PRIMERA GUIA DE BIOLOGIA
Nombre:_____________________________Curso:________________________Fecha:_________
Profesor: Claudio Ramrez BravoUNIDAD: LA CELULAOBJETIVO
FUNDAMENTAL: Apreciar los elementos comunes en la organizacin y
estructura de los seres vivos y de la clula como su unidad
funcional.INSTRUCCIONES: Al final de la gua hay una Auto evaluacin
de los contenidos que usted debe ir resolviendo clase a clase, lo
que ayudara a su formacin educativa y servir de apoyo para las
evaluaciones futuras. La Teora CelularEl descubrimiento y el
estudio de la clula solo fue posible gracias a la invencin del
microscopio ptico. Aunque no existe acuerdo sobre quin fue el
inventor del microscopio, las primeras publicaciones biolgicas
importantes basadas en estudios que utilizaban este instrumento
aparecieron a mediados del siglo XVII: En 1660, Malpighi describi
el funcionamiento de los capilares sanguneos y en 1665 Robert Hooke
public su obra Micrographia. Fue precisamente este ltimo
investigador quien acu el concepto de clula (del latn cellulae, que
significa pequeo compartimiento o celda) para denominar a las
mltiples y diminutas cavidades, similares a las celdillas de un
panal, que observ, a travs del microscopio, en la corteza del
alcornoque (rbol del corcho).
Sin embargo, Hooke solo observ clulas muertas (paredes
celulares), por lo que no logr apreciar estructuras en su interior.
Posteriormente, otros investigadores comprobaron que las clulas
tambin estaban presentes en los tejidos vivos y se observaban
llenas de lquido.
Las observaciones, que condujeron a la formulacin de la Teora
Celular, se hicieron utilizando microscopios pticos, muy
rudimentarios en un comienzo. Con la invencin del microscopio
electrnico, a mediados del siglo XX, fue posible conocer los
detalles de la ultraestructura celular (estructura de los organelos
y de componentes tan pequeos como los ribosomas).
En los aos sucesivos, el mejoramiento del microscopio ptico, el
desarrollo de tcnicas de tincin y las numerosas investigaciones
llevadas a cabo en relacin con la estructura y el funcionamiento
celular, condujeron a la formulacin de la Teora Celular, que es una
de las bases sobre las que se sustenta la Biologa. Esta teora fue
enunciada en 1838 por dos bilogos alemanes: el botnico Matthias
Schleiden y el zologo Theodor Schwann. Inicialmente, la Teora
Celular planteaba que la clula es la unidad estructural y funcional
de todos los seres vivos, es decir, todos los seres vivos estn
formados por clulas, las que tienen la misma estructura esencial y
representan la parte ms pequea de la materia viva que puede
realizar las funciones bsicas de la vida, como producir energa y
reproducirse. Posteriormente, la teora celular fue extendida por
Rudolf Virchow, quien, en 1855, postul que las clulas se originaban
solo a partir de otras clulas preexistentes. Esta aseveracin
descart los postulados de la generacin espontnea, una idea que haba
prevalecido por muchos siglos, desde los tiempos de Aristteles y
que supona que la materia viva se poda generar a partir de materia
inerte. Aos ms tarde, en 1880, August Weismann agreg que todas las
clulas existentes actualmente tienen un origen comn. Esta idea se
fundamenta en la similitud de caractersticas estructurales y
moleculares que comparten las clulas de todos los seres vivos, lo
que llev a plantear que es posible rastrear su origen a partir de
un ancestro comn hasta tiempos remotos. En trminos muy concisos, la
teora celular establece, entonces, que la clula es la unidad
estructural, funcional y de origen de los seres vivos.
Estructura Celular
Como vimos anteriormente, todos los seres vivos, desde los ms
simples hasta los ms complejos y desde los ms pequeos hasta los ms
grandes, estn formados por clulas que son similares en estructura y
funcin.
De acuerdo a las caractersticas estructurales de las clulas, se
reconocen dos tipos: las clulas procariticas, que carecen de ncleo
y organelos, y las clulas eucariticas, que poseen tanto ncleo como
organelos. Las clulas procariticas surgieron antes que las
eucariticas, hace unos 3.500 millones de aos. Dentro de la gran
diversidad de seres vivos que existen en la naturaleza, hay algunos
formados por clulas eucariticas y otros por clulas procariticas;
algunos formados por una sola clula (unicelulares) y otros formados
por muchas clulas (multicelulares).
