AGUA

Biomoléculas Inorgánicas

Formada por dos átomos de Hidrógeno y 1 de Oxígeno (H²O). Decimos que es una molécula dipolar, es decir, neutra pero tiene un polo (+) y otro (-). Se unen a sus moléculas formando puentes de hidrógeno que son muy débiles.

PROPIEDADES:

• AMORTIGUADOR TÉRMICO: evita cambios bruscos de temperatura.
• DISUELVE la mayor parte de las biomoléculas. Las reacciones químicas de la célula se realizan en medio acuoso.
• ESQUELETO HIDROSTÁTICO: mantiene la forma de la célula.
• TRANSPORTE
• ESTRUCTURAL: la presión del agua mantiene el volumen y la forma a las células sin membrana rígida.
• DETERMINA EL PH

SALES MINERALES

Dos estados diferentes en el organismo:

1. Precipitadas: estado sólido, estructural, protección y sostén (dientes, huesos).
2. Disolución: disueltas en agua, función reguladora del paso de agua a la célula, control del equilibrio hidroestático de las células.

OSMOSIS

El agua tiende a ir hacia donde más concentración de sales hay:

1. Poca concentración: sale el agua de la célula.
2. Igual concentración: sale y entra la misma cantidad.
3. Mucha concentración: entra mucha agua.

En forma de Iones, siendo muy importante para la célula.

GLÚCIDOS O HIDRATOS DE CARBONO

Biomoléculas Orgánicas, no tienen fosfato.

FUNCIONES

• Energética
• Reserva
• Estructural

MONOSACÁRIDOS

Estructura básica, función energética. Destaca la ribosa y desoxirribosa (pentosa, 5 carbonos), Glucosa (6 carbonos).

DISACÁRIDOS

Formados por dos monosacáridos, función energética (lactosa, maltosa, sacarosa).

POLISACÁRIDOS

Más de dos monosacáridos, función de reserva y estructural, no dulces ni solubles al agua (vegetales: celulosa, animales: glucógeno).

LÍPIDOS O GRASAS

FUNCIÓN

• Hormonal
• Estructural
• Protección
• Reserva energética

SAPONIFICABLES

Con ácidos grasos (un pequeño cambio químico en los ácidos grasos los convierte en jabón).

• Fosfolípidos: forman parte de la membrana celular.
• Triglicéridos: energéticos y de protección.

INSAPONIFICABLES

Derivan del Isopreno, no se convierten en jabón, son ácidos grasos (colesterol, terpenos).

PROTEÍNAS

De gran tamaño, formadas por la unión de aminoácidos (grupo amino NH2, un carbono, un R, un hidrógeno, grupo ácido CooH). Encontramos 20 tipos de aminoácidos que se unen formando cadenas.

FUNCIONES

Determinada por su estructura:

• Enzimática: la más importante, acelera reacciones químicas.
• Inmunológica: anticuerpos (Ig).
• Transporte: la hemoglobina.
• Reserva: almacena aminoácidos.
• Hormonal: regula y coordina funciones en diferentes órganos.
• Contráctil: muscular y celular.
• Energética
• Protectora

ÁCIDOS NUCLEICOS

Muy grandes, formadas por la unión de nucleótidos.

LOS NUCLEÓTIDOS

Están formados por:

1. Monosacáridos de dos tipos, solo uno está en el núcleo.
2. Ácido fosfórico «P».
3. Base nitrogenada: Adenina, Timina, Citosina, Guanina, Uracilo.

ADN (Ácido Desoxirribonucleico)

Formado por doble cadena enrollada en doble hélice de nucleótidos. Se encuentra en el núcleo de las células eucariotas, citoplasma de procariotas. Portadora del mensaje genético. Su monosacárido es la Desoxirribosa. Complementariedad de las bases nitrogenadas: Timina-Adenina, Citosina-Guanina.

ARN (Ácido Ribonucleico)

Formado por una cadena de nucleótidos. Su monosacárido es la Ribosa. Complementariedad de las bases nitrogenadas: Adenina-Uracilo, Citosina-Guanina.

Funciones

• Descodificar y transmitir la información contenida en el ADN.
• Síntesis de proteínas en ribosomas.

Hay tres tipos: ARN mensajero, traductor, ribosómico.

NIVELES DE COMPLEJIDAD Y ORGANIZACIÓN DE LA MATERIA

Pueden ser:

• No vivos: átomos, moléculas.
• Vivos: célula (parte más pequeña de los seres vivos), tejidos, órganos, sistemas o aparatos, organismos.

