Transporte de moléculas

Transporte de moléculas de baja masa molecular

• Transporte pasivo: A favor de gradiente, sin consumo de energía.
  • Difusión simple: Sustancias solubles (O₂, CO₂).
  • Difusión facilitada: Hay proteínas que ayudan a pasar.
• Transporte activo: En contra de gradiente, consumo de energía (ej. bomba de sodio-potasio).

Transporte de moléculas de elevada masa molecular

• Endocitosis: Es el proceso que capta partículas del medio externo mediante invaginación en la que engloba la partícula originándose una vesícula. Pinocitosis (líquido) y fagocitosis (sólido).
• Exocitosis: Las macromoléculas contenidas en vesículas citoplasmáticas son transportadas desde el interior para ser vertidas al medio extracelular. La vesícula y la membrana plasmática se fusionan generando un poro a través del cual se puede liberar el contenido de la vesícula citoplasmática. Gracias a esto las células son capaces de eliminar sustancias sintetizadas por la célula o bien sustancias de desecho.

La pared celular

Cubierta externa.

Composición química

En los hongos el polisacárido es la quitina y en plantas la celulosa (microfibrillas-hemicelulosa-pectina).

Estructura

Dos capas:

• La lámina media (compuesta por pectina, pudiendo impregnarse con lignina).
• La pared primaria (propia de las células de crecimiento, componentes: celulosa, hemicelulosa y pectina).
• Pared secundaria (cuando cesa el crecimiento se diferencia una 3ª capa, la pared secundaria, más gruesa y rígida que la 1ª (pectina y celulosa y a veces lignina).

El citoplasma

Espacio celular comprendido entre la membrana plasmática y la envoltura nuclear. Constituido por el citosol, citoesqueleto y orgánulos celulares.

El citosol

(Hialoplasma) medio acuoso en el que están todas las moléculas que la célula necesita para su metabolismo, los ribosomas realizan la síntesis de proteínas y procesos metabólicos.

El citoesqueleto

Formado por una red de filamentos proteicos entre los que destacan:

• Microfilamentos: Constituidos por actina, mantiene la forma, facilitan la emisión de pseudópodos y en las células musculares (actina y miosina participan en la contracción muscular).
• Filamentos intermedios: Células musculares.
• Microtúbulos: Componente es una proteína, tubulina (capacidad de polimerización y despolimerización) forman los centriolos, cilios y flagelos, también el huso mitótico.
  • Funciones:
    • Movimiento de la célula, cilios y flagelos.
    • Componentes del citoesqueleto.
    • La forma de la célula, constituyen una red que permite a la célula mantener su forma.
    • Separación de cromosomas, los microtúbulos forman el huso mitótico (separación de cromosomas).

Cilios y flagelos

Cilios: Apéndices que poseen un haz de microtúbulos paralelos, se encuentran en la superficie de células animales, función: mover el líquido sobre la superficie de la célula y así crear corrientes para la renovación del alimento y O₂ y función locomotora.

Flagelos: Largos y numerosos (parecidos a los cilios).

Estructura de un cilio

Un eje ciliar o axonema que consiste en un haz de nueve dobletes de microtúbulos dispuestos en círculo alrededor de un par de microtúbulos centrales. 9+2. Hay una zona de transición. Y un corpúsculo basal: compuesto por microtúbulos paralelos que forman un corto cilindro de 9 elementos, pero ahora el anillo es de 9 tripletes, el corpúsculo basal carece de microtúbulos centrales, se extienden a lo largo del cilio.

Centrosoma

Centro organizador de microtúbulos.

Estructura

En el interior aparece el diplosoma, formando dos centriolos dispuestos perpendicularmente entre sí. El material pericentriolar, es el centro organizador de microtúbulos, en él se organiza una serie de microtúbulos que parten radialmente, áster. Cada centriolo consta de 9 grupos de 3 tripletes formando un cilindro.

Función

Son centros organizadores de microtúbulos, del centrosoma derivan cilios y flagelos encargados del desplazamiento celular, el huso acromático encargado de la separación de los cromosomas durante la división celular y el citoesqueleto cuyos filamentos se organizan alrededor de microtúbulos, las células vegetales sin centrosoma constituyen sus microtúbulos a partir de un centro organizador similar al centrosoma.

