de los
extremos de las ramas axnicas de una neurona y la membrana de
otra.
La membrana presinptica, localizada al final del botn terminal,
se sita frente a la membrana postsinptica que recibe el mensaje.
Entre ambas se encuentra la hendidura sinptica.
Tipos de sinapsis:
Qumica La sinapsis qumica se establece entre clulas que estn
separadas entre s por la llamada hendidura sinptica. La liberacin
de neurotransmisores es iniciada por la llegada de un impulso
nervioso (o potencial de accin), y se produce mediante un proceso
muy rpido de secrecin celular: en el terminal nervioso presinptico,
las vesculas que contienen los neurotransmisores permanecen
ancladas y preparadas junto a la membrana sinptica.
Elctrica es aquella en la que la transmisin entre la primera
neurona y la segunda no se produce por la secrecin de un
neurotransmisor, sino por el paso de iones de una clula a otra a
travs de uniones gap (pequeos canales formados por el acoplamiento
de complejos proteicos, basados en conexinas, en clulas
estrechamente adheridas).
Las sinapsis elctricas son ms rpidas que las sinapsis qumicas
pero menos plsticas; por lo dems, son menos propensas a
alteraciones o modulacin porque facilitan el intercambio entre los
citoplasmas de iones y otras sustancias qumicas.
Unidad VI: Reproduccin Celular.
Tipos de divisin celular en el organismo.
Hay dos tipos de divisin celular: Mitosis y Meiosis.Tenemos 46
cromosomas en cada clula de nuestro cuerpo, la reproduccin se da de
forma sexual. Se produce una fase en la que se forman los gametos
(clulas sexuales), el ovulo y el espermatozoide.
Todo individuo se forma por la base haploide de 23 cromosomas
mediante la fecundacin interna. De sta unin se origina una clula
cigota que vuelve a tener 46 cromosomas.
Ciclo celular: Es el ciclo de vida de la clula que comienza
cuando se forma una nueva clula hija y culmina con la divisin de la
misma.
La divisin puede darse en dos fases:
1. INTERFASE: dentro de esta se distinguen tres etapas (G1, S y
G2)
* Fase G1 La clula aumenta el tamao, multiplica componentes como
organelas, protenas, reservas energticas, etc. Esta fase cumple con
su funcin especfica y es la nica etapa del ciclo que no tiene un
tiempo fijo, ya que depende del tipo y funcin celular.
* Fase S En sta ocurre tres cuestiones fundamentales: la
replicacin del ADN, duplicacin de los centriolos y la duplicacin de
las protenas asociadas al ADN (histonas y no histonas), es decir
que se realiza la copia de la informacin gentica.
La duracin de esta fase es constante en todos los tipos
celulares.
* Fase G2 Sucede a la fase D y procede a la M, en ella ocurren
los preparativos finales para la divisin celular. Es cuando se
realiza el chequeo previo a la divisin. Si la clula est en
condiciones pasar a la fase M.La duracin de esta etapa tambin es
constante.
Fase M: Es la etapa de divisin celular (procedida por G2, S y
G1). Incluye a la citocinesis.
La divisin celular es el proceso por el cual una clula madre se
divide dando lugar a dos clulas hijas. En esta se separan todos sus
componentes, previamente duplicados (material gentico).
Fase G: A esta etapa se la denomina como G1 eterno. Algunos como
la neurona, la clula muscular y el hepatocito quedan en G ya que no
se dividen.
Mitosis.
Es el proceso por el cual una clula diploide (2n) se divide en
dos clulas hijas iguales (2n) pero ms pequeas.
Sus etapas son:
Profase: La cromatina se ha condensado lo suficiente y los
cromosomas se han hecho visibles. Se pueden ver los dos pares de
centriolos fuera de la envoltura nuclear, stos migran a los polos
opuestos para comenzar a formar el huso mittico. Su envoltura
comienza a dispersarse y desaparecen los ncleos. Es la fase ms
larga de la mitosis.
Prometafase: Al comienzo de sta se desintegra la lmina y la
membrana nuclear. Se forma el huso mittico. Los cromosomas migran
hacia el ecuador de la clula.
Metafase: Comienza cuando los cromosomas se van ubicando en el
plano ecuatorial, formando as la placa metafsica. El huso mittico
se completa quedando perfectamente formado. En sta etapa, el ADN
alcanza su mximo grado de condensacin.
Anafase: Se separan las cromtides hermanas, desplazndose hacia
los polos opuestos, el huso se alarga para elongacin de las fibras
polares y los polos se alejan uno del otro. Los cromosomas recin
separados se mueven hacia los polos opuestos.