Tabla 1. Caractersticas celulares de los organismos de los
distintos reinos de la naturaleza.
ReinoTipo de clulaCantidad de clulas
Monera (eubacterias)procariticasunicelulares
Archea (arquibacterias)procariticasunicelulares
Protista (protozoos y algas)eucariticasunicelulares /
multicelulares
Fungi (hongos)eucariticasunicelulares / multicelulares
Plantae (vegetales)eucariticasmulticelulares
Animalia (animales)eucariticasmulticelulares
En general, todas las clulas eucariticas comparten muchas
caractersticas como la presencia de
membrana plasmtica, citoplasma y ncleo, y de diversos tipos de
organelos. Sin embargo, es posible establecer algunas diferencias
entre las clulas animales y clulas vegetales. Las clulas vegetales
se diferencian de las animales, principalmente porque presentan
pared celular, plastidios y enormes vacuolas; tienen menor cantidad
de retculo endoplasmtico y menos mitocondrias; y no presentan
centrolos ni lisosomas.
CELULA ANIMAL
CELULA VEGETAL
Mecanismos de Intercambio entre la Clula y el Medio
Extracelular
La clula no puede realizar todas sus funciones aislada del medio
extracelular, pues necesita constantemente eliminar desechos hacia
el exterior e incorporar nutrientes y otras sustancias hacia el
interior. Por esta razn, continuamente se est produciendo el
transporte de iones y compuestos hacia y desde la clula.
El transporte de sustancias de bajo peso molecular se realiza a
travs de la bicapa lipdica o de canales de la membrana delimitados
por protenas. En general, estos mecanismos se pueden clasificar de
acuerdo al requerimiento energtico en dos tipos: - Transporte
pasivo (difusin simple, osmosis y difusin facilitada)- Transporte
activo
Cuando las sustancias son de alto peso molecular (o estn dentro
de vesculas), se transportan a travs de otro tipo de mecanismo, que
involucra el movimiento de regiones ms o menos amplias de la
membrana plasmtica. Existen dos tipos de transporte con estas
caractersticas:
- Endocitosis. Es la ingestin de macromolculas o solutos
disueltos a travs de la invaginacin y la formacin de vesculas, de
la membrana plasmtica. Hay tres tipos de endocitosis: fagocitosis
(incorporacin de partculas slidas), pinocitosis (incorporacin de
gotas o vesculas de lquido extracelular) y endocitosis mediada por
receptor (ingreso de sustancias para las cuales existen receptores
en la membrana). - Exocitosis. Es la excrecin de macromolculas a
travs de la fusin de vesculas formadas en el citoplasma con la
membrana celular.
Difusin simpleEn la difusin simple, las molculas o iones pasan
directamente a travs de la membrana, a favor del gradiente de
concentracin, es decir, desde donde se encuentran en mayor
concentracin hacia donde se encuentran en menor concentracin. Este
movimiento se produce sin necesidad de que las sustancias se fijen
a protenas de la bicapa lipdica. La difusin es un mecanismo de
transporte suficientemente efectivo para algunas molculas, pero no
tan efectivo para otras, por lo que existen otros mecanismos de
transporte. Algunas molculas que atraviesan libremente la membrana
plasmtica por difusin son: etanol, urea, oxgeno, dixido de carbono
y agua.
OsmosisEl caso especfico de la difusin de agua a travs de la
membrana se denomina osmosis. Se define como el paso de agua desde
una solucin de baja concentracin de soluto hacia una solucin de
alta concentracin de soluto, separadas ambas soluciones por una
membrana semipermeable que no deja pasar el soluto y estando ambas
a la misma presin atmosfrica. En general, las condiciones
anteriores se verifican en las clulas, puesto que normalmente el
medio intracelular contiene mucho mayor cantidad de macromolculas
(que no atraviesan la membrana de manera pasiva) que el medio
extracelular. Por lo tanto, la osmosis es un proceso que ocurre
constantemente a travs de la membrana plasmtica.