TRES FUNCIONES VITALES

• Nutrición: captar materia o energía y transformarla en materia o energía propia.
• Relación: captar y responder a estímulos del medio u otras células.
• Reproducción: duplicar su material genético y transmitirlo a su descendencia.

TEORÍA CELULAR

• Toda célula procede de otra célula.
• Realiza las tres funciones vitales.
• Toda célula posee la información genética de su progenitora y la transmite a su descendencia.
• Todos los seres vivos están formados por células.

NUTRICIÓN AUTÓTROFA

Implica que SÍ puede fabricar materia orgánica.

NUTRICIÓN HETERÓTROFA

Implica que NO puede fabricar materia orgánica.

PROCARIOTAS

• No poseen núcleo.
• Material genético está disperso en el citoplasma.
• Algunas poseen plásmidos.
• Carecen de orgánulos con membrana, en su lugar tienen unos pliegues en la membrana plasmática, los mesosomas.
• Presentan una pared de mureína.
• Pertenecen al reino móneras, son bacterias y cianobacterias.
• Su metabolismo es aerobio (con oxígeno) y anaerobio (sin oxígeno).
• Organización celular: unicelulares.
• Tienen ribosomas.

ESTRUCTURA

1. Envuelta externa o cubierta (de afuera hacia dentro): cápsula, pared celular, membrana celular formada por fosfolípidos y proteínas, no suele tener colesterol.
2. Citoplasma
3. Nucleoide: centro de la célula, no rodeada por membrana nuclear, contiene ADN circular no unido por proteínas.
4. Plásmidos: moléculas de ADN que se intercambian a través de los pilis.
5. Ribosomas: realizan la síntesis de proteínas, 70s.
6. Pilis: comunicación e intercambio de materia.
7. Flagelos: permiten el desplazamiento.

EUCARIOTAS

Tipos de Nutrición

• Animales: heterótrofas.
• Vegetales: autótrofas.

• Poseen núcleo, el material genético está rodeado de una membrana, ADN alargado.
• Pertenecen al reino de las protistas, hongos, algas, vegetales, animales.
• Metabolismo aerobio (con oxígeno).
• Organización celular: pluricelulares.
• Solo presentan pared celular las vegetales.

ESTRUCTURA

• MEMBRANA PLASMÁTICA: protege, aísla, permite el intercambio de materia con el exterior.
• NÚCLEO: contiene y protege el ADN.
• CITOPLASMA: medio acuoso en el que tienen lugar numerosos procesos químicos, alberga los orgánulos celulares.
• MITOCONDRIA: en su interior se realiza la respiración celular obteniendo energía para sus funciones (matriz, cresta, ribosomas, ADN, membrana externa, membrana interna). Tiene su propio ADN y ribosomas, fabrica sus propias proteínas.
• RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO RUGOSO: participa en la síntesis de proteínas, presenta ribosomas 80s.
• RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO LISO: fabrica lípidos que forman parte de la membrana celular como el colesterol y los fosfolípidos, no tiene ribosomas.
• APARATO DE GOLGI: almacena sustancias y moléculas para ser transportadas a otros orgánulos.
• LISOSOMAS: vesículas que contienen enzimas en su interior, se encargan de la digestión celular.
• RIBOSOMAS: síntesis de proteínas, más concretamente en la traducción del ADN.

ENTRE LAS CÉLULAS ANIMALES Y VEGETALES EXISTEN ESTAS DIFERENCIAS

VEGETALES

• Las células vegetales tienen Nutrición Autótrofa, SÍ fabrican materia orgánica.
• PARED CELULAR: rodea la membrana celular, formada por celulosa, función de mantener la estructura y protegerla.
• LAS VACUOLAS: orgánulos de gran tamaño, ocupan gran parte del espacio celular, están rodeados por una membrana, contienen agua, ayudan a mantener la forma.
• CLOROPLASTO: rodeado de una doble membrana, el espacio interno se llama estroma (líquido acuoso), presenta como sacos los tilacoides que se apilan unos sobre otros formando las granas. En los tilacoides está la clorofila, pigmento que hace posible la fotosíntesis (estroma, membrana interna, espacio intermembrana, membrana externa, grana, pila de tilacoides, lamela une las granas; ADN, ribosomas, espacio tilacoidal dentro de los tilacoides).

ANIMALES

• Las células animales tienen Nutrición Heterótrofa, NO fabrican materia orgánica.
• VACUOLAS O CENTRIOLOS: más pequeñas que las vegetales.
• CENTROSOMAS: permite el desplazamiento de los cromosomas en la división celular.