Ácidos nucleicos

Bases nitrogenadas

Forman parte de la estructura de: nucleótidos, nucleósidos y ácidos nucleicos. Tipos: Púricas: A y G. Pirimidínicas: C, T, U.

Nucleósidos

Unión de una ribosa o desoxirribosa (pentosa) con una base nitrogenada mediante un enlace N-glucosídico. Las bases nitrogenadas de un nucleósido pueden ser: A, G, C, T, U.

Nucleótidos

(Adenosín-5’-monofosfato) unión de ácido fosfórico a un nucleósido a través de un enlace éster fosfórico. Son los monómeros de los ácidos nucleicos. Ej: ATP y dinucleótidos como el NAD. El ATP está formada por: una base nitrogenada (A), ribosa y 3 moléculas de ácido fosfórico (almacena energía en el catabolismo). Otro ejemplo de mononucleótidos son la coenzima A y el AMP cíclico y dinucleótidos: NAD y FAD.

Ácidos nucleicos

Tipos: ADN (desoxirribonucleico) y ARN (ribonucleico). Son polinucleótidos, los nucleótidos se unen entre sí a través del fosfato del C 5’ y del radical hidroxilo –OH del C 3’ del otro nucleótido, la unión se realiza mediante enlaces fosfodiéster.

Composición química de los ácidos nucleicos

• En el ADN aparecen las siguientes bases nitrogenadas: A, G, C, T.
• En el ARN son: A, G, C, U.
• En el ADN la pentosa que aparece es siempre la desoxirribosa.
• En el ARN la pentosa es la ribosa.

Estructura del ADN

Forma la doble hélice, cada hebra es un largo polímero de nucleótidos, las bases nitrogenadas se colocan hacia el interior de las dos hebras, cada base se encuentra unida a la base de la hebra opuesta mediante enlaces de H. A-T y G-C. Son complementarias y antiparalelas.

Función del ADN

Almacena y transmite información genética, se encuentra en el núcleo de las eucariotas (menos bacterias) y procariotas en el citoplasma. En el ADN está contenida toda la información hereditaria. El ADN contiene unos genes (fragmento de ADN) que contienen la información para fabricar proteínas.

El ARN

La información genética almacenada en el ADN se convierte en proteínas con el concurso del ARN. La composición química es: A-U y C-G. El azúcar presente en el ARN es la ribosa. La estructura es monocatenaria (una sola cadena).

Tipos de ARN

• ARN de transferencia: Transporta aminoácidos específicos hacia los ribosomas, donde se sintetizan las proteínas. En el extremo inferior hay una zona llamada anticodón (donde se une el ARNm) en el extremo superior está el triplete aceptor de aminoácidos (donde se unen los aminoácidos).
• ARN mensajero: Es monocatenario y lineal. Su función es transmitir la información contenida en el ADN y llevarla hasta los ribosomas para que allí se traduzca.
• ARN ribosómico: Constituye parte de los ribosomas.

Diferencias entre ADN Y ARN

• Según su composición química:
  • En el ADN: los nucleótidos del ADN contienen desoxirribosa como pentosa, las bases nitrogenadas son: A, G, C, T.
  • En el ARN: los nucleótidos del ARN contienen ribosa como pentosa, las bases nitrogenadas son: A, G, C, U.
• Según su estructura:
  • El ADN es bicatenario (2 cadenas que son complementarias y antiparalelas A=T C=G, 5’-3’ 3’-5’. Tienen forma de hélice que fue descubierta por Watson y Crick, en procariotas es circular. Esto no pasa con los virus.
  • El ARN es monocatenario (una cadena). Tipos: ARNm, ARAr, ARNt.
• Según su localización celular:
  • El ADN: Procariotas el ADN se encuentra en el citoplasma y en eucariotas el ADN se encuentra en el núcleo, también hay orgánulos de la célula eucariota que tienen su propio ADN: mitocondrias y cloroplastos.
  • El ARN: en eucariotas se transcribe en el núcleo y es en el citoplasma donde realiza su función. En procariotas es en el citoplasma.
• Según su función:
  • El ADN almacena y transmite la información genética.
  • El ARN: participa en la traducción de las proteínas, el ARNm lleva el mensaje genético a los ribosomas, el ARNr forma parte de los ribosomas, función estructural. ARNt transporta aminoácidos hasta la cadena proteica que se está sintetizando.