Como la membrana plasmtica es permeable al agua, el ambiente en
que se encuentra la clula es muy importante para su integridad. Por
ejemplo, si una clula es expuesta a un medio altamente hipertnico
(con una concentracin de solutos mayor que el medio intracelular),
el agua difunde rpidamente hacia fuera de la clula, causando su
crenacin. En tanto, si una clula se expone a un medio altamente
hipotnico (con una concentracin de solutos menor que el medio
intracelular), el agua difunde hacia dentro de ella, haciendo que
aumente de volumen y que, en determinadas situaciones, literalmente
explote. Normalmente las clulas estn en medios isotnicos, que son
aquellos en que las concentraciones de solutos dentro y fuera de la
clula estn en equilibrio.
Difusin facilitadaLa difusin facilitada utiliza canales formados
por protenas de membrana especficas que permiten que ciertas
molculas cargadas difundan hacia afuera y adentro de la clula. Este
mecanismo es utilizado principalmente por iones pequeos como K+,
Na+, Cl-. La velocidad de la difusin facilitada est limitada por el
nmero de canales disponibles, a diferencia de la velocidad de
difusin simple que depende solo del gradiente de concentracin.
Transporte activoEl transporte activo se denomina as porque
requiere de un gasto de energa para transportar sustancias de un
lado a otro de la membrana. La ventaja de este tipo de transporte
es que permite el movimiento de iones y molculas contra el
gradiente de concentracin. El transporte activo, al igual que la
difusin facilitada, se realiza a travs de canales con protenas
transportadoras especficas. Hay dos tipos de transporte activo:
primario y secundario. El transporte activo primario utiliza energa
para producir un cambio conformacional en la protena
transportadora. El ejemplo ms conocido es la bomba Na+/K+. En este
caso se realiza un cotransporte (antiporte) de K+ hacia el interior
de la clula y de Na+ hacia el exterior .
PREGUNTAS PROPUESTAS
1.- Cul de las siguientes estructuras pueden ser considerados
como organelo nico y propio de los procariontes?a) Ribosomas
b) Ncleo
c) Retculo endoplasmico
d) Aparato Golgi
e) Lisosomas
2.- cul de los siguientes trminos tiene menor jerarqua y est
contenido en los dems?
a) Organelo
b) Clula
c) Molecula
d) Macromolcula
e) Membrana celular
3.- Cual de los siguientes componentes de la membrana plasmtica
impide el paso de los ionesI. Canales inicos
II. Bombas
III. Bicapa lipida
a) Solo I
b) Solo II
c) Solo III
d) I y II
e) II y III
4.- El nmero de mono capa fosfolipdicas que tiene una unidad de
membrana es igual a:a) 1
b) 2
c) 3
d) 4
e) 5
5.- En una solucin hipotnica
.
I. Una clula vegetal experimenta plasmlisis
II. Una clula animal estallaIII. Algunas unicelulares hacen
funcionar las vacuolas contrctiles
a) I y II
b) II y III
c) I y III
d) I , II y III
e) Solo I
6.- Los principales constituyentes de la membrana celular
son:
a) Lpidos y protenas
b) Lpidos y carbohidratos
c) Protenas y carbohidratos
d) Nucletidos
e) Esteroides
7.- la membrana plasmtica es una estructura celular ausente en
las celulasa) De los protistas de agua salada
b) Animales
c) De los hongos
d) N.A.
e) vegetales
Transporte activo secundario El transporte activo secundario
utiliza energa para establecer un gradiente a travs de la membrana
celular, y luego emplea ese gradiente para transportar otras
molculas contra su gradiente de concentracin. Por ejemplo,
Escherichia coli utiliza energa para bombear protones hacia fuera
de la clula, lo que establece un gradiente de protones entre ambos
lados de la membrana. Luego, estos protones se acoplan a la lactosa
(o a otros azcares o aminocidos), la que usa la energa del protn
movindose a favor de su gradiente de concentracin para ingresar a
la clula a travs de una protena transportadora especfica. Como este
transporte acoplado mueve ambas sustancias en la misma direccin se
denomina simporte.