Cuando la anafase est concluyendo se puede observar la formacin
del anillo contrctil.
Telofase: Los cromosomas ya han alcanzado los polos opuestos y
el huso comienza a desarmarse. Se vuelve a formar la envoltura
nuclear alrededor de los cromosomas. Se reforman los nuclolos y el
citoesqueleto. En esta etapa el anillo contrctil se contrae
dividiendo la clula en dos.
Cromosomas: estructura, forma y clasificacin.
El cromosoma es la condensacin gradual de cromatina que termina
formando una serie de bastoncillos que se tien intensamente.
Hay dos tipos de cromosomas sexuales X e Y. El hombre se define
XY, mientras que la mujer XX.
Los autosomas son los cromosomas somticos (no sexuales).
Dos cromosomas se denominan Homlogos cuando codifican la misma
informacin.
A) Cromosoma Metacntrico: Tienen los brazos de igual
longitud.
B) Cromosoma Submetacntrico: El centrmero tiene una posicin casi
central, desplazndose hacia uno de los extremos.
C) Cromosoma Acrocntrico: Se desplaza ms el centrmero que en el
caso anterior.
D) Cromosoma Telocntrico: El centrmero se ubica en un extremo
del cromosoma.
Cariotipo Es la representacin de los cromosomas que presenta la
clula en un individuo. Es importante ya que sirve para reconocer
aberraciones cromosmicas, analiza sus cromosomas de acuerdo a sus
formas y nmeros.
Meiosis: Es la divisin celular sexual.
Las clulas sexuales o gametas, producto de la divisin meitica,
tiene la mitad de cromosomas que las clulas somticas del organismo
(en el humano son 23).
Al nmero de cromosomas de las gametas se lo conoce como numero
haploide (n) y el de la clula somtica se denomina diploide (2n).
sta ltima, producida por la fusin de dos gametos, se denomina
cigoto.
Ploida: Hace referencia al nmero de pares de cromosomas, o a la
forma de agruparse que tienen.
La reproduccin sexual se caracteriza por dos hechos:
1- Meiosis
2- Fusin de las gametas (fecundacin)
Una vez finalizada la meiosis las clulas resultantes tendrn
numero haploide de cromosomas (los miembros de cada par de
cromosomas homlogos se separan).
La meiosis se divide en dos etapas:
I- Reduccional: Entrecruzamiento y separacin de los cromosomas
homlogos.
II- Ecuacional: Separacin de las cromtides hermanas.
Meiosis I
Es reduccional, se separan los cromosomas homlogos dando lugar a
dos clulas hijas haploides. En el humano, las clulas 2n=46 pasaran
a ser n=23
Profase I: La importancia fundamental reside en la recombinacin
gentica, llevada a cabo entre cromosomas homlogos. Se la describe
en las siguientes etapas:
Leptonema: Los cromosomas comienzan a condensarse en largos
filamentos dentro del ncleo, adosndose a la envoltura nuclear.
Cigonema: Comienza a formarse el complejo sinaptonmico, que va a
permitir que los cromosomas homlogos se apareen entre s (sinapsis o
apareamiento) formando las ttradas. La condensacin del material
gentico contina.
Paquinema: En esta etapa culmina la sinapsis, es decir, la unin
entre cromosomas, gracias a la cual quedan formados los ndulos de
recombinacin que catalizan el intercambio de material gentico entre
los cromosomas homlogos, a esto se lo denomina Crossing Over o
Entrecruzamiento.
Diplonema: El complejo sinptico desaparece separndose los
cromosomas. Quedan los quiasmas, que representan los puntos en los
que se produjo el intercambio de material hereditario. Se
descondensa el ADN.
En esta etapa hay mucha transcripcin.
Diacinesis: Termina la profase I. La condensacin de los
cromosomas es mxima; se rompe la membrana nuclear (esto indica el
final de la profase I y el inicio de la metafase I).
Metafase I: Las ttradas van hacia el ecuador; las fibras
cinetocricas estn unidas de un solo polo a los centrmeros.
Anafase I: Los homlogos se separan, las dos cromtides hermanas
migran hacia los polos sin separarse, se produce el anillo
contrctil.
Telofase I: Los cromosomas hijos alcanzan los polos del huso y
comienzan a descondensarse (cada uno de estos est formado por una
molcula de ADN). Se reorganiza la envoltura nuclear quedando una
clula binucleada. El anillo contrctil se contrae.
Termina la migracin, se reorganizan las cromtides y empiezan a
alargarse. La etapa de la Meiosis I se denomina REDUCCIONAL porque
se separan los cromosomas homlogos y las clulas hijas son
haploides.
