martes, 3 de mayo de 2011

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 TDC BIOQUÍMICA



Monosacáridos: composición química, denominación, estructura y funciones
generales.

Los glúcidos más simples se denominan monosacáridos u osas. Son azúcares no
hidrolizables y con propiedades reductoras (es decir, con tendencia a ceder electrones).
Poseen de 3 a 8 átomos de carbono por molécula. Son sólidos, blancos, cristalinos, muy
solubles en agua, pero insolubles en los disolventes no polares. La mayor parte de ellos tienen
sabor dulce.
Están constituidos por una sola unidad de polihidroxialdehído o polihidroxicetona y tienen la
fórmula empírica (CH2O)n, en la que n=3 como mínimo y 8 como máximo.
El esqueleto carbonado de los monosacáridos corrientes no está ramificado y todos los átomos
de carbono, excepto uno, poseen un grupo hidroxilo (-OH); en el átomo de carbono restante
existe un oxígeno carbonílico, que, como veremos, se halla frecuentemente combinado
formando un enlace acetal. Si el grupo carbonilo (-C=O) se halla al final de la cadena, el
monosacárido es un derivado aldehídico y recibe el nombre de aldosa; si se encuentra en
segunda posición, el monosacárido es un derivado cetónico y recibe el nombre de cetosa.
De acuerdo con el número de átomos de carbono que posean, se denominan y citaremos los
más importantes: Triosas (3); Tetrosas (4); Pentosas (5); Hexosas (6) y Heptosas (7)
Los monosacáridos se pueden unir entre sí mediante enlaces O-glucosídicos para formar
moléculas más complejas llamadas ósidos que pueden contener un número variable de osas e
incluso asociarse con otras moléculas diferentes, como proteínas o lípidos.
Todos los monosacáridos, a excepción de la dihidroxiacetona (cetotriosa) poseen uno o más
carbonos asimétricos. Un carbono asimétrico es aquél que está unido a cuatro radicales o
sustituyentes distintos. En el caso de los monosacáridos, la posición del grupo -OH del
carbono asimétrico más alejado del carbono carbonilo en la fórmula lineal o proyección de
Fischer permite diferenciar dos formas de estereoisómeros (moléculas con la misma fórmula
molecular pero diferente disposición atómica espacial):
- La forma D cuando el grupo -OH está a la derecha.
- La forma L cuando el grupo -OH está a la izquierda.
Asimismo, los monosacáridos que poseen uno o más carbonos asimétricos presentan isomería
óptica. Este tipo de isomería se manifieste cuando las moléculas están en disolución y pueden
hacer girar cierto ángulo el plano en que vibra una haz de luz polarizada cuando éste atraviesa
la solución. Si el plano gira hacia la derecha, la molécula es dextrógira (+) y si lo hace hacia
la izquierda, levógira (-). Estas 2 moléculas son iguales, en cuanto a sus propiedades físicas y
químicas, exceptuando el modo en que desvían el haz de luz polarizada; por ello se
denominan isómeros ópticos.
La glucosa es la principal fuente energética del metabolismo celular, se encuentra libre en la
uva. En la sangre se halla en concentraciones de 1 gr/l. Polimerizada da lugar a
homopolisacáridos con función energética, como el almidón en los vegetales y el glucógeno
en los animales, o con función estructural, como la celulosa en las plantas.

-Monosacáridos: estructura y función; concepto de carbono asimétrico y estereoisomería.

Los glúcidos más simples se denominan monosacáridos u osas. Son azúcares no
hidrolizables y con propiedades reductoras (es decir, con tendencia a ceder electrones).
Poseen de 3 a 8 átomos de carbono por molécula. Son sólidos, blancos, cristalinos, muy
solubles en agua, pero insolubles en los disolventes no polares. La mayor parte de ellos
tienen sabor dulce.
Están constituidos por una sola unidad de polihidroxialdehído o polihidroxicetona y
tienen la fórmula empírica (CH2O)n, en la que n = 3 como mínimo y 8 como máximo.
El esqueleto carbonado de los monosacáridos corrientes no está ramificado y todos los
átomos de carbono, excepto uno, poseen un grupo hidroxilo (-OH); en el átomo de
carbono restante existe un oxígeno carbonílico, que, como veremos, se halla
frecuent emente combinado formando un enlace acetal. Si el grupo carbonilo (-C = O) se
halla al final de la cadena, el monosacárido es un derivado aldehídico y recibe el
nombre de aldosa; si se encuentra en segunda posición, el monosacárido es un derivado
cetónico y recibe el nombre de cetosa.
De acuerdo con el número de átomos de carbono que posean, se denominan y citaremos
los más importantes: Triosas (3); Tetrosas (4); Pentosas (5); Hexosas (6) y Heptosas (7)
Los monosacáridos se pueden unir entre sí mediante enlaces O-glucosídicos para formar
moléculas más complejas llamadas ósidos que pueden contener un número variable de
osas e incluso asociarse con otras moléculas diferentes, como proteínas o lípidos.
Todos los monosacáridos, a excepción de la dihidroxiacetona (cetotriosa) poseen uno o
más carbonos asimétricos. Un carbono asimétrico es aquél que está unido a cuatro
radicales o sustituyentes distintos. En el caso de los monosacáridos, la posición del
grupo -OH del carbono asimétrico más alejado del carbono carbonilo en la fórmula
lineal o proyección de Fischer permite diferenciar dos formas de estereoisómeros
(moléculas con la misma fórmula molecular pero diferente disposición atómica
espacial):
- La forma D cuando el grupo -OH está a la derecha.
- La forma L cuando el grupo -OH está a la izquierda.

-Osidos.

Los Ósidos son Glúcidos formados por varios monosacáridos. La unión de monosacáridos se realiza a través de un enlace especial que libera una molécula de agua y que se llama enlace O-glucosídico, ya que un monosacárido se une al siguiente a través de un Oxígeno.
Se llaman Holósidos a los ósidos formados por varios monosacáridos.
Se denominan Heterósidos a los ósidos formados por monosacáridos y otras moléculas distintas a los Glúcidos, como pueden ser lípidos, que forman glucolípidos, o prótidos, que pueden formar glucoproteínas, entre otros.
Los Holósidos se clasifican en Oligosacáridos y en Polisacáridos.             
Oligosacáridos
Los oligosacáridos son Glúcidos formados por un número pequeño de monosacáridos, entre 2 y 10. Se denominan Disacáridos, si están compuestos por dos monosacáridos, Trisacáridos, si están compuestos por tres monosacáridos, Tetrasacáridos, si están compuestos por cuatro monosacáridos y así sucesivamente.
Los disacáridos se forman por la unión de dos monosacáridos, mediante un enlace O-glucosídico. El enlace se forma entre el carbono que forma el enlace hemiacetálico del primer monosacárido y un carbono del segundo monosacárido.
Para nombrar el disacárido formado se debe indicar las moléculas que lo constituyen y el número de los carbonos implicados en el enlace. Como el nombre químico suele ser muy largo, se utiliza más el nombre más común.
Aquí debes citar los más importantes……
Polisacáridos
Los polisacáridos son polímeros de monosacáridos, unidos mediante enlace O-glucosídico. Cuando los monosacáridos que forman la molécula son todos iguales, el polisacárido formado se llama Homopolisacárido. Cuando los monosacáridos que forman la molécula son distintos entre sí, es decir, de más de un tipo, el polisacárido formado se llama heteropolisacárido.
Los polisacáridos no tienen sabor dulce, no cristalizan y no tienen poder reductor. Su importancia biológica reside en que pueden servir como reservas energéticas o pueden conferir estructura al ser vivo que los tiene. La función que cumplan vendrá determinada por el tipo de enlace que se establezca entre los monosacáridos formadores.
Los polisacáridos más abundantes en la Naturaleza son el almidón, el glucógeno, la celulosa y la quitina.
·         Almidón
Aparece en células vegetales. Es un homopolísacárido con función de reserva energética, formado por dos moléculas, que son polímeros de glucosa, la amilosa y la amilopectina. La amilosa está formada por glucosas unidas por enlace a(1→4). La amilopectina está formada por glucosas unidas por enlaces a(1→4) y (1→6). Estos enlaces (1→6) originan ramificaciones, que se repiten en intervalos de secuencias desiguales de monosacáridos. La amilosa adquiere una estructura helicoidal y la amilopectina recubre a la amilosa.
·         Glucógeno
Es un homopolisacárido con función de reserva energética que aparece en animales y hongos. Se acumula en el tejido muscular esquelético y en el hígado. Está formado por glucosas unidas por enlace a(1→4) y presenta ramificaciones formadas por enlaces (1→6).
·         Celulosa
Es un homopolisacárido formado por glucosas unidas por enlace b(1→4). Es típico de paredes celulares vegetales, aunque también la pueden tener otros seres, incluso animales. Su importancia biológica reside en que otorga resistencia y dureza. Confiere estructura al tejido que la contiene. Las cadenas de celulosa se unen entre sí, mediante puentes de Hidrógeno, formando fibras más complejas y más resistentes.
·         Quitina
Es un homopolisacárido con función estructural, formado por la unión de N-acetil-b-D-glucosaminas. Se encuentra en exoesqueletos de artrópodos y otros seres, ya que ofrece gran resistencia y dureza.

-Proteinas. Aminoácidos y sus propiedades. Enlace peptídico. Estructuras de las proteínas. Propiedades y clasificación de las Proteinas.