Biomolculas
La materia viva est integrada por elementos qumicos que estn
tambin presentes en el mundo inanimado, pero en cantidades muy
distintas. Los elementos ms abundantes en los seres vivos (C, O, N,
H) son aquellos que conforman las molculas orgnicas que les son
propias. Tambin encontramos otros elementos presentes en menor
proporcin, pero que son muy importantes para el funcionamiento
celular, por ejemplo: Ca, Na, Mg, Cl.
El transporte activo secundario utiliza energa para establecer
un gradiente a travs de la membrana celular, y luego emplea ese
gradiente para transportar otras molculas contra su gradiente de
concentracin. Por ejemplo, Escherichia coli utiliza energa para
bombear protones hacia fuera de la clula, lo que establece un
gradiente de protones entre ambos lados de la membrana. Luego,
estos protones se acoplan a la lactosa (o a otros azcares o
aminocidos), la que usa la energa del protn movindose a favor de su
gradiente de concentracin para ingresar a la clula a travs de una
protena transportadora especfica. Como este transporte acoplado
mueve ambas sustancias en la misma direccin se denomina
simporte.
Elemento% de la masa corporal
Oxgeno (O)65
Carbono (C)18
Hidrgeno (H)10
Nitrgeno (N)3
Calcio (Ca)1,3
Fsforo (P )1
Potasio (K)0,4
Azufre (S)0,3
Sodio (Na)0,1
Magnesio (Mg)0,1
Cloro (Cl)0,1
Hierro (Fe)< 0,1
Yodo (I)< 0,1
Proporcin de los diferentes bioelementos en el cuerpo humanoen
relacin con la masa corporal.
La materia viva est formada bsicamente por agua (hasta 70-80% de
la masa corporal), que es una molcula inorgnica de gran importancia
para la realizacin de las reacciones qumicas propias de los seres
vivos, por sus propiedades como disolvente y su gran capacidad
calrica, entre otras caractersticas. El porcentaje restante de la
masa corporal est representado casi en su totalidad por molculas
orgnicas propias de la materia viva, llamadas tambin biomolculas.
Hay cuatro tipos de biomolculas, las que estn presentes en
proporciones muy similares en todos los seres vivos: protenas,
carbohidratos, lpidos y cidos nuclicos.
BiomolculaClula bacteriana (% del peso)Clula animal (% del
peso)
Protenas1518
cidos nucleicos71,35
Lpidos24
Carbohidratos22
Composicin aproximada de una clula bacteriana y una clula
animal
La mayora de las biomolculas se caracterizan por ser polmeros,
es decir, por estar constituidas por la unin de muchas molculas
pequeas similares entre s, las que se denominan monmeros. La unin
de dos monmeros se llama dmero y de tres, trmero En general, cuando
el polmero es pequeo (hasta diez monmeros) se denomina oligmero.
Los monmeros se unen a travs de un proceso llamado sntesis por
deshidratacin, pues al producirse, se desprende una molcula de
agua. El proceso inverso se denomina hidrlisis (hidro= agua, lisis
separacin).
ProtenasLas protenas son las molculas orgnicas ms abundantes en
la mayora de los seres vivos. A excepcin de las plantas que
contienen un mayor porcentaje de celulosa (carbohidrato), las
protenas representan ms del 50% del peso en seco de los organismos.
Estn integradas bsicamente por C, H, O y N, y en menor proporcin,
por S.
Las funciones de las protenas son variadas; por ejemplo, forman
el citoesqueleto y la matriz extracelular; facilitan las reacciones
qumicas del metabolismo celular (enzimas); reconocen ciertas seales
qumicas que llegan a la clula; transportan sustancias a travs de
las membranas; participan en el movimiento tanto de las clulas como
del organismo en su conjunto (cilios, flagelos y msculos); actan
como hormonas; participan en la defensa del organismo
(inmunoglobulinas); son sustancias de reserva (por ejemplo, la
lactoalbmina de la leche y la ovoalbmina de la clara de huevo).
Las protenas son polmeros cuyos monmeros son los aminocidos, los
que se unen, a travs de los llamados enlaces peptdicos, formando
largas cadenas cuya estructura se organiza en diferentes niveles.
La estructura de una protena est en directa relacin con la funcin
que desempea. Muchas veces, un pequeo cambio en la estructura
proteica hace que la protena quede incapacitada para realizar su
funcin.