Meiosis II.
En sta se separan las cromtides hermanas, ocurre sobre clulas
haploides.
Profase II: Se produce la condensacin de los cromosomas en el
interior del ncleo y la migracin de los centriolos hacia los
polos.
Metafase II: Las cromtides se alinean en el ecuador, se disponen
de dos en dos. Las fibras del huso se asocian con los cinetocoros y
desde los polos se extienden otras fibras del mismo.
Anafase II: Las cromtides hermanas se separan de sus centrmeros
y emigran hacia los polos opuestos, llamados cromosomas.
Telofase II: Los microtbulos del huso desaparecen y se forma una
envoltura nuclear alrededor de cada conjunto de cromosomas. Hay un
cromosoma de cada tipo (haploide) en cada polo. Se reorganiza la
membrana nuclea. Los cromosomas se alargan gradualmente formando
los filamentos de cromatina y luego ocurre la citocinesis, quedan
formadas cuatro clulas haploides, (cada una con uno solo de los
diferentes tipos de cromosomas) cada una de las cuales tiene una
combinacin gentica diferente.
Gametognesis.
Durante las primeras etapas del desarrollo embrionario algunas
clulas se diferencian en gametas (ovocitos o espermatozoides)
ubicndose en las gnadas (ovarios y testculos). Son clulas sexuales,
protagonistas de la reproduccin, que para formarse atraviesan el
proceso de meiosis.
Ovognesis.
Los vulos son clulas gigantes, con gran cantidad de material de
reserva para el desarrollo de los nuevos individuos.
La ovognesis comienza en el embrin en desarrollo, cuando las
clulas germinales migran hacia la gnada de formacin, convirtindose
en ovogonias. Las clulas proliferan mediante ciclos de divisin
celular ordinaria, durante un periodo anterior a su diferenciacin
en ovocitos primarios.
En el estadio de desarrollo se inicia la primera divisin
meitica: ocurre parte de la profase, donde tiene lugar el
entrecruzamiento entre sus cromtides. Posteriormente, la clula
permanece detenida en la profase de la divisin I de la meiosis,
durante un periodo de tiempo que se ajusta en las mujeres al ciclo
menstrual.
2n Ovogonia.
(Diferenciacin) Mitosis
2n Ovocito 1
Meiosis I
n n Ovocito 2
Meiosis II
4 clulas haploides n n n n Ovulo (viable)
2 cuerpos polares
(No son viables y al poco tiempo se degeneran)
La maduracin ovocital sigue hasta la metafase de la meiosis II,
donde se detiene hasta la fecundacin. El ovocito secundario
detenido es liberado del ovario y, si tiene lugar la fecundacin, es
estimulado a completar la meiosis II y transformarse en vulo.
Espermatognesis.
Es la formacin de espermatozoides, se da en los tbulos
seminferos que contienen los espermatogonios (clulas germinales
primordiales). Los espermatogonios se dividen en espermatocitos
primarios (inician la meiosis, bloqueada hasta la pubertad) y al
terminar la meiosis I se obtienen dos espermatocitos secundarios;
estos comienzan la meiosis II, al final de esta se obtienen 4
clulas llamadas espermtides, las cuales pasarn por un proceso de
maduracin y diferenciacin (espermatognesis) y originan 4 clulas
viables que se llaman espermatozoides.
2n Espermatogonio (dif. Inicial)
Mitosis
2n 2n espermatocitos 1 (XY)
Meiosis I
n n n n espermatocitos
Meiosis II
n n n n espermtides (espermatogenesis 2 dif.)
Espermatozoides
Recombinacin: su importancia biolgica.
El entrecruzamiento consiste en el intercambio preciso y exacto
de segmentos cromosmicos entre cromtides homologas. Se producen
grandes rupturas en puntos idnticos de ambas, luego un intercambio
de los segmentos separados y finalmente una fusin de estos en su
nueva ubicacin. Se intercambian as sectores de ADN y,
consecuentemente, de la informacin gentica que les corresponde.
Es posible que surjan nuevas variedades de organismos sin que
hayan ocurrido cambios en los genes por mutacin.
Unidad VII: Herencia y ambiente.
Estructura y composicin de los genes.
Los genes constituyen las entidades biolgicas mediante las
cuales los caracteres fsicos se transmiten de los padres a los
hijos.
Los genes no solo dirigen la produccin de ARN o protenas, tambin
sintetizan molculas de ADN complementarias con el fin de
autoperpetuarse, y los ADN resultantes se reparten en las
clulas.
Replicacin del ADN.
Es un proceso que ocurre solo una vez en cada generacin celular
durante la fase S del ciclo y conduce a la mitosis, durante la
formacin de gametos conduce a la meiosis.