Los aminoácidos son los constituyentes o monómeros que forman las proteínas. Se
trata de compuestos de bajo peso molecular, químicamente formados por carbono,
oxígeno, hidrógeno y nitrógeno. Químicamente se caracterizan por poseer un
grupo carboxilo (-COOH), un grupo amino (-NH2), y una cadena lateral o grupo
R, todos ellos covalentemente unidos a un átomo de carbono denominado α. Los
grupos R son los que determinan las propiedades de los aminoácidos, tales, como la
estructura, tamaño y carga eléctrica.
NH2 -- CH --COOH
            R
Los aminoácidos se clasifican en cuatro familias atendiendo a las propiedades de
sus cadenas laterales, en particular a su polaridad. Ésta varía mucho, desde los
grupos totalmente no polares o hidrofóbicos hasta los muy polares e hidrofílicos.
En cuanto a sus propiedades, en general, los aminoácidos son compuestos sólidos,
cristalinos, de elevado punto de fusión, solubles en agua, con actividad óptica y
comportamiento químico anfótero.
El enlace peptídico es un enlace covalente que tiene lugar entre el grupo carboxilo
de un aminoácido y el grupo amino de otro, con la formación de una molécula de
agua. De forma semejante se pueden unir tres aminoácidos mediante dos enlaces
peptídicos formando un tripéptido, cuatro para formar un tetrapéptido, etc. Cuando
se unen varios aminoácidos tenemos un oligopéptido y cuando se unen muchos, un
polipéptido.
La composición y forma de una proteína viene definida por cuatro estructuras,
éstas tienen un carácter jerarquizado, es decir, implican unos niveles o grados de
complejidad creciente que dan lugar a los cuatro tipos de estructuras: primaria,
secundaria, terciaria y cuaternaria.
La estructura primaria de una proteína es la secuencia lineal de los aminoácidos
que contiene, es decir, el número y el orden en el que se encuentran. Los enlaces
peptídicos entre los aminoácidos mantienen estable esta estructura.
La estructura secundaria de una proteína se refiere a la ordenación regular y
periódica en el espacio de la cadena polipeptídica a lo largo de una dirección.
Puede decirse también, que es la disposición de la estructura primara en el espacio
y que es consecuencia directa de la libre capacidad de giro del carbono alfa.
Existen dos modelos o tipos de estructuras secundarias:
- Hélice α .
- Lámina β .
La estructura terciara de una proteína informa de la disposición de la estructura
secundaria en el espacio y, por tanto, del tipo de conformación tridimensional que posee. Las conformaciones más frecuentes que adoptan las proteínas son la
globular y la filamentosa. Las funciones biológicas que realizan las proteínas
dependen de la estructura terciaria que éstas poseen.
La estructura cuaternaria de una proteína informa que ésta está compuesta de
más de una cadena polipeptídica, y hace referencia al modo en que se asocian las
cadenas o subunidades para constituir la proteína activa. (Ej. Hemoglobina). Las
distintas subunidades se unen mediante puentes de hidrógeno y puentes disulfuro.
Las propiedades de las proteínas dependen sobre todo o principalmente de las
características de las cadenas laterales de los aminácidos que las componen y, por
tanto, de su capacidad de reaccionar con otros radicales o con el medio que les
rodea. Las principales propiedades son:
- Solubilidad: La solubilidad de estas moléculas depende:
- del tamaño y forma de la molécula,
- de la disposición de los restos,
- del contenido de electrólitos y del pH del medio.
- Especificidad: Existe de función y de especie.
- Desnaturalización: La mayor parte de las proteínas se pliegan espontáneamente,
adquiriendo la conformación nativa más estable, aunque esta conformación puede
alterarse. La desnaturalización implica la desaparición de las estructuras terciaras
y secundarias originales debido a la ruptura de las interacciones débiles que las
mantienen. En este punto permanece intacta la estructura primaria, la
desnaturalización no afecta a los enlaces peptídicos. La rotura de los puentes de
hidrógeno se puede producir por medios físicos (como radiaciones UVA, calor...) o
químicos (aumentos de pH, disolventes orgánicos..)
Clasificación de las proteínas: atendiendo a su composición se dividen en 2 clases:
simples y conjugadas. Las proteínas simples producen únicamente aminoácidos
cuando se hidrolizan; las conjugadas poseen una parte proteica y una parte no
proteica denominada grupo prostético.


-El DNA (ADN): composición química y estructura (relacione la estructura con la transmisión de la información genética).

El ADN es una biomolécula orgánica compuesta por C, H, O, N y P, que se define
químicamente como un polinucleótido, porque está formado por la repetición de unidades
moleculares llamadas nucleótidos (desoxirribobucleótidos). Su función está relacionada con
el almacenamiento y transmisión de la información hereditaria, constituyendo así la base
molecular de la herencia.
El ADN químicamente está compuesto por tres moléculas diferentes:
1) Una pentosa, que es la desoxirribosa.
2) Una base nitrogenada. Existen dos tipos:
- Púricas: adenina(A) y guanina (G).
- Pirimidínicas: citosina (C), timina (T).
3) Una molécula de ácido fosfórico.
La unión de una pentosa con una base nitrogenada por el carbono 1´ de la pentosa se
denomina nucleósido y la unión de un nucleósido a una molécula de ácido fosfórico a través
del carbono 5´ de la pentosa se denomina nucleótido. La unión de varios nucleótidos por
enlace 5´-3´ fosfodiéster da lugar a un ácido nucleico, que por ello también se denomina
polinucleótido. El encadenamiento de los nucleótidos para formar un ácido nucleico se
realiza siempre mediante el ácido fosfórico, que se une al carbono 3´ de la pentosa del
nucleótido siguiente. Esta molécula tiene dos extremos: un extremo 3´ y un extremo 5´.
El modelo estructural de la doble hélice del ADN, propuesto por Watson y Crick en 1953,
abrió el camino hacia la comprensión de cómo podría desempeñar esta molécula sus
funciones, almacenando y transfiriendo la información genética.
El modelo propone los siguientes aspectos estructurales:
- La existencia de dos cadenas polinucleotídicas dextrógiras arrolladas en forma de hélice
alrededor de un mismo eje constituyendo así una doble hélice. Ambas cadenas o hebras son
antiparalelas, es decir, sus puentes fosfodiéster 3´-5´internucleotídicos van en direcciones
opuestas, una va en sentido 3¢®5¢ y la otra en sentido 5¢®3¢ .
- Las bases púricas y pirimidínicas de cada una de las cadenas o hebras están apiladas en el
interior de la duplohélice, con sus planos paralelos entre sí, y perpendiculares al eje de la
doble hélice. Las bases de una cadena están apareadas mediante puentes de hidrógeno con las
bases de la otra cadena. Los pares permisibles son A-T y G-C.
- Las dos cadenas antiparalelas de la duplohélice no son idénticas en secuencia ni en
composición. En vez de ello, son complementarias entre sí (siempre que en una cadena hay
A, en la otra T, y viceversa).
- Las bases se hallan apiladas a una distancia de 0,34 nm de centro a centro, o lo que es lo
mismo, es la distancia que separa cada par de bases. En cada vuelta completa de la
duplohélice hay exactamente 10 nucleótidos, lo que corresponde a la distancia secundaria
repetida de 3,4 nm. La doble hélice tiene unos 2,0 nm de diámetro.
- Las bases relativamente hidrófobas están situadas en el interior de la hélice y los restos
polares de la pentosa y grupos fosfato cargados negativamente están en la periferia, expuestos al
agua, formando el esqueleto externo de la duplohélice.
- La duplohélice resulta estabilizada no sólo por puentes de hidrógeno entre los pares de bases
complementarias, sino también por interacciones electrónicas entre las bases apiladas, así
como por acciones hidrófobas recíprocas.
   En cuanto a la relación estructura-función:
Cuando Watson y Crick propusieron en 1953 la hipótesis de la estructura molecular en doble
hélice del ADN, surgieron una hipótesis para explicar cómo se encuentra codificada la
información genética. Según ésta, la información genética está contenida en la secuencia de
los nucleótidos (A, T, G, C) de la molécula de ADN( ya que el resto de componentes de los nucleótidos no varían) que determina la secuencia de los aminoácidos en las proteínas.
Por otra parte la replicación es un proceso de autoduplicación del ADN que tiene lugar durante el período
de síntesis del ciclo celular o fase S de la interfase, y se caracteriza porque a partir de una
molécula de ADN, se forman dos iguales a ella e idénticas entre sí. Aunque se han propuesto
varias hipótesis para explicar el mecanismo de este proceso, es, sin embargo, la hipótesis
semiconservativa propuesta por Watson y Crick y demostrada experimentalmente por
Meselson y Stahl en 1957 la de mayor aceptación actualmente. La replicación es
semiconservativa porque las dos cadenas de nucleótidos que forman la doble hélice de ADN
se conservan y sirven de molde para la síntesis de dos hebras complementarias. Por tanto, la
replicación da como resultado dos moléculas de ADN, en las que cada una de ellas se
conserva una cadena antigua, y la otra es nueva.
   Son pues las dos características implícitas,la varabilidad de las bases nitrogenadas y la complementariedad entre las cadenas de ADN las que relacionan la estructura del ADN con su función de portador de la información genética.

-ADN. Nucleótidos y nucleósidos. Estructura primaria y secundaria. Los ácidos nucleicos como los compuestos químicos que contienen la información genética.

El ADN es una biomolécula orgánica compuesta por C, H, O, N y P, que se define
químicamente como un polinucleótido, porque está formado por la repetición de unidades moleculares llamadas nucleótidos (desoxirribobucleótidos). Su función está relacionada con el almacenamiento y transmisión de la información hereditaria, constituyendo así la base molecular de la herencia.
El ADN químicamente está compuesto por tres moléculas diferentes:
1) Una pentosa, que es la desoxirribosa.
2) Una base nitrogenada. Existen dos tipos:
- Púricas: adenina(A) y guanina (G).
- Pirimidínicas: citosina (C), timina (T).
3) Una molécula de ácido fosfórico.
La unión de una pentosa con una base nitrogenada por el carbono 1´ de la pentosa se denomina nucleósido y la unión de un nucleósido a una molécula de ácido fosfórico a través del carbono 5´ de la pentosa se denomina nucleótido. La unión de varios nucleótidos por enlace 5´-3´ fosfodiéster da lugar a un ácido nucleico, que por ello también se denomina polinucleótido. El encadenamiento de los nucleótidos para formar un ácido nucleico se realiza siempre mediante el ácido fosfórico, que
se une al carbono 3´ de la pentosa del nucleótido siguiente. Esta molécula tiene dos extremos: un extremo 3´ y un extremo 5´. La estructura primaria del ADN está constituida por la secuencia de los nucleótidos en la cadena. Si se considera el elevado número de nucleótidos
existentes en una hebra de ADN y las innumerables combinaciones posibles, se puede comprender cómo a través de la secuencia de las bases nitrogenadas es posible estructurar una determinada información (el llamado mensaje biológico),de la misma manera que con 26 signos o letras está estructurada la información intelectual o lenguaje.
La estructura secundaria responde al modelo de la doble hélice del ADN propuesto
 podría desempeñar esta molécula sus funciones, almacenando y transfiriendo la información genética.
El modelo propone los siguientes aspectos estructurales:
- La existencia de dos cadenas polinucleotídicas dextrógiras arrolladas en forma de hélice alrededor de un mismo eje constituyendo así una doble hélice. Ambas cadenas o hebras son antiparalelas, es decir, sus puentes fosfodiéster 3´- 5´internucleotídicos van en direcciones opuestas, una va en sentido 3′ →5′ y la otra en sentido 5′ →3′ .
- Las bases púricas y pirimidínicas de cada una de las cadenas o hebras están apiladas en el interior de la duplohélice, con sus planos paralelos entre sí, y perpendiculares al eje de la doble hélice. Las bases de una cadena están apareadas mediante puentes de hidrógeno con las bases de la otra cadena. Los pares permisibles son A-T y G-C.
- Las dos cadenas antiparalelas de la duplohélice no son idénticas en secuencia ni en composición. En vez de ello, son complementarias entre sí (siempre que en una cadena hay A, en la otra T, y viceversa).
- Las bases se hallan apiladas a una distancia de 0,34 nm de centro a centro, o lo que es lo mismo, es la distancia que separa cada par de bases. En cada vuelta completa de la duplohélice hay exactamente 10 nucleótidos, lo que corresponde a la distancia secundaria repetida de 3,4 nm. La doble hélice tiene unos 2,0 nm de diámetro.
- Las bases relativamente hidrófobas están situadas en el interior de la hélice y los restos polares del azúcar y grupos fosfato cargados negativamente están en la periferia, expuestos al agua, formando el esqueleto externo de la duplohélice.
- La duplohélice resulta estabilizada no sólo por puentes de hidrógeno entre los pares de bases complementarias, sino también por interacciones electrónicas entre las bases apiladas, así como por acciones hidrófobas recíprocas.
Cuando Watson y Crick propusieron en 1953 la hipótesis de la estructura molecular en doble hélice del ADN, surgieron una hipótesis para explicar cómo se encuentra codificada la información genética. Según ésta, la información genética está contenida en la secuencia de los nucleótidos (A, T, G, C) de la molécula de ADN que determina la secuencia de los aminoácidos en las proteínas.