Niveles de organizacin proteicaEstructura primaria: secuencia de
aminocidos.
Estructura secundaria: configuracin regular producida por
enlaces entre los tomos de la columna vertebral polipeptdica. Puede
ser doble hlice o plegada.
Estructura terciaria: estructura tridimensional de la protena
producida por enlaces entre aminocido de distintos segmentos de la
cadena polipeptdica.
Estructura cuaternaria: estructura formada por la interaccin
entre dos o ms polmeros. Por ejemplo: la hemoglobina.
Se conocen unos 150 aminocidos diferentes, de los cuales solo 20
forman parte de las protenas. Se habla de protena propiamente tal
cuando est formada por ms de 100 aminocidos. Si tiene menos, se
denomina pptido. Existe una enorme variedad de protenas, por
ejemplo, una bacteria puede tener 1.000 protenas distintas en su
estructura, mientras que el ser humano posee entre 20.000 y 30.000.
Los organismos hetertrofos pueden sintetizar diferentes aminocidos.
Aquellos que un organismo no puede sintetizar son aminocidos
esenciales para l y debe incorporarlos a travs de los alimentos. En
el ser humano, los aminocidos esenciales son diez: arginina,
histidina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina,
treonina, triptofano y valina.
Las protenas pueden asociarse con carbohidratos, formando
glicoprotenas, las que suelen estar presentes en la superficie
externa de la membrana plasmtica y representan la mayor parte de
las protenas secretadas por la clula.
Un tipo especial de protenas son las enzimas. Las enzimas
participan en prcticamente todas las reacciones qumicas que se
producen en los seres vivos, como agentes catalticos: Disminuyen la
energa inicial invertida para que se produzca la reaccin y aumentan
su velocidad. Estas reacciones que forman parte del metabolismo
celular, pueden ser, en trminos generales, de sntesis (anabolismo)
o de degradacin (catabolismo).
Normalmente, cada enzima cataliza un solo tipo de reaccin, y
casi siempre acta sobre un nico tipo de molcula o sobre un grupo
muy reducido de ellas. La sustancia sobre la que acta la enzima se
llama sustrato. El sustrato se une a una regin especfica de la
enzima, llamada centro activo. Una vez formados los productos, la
enzima puede participar en una nueva reaccin.
Como todas las protenas, las enzimas poseen una conformacin
natural estable y los cambios en ella suelen ir asociados a cambios
en la actividad cataltica de la enzima. Casi un tercio de las
enzimas requieren la presencia de sustancias no proteicas,
denominadas cofactores, para su funcionamiento. Los cofactores
pueden ser iones inorgnicos (Fe++, Mg++, Mn++, Zn++) o molculas
orgnicas, en cuyo caso se les llama coenzimas. Muchas coenzimas se
sintetizan a partir de vitaminas. Las enzimas requieren para su
ptimo funcionamiento de una temperatura y un pH especficos.
Carbohidratos o glcidosLos carbohidratos estn formados
bsicamente por C, H y O. Son producidos por plantas, algas y
ciertas bacterias, a travs de la fotosntesis. Los carbohidratos
cumplen funciones estructurales y de almacenamiento de energa,
siendo la principal fuente de energa para los seres vivos. Por
ejemplo, la glucosa completamente metabolizada (hasta CO2 y H2 O)
libera 686 kcal/ mol. De acuerdo a su complejidad, se distinguen
bsicamente tres tipos de carbohidratos: monosacridos, disacridos y
polisacridos.
- Monosacridos. Son los ms sencillos y son llamados comnmente
azcares. Algunos ejemplos son la ribosa, la fructosa y la glucosa.
Los monosacridos son el combustible celular y son los monmeros de
carbohidratos ms complejos.
- Disacridos. Se forman por la unin de dos azcares, los ms
comunes son la sacarosa (glucosa + fructosa), la lactosa (glucosa +
galactosa) y la maltosa (glucosa + glucosa). Los disacridos pueden
ser hidrolizados, obtenindose los monosacridos que los
componen.