CICLO CELULAR: MITOSIS

INTERFASE

Periodo de tiempo que transcurre entre dos divisiones sucesivas. En este periodo la célula crece y desarrolla una intensa actividad metabólica. El núcleo que cambia de forma se denomina núcleo interfásico y los cromosomas no se hacen visibles. Distinguimos tres fases:

• FASE G1: gran actividad metabólica, síntesis de proteínas, la célula crece (6 y 12h).
• FASE G0: la célula deja de dividirse (neuronas).
• FASE S: se duplica el ADN (6 y 8h).
• FASE G2: síntesis de proteínas, duplicación de centriolos, doble ADN (3 y 4h).

FASE M (MITOSIS) Y CITOCINESIS

A partir de una célula diploide (2n) obtenemos dos células diploides iguales a la célula madre. Distinguimos 4 fases:

• PROFASE: se hacen visibles los cromosomas, desaparece la membrana nuclear y el nucléolo, se constituye el huso.
• METAFASE: los cromosomas alcanzan el grado máximo de concentración, los cromosomas se disponen en la mitad del huso formando la placa ecuatorial.
• ANAFASE: los cromosomas se dividen por el centrómero y cada cromátida se dirige a los polos. Concluye cuando los cromosomas llegan a los polos, duplicación de los centrómeros.
• TELOFASE: desaparición (desespiralización) de los cromosomas que pasan a ser de nuevo cromatina, los nucléolos se reorganizan y comienza a hacerse visible la membrana nuclear.

CITOCINESIS O DIVISIÓN DEL CITOPLASMA

• Animales: por la acción de un anillo formado por proteínas contráctiles se produce el estrangulamiento en el plano ecuatorial de la célula llamado surco de división. Acaba cuando se divide en 2.
• Vegetales: se forma un tabique de celulosa a la altura del plano ecuatorial que separa la célula en 2.

REPRODUCCIÓN ASEXUAL

Un solo progenitor produce individuos genéticamente iguales al progenitor, no genera variabilidad genética, se produce por Mitosis.

REPRODUCCIÓN SEXUAL

Dos individuos progenitores producen variabilidad genética por fusión de los gametos haploides (n), se produce por Meiosis.

FECUNDACIÓN

Unión de los gametos, da lugar a una célula diploide (2n) llamado cigoto.

MEIOSIS

Proceso de división celular que reduce a la mitad el número de cromosomas de la célula, por lo que origina células haploides (n) a partir de células diploides (2n).

1ª DIVISIÓN MEIÓTICA

• INTERFASE I: G1, S, G2 (poner lo de la mitosis).
• PROFASE I: la más importante, entrecruzamiento de segmentos de ADN entre cromátidas de cromosomas homólogos, también llamada Crossing-Over (recombinación genética), poner además lo de la mitosis.
• METAFASE I: se acomodan los cromosomas en el plano ecuatorial y se unen formando el huso.
• ANAFASE I: separación al azar por las quiasmas y migración de los cromosomas homólogos hacia los polos opuestos de la célula.
• TELOFASE I: formación de la membrana nuclear y los nucléolos se reorganizan.
• CITOCINESIS I: producen dos células con distinto material genético, diploides (2n).

2ª DIVISIÓN MEIÓTICA

• INTERFASE II: G1, pero NO S, G2 (poner lo de la mitosis).
• PROFASE II: no replicación de cromosomas, lo mismo que la mitosis.
• METAFASE II: lo mismo que la Metafase I.
• ANAFASE II: separación de las cromátidas hijas de los cromosomas homólogos por los centrómeros, por lo que los cromosomas aparecen constituidos por una única cromátida, emigran hacia los polos opuestos.
• TELOFASE II: lo mismo que Telofase I.
• CITOCINESIS II: produce 4 células hijas cada una con un juego haploide de cromosomas.

METABOLISMO

Proceso químico que ocurre en el interior de la célula. Hay dos tipos:

• ANABOLISMO: conjunto de procesos bioquímicos mediante los cuales las células sintetizan la mayoría de las sustancias que las constituyen (fotosíntesis).
• CATABOLISMO: conjunto de reacciones metabólicas cuya finalidad consiste en proporcionar a la célula ATP, poder reductor (NADPH) y precursores metabólicos (respiración celular).