-Características de los distintos RNAs y su función biológica.

El ARN es un polímero constituido por la unión de ribonucleótidos de adenina, guanina,
citosina y uracilo mediante enlaces fosfodiéster en dirección 5´ 3´.
Existen varios tipos de ARN, con la misma composición química, pero diferente estructura
y función. Los principales tipos son:
El ARN está compuesto por tres moléculas diferentes:
1) Una pentosa, la β -D-ribofuranosa (ribosa).
2) Una base nitrogenada correspondiente a los dos tipos principales que existen:
- Bases púricas: adenina A) y guanina (G).
- Bases pirimidínicas: citosina (C) y uracilo (U).
3) Una molécula de ácido fosfórico.
Existen tres tipos de ARN diferentes:
- El ARN mensajero (ARNm) que sólo posee estructura primaria.
- El ARN transferente (ARNt) posee estructura primaria y estructura secundaria específica
denominada “hoja de trébol”. Esta última estructura se forma gracias a la presencia de
regiones complementarias que permiten el establecimiento de horquillas intracatenarias
(regiones de doble hélice).
- ARN ribosómico (ARNr) posee estructura terciaria que se produce al unirse diferentes
moléculas de ARNr a proteínas ribosomales, originando las subunidades 30 S y 50 S de los
ribosomas procariontes, y las 40 S y 60.


TIPOS DE ARN FUNCION CELULAR LOCALIZACIÓN
ARN mensajero (ARNm) Su función es copiar la
información genética
contenida en el ADN
(transcripción) y transportarla
hasta el citoplasma, donde
tendrá lugar la síntesis
proteica en los ribosomas.
El ARNm se sintetiza en el
núcleo y transmite la
información en el citoplasma.
ARN transferente (ARNt) El ARNt es el encargado de
transportar los aminoácidos
hasta los ribosomas, para
situarlos sobre el ARNm y
formar la cadena polipeptídica
de acuerdo con el mensaje
genético codificado en el
ARN.
Los distintos tipos de ARNt
se sintetizan en el núcleo y
realizan su función en el
citoplasma.
ARN ribosómico (ARNr) La función del ARNr es
constituir, junto con las
proteínas ribosomales, los
ribosomas y, por lo tanto,
participar en la síntesis
proteica.
Los diferentes tipos de ARNr
se sintetizan en el núcleo y
realizan su función en el
citoplasma.


-Naturaleza de las enzimas, estructura molecular, centro activo y el mecanismo de acción enzimática:

Un enzima es un biocatalizador sintetizado por el propio organismo cuya composición química es total o parcialmente proteica. Los biocatalizadores son sustancias que, sin consumirse en el proceso, intervienen en las reacciones químicas, disminuyendo la energía de activación, por consiguiente, aumentando la velocidad de reacción. Los enzimas actúan de dos maneras:
1.- Fijándose a las sustancias reaccionantes o sustratos, de modo que se debiliten sus enlaces y se favorezca su ruptura.
2.- Atrayendo a su superficie las sustancias reaccionantes, de modo que su encuentro y la reacción se produzcan más fácilmente.

Atendiendo a la naturaleza química de los enzimas, distinguimos dos tipos:

a) Holoproteínas: Su molécula está constituida únicamente por residuos de aminoácidos, es decir, es estrictamente proteica.
b) Heteroproteínas u holoenzimas: en esta caso están formados por dos componentes:
- uno de naturaleza proteica denominado apoenzima.
- otro no proteico denominado cofactor. Si éste está ligado covalentemente a la apoenzima recibe el nombre de grupo prostético. La naturaleza del cofactor puede ser inorgánica (caso de muchos iones metálicos como Fe, Cu, Zn, Mg, etc.), u orgánica, entonces el cofactor recibe el nombre de coenzima.
Las apoenzimas son proteínas globulares constituidas por tres tipos de aminoácidos:
- Aminoácidos estructurales: sin función dinámica.
- Aminoácidos de fijación o de unión al sustrato: sus radicales están encargados de orientar al
sustrato y fijarlo estableciendo enlaces débiles con él.
- Aminoácidos catalizadores: modifican al sustrato y lo transforman en producto.
Los dos últimos tipos de aminoácidos (de fijación y catalíticos) constituyen el centro de reacción del enzima.
En general, el mecanismo de reacción enzima-sustrato puede simbolizarse así:
[E]+ [S]®[ES]®[P]+ [E]
La unión enzima-sustrato se produce mediante fuerzas intermoleculares de carácter débil que tienen lugar en la zona específica del enzima que se denomina centro activo o centro catalítico. Es una zona del apoenzima que posee estructura tridimensional en forma de hueco, generalmente hidrofóbica, donde actúan las cadenas laterales de los aminoácidos de fijación y catalíticos. La fijación del sustrato constituye la primera fase del proceso catalítico de la enzima, en la que intervienen sus aminoácidos de fijación, y en donde radica la especificidad. Luego, una vez fijada la molécula de sustrato, actúan los aminoácidos catalíticos transformándolo en producto. Por tanto, elcentro activo del apoenzima es el responsable directo de la acción catalítica y específica del enzima, aunque el resto de la molécula del enzima (constituida por los aminoácidos estructurales) tenga también importancia en el mantenimiento de todo el conjunto.

-Inhibición enzimática: tipos de inhibidores y modo de acción.

En general, el mecanismo de acción enzimática transcurre siempre con la unión del
sustrato al enzima formándose un complejo intermediario entre ambos, imprescindible
para que la reacción química pueda llevarse a cabo. En general, la reacción enzimática
puede simbolizarse así:
[E]+ [S][ES][P]+ [E]
La inhibición enzimática es un proceso por el cual la actividad de un enzima puede
verse disminuida por moduladores capaces de inhibirla, es decir, de disminuir la
actividad y eficacia de ésta. Estos moduladores son los inhibidores enzimáticos que son
moléculas que modifican la velocidad de reacción de un modo negativo.
La inhibición enzimática es de dos tipos: reversible e irreversible.
- La inhibición reversible del enzima tiene lugar cuando se inactiva temporalmente el
centro activo de ésta, si eliminamos la molécula inhibidor del medio el enzima volverá a
desarrollar un funcionamiento normal.
Existen dos formas de inhibición reversible:
- Competitiva: se debe a la presencia de un inhibidor cuya molécula presenta una
conformación espacial lo suficiente similar al sustrato como fijarse en centro activo de
la enzima. Ambas moléculas, inhibidor y sustrato, compiten por la enzima.
liberándose rápidamente los productos. Al fijarse este inhibidor, la enzima es incapaz de
romperlo y, por tanto, de desembarazarse de él con facilidad.
- No competitiva: es debida a un inhibidor que, o bien actúa sobre el complejo enzimasustrato
haciéndolo fijo, o bien se une a la enzima de tal modo que impide el acceso del
sustrato al centro activo.
Por lo tanto, si se trata de un inhibidor competitivo éste se unirá al centro activo del
enzima, mientras que si es no competitivo el lugar de unión será distinto y por ejemplo
se unirá al complejo enzima-sustrato.
- La inhibición irreversible del enzima tiene lugar cuando ésta se inactiva de modo
permanente y no vuelve a tener un funcionamiento normal, el caso de algunos venenos.

TDC CITOLOGIA

J10B

Las células eucariotas: Definición,origen,tipos y partes.


1-Definición de célula eucariota:

Se denominan células eucariotas a todas las células que tienen su material hereditario, su información genética, encerrado dentro de una doble bicapa lipídica: la envoltura nuclear; la cual delimita un núcleo celular,  al contrario que las procariotas que carecen de dicha membrana nuclear, por lo que el material genético se encuentra disperso en ellas (en su citoplasma).

2-Origen de los eucariotas.


El origen de los eucariotas se encuentra en sucesivos procesos simbiogenéticos (procesos simbióticos que culminan en la unión de sus simbiontes, estableciéndose una nueva individualidad de los integrantes) entre diferentes bacterias.
   Reuniendo las investigaciones de Lynn Margulis y otros podemos decir que una célula a la que llamaremos “urcariota” incorpora diferentes tipos de bacterias que la evolución “convertirán” en orgánulos como las mitocondrias, cloroplastos, cilios etc.

3- Organismos eucariontes

Los organismos eucariontes forman el dominio Eukarya que incluye a los organismos más conocidos, repartidos en cuatro reinos: Animalia (animales), Plantae (plantas), Fungi(Hongos) y Protista .

4- Diferencias entre células eucariotas.

Existen diversos tipos de células eucariotas entre las que destacan las células de animales y plantas. Los hongos y muchos protistas tienen, sin embargo, algunas diferencias substanciales.

   Así pues las diferencias entre la c. animal y vegetal son:

   Las primeras poseen centríolos, glicocálix, vacuolas numerosas y pequeñas. Las segundas tienen cloroplastos, vacuolas más grandes (incluso única), pared celular, glioxisomas y sólo flagelos ciertas células sexuales.
   También hay diferencias a nivel de metabolismo secundario como por ejemplo la síntesis de esteroides en c. animales o la conversión de lípidos en glúcidos en c. vegetales.

5- Orgánulos celulares

   Sin distinguir entre células, que tendrán formas, tamaños y más o menos de uno u otro orgánulo (así por ejemplo hay células sin núcleo como los hematíes, sin ciertos orgánulos como mitocondrias en algún protozoo…)

-Orgánulo sin membrana.

a)      Citoesqueleto ( incluye los filamentos proteicos )
b)      Centrosoma (incluye centríolos,material pericentriolar y áster)
c)      Ribosomas.
-Orgánulos con membrana.

A)    Una membrana:
-          Membrana plasmática.
-          Retículo endoplásmico (liso y rugoso)
-          Aparato de Golgi (incluye vesículas de transición y de secreción)
-          Lisosomas (primarios, secundarios…)
-          Vacuolas (autofágica, heterofágica…)
-          Plastos ( p.e. amilopastos)
-          Peroxisomas
-          Glioxisomas.
-           
B)    Doble membrana:

-Núcleo
-Mitocondrias.
-Cloroplastos.