- Polisacridos. Son enormes molculas (macromolculas) formadas
por uno o varios tipos de unidades de monosacridos. Algunos
polisacridos importantes son la celulosa, un importante componente
de las paredes celulares de las plantas; la quitina, que es el
componente bsico del exoesqueleto de los artrpodos y de las paredes
celulares de los hongos; el almidn, que es la principal molcula de
almacenamiento de energa en las plantas; y el glucgeno, una fuente
de reserva de energa en los animales.
Los carbohidratos pueden combinarse con protenas, como vimos
anteriormente o con lpidos, formando los glicolpidos, molculas que
estn presentes en la superficie de numerosas clulas animales y que
cumplen importantes funciones en la interaccin entre clulas.
LpidosLos lpidos son un conjunto heterogneo de biomolculas que
se caracterizan por ser insolubles en agua y solubles en solventes
orgnicos como benceno, cloroformo y ter. Estn constituidos
bsicamente por C, H y O, y en menor medida, por N, P y S. Como se
mencion anteriormente, los lpidos pueden unirse con carbohidratos,
formando glicolpidos. Tambin se encuentran comnmente asociados con
protenas en las membranas biolgicas.
Los lpidos cumplen variadas funciones en los seres vivos:
Almacenan energa, forman la estructura bsica de todas las membranas
celulares; son precursores de otras molculas de importancia
biolgica como ciertas hormonas, cidos biliares y vitaminas; y actan
como aislantes trmicos. Hay tres tipos principales de lpidos:
grasas neutras, fosfolpidos y esteroides.
- Las grasas neutras representan la principal fuente de reserva
de energa para la clula, pues pueden almacenar ms del doble de
energa por gramo que los carbohidratos. Estn formadas por glicerol
(alcohol) y cidos grasos. Cuando el glicerol se une a un cido
graso, se denomina monoglicrido; si se une a dos, forma un
diglicrido y si se une a tres, un triglicrido.
Los cidos grasos pueden ser saturados (con todos sus enlaces
ocupados por hidrgeno) o insaturados (con enlaces disponibles). Las
grasas que contienen alta proporcin de cidos grasos saturados
tienden a ser slidas a temperatura ambiente, y las que contienen
alta proporcin de cidos grasos insaturados tienden a ser lquidas a
temperatura ambiente. Hay algunos cidos grasos insaturados
esenciales para el ser humano (no los puede sintetizar), como el
cido linoleico, que deben ser incorporados en la dieta, en pequeas
cantidades. En ocasiones, carbohidratos y protenas son
transformados por enzimas en grasas neutras, las que se almacenan
como reserva de energa en las clulas del tejido adiposo.
- Fosfolpidos: Los fosfolpidos son los lpidos ms abundantes en
los seres vivos y representan el componente primario de las
membranas celulares. Tambin estn formados por una molcula de
glicerol y dos cidos grasos, y poseen, adems, un grupo fosfato y
una base nitrogenada. Los fosfolpidos se caracterizan por ser
anfipticos, es decir, una parte de la molcula es hidroflica
(interacta con el agua) y otra parte es hidrofbica (repele al
agua).
La cabeza de los fosfolpidos es el lugar donde se ubica el grupo
fosfato y es hidroflica, mientras que la cola, formada por los
cidos grasos, es hidrofbica. Debido a esto, en presencia de medios
acuosos los fosfolpidos tienden a disponerse dejando las colas
hacia el interior, protegidas del agua, y las cabezas hacia el
exterior, en contacto con el agua. En estas condiciones, los
fosfolpidos forman bicapas, las que pueden adoptar forma esfrica,
como vesculas. Esta ltima es la estructura bsica de la membrana
plasmtica y, en general, de todas las membranas celulares.
Estructura bsica de la membrana plasmtica
La estructura bsica de la membrana plasmtica consiste en una
bicapa lipdica, formada por fosfolpidos, donde se insertan
protenas, algunas de las cuales estn asociadas a carbohidratos
(glicoprotenas). Tambin es posible encontrar glicolpidos. Otro
lpido abundante en las membranas biolgicas es el colesterol. A este
modelo de la membrana, se le denomina mosaico fluido.
- Los esteroides son un grupo variado de molculas que comparten
con los lpidos bsicamente su caracterstica de ser insolubles en
agua. Entre los esteroides de importancia biolgica estn el
colesterol, las hormonas sexuales, las hormonas secretadas por la
corteza suprarrenal y las sales biliares. El colesterol es un
importante componente de las membranas de clulas animales y de la
vaina de mielina.