Es l proceso por el cual la doble hlice de una molcula de ADN s
desenrolla y produce una copia exacta de s misma, obtenindose dos
molculas de ADN idnticas.
Origen de la replicacin: Es un proceso rpido que ocurre
bidireccionalmente por medio de dos horquillas de replicacin, que
se mueven en direcciones opuestas y forman la burbuja de
replicacin.
Enzimas que participan en la replicacin.
Helicasas: Operan en las horquillas de replicacin, separan las
dos cadenas de doble hlice original. Rompen los puentes de
hidrogeno que unen las bases complementarias. Utiliza energa de la
hidrlisis de ATP.
Protenas adicionales (fijadoras de ADN): Una vez que se separan
las dos cadenas, las protenas se unen a las cadenas individuales,
mantenindolas separadas y evitando que se retuerzan. Estabilizan
las cadenas abiertas.
Topoisomerasas: Estas rompen y reconectan las cadenas
permitiendo que gire y se alivie la tensin. Evitan el
superenrollamiento, catalizando la formacin y sellado de las
cadenas delante de las horquillas de replicacin.
ADN polimerasas: Agregan los nucletidos de 5 a 3 (OH), siempre
busaca OH.
Primasa: Agrega nucletidos al cebador hasta que la replicacin de
esta seccin del ADN se ha completado. Frena el primer (ADN
polimerasa).
Cadena adelantada: Se sintetiza en direccin 5 a 3 de forma
continua. El nico cebador de ARN est ubicado en el origen de la
replicacin.
Cadena retrasada o discontinua: Crece de 3 a 5. La sntesis de de
sta se forma por medio de fragmentos llamados Fragmentos de
Okasak.
Fragmentos de Okasak: Son los tramos de ADN nuevo en la cadena
discontinua, utiliza su propio cebador (la polimerasa).
ADN ligasa: Cataliza la unin de cada fragmento con el fragmento
contiguo recin sintetizado en la cadena, generando el enlace
fofodiester final entre stos.
Telomerasa: Agrega nucletidos a una de las cadenas del extremo
del cromosoma, usando como molde la molcula de ARN, evita que se
pierdan los nucletidos.
Las clulas disponen de al menos tres mecanismos de
replicacin:
Lectura y correccin de pruebas: Corrige errores a medida que la
ADN polimerasa las comete.
Reparacin de apareamientos incorrectos: Efecta un barrido del
ADN luego que ha sido fabricado, y corrige cualquier apareamiento
de base incorrecto.
Reparacin por escisin: Elimina las bases formadas anormales por
dao qumico, y las reemplaza por bases funcionales. Luego la ADN
polimerasa y ligasa sintetizan y sellan un nuevo fragmentos de ADN
para reemplazar el escindido.
Transcripcin.
Para la sntesis de ADN se requiere:
Unidades de construccin: A, G, C, U, T.
Fuentes de energa: ATP, GTP, CTP, UTP.
Informacin: Los ARN copian la informacin de los ADN del
molde.
Enzimas especficas: Transcriptasa o ARN polimerasa.
Cuando termina de polimerizarse la nueva molcula de ARN se
separa de la cadena que sirvi de molde.
ARNr Forma los ribosomas, cada ribosoma sintetiza polipptidos y
est constituido por dos subunidades de distinto tamao.
ARNm Transporta el mensaje y los ARNt que cargan a los
aminocidos que se unen a las subunidades menores, las de mayor
tamao se agregan despus. ste cataliza la formacin de la unin
pepitdica entre los aminocidos.
ARNt Se une a tres sitios dentro de los ribosomas: sitio ab
(aminoacilico), sitio P (peptdico) y sitio E (exit).
Los procesos de transcripcin:
INICIACION: La holeoenzima formada por la ARN polimerasa se une
a la cadena de ADN, es decir, la ARN polimerasa pone el primer
nucletido mediante la ayuda de los factores de la iniciacin.
Cuando la polimerasa se une a la cadena se produce un
desenrollamiento de la doble hlice de ADN. Esta etapa requiere de
energa (ATP o GTP).
ELONGACION: La ARN polimerasa contina copilando el gen. Se sigue
agregando nucletidos.
TERMINACION: El factor de terminacin indica el sitio de
finalizacin al ARN polimerasa. El proceso termina cuando el ARN se
corta en una secuencia especfica.
LIBERACION: Se libera la cadena mediante factores de
liberacin.
Postranscripcin.
Corte y empalme: Durante la transcripcin, el ARNm sufre un
proceso de corte y eliminacin de secuencias, llamadas INTRONES,
mientras que las secuencias que permanecen y forman parte del ARNm
maduro son los EXONES.