6- Funciones celulares.

   Se refieren y coinciden con las de cualquier ser vivo uni o pluricelular. Estas son de nutrición, relación y reproducción.

7- Algunas características (diferenciadoras con las c. procariotas)

a) Tamaño: superior al orden de micras, normalmente observables al microscopio óptico ,visibles los “huevos”,ciertas células nerviosa… ( las procariotas micras )
b) Variadas según el reino o tejido si es el caso ( las p. cocos, bacilos espirilos…)
c) Ribosomas 80 s ( 70s en p. )
d) ADN unido a proteínas.
e) Núcleo.
f) División celular compleja -mitosis y meiosis.
g) Varios cromosomas.
h) Genes discontinuos (intrones y exones)
i) Sistema de endomembranas (visto)
j) enzimas respiratorios en orgánulos (p. en “mesosomas”)
h) Normalmente aerobias.




S10B
-Establecer claramente las diferencias entre el transporte activo y el transporte pasivo a través de membranas. ¿En qué se diferencian la difusión simple y la difusión facilitada? (3 puntos)

TRANSPORTE PASIVO

El transporte pasivo es el intercambio simple de moléculas a través de la membrana plasmática, durante el cual la célula no gasta energía, debido a que va a favor del gradiente de concentración o a favor de gradiente de carga eléctrica, es decir, de un lugar donde hay una gran concentración a uno donde hay menor. El proceso se realiza por difusión(Ósmosis en medio líquido y a través de una membrana semipermeable). En sí, es el paso de  sustancias  desde un medio en el que estén a  mayor concentración (medio hipertónico) a otro a menor concentración (un medio hipotónico). 

Difusión simple: Significa que la molécula puede pasar directamente a través de la membrana. La difusión es siempre a favor de un gradiente de concentración. Esto limita la máxima concentración posible en el interior de la célula (o en el exterior si se trata de un producto de desecho).La efectividad de la difusión está limitada por la velocidad de difusión de la molécula. Por lo tanto si bien la difusión es un mecanismo de transporte suficientemente efectivo para algunas moléculas (por ejemplo el agua), la célula debe utilizar otros mecanismos de transporte para sus necesidades. Difusión simple a través de canales .Se realiza mediante las denominadas proteínas de canal. Así entran iones como el Na.+, K+, Ca2+, Cl-. Las proteínas de canal son proteínas con un orificio o canal interno, cuya apertura está regulada, por ejemplo por ligando, como ocurre con neurotransmisores u hormonas, que se unen a una determinada región, el receptor de la proteína de canal, que sufre una transformación estructural que induce la apertura del canal. Difusión simple a través de la bicapa .Así entran moléculas lipídicas como las hormonas esteroideas, anestésicos como el éter y fármacos liposolubles. Y sustancias apolares como el oxígeno y el nitrógeno atmosférico. Algunas moléculas polares de muy pequeño tamaño, como el agua, el CO2, el etanol y la glicerina, también atraviesan la membrana por difusión simple. La difusión del agua recibe el nombre de ósmosis. 

Difusión facilitada: Algunas moléculas son demasiado grandes como para difundir a través de los canales de la membrana y demasiado insolubles en lípidos como para poder difundir a través de la capa de fosfolípidos. Tal es el caso de la glucosa y algunos otros monosacáridos. Estas sustancias, pueden sin embargo cruzar la membrana plasmática mediante el proceso de difusión facilitada, con la ayuda de una proteína transportadora. En el primer paso, la glucosa se une a la proteína transportadora, y esta cambia de forma, permitiendo el paso del azúcar. Tan pronto como la glucosa llega al citoplasma, una enzima que añade un grupo fosfato a un azúcar, (Kinesa) transforma la glucosa en glucosa-6-fosfato. De esta forma, las concentraciones de glucosa en el interior de la célula son siempre muy bajas, y el gradiente de concentración exterior --> interior favorece la difusión de la glucosa. La difusión facilitada es mucho más rápida que la difusión simple y depende: 

·                                 Del gradiente de concentración de la sustancia a ambos lados de la membrana
·                                 Del número de proteínas transportadoras existentes en la membrana
·                                 De la rapidez con que estas proteínas hacen su trabajo

Ósmosis : 
La ósmosis es un tipo especial de transporte pasivo en el cual sólo las moléculas de agua son transportadas a través de la membrana. El movimiento de agua se realiza desde un punto en que hay mayor concentración a uno de menor para igualar concentraciones. De acuerdo al medio en que se encuentre una célula, la ósmosis varía. La función de la osmosis es mantener hidratada a la membrana celular. Dicho proceso no requiere gasto de energía. En otras palabras la ósmosis u osmosis es un fenómeno consistente en el paso del solvente de una disolución desde una zona de baja concentración de soluto a una de alta concentración del soluto, separadas por  una membrana semipermeable.

TRANSPORTE ACTIVO:

El transporte activo requiere un gasto de energía para transportar la molécula de un lado al otro de la membrana, pero el transporte activo es el único que puede transportar moléculas contra un gradiente de concentración, el transporte activo esta limitado por el número de proteínas transportadoras presentes. Son de interés dos grandes categorías de transporte activo, primario y secundario(en éste último se aprovecha el paso de iones a favor de gradiente para transportar en contra de gradiente moléculas como glucosa o aminoácidos,puede ser en la misma dirección (simporte) o en direcciones contrarias (antiporte).

Transporte activo( primario): En este caso, la energía derivada del ATP directamente empuja a la sustancia para que cruce la membrana, modificando la forma de las proteínas de transporte (bomba) de la membrana plasmática. El ejemplo más característico es la bomba de Na+/K+, que mantiene una baja concentración de Na+ en el citosol extrayéndolo de la célula en contra de un gradiente de concentración. También mueve los iones K+ desde el exterior hasta el interior de la célula pese a que la concentración intracelular de potasio es superior a la extracelular. Esta bomba debe funcionar constantemente ya que hay pérdidas de K+ y entradas de Na+ por los poros acuosos de la membrana. Esta bomba actúa como una enzima que rompe la molécula de ATP y también se llama bomba Na+/K+-ATPasa. Todas las células poseen cientos de estas bombas por cada
μm² de membrana. 


-Características generales y estructura de los virus.

Los virus son formas acelulares que se replican independientemente de los cromosomas de
las células huésped, pero no independientemente de ésta. Necesitan de la maquinaria celular
para producir sus réplicas.
Los virus están constituidos por un ácido nucleico, una cápsida proteica,alguna otra proteína(o enzima) y en ocasiones presentan un envoltura membranosa.
La morfología vírica se basa en sus componentes y es la siguiente:
- Ácido nucleico: Pueden presentar ADN o ARN, pero nunca los dos simultáneamente. El
ácido nucleico puede ser a su vez monocatenario o bicatenario, lineal o circular.
- Cápisde: Protege al ácido nucleico y está constituida por la unión de proteínas globulares
denominadas capsómeros. La unión de éstos da lugar a la formación de tres tipos principales
de cápsidas:
- Icosaédrica: Es una forma poliédrica de 12 vértices, 20 caras triangulares y 30
aristas.
- Heliocoidal: Los capsómeros adoptan una disposición helicoidal, formando una
estructura tubular en cuyo interior se aloja el ácido nucleico.
- Compleja: La presentan los bacteriófagos, es decir, los virus que infectan a las
bacterias. La cápsida está constituida por dos partes, la cabeza y la cola. La
primera es helicoidal y aloja al ácido nucleico, mientras que la cola es una
estructura de fijación a la bacteria y de inyección del ácido nucleico en el
interior de ésta.
- Envoltura: La mayoría de las veces es de composición similar a la membrana plasmática de
las células eucariotas, generalmente procedente de la célula huésped a la que parasita.
Las características esenciales comunes a los ciclos de multiplicación de todos los virus
comprenden la entrada en el citoplasma de una célula hospedadora, la replicación de su
genoma para producir una descendencia de viriones, la liberación de éstos al medio
extracelular o ambiente y su superviviencia en él. En su reproducción todos los componentes
se sintetizan por separado y luego se ensamblan. Sin embargo, existen dos tipos de ciclo
vitales infectivos víricos: el ciclo lítico y el ciclo lisógenico.

   Según mi propia definición los virus son nanoorganismos pues cumplen las tres famosas funciones de un ser vivo:
-Nutrición: si entendemos nutrición como construcción a partir de material exógeno es evidente esa construcción en la nucleocápsida.
Relación: si entendemos por relación reacción al medio, es innegable la evolución de los virus(mutación) y por tanto esa relación.
-Reproducción: ésta función no la niega ningún autor pues es perfectamente entendible.

-Estructura de las células procariotas.

Existen dos grandes tipos celulares: las procariotas (que comprenden las células de arqueas y bacterias) y las eucariotas.
Las células procariotas son pequeñas y menos complejas que las eucariotas. Contienen ribosomas(70s) pero carecen de sistemas de endomembranas (esto es, orgánulos delimitados por membranas biológicas, como puede ser el núcleo celular). Por ello poseen el material genético en el citosol. Sin embargo, existen excepciones: algunas bacterias fotosintéticas poseen sistemas de membranas internos. Por lo general podría decirse que los procariotas carecen de citoesqueleto. Sin embargo se ha observado que algunas bacterias, como Bacillus subtilis.

En el citoplasma se pueden apreciar plásmidos(elemento facultativo), pequeñas moléculas circulares de ADN que coexisten con el nucleoide y que contienen genes: son comúnmente usados por las bacterias en la parasexualidad,resistencia a los antibióticos...

Poseen una membrana celular (Contiene las enzimas de la cadena respiratoria, también puede poseer los pigmentos fotosintéticos)compuesta de lípidos, en forma de una bicapa y sobre ella se encuentra una cubierta en la que existe un polisacárido complejo denominado peptidoglicano; dependiendo de su estructura y subsecuente su respuesta a la tinción de Gram, se clasifica a las bacterias en Gram positivas y Gram negativas. El espacio comprendido entre la membrana celular y la pared celular (o la membrana externa, si ésta existe) se denomina espacio periplásmico. Las arqueas poseen una pared celular de composición característica, por ejemplo, no contienen peptidoglicano (mureína) como en las bacterias.
Algunas bacterias presentan una cápsula. Otras son capaces de generar endosporas (estadios latentes capaces de resistir condiciones extremas) en algún momento de su ciclo vital. Entre las formaciones exteriores propias de la célula bacteriana destacan los flagelos (de estructura completamente distinta a la de los flagelos eucariotas) y los pili (estructuras de adherencia y relacionadas con la parasexualidad).