FOTOSÍNTESIS

Proceso anabólico que ocurre en el Cloroplasto de las células vegetales, se divide en dos fases:

• FASE CLARA O LUMÍNICA: en ella la luz solar actúa sobre el agua (H²O) y produce Adenosín Trifosfato (ATP) y poder reductor (NADPH) liberando oxígeno (O²). Esta fase se lleva a cabo en la membrana de los tilacoides. El oxígeno es liberado en esta fase, sale el agua (fotólisis: la luz rompe las moléculas del agua).
• FASE OSCURA: los productos obtenidos de la fase clara (ATP y NADPH) salen de la membrana tilacoidal al estroma. Allí tiene lugar un conjunto de reacciones conocidas como Ciclo de Calvin mediante el que el CO² se fija y se convierte en glucosa, que es fuente de materia orgánica y energética para todos los seres vivos.

RESPIRACIÓN CELULAR

Proceso catabólico que se realiza en la mitocondria de las células animales y que consiste en la combustión de la materia orgánica (glúcidos, lípidos, proteínas) para obtener energía. En el citoplasma la glucosa se parte en dos por un proceso llamado glucólisis produciendo dos ácidos pirúvicos. Este entra en la matriz mitocondrial realizándose el Ciclo de Krebs del que se obtiene poder reductor y CO². El poder reductor pasa a la cadena de transporte de electrones, coge el oxígeno y obtenemos agua y ATP, y expulsa el CO² fuera.

MICROORGANISMOS

Aquellos seres vivos que solo pueden ser vistos por microscopio y constituyen un grupo muy heterogéneo y complejo que solo tienen en común su pequeño tamaño. Hoy se distinguen 5 grupos:

• BACTERIAS: celular, organización celular procariotas, nutrición autótrofa, reino mónera (tétanos, tuberculosis, salmonelosis, industria del yogur).
• ALGAS: celular, organización celular eucariotas, nutrición autótrofa, reino protistas (biocombustibles).
• HONGOS: celular, eucariotas, nutrición heterótrofa, reino fungi (candidiasis, tiña, pie de atleta, cerveza, vino, pan, antibióticos).
• PROTOZOOS: celular, eucariotas, nutrición ambas, mayormente heterótrofa, reino protistas (paludismo o malaria, disentería, enfermedad del sueño).
• VIRUS: acelular, organismo celular acelular, no tiene metabolismo, reino partículas (sida, gripe, hepatitis, vacunas).

BIOTECNOLOGÍA

Conjunto de técnicas y procedimientos que mediante el empleo de microorganismos permite la obtención de productos útiles para el hombre.

VIRUS

Fuera de la célula son partículas inertes denominadas viriones, pueden parasitar bacterias, animales y vegetales.

PARTES DEL VIRUS

1. Ácido Nucleico: ADN o ARN, nunca los dos juntos.
2. Cápside: cubierta de proteínas que protege el genoma. La unión de estos dos se llama nucleocápside.
3. Algunos virus tienen envoltura membranosa y transcriptasa.

TIPOS DE NUCLEOCÁPSIDES VIRALES

• Helicoidales
• Icosaedros
• Complejos

CICLO DE MULTIPLICACIÓN VIRAL

CICLO LÍTICO

1. Fijación: contacto con la membrana celular.
2. Penetración del ácido nucleico del virus.
3. Replicación del genoma.
4. Síntesis de proteínas.
5. Ensamblado de los nuevos viriones.
6. Liberación por rotura o gemación.

CICLO LISOGÉNICO

1. Fijación: contacto con la membrana.
2. Penetración del ácido nucleico del virus.
3. El ácido nucleico del virus se integra con el ADN de la célula, este estado se le llama virus atenuado o provirus.
4. División: dos células hijas con el genoma del virus integrado.
5. Finalmente entra en su estado lítico.

ADN

Molécula encargada de transmitir toda la información necesaria para fabricar otro individuo completo. Esta información está recogida en los nucleótidos.

NUCLEÓTIDOS

• Fosfato «P».
• Ribosa.
• Base nitrogenada.

CÓDIGO GENÉTICO

Se organiza en tripletes y es:

• UNIVERSAL: el mismo para todos los seres vivos.
• DEGENERADO: porque varios tripletes codifican el mismo aminoácido.
• NO PRESENTA SOLAPAMIENTO: porque un triplete no expresa dos aminoácidos diferentes.

REPLICACIÓN DEL ADN

Dos copias iguales para las dos células hijas, complementariedad de las bases nitrogenadas: Adenina-Timina, Citosina-Guanina.

SEMICONSERVATIVO

Que alrededor de cada hebra de ADN que se ha obtenido se fabrica un fragmento complementario.