Traduccin.
Es la conversin de la secuencia de nucletidos del ARN en la
secuencia de aminocidos de un polipptido. Se realiza en el
citoplasma celular por medio de ribosomas que se encuentran libres
formando REP.
El ADN contiene en su estructura la informacin para la sntesis
de una determinada protena necesaria para el metabolismo
celular.
A partir del ADN se sintetizan los distintos tipos de ARN (ARNr,
ARNt y ARNm)
El ARNr migra al citoplasma asociado a protenas ribosomales,
donde constituir los ribosomas soportes inespecficos para la
sntesis proteica. Este madura en el ncleo.
El ARNt migra al citoplasma donde se une selectivamente a los
aminocidos para transportarlos al lugar de sntesis.
El ARNm es el portador de la informacin gentica para la sntesis
de una protena por lo que migra al citoplasma a travs de los poros
donde se unir a los ribosomas. Contiene las cadenas codificantes de
los aminocidos.
Cdigo gentico: Cada aminocido se encuentra codificado dentro de
una molcula de ADN por uno varios tripletes de base, ste triplete
se denomina Codn.
Caractersticas:
- Es degenerado: Hay ms de un codn para el mismo aminocido.
- Posee un sentido de lectura.
- Es continuo.
- Tiene un sistema de puntuacin, la seal de iniciacin es
AUG.
- Tiene seales de terminacin: UAA, UAG, UGA.
- Es universal.
Sntesis de polipptidos.
Iniciacin: La subunidad menor est unida al mensajero, en esta
etapa se forma el ribosoma mediante la asociacin de la subunidad
menor con la subunidad mayor.
Elongacin: El ribosoma ya est formado, en esta etapa se elonga
la cadena. Los ARNt del aminocido van del sitio A, cuando este
sitio es liberado se forma el enlace peptdico catalizado por la
enzima ARN ribozima. Se agregan nucletidos y comienza la lectura de
los codones.
Terminacin: El sitio A queda ocupado por un codn de stop,
termina la cadena, aparece un factor de terminacin que desarma el
ribosoma y el ARNm liberando la cadena proteica.
El genotipo y el ambiente.
Pleitropia: Calidad de un gen de manifestarse a s mismo de
diversas maneras, es decir, de producir muchos efectos en el
fenotipo.
Penetrancia: Es el grado en el que el gen puede expresarse
cuando est presente puede. Puede expresarse en porcentajes cuando
se examinan poblaciones de individuos.
Genotipo: Constitucin gentica de un individuo o clula respecto
de un carcter o grupo de caracteres. Los homocigotas son alelos con
la misma informacin, pueden ser dominantes (RR) o recesivos (rr),
mientras que los heterocigotas son alelos con diferentes informacin
(Rr).
La interaccin entre los factores genticos y ambientales en el
genotipo produce la fenocopia, es un fenotipo (manifestacin de
caractersticas) que simula tener una base gentica, pero es
consecuencia de una manifestacin ambiental.
Herencia Mendeliana.
1 Ley de Mendel: Principio de segregacin.
Se afirma que los diferentes alelos permanecen intactos durante
la meiosis, lo cual posibilita la expresin de un gen recesivo en
las prximas generaciones.
Los genes se segregan independientemente estableciendo
proporciones predecibles de caracteres visibles en los
descendientes.
2 Ley de Mendel: Principio de distribucin independiente.
Afirma que diferentes genes se comportan como unidades
independientes al distribuirse en las clulas hijas.
Cada par de genes se segregan al azar y se heredan
independientemente del otro par.
Ligamiento: Se lo denomina tambin acoplamiento. Se puede definir
como la tendencia de dos o ms genes con caracteres diferentes en el
mismo cromosoma, de permanecer juntos durante la transmisin
hereditaria se mantienen unidos en bloque y se transmiten de esta
manera a la descendencia.
Herencia ligada al sexo: Los genes se encuentran en los
cromosomas sexuales.
Alelos mltiples: En un mismo gen puede haber tres o ms
condiciones que produzcan diferentes fenotipos. Ej. Grupo A, B, O
de la sangre.
Herencia poligentica: Dependen de muchos genes, hay influencia
del ambiente. Ej. Estatura, inteligencia, etc.
Mutaciones.
Son cambios hereditarios en la informacin gentica.
Mutacin somtica: Son transmitidas a las clulas hijas luego de la
mitosis y a la vez a la descendencia de estas clulas.
Mutaciones en lneas germinales: Ocurren en las clulas que dan
origen a las gametas.