-Morfología de las células procariotas y organización de su material genético.

a-Las células procariotas son pequeñas y menos complejas que las eucariotas. Por lo general podría decirse que los procariotas carecen de citoesqueleto. (Sin embargo se ha observado en algunas bacterias, como Bacillus subtilis, ). El tamaño es un parámetro que está determinado genéticamente, pero los valores concretos para cada raza o cepa de bacterias vienen influidos por una serie de condiciones ambientales (nutrientes, sales, temperatura, tensión superficial, etc).
-Tipos según su morfología:
Coco es un tipo morfológico de bacteria. Tiene forma más o menos esférica (ninguna de sus dimensiones predomina claramente sobre las otras).
Los bacilos son bacterias que tienen forma de bastón, cuando se observan al microscopio. Los bacilos se suelen dividir en:
Bacilos Gram positivos: fijan el violeta de genciana (tinción de Gram) en la pared celular porque carecen de capa de lipopolisacáridos.
Bacilos Gram negativos: no fijan el violeta de genciana porque poseen la capa de lipopolisacárido.

   Varias de las especies de Vibrio son patógenas, provocando enfermedades del tracto digestivo, en especial V. cholerae, el agente que provoca el cólera.
Los espirilos son bacterias flageladas de forma helicoidal o de espiral. Se desplazan en medios viscosos avanzando en tornillo. Su diámetro es muy pequeño, lo que hace que puedan atravesar las mucosas; por ejemplo Treponema pallidum que produce la sífilis en el hombre.

En algunas especies las células hijas pueden permanecer unidas entre sí (al menos durante un cierto tiempo tras la división de la que proceden) debido a que el tabique sea incompleto o a la existencia de capas mucosas que retienen juntos los productos de la división.
Si la tendencia a permanecer unidas es baja, tendremos agrupaciones de d células:-diplococos-diplobacilos-estreptococos (cadenetas arrosariadas de cocos) y estreptobacilos (cadenetas de bacilos).-tétradas (4 céls. en un plano) o múltiplos;-sarcinas (paquetes cúbicos);-estafilococos (racimos irregulares).-bacilos en empalizada o en paquetes de cigarrillos (debido a giros de 180o)-dos bacilos en ángulo (en forma de letra V o L)-varios bacilos formando “letras chinas”.
Por otra parte las bacterias pueden o no tener cápsula (estructura superficial que presentan muchas bacterias consistente en acumulación de material mucoso o viscoso),condicionando ésta la morfología.
También tenemos fenómenos de multicelularidad p.ej. mixobacterias,filamentos de cianobacterias

b-Material genético de las bacterias.

Nucleoide (que significa Similar al núcleo y también se conoce como Región nuclear o Cuerpo nuclear) es la región que contiene el ADN en el citoplasma de las células procariotas. Esta región es de forma irregular.

En las células procariotas, el ADN es una molécula única, generalmente circular y de doble filamento y superenrrollado, que se encuentra ubicada en un sector de la célula que se conoce con el nombre de nucleoide, que no implica la presencia de membrana nuclear. Dentro del nucleoide pueden existir varias copias de la molécula de ADN.
Este sistema para guardar la información genética contrasta con el sistema existente en células eucariotas, donde el ADN se guarda dentro de un orgánulo con membrana propia llamado núcleo.
el nucleoide está compuesto fundamentalmente por ADN (60%), con pequeñas proporciones de ARN y proteínas. Estos dos últimos componentes actúan como ARN mensajero y como proteínas reguladoras del genoma.
Plasmidos
external image 6-11.jpgLos plásmidos, vectores o también llamados plasmidios, son moléculas de ADN extracromosómico circular o lineal que se replican y transcriben independientes del ADN cromosómico. Las moléculas de ADN plásmidico, adoptan una conformación tipo doble hélice al igual que el ADN de los cromosomas, aunque, por definición, se encuentran fuera de los mismos. Se han encontrado plásmidos en casi todas las bacterias. En la mayoría de los casos se considera genético dispensable. Sin embargo, posee información genética importante para las bacterias. Por ejemplo,los genes que codifican para las proteínas que las hace resistentes a los antibióticos están, frecuentemente, en los plásmidos.
Hay algunos plásmidos integrativos, es decir, que tienen la capacidad de insertarse en el cromosoma bacteriano. Estos rompen momentaneamente el cromosoma y se sitúan en su interior, con lo cual, automáticamente la maquinaria celular también reproduce el plásmido. Cuando ese plásmido se ha insertado se les da el nombre de episoma.
Otra forma de clasificar plásmidos es por su función. Hay 5 clases principales:
Plásmidos de fertilidad: los cuales contienen tra-genes, son capaces de conjugarse.
Plásmidos de resistencia: los cuales contienen genes que pueden constituir resistencia contra antibióticos o venenos. Históricamente conocidos como Factores R, antes de que se entendiera la naturaleza de los plásmidos.
Col-plásmidos ,Plásmidos degradativos y Plásmidos virulentos
6-La célula procariota y sus características diferenciales con respecto a la célula eucariota.

Ver tabla comparación libro.

-Membrana plasmática. Composición química y estructura. Modelos de membrana. Propiedades y funciones.


Del análisis bioquímico de las membranas plasmáticas aisladas se deduce que estas están
compuestas por lípidos, proteínas y en menor proporción glúcidos:
- Las membranas biológicas de las células eucariotas están compuestas por tres tipos de
lípidos: fosfolípidos, glucolípidos y colesterol. Éstos se encuentran formando una bicapa
lipídica que aporta la estructura básica a la membrana y actúa de barrera relativamente
impermeable al flujo de la mayoría de las moléculas hidrosolubles.
- Las proteínas median las diversas funciones de la membrana. La mayoría poseen estructura
globular y según su posición en la membrana se clasifican en dos tipos: proteínas integrales
transmembrana o intrínsecas, que están intercaladas o embebidas en la bicapa lipídica, y las
proteínas periféricas o extrínsecas , que no atraviesan la membrana y generalmente se
encuentran situadas en el exterior. Estas últimas se encuentran unidas a los lípidos de la
bicapa mediante enlaces covalentes, o las proteínas transmembrana mediante puentes de
hidrógeno.
- Los glúcidos están representados por oligosacáridos que forman el llamado glicocálix en la
superficie externa de la membrana. La gran mayoría están unidos covalentemente a los lípidos
o a las proteínas formando glucolípidos y glucoproteínas respectivamente.
En la actualidad el modelo de estructura de la membrana plasmática más aceptado es el
“modelo del mosaico fluido” propuesto por Singer y Nicolson en 1972. Según este modelo
las membranas poseen lípidos, proteínas y oligosacáridos que se disponen formando una
configuración de baja energía libre. Se dice que la membrana es un mosaico fluido, porque
según este modelo las membranas biológicas son estructuras casi fluidas, dinámicas, en las
que tanto los lípidos como las proteínas pueden realizar constantes movimientos de traslación
lateral, de la bicapa lípidica, aunque los movimientos lípidos de una capa a otra o en “flipflop”
son raros. Además, las membranas son estructuras asimétricas, puesto que la
composición lipídica y proteica de sus dos caras es diferente de modo que refleja las
diferentes funciones realizadas por las dos superficies.
Los lípidos se encuentran formando una bicapa lipídica que aporta la estructura básica a la
membrana y actúa de barrera relativamente impermeable al flujo de la mayoría de las
moléculas hidrosolubles. Las moléculas están orientadas de forma que los grupos polares se
dirigen hacia la fase acuosa, es decir, los de la capa exterior de la membrana hacia el medio
extracelular y los de la capa interior hacia el citoplasma. Además de sus propiedades de autoensamblaje
y auto-sellado, las bicapas lipídicas tienen otra característica que las convierte en
una estructura ideal para las membranas celulares, esta característica es su fluidez, que
permite que las moléculas lipídicas puedan desplazarse libremente por la membrana, en
movimientos laterales o de rotación sobre sí mismos.
El colesterol el encargado de regular la fluidez de la bicapa, ya que éste interfiere con las
cadenas hidrocarbonadas de los ácidos grasos y les confiere rigidez, a la vez que impide que
las cadenas se junten y agreguen.

La membrana plasmática desarrolla funciones muy importantes para la célula, entre ellas
citamos las siguientes:
1.- Sirve de frontera física entre el medio intra y extracelular.
2.- Mantiene la permeabilidad selectiva, mediante el control del intercambio de sustancias
entre el medio y la célula de modo controlado y selectivo.
La mayor parte de las funciones que desempeña la membrana plasmática son responsabilidad
directa de las proteínas que la componen. Éstas median diversas funciones: algunas sirven
para el transporte de moléculas específicas hacia el exterior e interior de la célula; otras son
enzimas que catalizan reacciones asociadas a la membrana, otras actúan de eslabones entre el
citoesqueleto de la célula y la matriz extracelular, o bien actúan como receptores que reciben
y traducen las señales químicas procedentes del entorno de la célula.
Otras: ver libro.

-El núcleo interfásico: describa su morfología al microscopio electrónico, la constitución
química y la estructura de cada uno de sus componentes, indicando su función.

El núcleo es el componente celular donde se encuentra el material genético y que dirige toda
la vida celular. Cuando se trata de un núcleo en estado interfásico presenta una estructura,
morfología y composición típicas ya que durante la división celular la membrana desaparece
y sus componentes se reparten entre lo que serán las dos células hijas.
En un núcleo interfásico distinguimos los siguientes componentes:
- La membrana nuclear representa una compleja frontera entre el núcleo y el citoplasma de
una célula eucariota. Al microscopio electrónico se observa que es doble con un espacio
intermembranoso.
- La membrana nuclear externa presenta sobre su cara externa ribosomas
adosados. Esta membrana suele estar unida al retículo endoplásmico, ya sea liso o
rugoso.
- El espacio perinuclear o intermembranoso está comprendido entre las dos
membranas.
- La membrana nuclear interna presenta, asociado a ella, en la cara
nucleoplásmica, un material electrodenso de naturaleza fibrilar denominado
lámina fibrosa. A esta estructura se le atribuyen funciones de servir de anclaje a la
cromatina y regular el crecimiento de la envoltura nuclear.
- En el interior del núcleo encontramos una sustancia filamentosa que corresponde a la
cromatina que se encuentra inmersa en el denominado nucleoplasma que consiste en una
matriz semifluida. Además, dentro del núcleo aparecen uno o dos cuerpos esféricos que son
los nucléolos, responsables de la síntesis del ARNr, de su procesamiento y ensamblaje con
proteínas, dando lugar a las subunidades ribosómicas que posteriormente salen al citoplasma
para constituir los ribosomas.
En todos los núcleos, las dos membranas que forman la envoltura nuclear se fusionan en
algunos lugares, dando origen a unas perforaciones circulares denominadas poros nucleares.
Se trata de estructuras dinámicas, capaces de formarse y desaparecer, dependiendo del estado
funcional de la célula. Son canales acuosos que regulan los intercambios de moléculas entre el
núcleo y el citosol.
Cuando se utilizan el microscopio electrónico se observa que los poros no son simples
orificios, sino estructuras complejas que se denominan complejo del poro. Constan de:
- Un anillo o estructura cilíndrica que se proyecta tanto hacia la cara citoplasmática como a la
nucleoplasmática, y que está constituida por ocho partículas proteicas dispuestas en
octógonos. Asociado a estas partículas se encuentra un material denso, el diafragma, que
disminuye la luz del poro.
- En ocasiones se ha identificado en el centro del poro un gránulo central, que en realidad se
corresponde a ribosomas recién formados o sustancias que van de un lado a otro de la
membrana nuclear.