Glúcidos

Biomoléculas formadas por C, H, O. Siempre hay un grupo carbonilo (un C unido a un oxígeno mediante un doble enlace, puede ser un aldehído (-CHO) o un cetona (-C=O), los glúcidos pueden ser aldosas o cetosas.

Clasificación de los glúcidos

• Monosacáridos: 3-8 átomos de C: glucosa y fructosa.
• Oligosacáridos: Disacáridos como lactosa, sacarosa y maltosa.
• Polisacáridos: Almidón, celulosa.

Monosacáridos

Son reductores, pierden electrones frente a otras sustancias que al aceptarlos se reducen. Se clasifican en:

• Aldotriosas: 3C como el gliceraldehído.
• Cetotriosas: 3C como la dihidroxiacetona.
• Aldopentosas: 5C como la ribosa.
• Cetopentosas: 5C como la ribulosa.
• Aldohexosas: 6C como glucosa y galactosa.
• Cetohexosas: Fructosa.

Triosas

3 átomos de C. Dos triosas: gliceraldehído (aldotriosa) y dihidroxiacetona que no tiene actividad óptica porque no tiene ningún C asimétrico (cetotriosa).

Pentosas

5 átomos de C. Aldopentosas: ribosa (ARN) y desoxirribosa (ADN). La ribulosa es una cetopentosa.

Hexosas

6 átomos de C. Aldohexosas destacamos la glucosa cuya función es el metabolismo celular. Otra aldohexosa es la galactosa, junto con la glucosa forma el disacárido lactosa. Las aldohexosas tienen 4C asimétricos, por lo que existirán 8 formas D y sus correspondientes L. Dentro de la cetohexosas destacamos la fructosa.

Actividad óptica de monosacáridos

La presencia de C asimétricos les confiere una propiedad llamada actividad óptica, una solución de estos compuestos hacen girar el plano de luz polarizada. Si el giro tiene lugar a la derecha, la sustancia es dextrógira (+) y levógira (-) si el giro tiene lugar hacia la izquierda. En el caso de las aldotriosas, la posesión de un C asimétrico, permite que existan 2 isómeros ópticos. Las formas D son aquellas en las que el C asimétrico más alejado del grupo carbonilo tiene el –OH a la derecha y si es L a la izquierda (HO-). La forma D es imagen enantiómero de la forma L correspondiente. En el caso de las aldohexosas como tienen 4C asimétricos -2,3,4,5- pueden haber 16 isómeros ópticos (8D y 8L) Ej: D-galactosa, D-manosa y sus formas L.

Ciclación de monosacáridos

Los monosacáridos con 5 o más átomos de C tienen estructuras cíclicas, el grupo carbonilo ha formado un enlace covalente con uno de los grupos hidroxilo situados a lo largo de la cadena. La glucosa al ciclarse forma un anillo hexagonal, que se parece al pirano se llama glucopiranosa. La formación de anillos de piranosa en la D-glucosa. El C1 se convierte en asimétrico y por tanto la D-glucopiranosa puede existir como dos formas Alfa y Beta. Difieren entre sí solamente en su configuración alrededor del átomo de C hemiacetálico, se llaman isómeros anómeros. Las cetohexosas aparecen en forma alfa y beta anoméricas.

Enlace O-Glucosídico

Los monosacáridos se unen mediante un enlace: O-glucosídico, se forma cuando un grupo hidroxilo (OH) de un azúcar reacciona con otro grupo hidroxilo del 2º monosacárido. Dos monosacáridos unidos forman un disacárido; el enlace se puede realizar de 2 formas:

• Enlace monocarbonílico: se produce entre el C anomérico del 1er monosacárido y un C no anomérico del 2º monosacárido, al quedar el 2º libre el disacárido sigue teniendo la capacidad reductora como la lactosa.
• Enlace dicarbonílico: se establece entre los 2C anoméricos de ambos monosacáridos, con lo que el disacárido formado pierde el poder reductor como la sacarosa.