TRANSCRIPCIÓN DEL ARN

Consiste en copiar una parte del mensaje genético desde su forma original (ADN) a otra (ARN) que se utiliza para la síntesis de proteínas.

TRADUCCIÓN DEL ARN

Se realiza en el citoplasma y ribosomas. ARN mensajero, ARN transferencial, ARN ribosómico (AUC). Codón está en el ARN mensajero y en el Anticodón está el ARN transferencia que busca aminoácidos para formar las proteínas.

BASES COMPLEMENTARIAS ARN

Adenina-Uracilo, Citosina-Guanina.

INMUNIDAD

Capacidad de hacer frente a todo aquello que pueda ser malo para el organismo.

ANTÍGENO

Molécula capaz de desencadenar una respuesta inmune.

SISTEMA INMUNITARIO

Hay dos tipos:

• INESPECÍFICO: Inmunidad innata, funciona igual para todos los microorganismos. Está compuesto por:
  1. Barreras físicas primarias: la piel, mucosas, ácido del estómago, lisozimas.
  2. Barreras físicas secundarias: inflamatorias (enrojecimiento, hinchazón, dolor, aumento de la temperatura).
  3. Interferón.
  4. Sistema de complemento: serie de proteínas que puede provocar la lisis de los antígenos, pudiendo ser activado de forma específica e inespecífica.
• ESPECÍFICO: Inmunidad adquirida, sus características son: especialidad, clonalidad, memoria inmunológica, autorregulación. Es realizada por los granulocitos, macrófagos, linfocitos T4, T8, NK y los linfocitos B que se transformarán en células plasmáticas.

RESPUESTA CELULAR

Los macrófagos fagocitan al patógeno cogiendo su antígeno que colocan en su membrana. Estos se dirigen por la corriente sanguínea a los ganglios linfáticos presentándoselos a los leucocitos T4 (colaboradores) que reconocen al antígeno del patógeno, activando a los leucocitos T8 (citotóxicos) que se unen a la membrana de las células infectadas e inyectan una enzima que las destruye. Cuando la respuesta termina, los linfocitos T supresores frenan la respuesta dejando algunos como memoria (tumores, rechazo de órganos).

RESPUESTA HUMORAL

Los macrófagos fagocitan al patógeno cogiendo su antígeno que colocan en su membrana, presentándoselo a los leucocitos T4 (colaboradores). Estos activan a los leucocitos B que se transforman en células plasmáticas y cada una producirá una inmunoglobulina diferente hasta que da con la complementaria al antígeno. ESTA ES LA RESPUESTA HUMORAL PRIMARIA. Después, la inmunoglobulina se fijará a la membrana del patógeno facilitando la fagocitación a los macrófagos. Las células se dividen y algunas quedan en la corriente sanguínea como recuerdo. Cuando el antígeno vuelve, la respuesta humoral es más rápida pues sabe qué antígeno producir y ESTA ES LA RESPUESTA HUMORAL SECUNDARIA.

HIPERSENSIBILIDAD

Respuesta exagerada a una sustancia denominada alérgeno que es inocua para otras personas (alergias, IgE).

AUTOINMUNIDAD

El sistema inmune no reconoce a su propio organismo y fabrica anticuerpos que lo atacan (IgM): artritis reumatoide, lupus eritematoso.

INMUNODEFICIENCIA

El sistema inmune no funciona o fabrica linfocitos defectuosos, pudiendo ser congénita o adquirida (sida, niños burbuja).

EL SIDA

Provocado por el VIH (virus de la inmunodeficiencia humana), es un retrovirus que ataca a los linfocitos T4 colaboradores del sistema inmunitario destruyéndolo. Se dice que es seropositivo porque tiene el virus durante años latente en la sangre disminuyendo poco a poco los linfocitos T4, y es enfermo cuando los linfocitos T4 son tan bajos que las enfermedades oportunistas ocasionan que enfermen y mueran. La forma de contagio más habitual es por transmisión sexual, compartir jeringuillas, en el momento del parto y la leche materna. Son virus muy complicados de combatir por su capacidad de mutación rápida.

VACUNAS

Preparados con microorganismos atenuados que una vez en el organismo desencadenan una respuesta inmunológica generando una memoria activa, es lenta.

SUEROS

Inmunidad artificial pasiva, proporciona la inmunoglobulina para matar al patógeno. Una vez que desaparece el patógeno, los anticuerpos desaparecen. Su acción es más rápida pero no crea memoria, se emplea en venenos.