-El núcleo: la envoltura nuclear, el nucleoplasma, nucleolos, cromatina.

El núcleo es el componente celular característico de las células eucariotas donde se
encuentra el material genético que dirige la vida celular. Cuando se trata de un núcleo
en estado interfásico presenta una estructura, morfología y composición típicas ya que
durante la división celular la membrana desaparece y sus componentes se reparten entre
lo que serán las dos células hijas.
En un núcleo interfásico distinguimos los siguientes componentes:
- La envoltura nuclear representa una compleja frontera entre el núcleo y el citoplasma
de una célula eucariota. Al microscopio electrónico se observa que es doble con un
espacio intermembranoso.
- La membrana nuclear externa presenta sobre su cara externa ribosomas
adosados. Esta membrana suele estar unida al retículo endoplásmico, ya sea liso
o rugoso.
- El espacio perinuclear o intermembranoso está comprendido entre las dos
membranas.
- La membrana nuclear interna presenta, asociado a ella, en la cara
nucleoplásmica, un material electrodenso de naturaleza fibrilar denominado
lámina fibrosa. A esta estructura se le atribuyen funciones de servir de anclaje a
la cromatina y regular el crecimiento de la envoltura nuclear.
En todos los núcleos, las dos membranas que forman la envoltura nuclear se fusionan en
algunos lugares, dando origen a unas perforaciones circulares denominadas poros
nucleares. Se trata de estructuras dinámicas, capaces de formarse y desaparecer,
dependiendo del estado funcional de la célula. Son canales acuosos que regulan los
intercambios de moléculas entre el núcleo y el citosol.
- En el interior del núcleo encontramos una sustancia filamentosa que corresponde a la
cromatina. Se trata de una estructura compacta y empaquetada formada por ADN
asociado a proteínas.
- La matiz semifluida situada en el interior del núcleo que contiene tanto el material
cromatínico como el no cromatínico se denomina nucleoplasma.
- Además, dentro del núcleo aparecen uno o dos cuerpos esféricos que son los
nucléolos, responsables de la síntesis del ARNr, de su procesamiento y ensamblaje con
proteínas, dando lugar a las subunidades ribosómicas que posteriormente salen al
citoplasma para constituir los ribosomas.
Cuando el núcleo comienza a dividirse, la cromatina se condensa para formar los
cromosomas. Los nucléolos también dejan de ser visibles.
Si observamos el núcleo de una célula eucariota cuando se encuentra dividiéndose sólo
observamos los cromosomas.

-Composición, estructura y función de los centríolos.

El centriolo es un orgánulo que generalmente se sitúa cerca del núcleo o en el lado
cóncavo del aparato de Golgi de y que solamente está presente en células eucariotas
animales.
Hay un par de centriolos por célula y se disponen perpendiculares entre sí,
constituyendo el diplosoma. Cada centriolo está rodeado por una corona de material
denso que forma acúmulos denominados satélites. El conjunto de diplosoma y satélites
constituyen el centrosoma o centro organizador de microtúbulos.
El centriolo está constituido por 9 tripletes de microtúbulos constituyendo en conjunto
un cilindro. Los microtúbulos del triplete se denominan, de dentro a fuera A, B, y C, y
están, en parte, fusionados. Por ello, sólo el microtúbulo A posee sección redonda,
mientras que los otros la tienen semilunar. Todos los microtúbulos A poseen dos brazos
mal delimitados, de forma de uno de ellos se dirige al microtúbulo C del triplete
adyacente y el otro al centro del cilindro centriolar.
Los microtúbulos son los principales componentes del citoesqueleto de las células
eucarióticas. Son de 250 Å de diámetro y están formados por proteínas globulares,
denominadas tubulinas, que se disponen helicoidalmente de forma que cada vuelta hay
13 unidades que dejan un hueco central. Aparecen libres en el citoplasma, aunque la
mayoría se disponen radialmente al centrosoma, que es una región próxima al núcleo
celular, considerada como el centro organizador de microtúbulos.
Los centriolos se duplican durante la división celular, siendo este proceso el que genera
los polos del huso acromático que permiten la división del núcleo celular en dos,
durante la mitosis. También intervienen en la formación del huso acromático, así como
en la formación de cilios y flagelos y en el movimiento de éstos.


-El aparato de Golgi: estructura y función.

El aparato de Golgi es un orgánulo membranoso constituido por conjunto de sáculos
discoidales y aplanados, delimitados por una unidad de membrana, ligeramente dilatados en
sus extremos de donde parecen desprenderse vesículas. Estos sáculos se agrupan en pilas de 5
a 10 unidades que se denominan dictiosomas, los cuales suelen presentar una superficie
cóncava y otra convexa. Las cavidades están delimitadas por una membrana unitaria y están
llenas de fluido. Los diferentes dictiosomas están conectados entre sí. El aparato de Golgi
suele encontrarse rodeando al núcleo o al centrosoma.

El aparato de Golgi guarda una estrecha relación entre su estructura y su función, y, a su vez,
se relaciona con el retículo endoplásmico, ya que se forma a sus expensas, y sus funciones son
complementarias, retículo y aparato de Golgi forman el denominado complejo GERL. Las dos
superficies o caras del aparato de Golgi delimitan tres espacios en el mismo:
- Cara cis (externa o de formación): es la cara cóncava de los sáculos que está rodeada por
cisternas de retículo endoplásmico que, por gemación, desprenden vesículas. Estas vesículas
se denominan vesículas de transición y están cargadas de productos almacenadas en el
retículo endoplásmico. Varias de ellas se fusionan con los sáculos del aparato de Golgi,
constituyendo en primer espacio del mismo. Desde aquí se van desprendiendo nuevas
vesículas que van circulando hacia la cara convexa dando lugar al tercer compartimento del
aparato de Golgi.
- Cara trans (interna o de maduración): Al llegar a la cara convexa del dictiosoma se
fragmentan en vesículas de secreción. Varias de esas vesículas pueden fusionarse y formar
gránulos de secreción. Estos últimos pueden permanecer en el citoplasma o ir al espacio
extracelular por exocitosis.
El aparato de Golgi interviene en la glicoxilación (unión de glúcidos) a proteínas y lípidos de
membrana procedentes del retículo endoplásmico, que van a ser productos de secreción
celular. Además, interviene en la producción de membranas celulares y en la formación de
lisosomas.
Otras: ver libro.


-Pared celular vegetal: composición, estructura y función.

La pared celular o membrana de secreción vegetal es una forma especializada de
matriz extracelular, que se encuentra adosada a la membrana plasmática de las células
vegetales. Aunque en la superficie de las células animales también existen componentes
de la matriz extracelular, adheridos al glucocálix, la pared celular de los vegetales está
más organizada y es más rígida. Esta rigidez, unida al grosor de la pared, permite a los
vegetales prescindir de un esqueleto.
Al estudiar su estructura se observan dos componentes claramente diferenciados: las
moléculas fibrilares de celulosa, cuya agregación da origen a las fibras de celulosa;
están formadas por unas 1.500 microfibrillas y son visibles con la lupa; y el cemento
que une las fibras de celulosa, formado por pectinas, hemicelulosa, agua y sales
minerales.
Aunque la composición varía mucho de unas células a otras, el principio arquitectónico
en el que se basa es constante: fibras largas y muy resistentes unidas por una matriz de
proteínas y polisacáridos.
El modo en que se organizan estos componentes para formar la pared, se comprende
mejor si seguimos la evolución de una célula que acaba de dividirse, dando origen a dos
céluas hijas que, como ocurre en los vegetales, se mantienen juntas.
La primera capa que se forma a partir de la membrana plasmática es la lámina media,
común a las dos células y formada principalmente por pectinas.
Entre la lámina media y la membrana plasmática depositan hasta 3 capas, dando lugar a
la pared primaria. En ella, las moléculas de celulosa se disponen en red y abunda el
cemento.
Cuando la célula deja de crecer puede conservar la pared primaria, a veces
engrosándola, o deposita nuevas capas de distinta composición, originando así la pared
secundaria.
Normalemente se trata de 3 capas pero, en ocasiones, llegan a ser 20. En ellas
predomina la celulosa sobre el cemento. Las moléculas de células están ordenas y
dispuestas paralelamente, lo que confiere gran resitencia a la pared, aunque la célual
pierde la capacidad de estirarse.
 
TDC METABOLISMO

1-El papel del ATP en los seres vivos.

 
El ATP es un nucleótido(derivado) no nucleico, es decir, no forma parte de los ácidos
nucléicos. Químicamente está compuesto por diferentes unidades estructurales que son:
- Una base nitrogenada púrica, la adenina.
- Una pentosa, la ribosa.
- Tres moléculas de ácido ortofosfórico.
El ATP (adenosín trifosofato) es nucleótido complejo de gran importancia biológica, no sólo
como coenzima, sino también por la energía bioquímica que es capaz de almacenar en
sus dos enlaces esterfosfóricos. Al romperse estos enlaces mediante hidrólisis, liberan
cada uno 7,3 Kcal/mol (proceso exergónico).
Por el contrario, la fosforilación del ADP a ATP es un proceso endergónico, no
espontáneo , que requiere un aporte energético.
Las reacciones metabólicas están acopladas energéticamente a través del ATP. En el
metabolismo celular tienen lugar reacciones que liberan energía y otras que la consumen
(en el catabolismo se libera energía y en el anabolismo se consume). Estos procesos
energéticos no tienen por qué ocurrir al mismo tiempo ni en el mismo lugar en la célula.
Por lo tanto, debe existir un mecanismo que almacene y transporte esa energía desde los
lugares donde se libera a los lugares donde se consume. Este mecanismo se base en la
formación y posterior ruptura de enlaces químicos que almacenan y liberan gran
cantidad de energía. Estos enlaces se denominan enlaces de alta energía.
La síntesis del ATP tiene lugar en la célula mediante dos mecanismos diferentes:
1) Fosforilación a nivel de sustrato: el ATP se produce a partir de ADP al que se une
un fosfato transferido desde otra molécula al que estaba unido.
2) Fosforilación en el transporte electrónico: el transporte de electrones, a través de
proteínas ubicadas en la membrana de mitocondrias y cloroplastos, libera energía que es
utilizada por el enzima ATP-asa para fosforilar el ADP a ATP. Se denomina
fotofosforilación si se produce en el cloroplasto y fosforilación oxidativa si tiene lugar
en la mitocondria.