En ciertos casos, el colesterol forma depsitos en el
revestimiento interno de los vasos sanguneos, que pueden bloquear
los vasos o reducir su elasticidad, haciendo a las personas
susceptibles de sufrir hipertensin, ataques cardacos y
apopleja.
cidos nucleicosLos seres vivos poseen dos tipos de cidos
nucleicos: cido desoxirribonucleico (ADN) y cido ribonucleico
(ARN). Se caracterizan por ser polmeros lineales (como hebras o
cadenas) de un monmero llamado nucletido. Para formar las hebras de
cidos nucleicos, los nucletidos se enlazanpor sus extremos: la
pentosa de un nucletido se une con el grupo fosfato del nuclotido
siguiente.
Estructura de un nucletido
Fuente:
www.porquebiotecnologia.com.ar/educacion/cuaderno/ec_65.asp?cuaderno=65
Cada nucletido est formado por un azcar pentosa (ribosa en el
ADN y desoxiribosa en el ARN) unida a un grupo fosfato y a una base
nitrogenada, que puede ser de dos tipos: purina o pirimidina. Las
bases purnicas son la Adenina y la Guanina, mientras que las
pirimidnicas son la Citocina, la Timina (en el ADN) y el Uracilo
(en el ARN).
El ADN es la molcula portadora de la informacin gentica, lo que
fue demostrado por Avery y sus colaboradores, en 1944. Su
estructura es una doble hlice, segn el modelo propuesto en 1953,
por James Watson y Francis Crick. El ARN, en tanto, consiste en una
hebra nica de polinucletidos y cumple importantes funciones en la
sntesis de protenas a partir de la informacin contenida en el ADN.
Una clula tpica contiene 10 veces ms ARN que ADN; sin embargo, el
ARN es qumicamente mucho ms inestable que el ADN, puesto que se
hidroliza fcilmente en una disolucin acuosa. Existe otro nucletido
muy importante denominado Adenosn trifosfato (ATP) que es la fuente
de energa primaria de todas las clulas. Este nucletido no forma
cadenas y est compuesto por adenina, ribosa y tres fosfatos.
Estructura de ADN
Fuente: Niveles de Organizacin de los Seres Vivos
Los seres vivos, a diferencia de la materia inerte, presentan un
alto grado de organizacin y complejidad. Como vimos anteriormente,
la unidad estructural de todos los seres vivos es la clula, la que
posee bsicamente dos variantes de organizacin (eucaritica y
procaritica). Adems, como tambin se dijo, los organismos pueden
estar formados por una clula (unicelulares) o por muchas clulas
(multicelulares). En cualquiera de los dos casos, las clulas
realizan una serie de funciones y procesos, pueden reproducirse y
pueden comunicarse con el medio extracelular.
En el caso de los seres multicelulares, los procesos biolgicos
del organismo en su conjunto dependen de la accin coordinada de las
clulas que los componen. Lo anterior hace necesario que las clulas
se comuniquen estrechamente y de manera controlada, para asegurar
el mantenimiento de la integridad estructural y funcional del
organismo. En la mayora de los organismos multicelulares, las
clulas se agrupan y organizan formando tejidos, estos forman rganos
y los rganos se organizan en sistemas de rganos, los que, a su vez,
se relacionan de diferentes formas en el individuo completo. Cada
uno de estos niveles de organizacin se basa en el nivel previo y
constituye, a su vez, la base para el siguiente nivel.
Una propiedad muy importante de esta forma organizada en que se
estructuran los organismos multicelulares consiste en que en cada
nivel de organizacin superior surgen propiedades nuevas, que no
posean los constituyentes por separado. De esta forma, se puede
decir que el todo (organismo) es mucho ms que la suma de las partes
bsicas (clulas). En otras palabras, la estructura y el
funcionamiento de un organismo celular es mucho ms compleja de lo
que sera la simple agregacin de las clulas. Esta complejidad
creciente la otorgan los mecanismos que comunican a una clula con
las dems, tanto en los alrededores, como a distancia, y que son la
base de la diferenciacin de las clulas en los distintos tipos de
tejido y del control de los procesos a nivel de tejidos, rganos y
sistemas de rganos.