Disacáridos

Constituidos por dos monosacáridos unidos por enlace O-glucosídico.

• Maltosa: Formada por 2 moléculas y su nombre es: Alfa-D-glucopiranosil (1->4) D-glucopiranosa. Se obtiene por la hidrólisis del glucógeno y del almidón. La maltosa se hidroliza rindiendo dos moléculas de D-glucosa por la maltasa. Sólo conserva el poder reductor cuando esté libre como maltosa.
• Celobiosa: Beta-D-glucopiranosil (1->4) D-glucopiranosa, se obtiene por la hidrólisis de la celulosa.
• Lactosa: Su nombre es alfa-D-glucopiranosil (1->2) Beta-D-fructofuranósido. No tiene poder reductor.

Estructura general y funciones de los polisacáridos

Formados por la unión de muchos monosacáridos mediante enlace O-glucosídico. Podemos distinguir los homopolisacáridos y heteropolisacáridos.

Homopolisacáridos

• Almidón: Propio de los vegetales, en los plastos. Formada por dos polímeros: la amilosa (no ramificadas, no pueden ser hidrolizadas por la amilasa alfa (1->4)) y amilopectina (constituida por unidades de glucosa, por hidrólisis con amilasas aparecen moléculas de glucosas y maltosas alfa (1->6).
• Glucógeno: Polisacárido de reserva en animales, formado por unidades de glucosa unidas mediante enlaces alfa (1->4) con ramificaciones en posición alfa (1->6).
• Celulosa: Con función estructural característico de los vegetales. Es un polímero lineal no ramificado formado por unidades de glucosa unidas por enlaces beta (1->4).
• Quitina: Polisacárido con función estructural compuesto por unidades de N-acetilglucosamina. Es el componente principal del exoesqueleto de los artrópodos.

Heteropolisacáridos

• Hemicelulosas: Formadas por un solo tipo de monosacáridos unidos por enlaces Beta (1->4) que forman una cadena lineal de la que salen ramificadas cortas formadas por monosacáridos diferentes, los componentes son glucosa, galactosa. Se encuentran en la pared celular de las células vegetales recubriendo la superficie de las fibras de celulosa.
• Agar-agar: Polímero de D y L galactosa que se extrae de las algas rojas. Actúa como espesante y difícilmente digerible, se utiliza como espesante en la industria alimentaria.
• Glucosaminoglucanos: Son polímeros lineales de N-acetilglucosamina. Se encuentran en la matriz extracelular de los tejidos conectivos donde cumplen diversas funciones. Tipos:
  • Ácido hialurónico: Tejido conjuntivo, humor vítreo del ojo.
  • Condroitín sulfato: Cartilaginoso y óseo.
  • Heparina: Pulmón, hígado y piel, como sustancia anticoagulante.

Heterósidos

• Glucolípidos: El aglucón es un lípido llamado ceramida, los más importantes son los cerebrósidos, que contienen galactosa o glucosa y los gangliósidos que presentan un oligosacárido ramificado. Son moléculas de membrana presentes en la superficie externa de las células del tejido nervioso, intervienen en el reconocimiento celular.
• Glucoproteínas: La fracción no glucídica es una molécula de naturaleza proteica, en este grupo se encuentran glucoproteínas sanguíneas que intervienen en el proceso de coagulación o las inmunoglobulinas con función defensiva. También son glucoproteínas diversos tipos de hormonas como la LH o FSH. Otras glucoproteínas de importancia biológica son las presentes en la superficie externa de la membrana.

Funciones biológicas de los glúcidos

: -F.energética: ·Monosacáridos: Glucosa.fructosa y galactosa, son los combustibles metabólicos. ·Disacáridos: sacarosa, lactosa sirven como reserva de energía de rápida utilización. ·Polisacáridos (homopolisacáridos): almidón,glucógeno de reserva. –Función estructural: ·Monosacáridos: ribosa y desoxirribosa que forman parte de la estructura de los nucleótidos y de los ác nucleicos. ·Polisacáridos (homopolisacáridos): celulosa (forma parte de celulosa de las c.vegetales) y quitina (exoesqueleto).-Otras funciones: glucoconjugados (heterósidos): glucoproteínas, glucolípidos: forman parte de la memb plasmática.