Algunos procesos celulares vitales que requieren la hidrólisis del ATP para su realización
son:
- Transporte activo de sustancias a través de la membrana plasmática.
- Traducción del mensaje genético.
- Movimiento celular.

2-La cadena respiratoria y la fosforilación oxidativa: descripción global de los procesos, y su localización celular.

La respiración celular tiene lugar en las mitocondrias de las células eucariotas y en el
citoplasma y mesosomas de las células procariotas aerobias. Consta de tres etapas sucesivas:
oxidación del ácido pirúvico, ciclo de Krebs y la cadena respiratoria. Esta ultima etapa está
asociada al mecanismo de fosforilación oxidativa.
La mayoría de la energía procedente de la oxidación de compuestos orgánicos (glucosa,
ácidos grasos) es utilizada para la síntesis de ATP. Sin embargo, parte de la energía obtenida
en la oxidación se encuentra en los electrones que fueron aceptados por las coenzimas NAD+
y FAD+. Estos electrones, procedentes de la glucólisis, la oxidación del ácido pirúvico y del
ciclo de Krebs, se encuentran en un nivel energético alto.
La cadena de transporte electrónico consta de una serie de enzimas oxidorreductasas o
moléculas transportadoras de electrones que pueden existir en dos estados de oxidación
próximos, pasando de uno a otro según acepten electrones o los desprendan. Cada par redox
sólo puede recibir electrones de otro par que tenga un potencial de reducción más negativo, y
sólo puede cederlos a otro par que lo tenga más negativo. El par de potencial más negativo en
la cadena respiratoria es el NAD+, en el otro extremo se encuentra el par del agua. Por tanto,
la función de la cadena respiratoria es recoger los electrones cedidos por los coenzimas
reducidos (NADH y FADH2) y pasarlos de una a otra hasta un aceptor final de electrones, el
oxígeno molecular, que al reducirse, origina agua.
Las moléculas transportadoras que constituyen la cadena respiratoria están localizadas en la
membrana mitocondrial interna que conforma las crestas mitocondriales
La fosforilación oxidativa está asociada a la cadena de transporte y consiste en la producción
de ATP en la mitocondria gracias a la energía liberada durante el proceso de transporte
electrónico. Las medidas cuantitativas demuestran que por cada dos electrones que pasan
desde el NADH al oxígeno se forman tres moléculas de ATP, mientras que, en el caso del
FADH2 sólo se forman dos.
Según la “hipótesis quimiosmótica”, la única que ha sido comprobada experimentalmente y
la que se acepta en la actualidad, los componentes de la cadena de transporte electrones se
encuentran formando tres complejos que actúan como bombas de protones. Gracias a la
energía liberada durante el transporte electrónico, los complejos bombean protones desde la
matriz mitocondrial al espacio intermembrana estableciéndose un gradiente electroquímico
entre estos dos espacios. La disipación posterior de este gradiente qimiosmótico creado a
través del complejo ATP-sintetasa integrado en la membrana interna mitocondrial
proporciona la energía suficiente para la producción de ATP a partir de ADP y Pi.

3-Fotosíntesis. Estructuras subcelulares que intervienen en el proceso, Dibújalas y
enumera sus partes. Fase luminosa y fase oscura.

La fotosíntesis es un proceso anabólico y autotrófico primordial, del que depende la vida
sobre la Tierra. Consiste en la conversión por los organismos fotosintéticos de la energía
luminosa procedente del Sol en energía eléctrica y después en energía química. Esta energía
será utilizada para formar materia orgánica propia o biomasa (glúcidos) a partir de moléculas
inorgánicas, como agua, CO2 y sales minerales. El O2 molecula r, resultante de la ruptura de
moléculas de agua que intervienen en el proceso, se desprende como producto de desecho.
Los cloroplastos son unos orgánulos citoplasmáticos cuya función principal es realizar la
fotosíntesis.. Se encuentran rodeados por dos membranas entre las que existe un espacio
intermembranoso. La membrana plastidial externa es lisa, mientras que la membrana
plastidial interna posee invaginaciones paralelas al eje longitudinal del cloroplasto que dan
lugar a la membrana tilacoidal (laminillas, lamelas o tilacoides). La membrana interna encierra un espacio llamado estroma. La membrana tilacoidal se organiza formando unas
vesículas discoidales y aplanadas que se superponen como pilas de monedas llamadas grana.
La imagen “http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/2bachillerato/La_celula/imagenes/cloroplasto_letreros.jpg” no puede mostrarse porque contiene errores.
La fotosíntesis tiene lugar en dos etapas conocidas como fase luminosa y fase oscura.
La fase luminosa de la fotosíntesis tiene lugar en presencia de luz y comprende un conjunto
de reacciones que tienen lugar en las membranas de los tilacoides. En ella, los electrones
liberados tras la incidencia de los fotones sobre los fotosistemas se utilizan para reducir el
NADP+ a NADPH. A través de la cadena de transporte electrónico, la energía de los
electrones se utiliza para la síntesis de ATP. Por tanto, durante esta fase tienen lugar dos
procesos muy importantes: la fotólisis del agua por la que se obtiene poder reductor en forma
de coenzimas reducidas (NADPH), y la fotosfosforilación que produce ATP. El producto de
desecho de esta fase es el oxígeno molecular.
En general, las reacciones luminosas se desarrollan de la siguiente manera:
- La fotólisis del agua produce gracias a la luz H+ que reducirán el CO2 a materia orgánica en
la fase oscura.
H2O ¾l¾uz®½ O2 + 2H+ + 2e-
Esta reacción también tiene lugar en las membranas de los tilacoides, como todos los procesos
que tienen lugar durante la fase luminosa de la fotosíntesis.
- Absorción o captación de la luz solar: es llevada a cabo por los pigmentos fotosintéticos.
Éstos son las clorofilas y los carotenoides. Estos pigmentos junto a proteínas específicas se
encuentran agrupados formando los llamados fotosistemas, que aparecen ubicados en las
membranas tilacoidales de los cloroplastos. Todos los pigmentos del fotosistema son capaces
de absorber luz, pero sólo uno es capaz de convertir la energía luminosa en eléctrica, es el
denominado centro de reacción, que está formado por una molécula de clorofila a y una
proteína específica. El resto de los pigmentos se denominan colectores o antena del
fotosistema y su función es transformar la energía del fotón en la que es capaz de absorber el
centro de reacción.
En la absorción de la luz intervienen dos fotosistemas:
-          Fotosistema I (FSI). Capaz de absorber luz de l <700 nm.
-          Fotosistema II (FSII): capaz de absorber luz de l<680 nm.

Si un fotón choca con un electrón de un átomo perteneciente a una molécula de pigmento
fotosintético, este electrón capta la energía del fotón y salta a órbitas más alejadas del núcleo,
pudiendo llegar a perderse dejando ionizado al átomo. La molécula que contiene este átomo
queda asimismo oxidada y busca con avidez electrones, que le son proporcionados por el agua
mediante la fotólisis de esta molécula. Por lo tanto, la absorción de la luz por el centro de
reacción hace que la clorofila existente en éste libere un electrón, que viajará a lo largo de una
cadena de transporte de electrones hasta alcanzar el NADP+. Entonces, el centro de reacción
queda ionizado, por lo que se necesita un electrón que será aportado por el H2O mediante
fotólisis de ésta.
- Transporte o flujo electrónico fotosintético: Los electrones arrancados del centro de reacción
cargados con la energía del fotón, son transportados por un conjunto de proteínas
transportadoras, situadas en la membrana tilacoidal, hasta la coenzima NADP+, que se reduce
a NADPH.
- Fotofosforilación: es la formación de ATP debida a la luz. Para que tenga lugar la fase
oscura de la fotosíntesis se necesita NADPH y ATP. Según la “hipótesis quimiosmótica” de
Mitchell, la energía liberada en le transporte de electrones se utiliza para bombear protones,
en contra de un gradiente, desde el estroma la espacio intratilacoidal. Estos protones regresan
al estroma a favor de gradiente a través del complejo enzimático denominado ATP-asa, que
utilizará la energía liberada en el transporte para fosforilar el ADP y transformarlo en ATP.
En la fase oscura de la fotosíntesis o fase de biosíntesis, el ATP y el NADPH obtenidos en
la fase luminosa son utilizados para transformar los compuestos inorgánicos en orgánicos, es
decir, para reducir el CO2 y así sintetizar glúcidos sencillos.
El ciclo de Calvin es la ruta metabólica mayoritaria por la que los organismos fotosintéticos
fijan el CO2, obteniendo así el carbono necesario para la construcción de sus biomoléculas
orgánicas. El ciclo de Calvin consta de varias fases:
1) Fase carboxilativa: El CO2 se incorpora a una molécula de 5 átomos de carbono, la
ribulosa-1,5-difosfato, para producir dos moléculas de 3-fosfoglicerato, es una reacción
catalizada por el enzima ribulosa-1,5-difosfato-carboxilasa-oxigenasa (RUBISCO), que es la
enzima más abundante del planeta.
2) Fase reductora: en esta fase se reduce el CO2 incorporado en la fase carboxilativa en el 3-
fosfoglicerato en forma de grupo carboxilo, mediante el ATP y el NADPH producidos en la
fase luminosa.
3) Fase regenerativa: en esta fase parte del gliceraldehído-3-fosfato obtenido en la fase
reductiva es convertido en glucosa-6-fosfato, y parte en ribulosa-1,5-difosfato para cerrar de
nuevo el ciclo.
El balance del ciclo de Calvin es:
-          6 CO2 + 18 ATP + 12 NADPH + 12 H+ + 12 H2O ® Glucosa + 18 ADP + 18 Pi + 12 NADP+
Este alto consumo de ATP refleja el hecho de que el CO2 es la forma más altamente oxidada
de la cual se puede obtener carbono para construir los esqueletos carbonados de las moléculas
orgánicas.

4-Fase luminosa de la Fotosíntesis.