TejidoEs un conjunto de clulas, no necesariamente del mismo
tipo, que estn especializadas en la realizacin de una o ms
funciones. Todos los tejidos de un organismo proceden de la divisin
y diferenciacin celular que experimenta el cigoto despus de la
fecundacin. Inicialmente, en el embrin, se desarrollan tres tipos
de tejido (ectodermo, endodermo y mesodermo) de los que se derivan
todos los tejidos del organismo. Algunos ejemplos de tejidos en los
animales son el tejido epitelial, el tejido muscular, el tejido
nervioso y el tejido conjuntivo; mientras que en las plantas,
encontramos el parnquima, el xilema y el floema, entre otros.
rganoEs un conjunto de tejidos que realizan una funcin
especfica, por ejemplo, el cerebro, el pulmn, el corazn, el hgado y
el pncreas.
Sistema de rganosEs un grupo coordinado de rganos que trabajan
juntos en determinadas funciones vitales. En los animales
encontramos 10 sistemas de rganos, aunque no todos estn presentes
en todos los tipos de organismos. Algunos de estos son: sistema
muscular, esqueltico, nervioso, circulatorio y excretor.
Organizacin del cuerpo humano
Modificado de: www.escolavesper.com.br/
citologia/citologia.htm
El cuerpo humano posee alrededor de 1014 clulas, organizadas en
unos 200 tipos de tejidos y en 10 sistemas de rganos.
Autoevaluacin1Cules son los tres hechos principales en que se basa
la teora celular?Los tres hechos principales en que se basa la
teora celular son: - Todos los seres vivos estn formados por
clulas. - Las clulas se producen a partir de clulas preexistentes.
- Todos los tipos de clulas tienen muchas caractersticas
estructurales y funcionales en comn.
2.- De todas las estructuras celulares mencionadas en esta clase
Cules es posible encontrar tanto en las clulas bacterianas como en
las clulas animales?Las clulas bacterianas no poseen organelos ni
ncleo organizado, por lo que no es posible encontrar en ellas
ninguno de los organelos membranosos de las clulas animales. Sin
embargo, hay ciertas estructuras que son comunes a ambos tipos de
clulas: membrana plasmtica, citoplasma y ribosomas.
3.- Se ha dicho que la difusin simple es un tipo de transporte
efectivo solo para ciertos tipos de molculas. Qu tipos de molculas
son transportadas por simple difusin? Cules son las limitaciones de
este tipo de transporte?La difusin simple ocurre a travs de los
espacios libres que hay en las membranas, como por ejemplo los
espacios entre fosfolpidos. Estos espacios son de tamao muy
reducido y por lo tanto, solo pequeas molculas pueden atravesar la
membrana. El etanol, la urea, el agua, el oxgeno y el dixido de
carbono son molculas muy simples, de unos pocos tomos.
4.-De acuerdo al siguiente grfico, Cul es la diferencia entre la
difusin simple y la difusin facilitada en cuanto a la velocidad de
transporte?
En la difusin simple, la velocidad de transporte de la sustancia
est en relacin directa con su concentracin [X], mientras que en la
difusin facilitada, la velocidad de transporte aumenta inicialmente
con un aumento de la concentracin de la sustancia; pero para
valores mayores de concentracin, la velocidad aumenta muy poco o se
torna estacionaria, lo que se explicara por la saturacin de los
canales disponibles para este transporte.
5.-Que es un "tipo celular"?Los organismos pluricelulares
presentamos diferentes tipos de clulas, cada uno de del cuales est
especializado en una funcin especfica. Adems, cada tipo celular
presenta una estructura relacionada con la funcin, y las clulas
pertenecientes a un mismo tipo celular tienen un mismo origen
embrionario. Algunos ejemplos de tipos celulares son los
fibroblastos, que forman parte de tejidos en casi todos nuestros
rganos; los hepatocitos, que son clulas especializadas en la
detoxificacin de la sangre, entre otras funciones; lo miocitos, que
son clulas musculares presentes exclusivamente en el corazn, y que
son responsables de las contracciones cardacas, etc. En el ser
humano hay cientos de tipos celulares diferentes.
_1217493066.doc