La reacción o ecuación global de la fotosíntesis en realidad, se lleva a cabo en dos
etapas o fases distintas: fase luminosa y fase oscura.
Se distinguen dos fases luminosas distintas atendiendo a la existencia de dos tipos de
transporte electrónico diferentes, uno es cíclico y el otro es acíclico. Según funcione uno
u otro transporte electrónico se habla de fase luminosa cíclica y fase luminosa acíclica
de la fotosíntesis.
En la fase luminosa de la fotosíntesis acíclica participan los dos fotosistemas (FSI y
FSII) en el transporte electrónico y se produce ATP y poder reductor (NADPH).
La absorción o captación de la luz solar es llevada a cabo por los pigmentos
fotosintéticos. Éstos son las clorofilas, la xantofila y los carotenoides. Estos pigmentos
junto a proteínas específicas se encuentran agrupados formando los llamados
fotosistemas, que aparecen ubicados en las membranas tilacoidales de los cloroplastos.
Todos los pigmentos del fotosistema son capaces de absorber luz, pero sólo uno es
capaz de convertir la energía luminosa en eléctrica, es el denominado centro de
reacción, que está formado por una molécula de clorofila a y una proteína específica. El
resto son los pigmentos antena o complejo antena del fotosistema y su función es
transformar la energía del fotón en la que es capaz de absorber el centro de reacción.
La fotofosforilación es la formación de ATP debida a la luz. Para que tenga
lugar la fase oscura de la fotosíntesis se necesita NADPH y ATP. Según la “hipótesis
quimiosmótica” de Mitchell, la energía liberada en el transporte de electrones desde el
agua hasta el NADP+ se utiliza para bombear protones, en contra de un gradiente, desde
el estroma la espacio intratilacoidal. Estos protones regresan al estroma a favor de
gradiente a través del complejo enzimático denominado ATP-asa, que utilizará la
energía liberada en el transporte para fosforilar el ADP y transformarlo en ATP.
La fotólisis del agua que tiene lugar en la fase luminosa produce H+ que reducirán el
CO2 a materia orgánica en la fase oscura.
H2O ¾l¾uz®½ O2 + 2H+ + 2e-
Esta reacción también tiene lugar en las membranas de los tilacoides, como todos los
procesos que tienen lugar durante la fase luminosa de la fotosíntesis.

5-El ciclo de Calvin o fase “oscura” de la fotosíntesis: localización e interpretación global del proceso.

El ciclo de Calvin (también conocido como ciclo de Calvin-Benson o fase de fijación del CO2 de la fotosíntesis) consiste en una serie de procesos bioquímicos que se realizan en el estroma de los cloroplastos de los organismos fotosintéticos.
Durante la fase luminosa o fotoquímica de la fotosíntesis, la energía lumínica ha sido almacenada en moléculas orgánicas sencillas e inestables, que van a aportar energía para realizar el proceso (ATP) y poder reductor, es decir, la capacidad de donar electrones (reducir) a otra molécula (nicotín-amida dinucleótido fosfato o NADPH+H+). En general, los compuestos bioquímicos más reducidos (simplificando la cuestión: los que tienen más electrones) almacenan más energía que los oxidados (con menos electrones, también simplificando) y son, por tanto, capaces de generar más trabajo (por ejemplo, aportar la energía necesaria para el movimiento muscular). En el ciclo de Calvin se integran y convierten moléculas inorgánicas de dióxido de carbono en moléculas orgánicas sencillas a partir de las cuales se formará el resto de los compuestos bioquímicos que constituyen los seres vivos. Este proceso también se puede, por tanto, denominar como de asimilación del carbono.
La primera enzima que interviene en el ciclo y que fija el CO2 atmosférico uniéndolo a una molécula orgánica (ribulosa-1,5-bifosfato) se denomina RuBisCO (por las siglas de Ribulosa bisfosfato carboxilasa-oxigenasa).
Para un total de 6 moléculas de CO2 fijado, la estequiometría final del ciclo de Calvin se puede resumir en la ecuación:

6CO2 + 12NADPH + 18 ATP → C6H12O6P + 12NADP+ + 18ADP + 17 Pi
que representaría la formación de una molécula de azúcar-fosfato de 6 átomos de carbono (hexosa) a partir de 6 moléculas de CO2

Fases del Ciclo de Calvin

El ciclo está dividido en tres fases:

1ª Fase: Fijación del CO2

La RuBisCO cataliza la reacción entre la ribulosa bifosfato (una pentosa, es decir un monosacárido de 5C, RuBP) con el CO2, para crear 1 molécula de 6 carbonos, la cual al ser inestable termina por separarse en 2 moléculas que contienen 3 átomos de carbono cada una, el fosfoglicerato (PGA). La importancia de la RuBisCo queda indicada por el hecho de ser el enzima más abundante en la naturaleza.

2ª Fase: Reducción

Primero ocurre un proceso de activación en el cual una molécula de ATP, proveniente de la fase fotoquímica, es usada para la fosforilización del PGA, transformándolo en difosfoglicerato. Esa transferencia de un enlace fosfato permite que una molécula de NADPH+H+ reduzca el PGA, mediante la acción de la enzima gliceraldehído-3-fosfato-deshidrogenasa, para formar gliceraldehído-3-fosfato (PGAL). Esta última molécula es una triosa-fosfato, un azúcar de tipo aldosa con 3C, que es una molécula estable y con mayor energía libre (capaz de realizar mayor cantidad de trabajo) que las anteriores. Parte de PGAL se transforma en su isómero dihidroxiacetona-fosfato (cetosa de 3C). Estas dos triosas-fosfato serán la base a partir de la cual se formen el resto de azúcares (como la fructosa y glucosa), oligosacáridos (como la sacarosa o azúcar de caña) y polisacáridos (como la celulosa o el almidón). También, a partir de estos azúcares, se formarán directa o indirectamente las cadenas de carbono que componen el resto de biomoléculas que constituyen los seres vivos (lípidos, proteínas, ácidos nucleicos, etc.).

3ª Fase: Regeneración

El ciclo continua a lo largo de una serie de reacciones hasta formar ribulosa-fosfato, que mediante el consumo de otra molécula de ATP, regenera la ribulosa bisfosfato (RuBP) original, dejándola disponible para que el ciclo se repita nuevamente.
Por tanto, por cada vuelta del ciclo se incorpora una molécula de carbono fijado (CO2) a otra molécula preexistente de 5 átomos de carbono (ribulosa bisfosfato), el resultado final es la regeneración de la molécula de 5 átomos de carbono y la incorporación de un nuevo carbono en forma orgánica C(H2O). Para comprenderlo hay que tener en cuenta que el producto fundamental del ciclo de Calvin es el gliceraldehído-3-fosfato (de 3 átomos de carbono), molécula que sirve como base para la síntesis del resto de carbohidratos. Tras 3 vueltas del ciclo, una nueva molécula de PGAL sale de éste y puede ser posteriormente utilizada para la formación de otras moléculas.
Durante años se pensó que el ciclo de Calvin era independiente de la luz y se denominó "fase oscura de la fotosíntesis". Hoy en día se conoce perfectamente que tanto la actividad de RuBisCO como de otras enzimas clave del ciclo es regulada por la luz, desactivándose en condiciones de oscuridad y reactivándose en condiciones de iluminación.




SEMEJANZAS Y DIFERENCIAS ENTRE RESPIRACIÓN Y FOTOSÍNTESIS



DIFERENCIAS:
1) La Fotosíntesis se realiza en los CLOROPLASTOS y la Respiración se realiza en las MITOCONDRIAS.
2) La Fotosíntesis se realiza únicamente en las células con clorofila y la Respiración se realiza en todas.
3) La Fase luminosa de la Fotosíntesis se realiza en presencia de la LUZ y la Respiración se realiza tanto en la luz como en la oscuridad.
4) La Fotosíntesis transforma la energía luminosa en energía química y la Respiración transforma la energía química en calor y en energía aprovechable.
5) ) La fotosíntesis la realizan sólo los organismos AUTÓTROFOS, mientras que la respiración celular es realizada por todas las células de todos los seres vivos. La Fotosíntesis la realizan los Vegetales de color verde, algunas Bacterias, Euglenofitas y no la realizan los Animales. La Respiración la realizan todos los seres vivos.
6) La Fotosíntesis en células eucariotas, se realiza en cloroplastos; en procariontes, en membranas y carboxisomas. La Respiración en células eucariotas se lleva a cabo en las Mitocondrias y en Procariotas en los mesosomas.
7)En la fotosíntesis interviene la coenzima NADP mientras que en la respiración es la NAD.
8) Los Productos iniciales de la Fotosíntesis son el H2O, CO2 y sales minerales. Los Productos iniciales en la Respiración es la Materia orgánica. Los Productos finales de la Fotosíntesis son Materia orgánica y O2(se desprende). Los Productos finales de la Respiración son H2O y CO2(se desprende). La fotosíntesis produce GLUCOSA y O2, en la respiración, se produce CO2 y H2O.
9) La Fotosíntesis es un Proceso ENDERGÓNICO(y endotérmico). La Respiración es un Proceso EXERGÓNICO (y exotérmico) La Fotosíntesis es ANABÓLICA y la Respiración es CATABÓLICA.

SEMEJANZAS:
1) Los dos Procesos se producen en organulos celulares en las células eucariotas.
2) Necesitan enzimas y coenzimas para realizar ciertas reacciones.Son vias metabólicas.
3) Existen componentes inorgánicos como H2O, CO2, O2.
4) Hay materia orgánica.
5) Sintetizan ATP.
6) En la Fotosíntesis se produce Síntesis de ATP y en la Respiración también a nivel de sustrato y fosforilación oxidativa.
7) En ambos procesos intervienen las llamadas particulas F(CF en cloroplastos),ATP sintetasas localizadas en las membranas internas,(tilacoides en fotosíntesis,crestas en mitocondrias)
8) Ambos procesos necesitan de una Cadena transporte de electrones: En la Fotosíntesis (en fase luminosa) y en la Respiración (cadena respiratoria).
9) Formación pool C3 (triosafosfato) en la fase oscura y en la Respiración se produce en la glucólisis.
10) Se realizan en Eucariotas (La Fotosíntesis no se lleva a cabo en animales, hongos y algunos protozoarios) y Procariotas (La fotosíntesis solo en algunas bacterias).

-Ciclo lítico virus.


Los viriones (virus en fase extracelular) no realizan ninguna actividad fisiológica, por lo que no requieren sintetizar proteínas ni utilizan energía; son estructuras inertes. Así, el ácido nucleico viral se replica a expensas de la maquinaria y la energía de la célula infectada.
Existen dos sistemas de replicación de virus, el ciclo lítico y el ciclo lisogénico
Así en los llamados virus bacteriófagos(infectan a bacterias):
Ciclo lítico
Se denomina así porque la célula infectada muere por rotura al liberarse las nuevas copias virales. Consta de las siguientes fases:
  • Fase de adsorción o fijación: El virus se une a la célula hospedadora de forma estable. La unión es específica ya que el virus reconoce complejos moleculares de tipo proteico, lipoproteico o glucoproteico, presentes en las membranas celulares.
  • Fase de penetración o inyección: el ácido nucleico viral entra en la célula mediante una perforación que el virus realiza en la pared bacteriana.
  • Fase de eclipse: en esta fase no se observan copias del virus en la célula, pero se está produciendo la síntesis de ARN, necesario para generar las copias de proteínas de la cápsida. También se produce la continua formación de ácidos nucleicos virales y enzimas destructoras del ADN bacteriano.
  • Fase de ensamblaje: en esta fase se produce la unión de los capsómeros para formar la cápsida y el empaquetamiento del ácido nucleico viral dentro de ella.
  • Fase de lisis o ruptura: conlleva la muerte celular. Los viriones salen de la célula, mediante la rotura enzimática de la pared bacteriana. Estos nuevos virus se encuentran en situación de infectar una nueva célula.